{宁波]索塔承台基坑实施性施工组织设计(钢管桩)

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{宁波]索塔承台基坑实施性施工组织设计(钢管桩)

索塔承台基坑实施性施工组织设计

1.1 平面位置、地形 1

1.2 土层技术参数 1

2.2 防汛大堤安全 5

xx工程施工组织设计(土建)2.4 整体施工工艺流程图 8

3.1 钢管桩场外加工 9

3.2 钢管桩施工 12

3.3 拔除钢管桩 15

4 水泥搅拌桩施工 16

4.1 机具准备 16

4.2 材料准备 16

4.3 成桩试验 16

4.4 施工工艺 17

5.1 施工道路 18

5.2 开挖原则 18

5.3 土方开挖的工况流程 19

5.4 施工机械配备及劳动力计划 20

5.5 与各方沟通、协调 21

5.6 注意事项 22

6 其他主要工艺说明 23

6.1 技术、材料准备 23

6.2 塔吊安装 24

6.3 围檩、水平支撑施工 24

6.4 天气预报 24

6.5 钢筋放样后立柱换撑 25

7.1 安全用电 25

7.2 信息化施工 25

7.3 安全预案 30

7.4 其他安全措施 33

8.2 其他施工机械 34

10 台风、持续雨天施工措施 35

11 文明施工、环境保护 36

索塔承台基坑实施性施工组织设计

索塔位置现地面标高为+2.9m,原地面标高为+2.5m。

承台平面尺寸为62×33m基坑底标高为–4.0m,基坑最大深度为6.9m,基坑采用ф610×8mm(间距为710mm)的钢管桩围护,钢管桩中心离承台边距离≥1.5m,,厚5.5m,承台顶标高+2.0m,承台底标高为–3.5m。

基坑底标高为–4.0m,基坑最大深度为6.9m,基坑采用ф610×8mm(间距为710mm)的钢管桩围护,钢管桩中心离承台边距离≥1.5m,索塔承台基坑大小为65.0×36.0m,面积2340m2左右,开挖方量约16146m3。

索塔承台周边环境情况简述如下:承台东侧边线距离工地变压器为29.50m左右;承台南侧边线距离甬江大堤最近约为6.80m左右;承台西侧边线距离施工道路最近为26.00m左右;承台北侧边线距离施工道路最近为4.9m左右;

图1.1承台平面位置图

在基坑支护设计深度内的地基土,由浅至深主要有以下几层:

1,I1填土:层厚0.7~1.7m。

灰黄色、灰褐色,软塑~硬塑,层厚0.3~2.6m。地基土容许承载力[σ0]=70~80Kpa。天然孔隙比0.938,饱和度91.6%,液性指数0.63,塑性指数15.7。

3,II1淤泥质亚粘土

灰色、流塑、饱和,多呈薄层状,局部相变为淤泥质粘土。顶板埋深1.4~4.8m。地基土容许承载力[σ0]=55~60Kpa。天然孔隙比1.177,饱和度96.4%,液性指数1.31,塑性指数14.0,粘聚力8.3kPa,内摩擦角2.6°。高含水量、高压缩性,物理力学性质差,为本工程主要地基压缩层,易变形和失稳。

灰色、饱和、流塑,薄层状~鳞片状结构。顶板埋深1.9~17.3m,层厚4.0m~22.5m。地基土容许承载力[σ0]=60~65Kpa。天然孔隙比1.312,饱和度96.0,液性指数1.23,塑性指数18.4,粘聚力15.8kPa,内摩擦角1.9°。高含水量、高压缩性,物理力学性质差,为本工程主要地基压缩层,易变形和失稳。

灰色,流塑~软塑,薄层,夹亚砂土薄层。顶板埋深20.5~35.5m,层厚3.1~13.5m。地基土容许承载力[σ0]=90Kpa。天然孔隙比1.131,饱和度93.2,液性指数1.06,塑性指数16.2,粘聚力16.0Pa,内摩擦角14.6°。

本工程地下土层没有承压水。

1,宁波地区的软土力学性质差,对变形比较敏感;土层为鳞片状,排水性能很差;天然孔隙比、饱和度高。

2,承台边线距离甬江大堤最近约为6.80m左右,钢管支护桩距离甬江防汛大堤最近约为5.3m左右。大堤顶标高+3.83m(护栏顶标高+4.63m),基础底标高为+0.93m,而基坑底标高为–4.0m,大堤主体结构为C20混凝土灌砌石,基础为C25混凝土,大堤高度为2.7m,这样高度的重力式大堤高出基坑底近5m,要考虑大堤整体稳定性,还要考虑基坑开挖过程中、基坑回填后,大堤的横向变形、沉降控制。

