上海XX工程深基坑(拉森钢板桩-钢围檩支撑)专项方案

工程概况1、工程概况1.1工程名称：宽厚板轧机完善改造---地下循环水管改造1.2建设地址：宽厚板厂房外（25号门）1.3项目编号：6091.4建设单位：股份有限公司1.5设计单位：中冶工程技术股份有限公司1.6监理单位：监理公司1.7简介：宽厚板厂房25号门外入口地下有12根从管廊出来的地下水管，由于地面走重车压陷土体导致管线变形破损漏水，特立项对水管进行更换及保护，保护方案采用桩基（灌注桩）上加混凝土梁，管道敷设穿过混凝土梁下，以后重车的重力直接作用到大梁再传到桩基上，不至于压坏地下管道。由于老管道分四层（同一颜色管道在一层标高上）出管廊后直接敷设在土中，最深管道中心标高-5.85米（DN450/DN500，各一根），最高管道标高为-2.5米，由于无精确地下管线图，此次开挖需要全部暴露地下管道，为桩基不破坏地下管道作安全措施。基坑开挖最深为-6米。下图中基坑内管道需要全部更换为新管道，原来12根管道通过管廊侧壁出来直接埋设到土中，设计方案为10根管道改道通过顶板开孔和管廊内老管道连接（标高范围由4层管道标高均改为-1.2米），2根管道通过侧壁和管廊内老管道连接（标高由-5.8米改为-4米）。白色立柱为设计的桩基的位置，为看到管廊内管道分布示意图，管廊顶盖在作图过程中特意取掉（实际上管廊顶部有800厚钢筋混凝土顶盖）。1.8、周围地质情况该项目基坑位置位于宽厚板厂房25号门外区域，公路旁边，现场地势平坦，附近有架空煤气管道、地下污水管及12根循环水管、生活、消防水管等。根据勘察提供的地质资料、工程剖面图分析，该地段开挖面下3.2米为杂填土，到13.2米为淤泥质土组成，开挖面下至3米～8米左右，含水量大于20%。1.9基坑围护情况简述基坑出管廊6.3米范围最深，开挖深度为-6米左右。本基坑采用12拉森钢板桩围护施工，支撑结构采用2Ι40型钢作为钢围檩，φ375（壁厚12mm）的钢管作为钢板桩之间的支撑。施工机械配置1、基坑支护机械配置计划序号名称规格单位数量备注1打桩机台1打钢板桩用2挖土机1m3台24平板车45吨台15小型汽车2吨台46发电机25KW台27电焊机Z×7-250台28气电焊切割工具套19泥浆泵台810高压注浆机台111钻机台1施工计划1、人力资源计划管理人员3名、3个焊工、3个普工、1个司机。挖土30个普工。2、进度计划见附件编制依据本专项方案根据以下规范及文件编制：1、《建筑结构荷载规范》GB50009-20012、《建筑地基与基础施工质量验收规范》GB50202-20023、《深基坑支护规范》GB50009-20015、理正深基坑计算软件。6、《宽厚板地下循环水改造》设计图纸及地质资料；7、《上海市基坑工程设计规程》DBJ08-61-978、《工程测量规范》GB50026-20029、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46—200510、《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ／T111－98基坑施工方案1、总体施工流程施工准备→测量定位→破除路面→人工探沟→打钢板桩（压密注浆）→挖土→钢板桩内支撑→挖土→排水→堵漏→底板浇注混凝土防水2、主要工程量项次施工内容单位工程量备注1IV拉森钢板桩根163延米，12米深。全部不拔除2围檩米20H400*400，全部不拆除3横撑米20H400*400，全部不拆除4压密注浆防水（425水泥）米44延米，直径2米，深度9米5混凝土底板（C15）平方60厚度为1503、基坑围护结构设计3.1围护结构形式本工程围护结构说明（见支撑图）（1）管廊外（长*宽）10米*10米需要挖-6米深，必须采用12m拉森钢板桩支护。围护结构之间设置一道支撑，支撑高度约为-0.8米，支撑结构采用Ι40型钢作为钢围檩，φ375（壁厚12mm）的钢管作为钢板桩之间的支撑，支撑的水平间距为3.0m。型钢与钢板桩之间采用-540×12钢板焊接，焊缝高度为8mm。支撑体系具体情况在后续开挖中详细叙述。（2）管廊外（长*宽）10米*7米范围挖-2.5米深，管廊顶部（长*宽）9米*6.3米范围挖2米深，但靠公路一侧平时需要通车，靠厂房一侧厂房内地面堆放有重物，地下水位约-3米，管道走向两端无法用钢板桩封闭，而且应生产要求所以也考虑用12米钢板桩作支护，作用有两个---一是可以减少重物压陷引起的地面沉降，二是可以延长地下水的流动路径，减少单位时间涌入基坑的水量，给水泵排水减小压力。（3）由于板桩两端无法封闭，在出管廊17米*10米范围基坑两侧为减小地下水对板桩的侧压力，增大基坑支护体系的安全系数，在此范围的板桩外侧作压密注浆防水措施。但是还是有地下水流入基坑，为保证基槽开挖后干燥，在基坑一侧砌砖槽，用多个潜水泵抽水到公路对面雨水井内，保证槽内的地下水位降至基槽以下。3.2开挖支撑详细情况图1：支撑平面示意图图2：支撑断面示意图。图1：基坑支撑平面示意图Ⅳ号拉森桩围檩钢管375*12支撑H400*400型钢Ⅳ号拉森桩150厚混凝土底板止水污水管DN1000图2：支撑断面示意图3.3基坑围护体系的计算3.3.1计算断面说明验算断面取最深处来验算，该部位施工过程中有一定的危险性，即如该断面满足规范要求，则整个沟槽都满足要求。基坑采用拉森桩钢板桩作围护结构，桩长为12m，桩顶标高为0.000，采用一道支撑。取厂房一侧的断面验算，该处活荷载较大。根据相关规范、规定以及基坑设计计算的经验，理正基坑围护软件比较适合验算该基坑，特采用理正基坑围护软件进行验算。3.3.2基坑最深处验算3.3.2.1地面活荷载的取值根据图纸设计周围荷载取值10KPa。