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沟槽开挖钢板桩支护方案雨水

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2020年4月19日
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珠海现代有轨电车1号线首期工程第Ⅳ标段
雨水沟槽开挖钢板桩支护方案

一、管线工程概况 
本工程雨水管管道埋深2.5--7.5m,  位于城市主干道上， 车辆行人密集 ，计划采用钢板桩及槽钢支护， 部分采用钢花管+静力爆破，四周用PVC围挡及铁护栏围挡。
支护及围挡示意图：

9m长钢板桩支护图
9m长钢板桩施工顺序：
a、先行打入钢板桩；
b、开挖至-1.5m，抽干积水，于-1.0m处设置支撑。支撑要采取有效措施顶紧；
c、以10—15m为一个施工段，完成-1.5m至设计高程以上1.0m的局部开挖，并在设计高程以上1.5m处设置第二道支撑。

牛腿大样图

二、基坑开挖施工工艺流程

三、钢板桩施工工艺要求
（1）设备选型 
为了节约工期，综合考虑现场的施工场地，桩打拔时采用液压履带式打拔机。该设备自重相对于履带吊振动锤较轻，行走自如，施工速度快，安全性能高，24小时都能施工。  
（2）槽钢钢板桩的检验、吊装、堆放： 
钢板桩的检验： ①外观检验：包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端部矩形比、平直度等项内容。检查中要注意：a）对打入槽钢有影响的焊接件应予以割除；b）割孔、断面缺损的应予以补强；c）若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度。原则上要对全部槽钢进行外观检查。 ②材质检验：对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验。包括钢材的化学成分分析，构件的拉伸、弯曲试验和延伸率试验等项内容。每种规格的槽钢至少进行一个拉伸、弯曲试验。每20-50t重的槽钢应进行两个试件试验。 
槽钢吊运：装卸槽钢宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的槽钢根数不宜过多。成捆起吊采用钢索捆扎，单根吊运常见专用的吊具。 
槽钢堆放：槽钢堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。槽钢应分层堆放，各层间要垫枕木，枕木间距一般为3-4米，且上、下层枕木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2米。 
（3）定位放线 
放出结构准确的灰线，从结构线每边按图纸引出一定的尺寸（给基坑施工预留施工作业面），作为打桩的方向线。在方向线以外挖宽0.5米深0.8米的沟槽，在沟槽的两端用木桩将定位线引出，在施工过程中随时校核，保证桩打在一条直线上，开挖后方便围檩和支撑的施工。 
（4）钢板桩打入 钢板桩施工的顺序： 
①基坑定位放线复核和修整②槽钢钢板桩位置的定位放线 ③施打槽钢钢板桩 ④支撑系统防护和原土回填、夯实 ⑤基坑回填80公分至路面高后，拔除钢板桩 。
钢板桩根据管沟开挖深度采用各种不种的拉森钢板桩，钢板桩型号、桩长、钢板桩的机械性能和尺寸应符合要求。经过整修或焊接后的钢板桩，堆存、搬运、起吊时应防止由于自重而引起的变形与损坏。进桩时把桩卸到打拔机附近6米范围之内，打拔机把桩夹起同时吊到打桩灰线上空，两辅助工利用工具辅助打拔机对好方向。再沿灰线对好前一根桩的止口插入土体，为了防止钢板桩的自然跟进，第一根桩应高出地面1米左右，后续钢板桩打之前应将前一根板桩与前面的桩用钢筋临时焊接。 
（5）垂直度标高控制
 钢板桩打入时有一人专门指挥，随时调整钢板的垂直度，保证其垂直，钢板桩在插入土体比较浅时（4～5m）,用线锤或经纬仪控制钢板桩垂直度。桩顶标高与自然地面相平，第一根桩用水准仪控制桩顶标高，后的桩参照前面桩的标高，每隔10米利用水准仪复核一次桩顶标高。使打入的桩整齐，受力均匀。
（6）沉桩控制
在打钢板桩的过程中，应随即检查其平面位置是否正确，桩身是否垂直，如发现倾斜（不论是前后倾斜或左右倾斜）应立即纠正或拔起重打。钢板桩采用振动等方法下沉。开始沉桩时宜用自重下沉，待桩身有足够稳定后再采用振动下沉。打桩机械采用38吨履带吊车，DZ45A型振动沉拔桩锤。
（7）围檩施工
围檩和支撑的中心标高按图纸标高控制管顶上方一定范围，围檩下方用厚14mm以上的钢板做牛腿，间距3米。围檩与钢板桩的空隙用碎钢板垫实。围檩采用HW400*400*13*21mm型钢。
（8）支撑的施工
支撑采用D377mm，t=10mm钢管支撑的形式，支撑着力处的围檩应局部焊加劲板。
(9)钢板桩的拔出
钢板桩的拔出仍用履带式液压拔桩机，在拔桩机行驶的路径上铺设路基箱板，钢板桩拔出时拔桩机尽量少振动，减少对周围土体的扰动。桩拔出后留下的空隙用河砂回填密实，防止日后周围土体位移。
(10)焊缝形式
围檩与钢板桩之间连接采用焊接。焊缝质量等级为三级。
四、钢板桩拔除
基槽回填压实后，尽早拔除钢板桩，加快扣板桩周转速度。
 1）拔桩方法 
本工程拔桩采用振动锤拔桩：利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除 
2）拔桩时应注意事项 
①拔桩起点和顺序：对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩5根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。 
②为防止将临近板桩同时拔出，宜将钢板桩和加固的槽钢逐根割断。先割除钢板桩的支撑，然后再拔围堰钢板桩。 
③振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。为及时回填拔桩后的土孔，当把板桩拔至比基础底板略高时暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分。对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续不超过1．5h。对拔桩后留下的桩孔，及时采用中粗砂灌入密实。
五、施工中遇到的问题及处理办法
由于现场地质结构较复杂，地下管线繁多，钢板桩打拔施工中常遇到一些难题，可采用如下几点办法解决： 
1）打桩过程中有遇上其它不明障碍物，导致钢板桩打入深度不够，采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。 
2）钢板桩杂填土地段挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔1.0~2.0米，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。 
3）钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄或宽度大于或等于标准宽度的板桩，异形桩可根据实际倾斜度进行焊接加工；倾斜度较小时也能够用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。 
4）在基础较软处，有时发生施工当时将邻桩带入现象，采用的措施是拔相邻的数根桩焊接在一起，而且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑剂减少阻力。 

