深基坑开挖防护方案 (钢轨桩按照均布荷载计算粘聚力等于1,火车换算高度3.3米).doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流深基坑开挖防护方案 (钢轨桩按照均布荷载计算粘聚力等于1,火车换算高度3.3米).精品文档.深基坑开挖防护方案 (钢轨桩按照均布荷载计算粘聚力等于1,火车换算高度3.3米) 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 目录 1、编制依据、范围 . 2 1.1、编制依据 . 2 1.2、编制范围 . 2 2、工程概况 . 2 2.1、 本工程下部结构 . 2 2. 2、 本工程与既有铁路间关系 . 3 3 主要工程量. 4 4、劳动力计划及机械设备计划 . 6 4.1 劳动力计划 . 6 4.2 主要机械设备投入 . 6 5、总体施工方

2、案 . 7 6、检算资料 . 10 6.1 2#墩概况 . 10 6.11 I14工字钢的检算 . 12 62 10#墩 . 14 7、安全保证体系及措施 . 18 7.1 、安全生产目标 . 20 7.2、 安全管理组织机构 . 20 7.3、 安全管理制度 . 21 7.4、基坑开挖前期准备工作. 23 7.5、基坑开挖及防护桩施工过程安全措施 . 23 7.5.1、现场作业安全措施 . 24 7.5.1.1挖孔桩安全措施 . 24 7.5.1.2基坑开挖安全措施 . 25 7.5.2、 现场施工安全保证措施 . 26 7.5.3、 冬、雨、夜施工安全保证措施 . 27 7.5.4、 施工

3、用电安全保证措施 . 27 7.5.5 、保证设备安全措施 . 28 7.5.6、 保证人员安全措施 . 28 7.6、 保证既有线行车安全措施 . 29 7.6.1、 与有关部门签订施工安全及施工配合协议 . 29 7.6.2 、确保既有线行车安全措施 . 29 7.6.3 、加强营业线装卸作业的管理 . 30 7.6.4、 既有线行车设备安全保证措施 . 30 8、应急措施 . 30 8.1 基础或护壁坍塌应急措施 . 30 8.2 高处附落及物体打击应急措施 . 33 8.3 应急组织机构及其职责 . 33 1 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 深基坑施工专项方案 1、

4、编制依据、范围 1.1、编制依据 （1）、柳州市西南出口道路工程南 环路跨铁路立交大桥设计文件。 （2）、国家有关政策、法规、建设单位、监理单位对本工程施工的有关要求； （3）、中华人民共和国交通部部颁标准公路桥涵施工技术规范（JTJ0412000）、公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）、公路工程施工安全技术规程（JTJ07695）等现行有关施工技术规范、标准； 铁路技术管理规程铁道部令第29号2007年4月1日起施行 铁路营业线施工安全管理办法的通知（运2012280号）， 南宁铁路局普速铁路营业线安全管理实施细则（宁铁运201326号）文件 （4）、签定的施工承包合同。

5、 （5）、现场详细的施工技术调查资料； （6）、我公司的资源状况、施工技术水平及管理水平； （7）、其它相关依据。 1.2、编制范围 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥工程墩台、系梁基坑开挖工程、I14工字钢、P50钢轨桩以及花纹钢管防护等。 2、工程概况 本工程位于广西省柳州市，是柳州市西南出口道路工程跨铁路立交桥南环路拉堡立交大桥。大桥总宽度为50m,左右两幅分修，左幅桥孔跨布置为625m+30m简支小箱梁+（39.5+2*60+37.5）m预应力混凝土连续梁，右幅桥孔跨布置为625m+30m简支小箱梁+（37.5+2*60+39.5）m预应力混凝土连续梁.起点里程GK0+421.77、终点里

6、程GK0+805.2，桥梁全长383.43m。 2.1、 本工程下部结构 2 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 2.1.1、连续梁部分 连续梁8#10#主墩采用钢筋混凝土花瓶式桥墩，支座横向间距750cm，墩纵向宽度240cm,桥墩墩顶横宽1200cm，底宽700cm。基础为群桩基础，设有6根180cm钻孔桩，桩底嵌入完整基岩内，按桩驻设计。 7#墩采用盖梁+三柱式桥墩，盖梁总宽230cm,高210cm，柱径150cm,桩基180cm。 2.1.2、简支梁部分 1#6#简支梁桥墩，采用盖梁+三柱式桥墩，盖梁总宽200cm,高180cm，柱径140cm,桩基160cm。 2.1