3,基坑开挖时间为2008年7~8月份,这个季节处于高潮位期、台风期,百年一遇水位为+3.72m,此时水压高度7.72m。

4,受防汛大堤、水平支撑的影响,出土方向只能在北边,挖土比较慢。工程桩净间距约为3.4m,导致局部修土困难。

根据2.5工艺流程图,逐一进行工况计算,计算内容有:围护系统的应力、位移、抗倾覆性,防汛大堤及周边土体沉降、整体稳定性进行验算,基坑整体稳定性、坑底抗隆起,以变形控制为主;

以《宁波市软土深基坑支护设计与施工暂行技术规定》(1998)为主要依据,采用理正基坑计算软件、启明星软件进行计算,辅以必要的手工复核计算;

尽可能采用简明的支护手段,并考虑快速可行的应急预案。

土层参数来自浙江省交通规划设计研究院提供的《国道主干线宁波绕城高速公路东段施工图设计阶段工程地质勘察报告》(2007年05月)中的固结快剪强度平均值,参考直剪标准值和地区经验进行了调整,并考虑钢管桩施工对土体的扰动采用0.9的系数。

图2.1.1基坑支护平面布置图

支护桩采用φ610δ8螺旋电焊钢管,根据不同地段土层情况,桩长24.00m~27.00m。

钢管桩直径小于壁厚的80倍,在打入时一般不会发生压屈。

全部采用钢管水平支撑,分为角撑和对撑,设置立柱来控制水平支撑的平面外稳定。水平支撑与钢管桩之间设型钢围檩,钢管桩与围檩之间用素混凝土充实。

本基坑坑边有放坡的空间,支护钢管桩顶标高设置在+1.3m(原地面标高为+2.5m,靠防汛大堤侧支护钢管桩顶标高设置在+2.2m),水平支撑中心设置在+0.3m,在水平支撑下设置必要的立柱,临时立柱为打入土层的竖直钢管桩,在混凝土垫层全部完成后,转换为格构立柱,格构立柱固结在钻孔灌注桩。

图2.1.3基坑支撑示意图

对甬江防汛大堤之地表沉降、整体稳定性进行了必要计算和简要的评估,下图所示是典型剖面的变位示意图。

图2.2典型剖面变位示意图

根据以往工程经验,实际的变形量将会达到计算值1.2~1.5倍左右,为确保甬江防汛大堤安全,主要采取了以下措施:

甬江百年一遇设计水位为+3.72m,为防止潮汛影响并考虑在钢管桩拔除后对大堤的影响,在基坑南侧钢管桩与大堤之间设置2排水泥搅拌桩,达到止水和阻断渗透路径的目的。

土方开挖至基坑底后及时施工混凝土垫层(40cm),土方、垫层采用分条流水施工,减少基坑暴露时间。

在–3.35m位置设置第二道围檩,必要时在第二道围檩与工程桩之间设水平临时支撑。

防汛大堤一侧,承台与钢管桩之间的回填材料选用级配碎石。

加强监测,做到信息化动态施工。

当位移或沉降达到报警值后,应立即采取措施。具体做法为:根据基坑开挖进程连续跟踪注浆。注浆孔设置可钢管桩与大堤之间设两排注浆孔间适当布置。注浆深度在地表至坑底以下2~4m范围。

坡面截水:在第一级放坡点以外1m设截水矮墙,在坡面上设10cm厚C10防水砂浆面层,在每级坡脚设截水矮墙,每隔20m左右设集中排水井。人工修坡平土,做到挖1m护1m,当天挖当天护。

孔隙水:由于该场地杂填土较厚,杂填土内的孔隙水有可能渗入基坑,采用水泥搅拌桩以阻止该现象。

坑底排水:在第一层混凝土垫层(厚度40cm)上,承台边线外50cm每隔20m左右设直径80cm深80cm的集中排水井。第二层10cm混凝土垫层铺设尺寸为63×34m,第二层垫层与钢管桩之间作为排水沟。在第二层垫层内34m方向按20米间距设20cm×10cm盲沟,盲沟内填碎石作为排水沟,盲沟中的水通入集水井中。集中排水井位置的混凝土垫层配置一定数量的钢筋。

