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一、工程概况
步云特大桥全长14.7公里,是新建上海至杭州铁路客运专线控制性工程之一。此桥在DK75 715处跨越平湖塘,跨越处设置为36.1 72 43.9米双线变截面单箱单室连续梁。主墩承台均已侵入河道,为了保证通航净宽,承台顶设计深度在通航水位下5.5米,承台底开挖深度为10米,为深基坑。基坑开挖支护需要制定专项施工措施。
二、施工准备
新旧钢板桩运到工地后,均应详加检查、丈量、分类、编号;钢板桩如需拼接时,钢板桩两端要对正,可先在一端上面焊接一块限位板然后将另一端缓缓放下并进行对焊,再焊接加强板。焊接时必须保证焊接面平整且焊缝有足够厚度。
三、施工方法
1.钢板桩支护。①根据测量放样距承台边向外1.5m开始插打拉森Ⅳ钢板桩,每根拉森Ⅳ钢板桩长度为15米,采用90履带吊打桩锤进行插打钢板桩,在开始插打前要对机械设备进行检查,符合要求后才可以进行施工。②先打好定位钢板桩,然后与导框固定,导框也就是钢板桩围堰的上层围棂,沿着围棂进行插打钢板桩,待插入一定深度,站立稳定后,方可加以锤击。③钢板桩插打过程中随时纠正歪斜。歪斜过甚不能用拉挤办法整直者,要拔起重插。④钢板桩插打完毕,检查围棂是否与钢板桩焊接牢靠,检查无问题后即可开挖基坑。⑤防护钢板桩采用拉森Ⅳ钢板桩,围棂采用400*400规格H型钢,围棂四角设置同型号斜撑于竖撑,斜撑与围棂成45度夹角,采用焊接固结连接。⑥拔桩。钢板桩拔出前,应先将围堰内的支撑及其他设施从上到下陆续拆除,拔出的钢板桩清刷干净、修整、涂刷防锈油。在运输时,不使碰撞,防止弯曲变形,堆放场地应坚实平整,堆放时应按板桩类型、长度分别编号、登记、堆放整齐。
2.基坑开挖。基坑土方开挖随开挖随支撑,即每进行一层土方开挖,按设计要求即进行坑壁支撑。基坑土方开挖采用挖掘机开挖,当基坑开挖到一定深度后,土方采用长臂挖掘机开挖,并采用自卸汽车外运。基坑支撑采用工字钢和钢管进行支撑,整个基坑支护从上到下总共设计为2道。当开挖距基底300mm时,应采用人工开挖,并进行基底找平施打垫层。①第一次土方开挖:挖掘机直接在地面上向下开挖,挖至地面以下一米处进行围棂施工。②第二次土方开挖:围棂加固牢固后长臂挖掘机站在基坑外平台上向下开挖,开挖方式为从基坑的一侧挖向另一侧,挖至4米深处进行第二道内支撑施工,第二道内支撑中间增加600无缝钢管进行支护。③人行爬梯施工:为方便施工中人员上下,在围檩轴线钢管支护两侧设置人行爬梯两处,采用16钢筋加12槽钢组合制成。④施工注意事项:基坑开挖前应做好场地的地面排水措施;在基坑开挖过程中,应对桩间渗漏水进行封堵,避免造成地下水的大量流失而危及周边建(构)筑物的安全,必要时采用橡胶止水带堵水;基坑开挖过程中严禁大锅底开挖,并做好基坑内的排水工作,如在雨季施工必须准备足够的抽水设备。