7、.3、桥台结构 0#台采用挡土式桥台，单幅桥台设计5根160cm钻孔桩；11#台采用U型桥台，基础为群桩基础，单幅桥台设10根130cm钻孔桩。 2. 2、 本工程与既有铁路间关系 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥工程在1号-3号墩跨越既有焦柳线、内外环线等3股道，夹角为78.886.6。10号墩-11号台跨越既有湘桂线两股道，夹角为81.6。柳州市西南出口道路跨铁路立交桥工程在0#台8#墩之间，新线路中心线几乎与既有柳邕路的中心线重合， 9#墩11#台之间新线路中心线处于既有柳邕路的左半侧。 （0#台至3#墩现场相片） 2. 3、桥墩与既有路之间的关系 3 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基

8、坑防护专项方案 根据现场放样调查，柳州市西南出口道路跨铁路立交桥工程2#墩夹杂在既有焦柳线与内外环线之间；系梁离既有焦柳线路肩最短距离为2.43米，2#墩系梁厚度1.4米，系梁底与原地面高差为22.6米；10墩承台底比湘桂线 路肩低5.8米，承台外边缘线离相邻铁路路肩距离为33.8米；3#墩至6#墩系梁底标高均比既有柳邕路标高低9米。施工桩基、系梁及承台时，需对既有铁路、既有柳邕路采取防护措施。 3 主要工程量 4 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 5 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 4、劳动力计划及机械设备计划 4.1 劳动力计划 根据施工安排及工期计划

9、，工班组负责的项目对应部位开工时间为对应工班人员进场时间，对应部位竣工时间为对应工班人员退场时间。投入柳州市西南出口道路跨铁路立交桥现浇连续梁劳动力计划见表2。 4.2 主要机械设备投入 主要机械设备投入计划见表3。 表3 深基坑主要机械设备投入计划表 6 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 5、总体施工方案 7 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 表4 3#墩至6#墩部分影响因素及措施 8 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 表5 7#墩至9#墩部分影响因素及措施 表6 10墩部分影响因素及措施 9 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专

10、项方案 6、检算资料 6.1 2#墩概况 2#墩处于既有线之间，钻孔桩产生的泥浆没有堆放位置， 2#墩被内外环线与焦柳线夹杂在中间且处于既有线间沟里，钻机不能跨越既有线进入施工现场，即需办理封锁铁路计划，在轨道上铺枕木，采用吊机将钻机移到位；桩基施工后需对既有水沟清理泥浆，靠既有线最近，需填筑钻孔平台、平台边用片石围护，系梁离相邻焦柳铁路路肩距离为2.43米，系梁厚度1.4米，系梁底与原地面高差为22.6米，即系梁基坑开挖时需在大里程侧打入I14工字钢防护，单根工字钢长度6米，按照0.25米的间距布置。 10 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 (单位：cm) 11 柳州市西南

11、出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 12 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 6.11 I14工字钢的检算 既有线列车等级选择II级铁路重型（v<80）,基床表层土r=18KN/m,内摩擦角=20，粘聚力标准值c=12KN/m,由铁路路基支挡结构设计规范附录A列车和轨道荷载换算土柱高及分布宽度表中查出：荷载换算土柱高h1=3.3m,换算宽度b0=3.3m.计算基层底压应力=h1*r=3.3*18=59.4KN/m,系梁开挖深度2.4米，系梁侵入铁路边坡 1.2米。 根据静力平衡发计算桩两侧的实际主动土压力和被动土压力，对桩尖取矩以求得的入土深度，弯矩最大点由剪力为零