排水泵应设独立的供电路线,准备2倍数量能够空转的污水泵,24小时值班。

台风、暴雨来临之前,准备好大功率的抽水机。

完成钢管桩、水泥搅拌桩施工:15d

开挖至-0.005m:4d

施工支撑、便桥、运土便道:10d

A区局部开挖至-4.0m:1d

PC60挖掘机在-4.0m标高对称开挖B、C区第一条土方,浇注第一条(南侧支护钢管与第1排工程桩之间)65m长垫层:2d

依次对称开挖,依次浇注混凝土,直至土方完成:10d

桩头处理,立柱换撑:14d

以上02~07工期总40d。

管节外形尺寸允许偏差表3.1.1

±0.5%周长,且不大于10mm

±0.5%直径,且不大于5mm

两端互相垂直的直径之差

多管节拼接时,以整桩质量要求为准

小于0.5%直径,并不得不大于4mm

按所用钢材的相应标准规定

钢管桩锁口、接头坡口、接头内衬板宜在工厂加工完成。钢管桩宜在工厂整根制作或工厂分段制作后在现场陆上拼接。钢管桩分段长度可按最大运输能力考虑,以减少现场拼接数量。

钢管桩堆放的地点,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。堆放时应注意:

堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便;

钢管桩要按型号、规格、长度分别堆放,并在桩身上用油漆标明;

装卸钢管桩一般采用单根吊运,宜采用专用的吊具两点吊。吊运时,应注意保护锁口免受损伤。成捆起吊通常采用钢索捆扎。

一、相邻管节的管径偏差应符合表3.1.3的规定

相邻管节的管径偏差(mm)

管节对口拼接时,如管端椭圆度较大,可采用夹具和楔子等工具校正。相邻管节对口的板边高差△(如图4.3.9)应符合下列规定:

(1)10mm<δ≤20mm时,△不超过2mm;

(2)δ>20mm时,△不超过δ/10,且不大于3mm。

管节对口拼装检查合格后,应进行定位点焊。点焊高度应小于设计焊缝高度的2/3,点焊长度宜取40~60mm。点焊时所用的焊接材料和工艺均应与正式施焊相同。点焊处的缺陷应及时铲除,不得将其留在正式焊缝中。

焊接前应将焊接坡口及其附近20~30mm范围内的铁锈、油污、水汽和杂物清除干净。

焊接应按焊接工艺所规定的方法、程序、参数和技术措施进行,以减少焊接变形和内应力,保证质量。

垂直接头考虑用速度较快的半自动焊接,用一般经纬仪控制轴线。

利用六块10×8cmδ8mm的钢板进行贴焊加强。

不大于桩长的0.1%,并不得大于30

施工流程:桩位放样→安装、固定导向架→钢管桩就位→开动液压振动锤施打→施打至设计高程

桩位放样平面偏差:20mm范围内。

在钢管桩施工中,为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直,控制桩的打入精度,一般都需要设置一定刚度的、坚固的导向架。根据现场情况,带锁口的第一根钢管桩利用导向架施工,其余钢管桩利用临时导向卡、单导向横梁来保证垂直度;无锁口钢管桩利用临时导向卡、双导向横梁来保证垂直度以及平面位置。因钢管桩长度较大,导向架设置上、下2层,上下两层通过角钢连接成整体,尺寸为80×67×180cm。

1.第一根钢管桩利用导向架施工:

2.其余锁口钢管桩施工(单导向横梁法):

辅助导向桩中心间距为12m,打16根锁口钢管桩(16*71=1136cm)。若母扣的开口尺寸过大,不宜保证钢管桩的平面扭转,可采用双导向横梁,确保锁口连接顺畅。

3.其余无锁口钢管桩施工(双导向横梁法):

钢管桩定位后,开动振动机振动开关,开始沉桩作业。振动机初始起振时,振速要从低档到高档逐步加强振动频率。该土层较为软弱,一般用低档就可以将桩体施打到位;如果遇到施工区地基基础较为复杂或土基较为密实的情况,则应该先用低档慢速振沉,待钢管桩沉入位置>1.5m后,再逐步增强振动频率,直到将钢管桩施打到位。

四、沉桩过程中的注意事项

在整个施打过程中,应严格控制钢管桩的下沉速度,使之均匀下沉,使钢管桩的垂直度、间隙等指标符合要求。

在钢管桩的沉桩过程中,应该注意控制桩的垂直度,这一点比较重要,因为只有很好的保证了垂直度,才能使钢管桩按照预定的桩位进行沉桩,否则一旦施打的钢管桩发生了倾斜,就有可能与相邻钢管相互干扰,从而导致相邻成桩钢管下沉,严重的影响成桩质量和施工进度。