六、钢板桩支护施工质量控制重点分析及应对措施
1、钢板桩支护施工质量控制重点分析
本工程钢板桩的支护主要分为槽钢桩及钢板桩两种，由于现场施工地质条件及实际环境因素的限定，本 工程管线长度月6公里，使 用量非常庞大，本工程地下水丰富，部分地段地质构造 存在沙砾层、卵石层。打拔桩时会产生一定振动，引起 土体位移、地面沉降，给已施工的地下结构带来危害， 影响邻近建筑物、道路和地下管线的正常使用。因此，保证钢板桩支护安全可靠是本工程的重点。 
2、钢板桩支护施工质量控制应对措施 
1）执行施工过程中的各项检查制度，进场材料检验制，钢板桩必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收，分别堆存，不得混杂，且应设立识别标志。堆置时应垫高并加遮盖。施工班组落实自检、互检、交接检的“三检制”，质检人员随班检查，保证每道工序在施工过程中达到合格，为整个工程质量达到优良打下基础。 
2）钢板桩采用挖机单独打入法逐块打设，直到工程结束。在打桩前，为保证钢板桩的垂直度及平面位置，人工用锤球检查工字钢的垂直度。 
3）钢板桩焊接前，必须根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊。接头采用搭接或帮条电弧焊时，宜采用双面焊缝，双面焊缝困难时，可采用单面焊缝。 
4）振桩前，振动锤的桩夹应夹紧钢桩上端，并使振动锤与钢桩重心在同一直线上。振动锤夹紧钢桩吊起，使工字钢桩垂直就位或钢板桩锁口插入相邻桩锁口内，待桩稳定、位置正确并垂直后，再振动下沉。停振检测桩的垂直度，发现偏差，及时纠正。沉桩中钢桩下沉速度突然减小，应停止沉桩，并钢桩向上拔起0.6～1.0m，然后重新快速下沉，如仍不能下沉，采取其它措施。 
5）钢板桩的拔除：拔除钢板桩采用振动锤拔除。拔桩前用拔桩机卡头卡紧桩头，使起拔线与桩中心线重合，拔桩时，先用振动锤将锁口振活以减小与土的粘结，然后边振边拔。拔桩过程中，随时观察吊机尾部翘起情况，防止倾覆，及时用砂填实回填桩孔， 拔桩中，操作方法正确、拔桩机振幅达到最大负荷、振动30min时仍不能拔起时，停止振动，采取其它措施。
七、质量保证措施
（一）材料保证措施 
(1) 材料进场：作好所有材料的进场控制和材料检验关，各种材料必须要有出厂合格证和材质化验单才允许进场使用； 
(2) 所有进场材料必须符合设计要求，主要材料须有出厂合格证、材质说明书等，各种材料、半成品的质保书、出厂合格证等应随货同行，由物资供应单位及时转交给资料员保管。 
(3) 材料员根据采购文件要求进行材料的二次检验：拉森钢板桩、槽钢、钢筋、水泥、砂石、砌体等材料在进场后还要取样进行二次检验，对不合格的材料一律退货。材料经检验合格后才可使用，不合格的材料必须立即退场。严防不合格产品进入工程使用。 
    (4) 严格执行技术交底制度；项目工程师组织全体人员认真学习施工方案，并进行技术、质量、安全书面交底，列出关键分部工程和施工要点，必须做到交底不明确不上岗，不签字不上岗。 
(5)  二级验收及分部分项质量评定制度，分项工程施工过程中，各分管负责人必须督促班组做好自检工作，当天问题当天整改完毕。 
分项工程施工完毕后，各分管负责人必须及时组织班组进行分项工程质量评定工作，并填写分项工程质量评定表交施工组长确认，最终评定由项目经理部的质检部专职质量员检定。 