12、的点解出。 均布荷载宽度b1=0.74*2+3.73+0.3+0.3=5.81米（其中3.73米为路基宽度，0.3米为路基宽度） 列车荷载作用附加竖向应力：p1=(h1*r)*b0/b1=3.3*18*3.3/5.81= 33.74KN/m 坡脚以上路堤换算土柱高度 h2=1/2*(4.33+(0.74+4.33+0.74)*2.427/(0.74+4.33+0.74)=2.12m 坡脚以上路堤竖向应力p2=（h2*r）=38.16KN/m 坡脚路堤以上竖向应力p=p1+p2=71.9KN/m. 防护工字钢的计算 静载荷载换算h=p/r=3.99m. 基坑开挖深度h=2.03米。 相对容重r=

13、（h+h）/h*r=53.4KN/m 22113 1222232Ka=tg(45-/2)=0.49,Kp= tg(45+/2)=2.04 基坑底主动土水平荷载 Ea=r*Ka*h+p*Ka-2*c*sqrt(Ka)=36.86KN/m2 =ea/(Kp-Ka)*r)=36.86/(2.04-0.49)*18)=1.32m L=h+=2.03+1.32=3.35m ?E?r*Ka*(h?)2/2?2*c*sqrt(Ka)?32.7KN/m a=(2/3)*h=1.36m 土的综合压力系数Kr=(2.04-0.49)*r1=82.77 13 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 计算

14、：m=6*?E/(KrL2)=0.21 n=(6*?Ea)/(KrL3)=0.08 由公式：w3?m(1?w)?n 解得w=0.642 x=0.642*3.35=2.15m, t=1.32+1.2*2=3.9m,故I14工字钢锚固深度3.9m.则I14工字钢的长度 5.93m. 最大弯矩计算 Xm=2E（/(Kp?Ka)r）?1.53m Max?E(L?Xm-a)?(Kp-Ka)*r1*Xm/6=65.7KN.m 3 I14工字钢几何特性：E=2.0105Mpa，Ix=712cm4，Wx=102cm3，=170 Mpa I14工字钢。 =170 Mpa （满足设计要求） 假定成立。 62 10

15、#墩 承台外边缘线离既有线路肩33.8m不等、承台底标高与路肩高差5.8米，即不能放坡开挖承台,即在承台与既有线间打入P50钢轨桩防护，P50钢轨桩按照梅花形布置，单根钢轨桩长度9.41米，同一排相邻两根P50钢轨桩的间距为0.2米，两排之间的间距为0.4米。在P50钢轨桩顶部采用 16槽钢连成整体。在顶部下来1米处也采用16槽钢连成整体，同时，在P50钢轨桩顶部下来1米处采用219*8mm钢管横撑，219*8mm钢管的间距为3米。在承台两侧采用I36b工字钢为219*8mm钢管施工两个临时支墩。且219*8mm钢管的两端部焊接1块1cm厚，长宽均为1米的钢板。钢板后打入一根6米长的钢轨桩。

16、14 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 左幅10#墩承台的防护平面图（单位：cm） (同一排相邻T50的钢轨桩间距为0.2米 16 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 右幅10#墩承台的防护平面图（单位：cm） (同一排相邻T50的钢轨桩间距为0.2米 17 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 （1）火车荷载引起应力换算的土柱高度 按照铁路路基支挡结构设计规范(TB10025-2006)P63页得知，土 3容重为18KN/m时,II级铁路中型（80km/h<V<120km/h）换算

17、土柱高 度3.4米，换算宽度为3.5米。（双车道为7米），即火车荷载在此处换算的土柱高度h1. h1=3.4米。 （2）道床等代均布荷载(道床的容重为24KN/m)厚度为 h2=24*0.45/18=0.6米。 （3）P50钢轨顶以上土的厚度为h3=1.33米 q=?hir?（3.4?1.33?0.6）*18?92.2Kpa Ka=tg(45-/2)=0.333,Kp= tg(45+/2)=3 内摩擦角取30，故反弯矩点c的位置为： 18 22 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 Y=0.08h=0.08*4.47=0.36m 将板桩墙在C点切开，C点截面上的剪力SC,弯矩为0