3.竖井基坑施工监测方案。在深基坑的设计施工过程中,由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其他条件的影响,以及当前土压力计算理论和边坡模型的局限性,很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题。所以需对基坑开挖施工中及主体结构施工中对支护结构、周围土体等在理论分析指导下有计划地进行必要的监测。① 监测的目的。解基坑开挖引起地表水平位移及沉降变形情况;止基坑四周土体破坏或发生极限状态,造成围护结构侧向变形;止围护结构支撑不当导致土体丧失静力平衡,造成基底隆起;通过了解孔隙水压力及地下水位,决定进一步需采取的措施。了解基坑开挖过程中邻近建设物的沉降及倾斜。②监测的基本要求。严格按照设计技术要求制定的监测方案,监测所使用的仪器、监测方法、监测精度、测点布置、观测周期,上报监理审批后实施;观测工作应及时,数据必须可靠;对于观测的项目,按照工程具体情况预先设定预警值,当发现监测值超过预警值的异常情况,立即采取补救措施;基坑支护监测,必须有完整的观测记录、形象图表、曲线和观测报告。
4.其他要求。基坑采用人工配合挖掘机开挖,弃土由挖掘机装15T自卸车运至指定的弃土场。在开挖过程中应保证集水井深度比开挖面低1m,且抽水不得间断,基坑内不得有积水。
基坑施工必须尽快完成,自基坑开挖至基础完成,紧接连续不断施工。
四、深基坑施工安全措施
在施工挖基坑、挖沟、铲土时,保证不影响“三电”设备的正常使用,不造成设备隐患;采用机械开挖承台基坑时,应在其边缘设置安全标志;在挖掘机土斗的回转半径范围内,人员不得停留或通过;小型夯实机械停用时应切断电源;首先在基坑顶部修好排水沟,才能开挖。防止边坡过陡而失稳。基坑开挖时,根据确定的基坑位置开挖。机具、材料等应堆放在边坡四周安全距离以外;基坑开挖后不宜暴露时间过长,以免造成土质松软、边坡坍塌失稳等;在基坑底施工时,要正确佩戴安全帽及一些安全防护用品;基坑开挖对临近建(构)筑物或临时设施有影响时,应提前采取安全防护措施;吊车、起重机施工作业时应定人定岗,严禁处碰高压线伤人;在距基坑边缘1.2-1.5m处应设置护栏或架设护网,且不低于1.2m,并要稳固可靠,防止人员掉入;设立警示标牌,提醒行人及工作人员。
五、应急抢险措施
1.渗漏应急措施。当围堰发生渗漏情况,立即疏散人员并及时救护伤员,然后在围堰迎水侧找出渗流进水口,及时堵塞,截断漏水来源。同时,在背水侧渗流出口采用反滤料压填,降低水流流速,降低延缓围堰土料的流失,防止险情扩大。采用盖堵法对围堰渗漏部位进行抢护,即采用大面积的复合土工膜盖堵,也可就地取材用蓬布盖堵,再用土袋或石渣袋压脚,直到完全断流为止。
2.管涌应急处理措施。当围堰发生管涌时,立即疏散人员并及时救护伤员,然后在围堰背水面进行抢护,采用反滤导渗,控制涌水,留出渗水通道。在管涌出口处用编织袋或麻袋装土填筑围井,井内铺填反滤料,从而制止涌水带走砂土,以防止险情进一步扩大。发生围堰管涌时,对管涌部位采用反滤层压盖,降低涌水流速,制止地基泥沙流失,稳定险情。
3.坍塌应急处理措施。围堰出现塌方时,立即疏散人员并及时救护伤员,然后采用自卸车及时对塌方范围抛填块石进行修补完善,恢复围堰断面尺寸,防止围堰断面减小、险情扩大。基坑土方发生坍塌后,立即疏散人员并及时救护伤员,然后检查塌方处是否还有可能的塌方危险,当确认无危险后,方可实施抢救,如还可能造成二次坍塌,则必须采取有效措施控制。清理坍塌土方时应采取有效措施,避免对伤员的二次伤害。抢救时不能使用工具,只能人工清除,用手搬、扒、刨。
4.支架垮塌应急处理措施。出现支架垮塌时立即疏散人员并及时救护伤员,然后检查是否还有可能的坍塌危险,当确认无危险后,方可实施抢救, 如还可能造成二次坍塌, 则必须采取有效措施控制。清理坍塌时应采取有效措施,避免对伤员的二次伤害。