（二）工序质量控制措施 
(1) 自检：施工过程中要求班组工人操作要认真，随时进行自检，每日完工后按
质量标准和设计要求，班组内进行自检。 
(2) 互检：上下工序交接时，施工员及质检员组织各班组长进行互检与交接检工
作，对上一班或上一工序的质量，按标准和设计要求进行全面的检查，作好工序交接工作。 
（三）基坑排水和防渗措施 
 基坑排水设计要求： 
（1）、基坑内积水为大气降水及边坡少量渗水形成，采用人工抽降水可达到降水目的。 
（2）、基坑施工期间，采用明沟、集水井排水相结合的降水方案。 
（3）、 截洪沟宽高设计尺寸：1200×800mm，截水沟和排水沟宽高设计尺寸：300×300mm，集水井宽长高设计尺寸：300×500×800mm，沟内抹20㎜厚1：2水泥砂浆。 
基坑排水实际施工要求： 
（1）、 坑内排水施工：在坡底四周设置砖砌排水明沟和集水坑，并随基坑的挖深而加深，以保持水流畅通。排水明沟100×100㎜，排水明沟宜布置在拟建建筑基础边0.4m以外，沟边缘离开边坡坡脚应不小于0.5m，坡比1～3%；在基坑内沿四周每20~30m设集水井，集水井底面加铺20cm厚碎石滤水层后应比沟底面低0.2m以上，集水井截面为0.7×0.7×1.0m，基坑内的水汇入明沟后经集水井抽排入周围的市政下水管网中。 
雨期施工 
（1）本工程基坑施工期部分位于雨季，基坑支护及地下室施工期间可能遭遇台风强降
水，短时雨水量较大，因此土方开挖时关注天气预报，尽量避免在雨天进行，工作面不宜过大，应逐段、逐片分期完成，基坑开挖至地下室回填前，视水量多少连续或间断抽水，直至基础施工完毕、回填土为止。 
（2） 雨期施工在开挖基坑(槽)时，应注意边坡稳定，经常对边坡、支护设施进行检查，发现问题要及时处理。
八、安全文明施工及环境保护措施
（一）施工过程安全管理 
1 、新进场的人员做好三级教育；特殊工种人员进行登记造册管理。组织各工种对安全规程的学习，定期进行安全教育并做好安全活动的记录。 
2、专项方案实施前，项目技术负责人或编制人员应当向现场管理人员和作业人员进行安全技术交底并签字。
3、安全事故隐患控制 ：⑴ 危险作业要在危险源公示栏内提前进行公示，对危险场所除了要做好安全防护设施以外，同时张挂有关安全禁令和警示标志。 ⑵ 安全检查和相应检验应有时间、有要求，要明确工作重点和危险岗位，要对查出的重大隐患限定整改，并做到定时、定人、定措施的整改完毕。 ⑶ 施工必须服从安全，当施工中不能完全保障人员安全时，必须暂停施工并做好纠正预防措施。 ⑷ 要做好安全事故的预防措施，对违章施工进行书面记录存档，并采取相应的处罚措施，保证基坑安全，顺利的施工。
（二）施工用电安全管理
1、 基坑施工所有用电均采用三级配电三级保护措施。基坑外电缆线用绝缘子架空，所使用的配电箱必须符合规范要求的标准电箱。配电箱电气装置必须做到一机一闸一触保；所有配电箱、开关箱必须编号完整，箱内电器配置完好。夜间施工确保足够照明。
2、 基坑施工所有用电设施、电机、照明器具、手持电动工具都采用TN－S系统保护。重复接地不得少于3处且其电阻值不得大于10Ω，做好定期检测记录。PE线必须为绿、黄双色线，在任何情况下PE线都不准作为负荷线。室外照明灯具距地面不得低于3.0米，施工现场严禁使用花线、塑料胶质线。