18、，c点及b点的土压 力强度分别为（取1延米计算）： Pc1=ryKp+2c*Kp =18*0.36*3+2*1*1.732=22.9KPa Pc2=(r(H+y)+q)Ka-2c*Ka =(18*(4.47+0.36)+92.2)*0.333-1.15=58.50Kpa Pb1=rtKp+2*1*1.732=18*t*3+3.46=(54t+3.46)KPa Pb2=(r(H+t)+q)Ka-2c*Ka=(18*(4.47+t)+92.2)*0.333-1.15 =(5.99*t+56.4)Kpa Pa2=72*0.333-2*1*Ka=22.82 Kpa 根据桩oc段的作用力，对推力处o点的

19、力矩平衡条件?Mo?0得： 1?Sc(H?y?d)?1/2*Pc1y2/3*y?H?d?Pa2*(4.47?y)*(4.47?y)?d)2 （4.47?y）2*（4.47?y）?*(P?P)*（-d) c2a223Sc=86.67 根据bc段的作用力，对b点的力矩平衡条件?Mb?0得： 令Pn=Pc1-Pc2=22.9-58.50=-35.6Kpa 得Sc(t-y)=1/6*（18Kp-18*Ka)(t-y)+1/2*Pn(t-y) SC=8*(t-y)-17.8(t-y) 将代入得 8t-23.56t-79.22=0 t=4.94 即桩的长度为4.47+4.94=9.41 219钢管推力:（

20、水平撑按照3米的间距） T=(1/2*Pc2(H+y)-1/2Pc1*y-Sc)*a=151.46KN（采用219*8mm钢管横 撑） 在承台两侧按照219*8mm钢管的间距采用I36工字钢施工临时支墩。将219*8mm钢管制安在I36的工字钢上，219*8mm钢管两端部垫一块1cm厚的钢板，长*宽=1m*1m. 19 2232 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 横撑219*8mm钢管的检算： 151.5/(1*1)=0.155Mpa<0.17MPa(当地土质的允许应力为0.17MPa) 如板的最大弯矩截面在基坑底深度t0，该截面的剪力等于零，即： T+1/2*r*Kp

21、*1/k*t0=1/2*r*Ka*(H+t0)+1/2*Pa2*(H+to) 10.5t0-38.23t+40.56=0 to=1.09m 可求得每延米的最大弯矩Mmax=470KN.m P50钢轨桩几何特性：E=2.0105Mpa，Ix=2037cm4,Wx=287.2cm3 P50钢轨桩（两排间的间距0.4米）。 =170 Mpa （满足设计要求） 222 假定成立。 7、安全保证体系及措施 7.1 、安全生产目标 （1）杜绝职工死亡责任事故； （2）杜绝重大火灾及爆炸责任事故； （3）杜绝交通重大、特大责任事故； （4）杜绝责任行车特别重大、重大、较大事故和一般事故； （5）杜绝职工重伤

22、责任事故； （6）职工轻伤事故率控制在2.5以内； （7）创建安全文明施工工地。 7.2、 安全管理组织机构 建立健全安全生产管理机构，成立以项目经理为组长，项目副经理、项目总工为副组长的安全保证组织机构，全面负责并领导本项目的安全生产工作，落实施工安全措施，实行项目经理、各施工队、作业班组三级安全管理网络。 20 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 项目安全生产管理机构图 7.3、 安全管理制度 （1）建立建全安全生产责任制度： 建立安全生产逐级负责制，落实各级管理人员和操作人员的安全职责，做到分工明确，责任清楚，措施到位，管理到位。 各级领导认真贯彻国家和上级颁发的有关安全

23、施工的政策、法令和规章制度；主管施工生产的领导和施工负责人员在布置施工任务时，必须同时布置安全工作。 (2)安全教育培训制度： 开工前，组织员工学习国家有关安全生产的法律、法规，以及铁道部关于印发铁路营业线施工安全管理办法的通知（运2012280号），南宁铁路局普速铁路营业线安全管理实施细则（宁铁运201326号）文件和建设单位的各项安全生产的规章制度及有关安全管理办法。 施工项目经理、副经理，安全、技术、质量等主要负责人必须经铁道部有关部门培训、考试合格后担任。 21 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 安全保证体系框图 安全员、防护员、爆破员、带班人员和工班长经过有关部门培