在软土地区宜分级沉桩。当钢管桩施打至距设计高程还剩0.5m左右距离时,暂停振打,等相邻1倍深度范围内的桩沉入后再次施打至设计标高,以防止振桩作业致使邻近钢管桩继续下沉出现超沉现象。

沉桩过程中,若遇到贯入度剧变,桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹,应暂停沉桩,分析原因,采取有效措施。桩身焊缝开裂时,应拔除。

遇到下沉十分困难的地段,采用同惯性矩的H型钢代替,H型钢与其他桩之间用水泥搅拌桩进行连接处理。

钢管桩的起吊、夹锤、就位工作至少需要6个工人配合,其中3个负责稳住对正钢管桩夹锤,其余的工人负责振动锤的油管线、电缆线以及麻绳来调节振动锤夹锤。参与钢管桩沉桩工作的工人应当全程参与沉桩作业,不要中途换人,否则会影响沉桩工作和施工进度。

钢桩的沉桩允许偏差应符合表3.2的规定。

利用两台经纬仪与钢管、吊车成一条直线和垂直的控制方法,方法虽然简单但对成桩质量和施工进度的帮助效果尤为明显。

间隔拔桩,跳4拔1,禁止连续拔桩。

先用振动锤夹住钢管桩头部振动1min~2min,使钢管桩周围的土松动,产生“液化”,减少土对桩的摩阻力,然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意履带吊的负荷情况,对较难拔除的管桩可先用锤将桩振下100~300mm,再交替振打、振拔。对引拔阻力较大的钢管桩,采用间歇振动的方法,每次振动15min,振动锤连续不超过1.5h。

拔除时分节切割位置为原接头位置。

在钢管桩达到标高后,方可进行水泥搅拌桩施工,要保证质量。

水泥搅拌桩的施工必须配备性能可靠、符合标准、种类齐全的施工机械和设备,在施工前做好机械设备的保养、试机工作,确保在施工期间正常作业。机械和设备如下:深层搅拌机、灰浆拌制机、集料斗、灰浆泵、控制柜、自动记录喷浆量设备、其他辅助设备等。

水泥:采用32.5级普通硅酸盐水泥,严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥。

配合比:水泥掺入量为加固土体的15%,水灰比0.45~0.50。

水泥搅拌桩施工前必须进行成桩试验,成桩试验应达到下列要求并取得以下技术参数:

检验室内试验的水泥土的配合比,是否适用于现场。

满足设计水泥用量的各种技术参数,如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力、单位时间喷入量等。

检验加固剂分布的均匀性和有效加固长度能否符合设计要求。

掌握下钻和提升的阻力情况,选择合理的技术措施。

搅拌灰浆时,应先加水,根据施工配合比按水泥、减水剂、石膏顺序投料,用砂浆搅拌机将水泥浆充分拌匀,每次灰浆搅拌时间不得少于4min。水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时,必须过滤筛,把水泥硬块剔出。集料斗的容量一般为0.2m3,就可以保证一定的余量,不会因浆液供应不足而断桩,也不会因浆液过多产生沉淀而引起浆液浓度不足。浆液进入储浆罐中必须不停顿搅拌,以保证浆液不离析。

水泥浆由挤压式灰浆泵压入内径为φ32的胶管送到深层搅拌机的钻杆内,最后射入搅拌叶的出浆口。

水泥搅拌桩采用“两喷四搅”法施工:湿喷桩机第一次下钻时喷出总浆量的20~40%,第一次提钻时喷出设计的剩余浆量,即两喷;全过程四次搅拌,即四搅。

第二次钻进不喷浆,重新复拌下沉至桩底后,以同样的方式反转钻头提升至地面以下0.25m,此桩完成作业,然后移机到下一桩位施工。

湿喷桩机下钻和提钻速度是控制喷浆量的关键因素,由试桩确定,一般钻进速度≤1.0m/min。钻头到达桩底后搅拌喷浆1~2min,间歇后提钻,确保底部有足够的灰量,提钻速度≤0.8m/min。

4.湿喷桩机钻杆下沉或提升的时间应有专人记录,时间误差不得大于5s。当复搅发生空洞或意外事故(如停电、灰管堵塞等)而影响桩体质量时,钻机提升后应立即回填素土,进行重新喷浆复搅,在12h内补救施工,其搭接长度不小于1.0m。