(作者单位:中铁十局集团有限公司)
步云特大桥全长14.7公里,是新建上海至杭州铁路客运专线控制性工程之一。此桥在DK75 715处跨越平湖塘,跨越处设置为36.1 72 43.9米双线变截面单箱单室连续梁。主墩承台均已侵入河道,为了保证通航净宽,承台顶设计深度在通航水位下5.5米,承台底开挖深度为10米,为深基坑。基坑开挖支护需要制定专项施工措施。
二、施工准备
新旧钢板桩运到工地后,均应详加检查、丈量、分类、编号;钢板桩如需拼接时,钢板桩两端要对正,可先在一端上面焊接一块限位板然后将另一端缓缓放下并进行对焊,再焊接加强板。焊接时必须保证焊接面平整且焊缝有足够厚度。
三、施工方法
1.钢板桩支护。①根据测量放样距承台边向外1.5m开始插打拉森Ⅳ钢板桩,每根拉森Ⅳ钢板桩长度为15米,采用90履带吊打桩锤进行插打钢板桩,在开始插打前要对机械设备进行检查,符合要求后才可以进行施工。②先打好定位钢板桩,然后与导框固定,导框也就是钢板桩围堰的上层围棂,沿着围棂进行插打钢板桩,待插入一定深度,站立稳定后,方可加以锤击。③钢板桩插打过程中随时纠正歪斜。歪斜过甚不能用拉挤办法整直者,要拔起重插。④钢板桩插打完毕,检查围棂是否与钢板桩焊接牢靠,检查无问题后即可开挖基坑。⑤防护钢板桩采用拉森Ⅳ钢板桩,围棂采用400*400规格H型钢,围棂四角设置同型号斜撑于竖撑,斜撑与围棂成45度夹角,采用焊接固结连接。⑥拔桩。钢板桩拔出前,应先将围堰内的支撑及其他设施从上到下陆续拆除,拔出的钢板桩清刷干净、修整、涂刷防锈油。在运输时,不使碰撞,防止弯曲变形,堆放场地应坚实平整,堆放时应按板桩类型、长度分别编号、登记、堆放整齐。
2.基坑开挖。基坑土方开挖随开挖随支撑,即每进行一层土方开挖,按设计要求即进行坑壁支撑。基坑土方开挖采用挖掘机开挖,当基坑开挖到一定深度后,土方采用长臂挖掘机开挖,并采用自卸汽车外运。基坑支撑采用工字钢和钢管进行支撑,整个基坑支护从上到下总共设计为2道。当开挖距基底300mm时,应采用人工开挖,并进行基底找平施打垫层。①第一次土方开挖:挖掘机直接在地面上向下开挖,挖至地面以下一米处进行围棂施工。②第二次土方开挖:围棂加固牢固后长臂挖掘机站在基坑外平台上向下开挖,开挖方式为从基坑的一侧挖向另一侧,挖至4米深处进行第二道内支撑施工,第二道内支撑中间增加600无缝钢管进行支护。③人行爬梯施工:为方便施工中人员上下,在围檩轴线钢管支护两侧设置人行爬梯两处,采用16钢筋加12槽钢组合制成。④施工注意事项:基坑开挖前应做好场地的地面排水措施;在基坑开挖过程中,应对桩间渗漏水进行封堵,避免造成地下水的大量流失而危及周边建(构)筑物的安全,必要时采用橡胶止水带堵水;基坑开挖过程中严禁大锅底开挖,并做好基坑内的排水工作,如在雨季施工必须准备足够的抽水设备。
3.竖井基坑施工监测方案。在深基坑的设计施工过程中,由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其他条件的影响,以及当前土压力计算理论和边坡模型的局限性,很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题。所以需对基坑开挖施工中及主体结构施工中对支护结构、周围土体等在理论分析指导下有计划地进行必要的监测。① 监测的目的。