24、训考试合格后执证（合格证）上岗。凡参加本工程的施工人员（包括劳务工）都经过施工安全教育培训；未经安全教育培训并考试合格者，不得参加本标段施工。 对于特殊工种的作业，严格按照特种作业人员安全技术考核管理规则执行。经过培训考核合格，持证上岗。 (3)安全技术交底制度： 积极配合建设单位、设计单位的安全技术交底工作，派专人负责，并形成 会议纪要等形式的文件，以便在施工中贯彻落实。 22 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 在施工中，技术部门要对作业层进行详细准确的安全技术交底。安全技术交底的重点是隐蔽工程。 (4) 安全生产检查制度： 定期召开安全例会，保证检查制度的落实，加强监督检

25、查，发现隐患及时上报，出现事故本着“四不放过”的原则处理。对于施工过程中建设单位、监理单位检查提出的安全生产施工要求，要认真贯彻落实，自觉接受业主、监理的监督检查。 定期开展安全检查评比工作，对检查中发现的问题必须及时纠正、处理。指挥部（项目经理部）实行每10日进行一次检查，作业区每7日检查一次，作业班组严格实行三检制度。对检查中发现的安全隐患，进行登记，并制定防范措施加以整改，及时消除隐患。如有危及行车安全、人身安全的险情，必须立即停工，处理合格后方可继续施工。 (5) 安全事故申报制度： 发生人身伤亡事故，尽快将事故发生时间、发生地点、事故经过、伤亡者姓名、性别、年龄、工种、伤害程度、伤害

26、类别和采取的应急措施按铁道部颁布的铁路企业伤亡事故处理规则的有关规定逐级上报，不得隐瞒事故、谎报或拖延时间报告。 一旦发生重大的伤亡事故，立即报告上级主管部门和当地劳动部门、检察机关，并通知建设单位。 7.4、基坑开挖前期准备工作 （1）、需办理铁路慢行计划，现场勘察及技术交底，提前与柳州工务段及柳州供电段、电务段、信号做好协调工作，提前做好安全防护措施。 （2）、场地进行平整、机械、人员就位，测量放线。 （3）、基坑、大护壁、打入P50钢轨桩、花纹钢管施工开工时，有序进行，在施工前，应马上组织人员对图纸、方案进行学习，施工应根据图纸和现场的局部环境，确保安全、准确无误。 7.5、基坑开挖及防

27、护桩施工过程安全措施 （1）花纹钢管、既有线打入工字钢、钢轨桩防护、基坑开挖等应做好施工前期准备工作，正确选用施工方法，并结合施工具体实际，编制安全技术措施 23 柳州市西南出口道路跨铁路立交桥 深基坑防护专项方案 计划，制定操作细则，并向施工人员进行技术交底。 （2）基坑开挖、花纹钢管、既有线旁打入工字钢防护施工期间，一机一人指导，现场设置警戒线及标识牌，防止下雨时边坡垮塌，采用防水布覆盖。 （3）工地内应设有安全标志，夜间施工作业应有照明设施，并不得擅自拆除。 （4）既有路开挖时应根据规定的坡度开挖，简支梁区域挖孔桩锁口按照设计及规范施工，分层下挖到符合的设计高程为止。严禁采用局部开挖深坑

28、，从底层向四周掏土的方法施工。 （5）施工场地应开挖排水沟，并经常保持畅通。机具、材料、弃土等应堆放在指定位置。 （6）各种施工机械必须制订相应的、详细的操作规程，并严格执行。夜间作业时，应有足够的照明设备。 （7）深基坑、挖孔桩旁设置防护栏杆，靠既有线采用48*3.5mm钢管设置栏杆。 （8）各工种进行上下立体交叉作业时，不得在同一垂直方向操作。 7.5.1、现场作业安全措施 7.5.1.1挖孔桩安全措施 （1）孔口四周必须浇筑砼护圈，并在护圈上设置围栏围护，应高出地面 0. 8m，孔内作业时，孔口上面必须有人监护。挖出的土方应及时运离孔口，不得堆放在孔口四周1m范围内，砼围圈上不得放置工具和站人。孔内作业人员必须头戴安全帽、身系安全带，特殊情况