（三）现场带班安全措施
1 、本工程基坑施工必须实施领导带班管理制度，基坑挖深超过5米的支护施工和夜间作业、恶劣天气等特殊时段施工必须由项目经理亲自带班。 
2 、施工现场领导带班管理应遵循“全面兼顾，重点防范，带班在现场，解决在现场”的原则，将风险始终处于可控状态。 
3、 项目负责人是落实本项目施工领导带班制度的第一责任人，应确保在 第1条规定的班次内带班作业，并与工人同时上下班。项目班子成员必须轮流参加带班和跟班作业，保证班班有领导。
（四） 文明施工和环境保护措施 
1、 现场实行文明标化管理，严格按照《文明施工技术措施》和《环境保护技术措施》实施。 
2、文明施工主要控制措施 
⑴ 施工现场实行封闭式施工，工程四周采用砖围档或彩钢板封闭；主大门入口处设置醒目的五牌三图。围档上的安全标语要求内容丰富，整洁美观。入口处设置门卫和门卫制度，进入现场从业人员一律要求佩戴安全帽和上岗证。
 ⑵ 临时设施和作业场地严格按照标化要求建设，临时设施建设功能齐全。施工作业区与生活办公区明显隔离，按四时季节变化做好现场美化、亮化和绿化。办公生活设施主要采用双层钢构活动板房。 
（3） 施工作业区内设置质量安全宣传栏和学习窗口，及时更新动态安全信息。同时在醒目位置绘制一系列内容丰富、文意通俗的安全漫画，并悬挂大型横幅和宣传标语，向职工大力宣传相关质量安全和文化信息。 
（4） 施工现场的场容管理，实施划区域分块包干，并定期组织检查和考核。 
（5） 进场材料严格按场地布置要求堆放，并做好检验和记录工作。各种设备、材料堆放应尽量远离基坑边域，并不准堆放过高，防止倒塌下落伤人。
3、 临时道路安全和环境保洁管理 
⑴ 进出车辆门前要有专人负责指挥，并做好相关警示和标识，确保行人及车辆的交通安全； 
⑵ 做好车辆进出口处的保洁工作，并派专人在出口处用高压水枪冲洗车轮，以防污泥带出，车辆通道配派有专人清扫管理，确保场地内外整洁畅通。
（3）对进出场地道路，不乱挖乱弃。雨季做好沟渠疏通，防止雨水溢满路面而造成施工困难和道路污染。并设置好沉淀池，不乱排污水、废水、砂浆、泥浆，不乱倒垃圾和杂物。 
（4） 天气干燥时，对进出场地的道路、硬化地面进行定专人、定期、定时洒水润湿，以防止场地内灰尘飞扬，影响周围环境和居民正常生活。
（五）环境保护管理主要目标如下：  
a、扬尘控制指标：目测无扬尘。 
 b、噪声控制指标：夜间加班实行审批公告制度，昼间（06：00~22：00）≤75分贝，夜间（22：00~06：00）≤55分贝。 
c、废水控制指标：COD等排放指标符合国家及北京市有关标准。 d、废弃物控制指标：有毒有害废弃物单独存放，指定消纳。 
 e、材料、机具环保目标：符合国家及北京市的有关要求，不使用污染严重的政府命令禁止的材料或机具。 
f、扰民控制目标：不与居民发生过激言语或行为。
九、现场应急措施
在土方挖到淤泥层以下后，场地内保证有一台挖土机能够随时调用，如发现开挖后，坡顶位移呈增大趋势且不收敛，立即用挖土机挖土向坡脚回填反压，直至位移稳定再采取加固措施而后再继续开挖。平时备好500个编织袋，100m2木板等相关的应急材料。注浆设备，挖掘机、吊车、汽车随时调用。基坑开挖期间派工人跟踪，发生漏水与流砂情况立即处理。一旦发现位移增大不稳定时，可用砂袋回填反压。整个支护施工过程必须与设计人员保持联系，及时共同处理各种疑问题。

珠海市建盛工程有限公司
珠海现代有轨电车1号线首期工程
第Ⅳ标段项目经理部
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