5.桩与桩之间的搭接长度不少于10cm,相邻桩应连续施工,间隔时间不宜超过10小时。

本场地的施工道路在基坑北边,也是北岸工区的主要运输道路,在基坑开挖前对周围临时道路全部进行硬化处理,做好道路排水。

弃土运输便道沿着本工程引桥便道上镇宁路向左上遂道北路再上威海路左转上海堤路,右转进弃土场,全程12~13km,见弃土运输线路图5.1。

基坑开挖坚持“大基坑、小开挖”、“先支撑后挖土、分区、分层、分步、对称、限时进行开挖、严禁超挖”的原则。

水平支撑到基底净空间仅4m,在开挖平面内有66个Φ220工程桩,桩头部分直径可能在250cm左右。本基坑的土方外运设北面二个出口,且在二个出口处设置二个停机平台。

基坑开挖形式总体为“盆式挖土”。开挖放坡坡度小于1:2且每层开挖厚度不大于2.0m。每个区域必须保证连续不间断的开挖,开挖完成后,迅速进行垫层和支撑施工,最大限度减少围护体的变形。

A、B、C、D四个区不分层开挖至+1.3m,进行边坡防护和平台及平台水沟施工。A、B、C三个区不分层开挖至–0.005m。

围檩和水平支撑施工,施工2个出土便道及车辆进出钢便桥。

在水平对撑两侧施工形成“盆式挖土”式放坡开挖土体至–2m。

留出作业平台和运土便道继续下挖到–4m。

PC60挖机下至盆式挖土–4.0m标高位置,在角撑、对撑底下进行掏土、倒土,及时施工承台垫层砼,桩头清理。

最后长臂挖掘机站在钢便桥上进行作业,PC60挖掘机在基坑内掘土、倒土。挖土工作全部结束后,在出土平台处用50t吊机将PC60挖机吊离基坑。

A、B、C、D四个区不分层开挖至+1.3m,A、B、C三个区不分层开挖至-0.005m

在水平对撑两侧“盆式挖土”式放坡开挖至–2m,留出作业平台和运土便道继续下挖到–4m

开挖深度为第一道支撑底至垫层底设计标高(从–0.005m~垫层底标高–4m),开挖深度为4m,总开挖土方量约为9000m3。

分2个区域开挖。每个区域配置1台PC200与1台PC120和2台PC60挖机。开挖从基坑南面开始进行,先由PC200挖机缓慢放坡下挖至–2m标高,此时垫上路基板,PC120挖机站在路基板上继续缓慢下挖至–4m标高,然后PC60挖机进入水平支撑下方取土,将水平支撑下部土方翻运至位于“盆式挖土”的空位上,站在–2m平台上的PC120挖机倒土至站在0.0m以上的PC200挖机的工作半径内。

开挖深度为4m,故开挖时设阶梯放坡,放坡坡度小于1:2。

4台PC60取土作业时注意对称施工,先将支护钢管桩与最南边一排11根工程桩之间的土方挖除,以利迅速施工第一条垫层。垫层应随挖随浇捣,基坑暴露面积控制在一排工程桩之间,且暴露时间控制在12小时以内。

本工况土方开挖周期预计为13天,在开挖过程中坑内的明水仍须用临时明排水沟排向集水井,保证基坑开挖至垫层施工的时间间隔内,因下雨或其他因素而引起的坑内积水能及时排出坑外。

垫层为40cm厚素砼,采用地泵将砼卸入基坑,垫层和钢管用油毡分隔开,以便钢管桩拨除。

为确保土方开挖工作的顺利进行,破桩头施工必须穿插在土方施工全过程中,即按土方施工工艺分层开挖,破桩头工作也必须紧跟其后。

施工机械配备及劳动力计划

每天平均施工按9小时算。PC200每台每天挖800m3;PC120每天挖300m3,每车能装15m3,周转平均时间为75分钟,每台车每天运土108m3。

01工况:2台PC200挖机,2台PC120挖机,共4台,汽车25辆。

05工况:2台PC200挖机电厂施工方案(技术标),2台PC120挖机,4台PC60挖机,汽车25辆

为确保挖土机在软土上施工,要铺足路基板。

本工程基坑开挖过程中,安排普工劳动力40人修整基坑边坡、平台、水沟;开挖至基底,高峰土方劳动力安排70人,进行桩头破除和基坑底部修整以及垫层砼施工。

01工况:开挖A、B、C、D区土方用工40人,

02工况:安排普工25人及搭钢便桥,

03工况:用工10人,

05工况:清底,凿桩头60人,垫层施工用工30人。

GA 586-2020 广播电视重点单位重要部位安全防范要求(代替GA 586-2005).pdf主要机械设备配备计划表

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