3.3.2.2、钢板桩支护情况[基本信息]----------------------------------------------------------------------内力计算方法增量法规范与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数γ01.00基坑深度H(m)6.000嵌固深度(m)6.000墙顶标高(m)0.000连续墙类型钢板桩├每延米板桩截面面积A(cm2)236.00├每延米板桩壁惯性矩I(cm4)39600.00└每延米板桩抗弯模量W(cm3)400.00有无冠梁无放坡级数0超载个数1[超载信息]----------------------------------------------------------------------超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)110.000-------------------------------------------------------------------------------------[土层信息]----------------------------------------------------------------------土层数3坑内加固土否内侧降水最终深度(m)7.000外侧水位深度(m)3.000内侧水位是否随开挖过程变化否弹性法计算方法m法----------------------------------------------------------------------[土层参数]----------------------------------------------------------------------层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土3.2018.08.027.0014.602淤泥质土10.0017.07.015.009.603粉砂50.0018.08.0------层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算m值抗剪强度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(MN/m4)(kPa)140.027.0014.60合算10.00---235.015.009.60合算2.38---360.022.0012.60分算4.12---[支锚信息]----------------------------------------------------------------------支锚道数1支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号(m)(m)(°)(m)长度(m)1内撑3.0000.800---------支锚预加力支锚刚度锚固体工况抗拉力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号(kN)150.0013.40---2～-------------------------------------------------------------------------[土压力模型及系数调整]----------------------------------------------------------------------弹性法土压力模型:经典法土压力模型:层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)1杂填土合算1.0501.0501.00010000.0002淤泥质土合算1.0001.0001.00010000.0003粉砂分算1.0001.0001.00010000.0003.3.2.3[结构计算]----------------------------------------------------------------------各工况：内力位移包络图：地表沉降图：3.3.2.4[整体稳定验算]----------------------------------------------------------------------计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度:0.50m滑裂面数据整体稳定安全系数Ks=1.382圆弧半径(m)R=9.179圆心坐标X(m)X=-1.283圆心坐标Y(m)Y=3.023----------------------------------------------------------------------3.3.2.5[抗倾覆稳定性验算]----------------------------------------------------------------------抗倾覆安全系数:KsMpMaMp——被动土压力及支点力对桩底的弯矩,对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Ma——主动土压力对桩底的弯矩;注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)1内撑400.000---Ks1495.9844480.0001829.431Ks=3.266=1.200,满足规范要求。----------------------------------------------------------------------3.3.2.6[抗隆起验算]----------------------------------------------------------------------Prandtl(普朗德尔)公式(Ks=1.1～1.2)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部):KsDNqcNcHDqNqtan45o22etanNcNq11tanNqtan4511.86122e3.142tan11.8612.935Nc2.93511tan11.8619.215Ks17.0006.0002.93520.2769.21517.2676.0006.00010.000Ks=2.238=1.1,满足规范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks=1.15～1.25)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部):KsDNqcNcH