解基坑开挖引起地表水平位移及沉降变形情况;止基坑四周土体破坏或发生极限状态,造成围护结构侧向变形;止围护结构支撑不当导致土体丧失静力平衡,造成基底隆起;通过了解孔隙水压力及地下水位,决定进一步需采取的措施。了解基坑开挖过程中邻近建设物的沉降及倾斜。②监测的基本要求。严格按照设计技术要求制定的监测方案,监测所使用的仪器、监测方法、监测精度、测点布置、观测周期,上报监理审批后实施;观测工作应及时,数据必须可靠;对于观测的项目,按照工程具体情况预先设定预警值,当发现监测值超过预警值的异常情况,立即采取补救措施;基坑支护监测,必须有完整的观测记录、形象图表、曲线和观测报告。
4.其他要求。基坑采用人工配合挖掘机开挖,弃土由挖掘机装15T自卸车运至指定的弃土场。在开挖过程中应保证集水井深度比开挖面低1m,且抽水不得间断,基坑内不得有积水。
基坑施工必须尽快完成,自基坑开挖至基础完成,紧接连续不断施工。
四、深基坑施工安全措施
在施工挖基坑、挖沟、铲土时,保证不影响“三电”设备的正常使用,不造成设备隐患;采用机械开挖承台基坑时,应在其边缘设置安全标志;在挖掘机土斗的回转半径范围内,人员不得停留或通过;小型夯实机械停用时应切断电源;首先在基坑顶部修好排水沟,才能开挖。防止边坡过陡而失稳。基坑开挖时,根据确定的基坑位置开挖。机具、材料等应堆放在边坡四周安全距离以外;基坑开挖后不宜暴露时间过长,以免造成土质松软、边坡坍塌失稳等;在基坑底施工时,要正确佩戴安全帽及一些安全防护用品;基坑开挖对临近建(构)筑物或临时设施有影响时,应提前采取安全防护措施;吊车、起重机施工作业时应定人定岗,严禁处碰高压线伤人;在距基坑边缘1.2-1.5m处应设置护栏或架设护网,且不低于1.2m,并要稳固可靠,防止人员掉入;设立警示标牌,提醒行人及工作人员。
五、应急抢险措施
1.渗漏应急措施。当围堰发生渗漏情况,立即疏散人员并及时救护伤员,然后在围堰迎水侧找出渗流进水口,及时堵塞,截断漏水来源。同时,在背水侧渗流出口采用反滤料压填,降低水流流速,降低延缓围堰土料的流失,防止险情扩大。采用盖堵法对围堰渗漏部位进行抢护,即采用大面积的复合土工膜盖堵,也可就地取材用蓬布盖堵,再用土袋或石渣袋压脚,直到完全断流为止。
2.管涌应急处理措施。当围堰发生管涌时,立即疏散人员并及时救护伤员,然后在围堰背水面进行抢护,采用反滤导渗,控制涌水,留出渗水通道。在管涌出口处用编织袋或麻袋装土填筑围井,井内铺填反滤料,从而制止涌水带走砂土,以防止险情进一步扩大。发生围堰管涌时,对管涌部位采用反滤层压盖,降低涌水流速,制止地基泥沙流失,稳定险情。
3.坍塌应急处理措施。围堰出现塌方时,立即疏散人员并及时救护伤员,然后采用自卸车及时对塌方范围抛填块石进行修补完善,恢复围堰断面尺寸,防止围堰断面减小、险情扩大。基坑土方发生坍塌后,立即疏散人员并及时救护伤员,然后检查塌方处是否还有可能的塌方危险,当确认无危险后,方可实施抢救,如还可能造成二次坍塌,则必须采取有效措施控制。清理坍塌土方时应采取有效措施,避免对伤员的二次伤害。抢救时不能使用工具,只能人工清除,用手搬、扒、刨。
4.支架垮塌应急处理措施。出现支架垮塌时立即疏散人员并及时救护伤员,然后检查是否还有可能的坍塌危险,当确认无危险后,方可实施抢救, 如还可能造成二次坍塌, 则必须采取有效措施控制。清理坍塌时应采取有效措施,避免对伤员的二次伤害。
(作者单位:中铁十局集团有限公司)