U型槽结构施工方案.pdf
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1、XXXXXXXX 下穿下穿 XXXXXXXX 铁路地道铁路地道封闭箱体、封闭箱体、U U 型槽主体工程施工方案型槽主体工程施工方案一、编制说明一、工程概况一、工程概况1.11.1、地道总体概况、地道总体概况XXXX 公路下穿 XXXX 铁路地道位于 XXXXK15+986.670K16+446.070 段,修筑起点桩号为 K15+986。670,终点桩号为 K16+446。070,全长 459。40 米。在 XXXX 主线两侧,并与 XXXX 并行。该地道为 XXXX 公路下穿 XXXX 铁路地道,由两部分组成,即下穿封闭段箱体和两侧敞开段整体 U 型槽结构.地道与铁路交角为 90 度,共分
2、2幅,每幅边线距 XXXX 设计中线 16.5m,单幅为 3 车道,并设置非机动车道。XXXX 公路下穿 XXXX 铁路地道下穿地道具体布置如下:封闭式箱体:修筑起点为 K16+226。670,终点为 K16+266。070,总长为 39.4m.沉降缝与道路中线正交。西侧 U 型槽:修筑起点为 K15+986.670,终点为 K16+226。670,总长 240m。沉降缝与道路中线正交,其具体分段为:1220m。东侧 U 型槽:修筑起点为K16+266.070,终点为K16+446。070,总长180m。沉降缝与道路中线正交,其具体分段为:920m.1 1、U7U19 节段:本区段为设置抗拔灌
3、注桩区段,地道结构为 U 型槽。底板设置钻孔灌注桩作为抗拔桩。抗拔桩直径为 1.0m,横向 2 根间距为 14m,每节段纵向间距为 4m.底板厚度 130cm,侧墙厚度为 100cm.该段采用自然放坡阶梯式开挖,即按照 1:1。5 的边坡向下开挖,每挖深 2m 设置一 2m 宽的台阶,直至挖至预定深度。开挖至设计工作界面后,进行钻孔灌注桩施工,待钻孔灌注桩保护好桩头。然后进行水泥搅拌桩施工,搅拌桩直径 0.5m,间距 1。5m,采用梅花形布置,桩底高程均按照15m控制,钻孔灌注桩周围 2m 范围内不做水泥搅拌桩。地基处理完成后,在沉降缝位置(即地道分节段的位置)开槽浇筑枕梁,并同期浇筑混凝土找
4、平垫层,垫层产生强度后浇注地道底板混凝土和侧墙混凝土至侧墙顶设计标高(应注意墙体顶端栏杆地袱灯杆预埋甩筋),直至 U 型槽结构主体部分完成。施工时 U 型槽节段之间变形缝宽 2cm。2 2、U1U6 和 U20U25 节段:本区段为不设置抗拔灌注桩区段,地道结构为 U 型槽.底板厚度 80130cm,侧墙厚度为 100cm。该段采用自然放坡阶梯式开挖,即按照 1:1。5 的边坡向下开挖,每挖深 2m 设置一 2m 宽的台阶,直至挖至预定深度。开挖至设计工作界面后,进行水泥搅拌桩施工,搅拌桩直径 0.5m,间距 1。5m,采用梅花形布置,桩底高程均按照15m 控制。地基处理完成后,在沉降缝位置(
5、即地道分节段的位置)开槽浇注枕梁,并同期浇筑混凝土找平垫层,产生强度后浇筑地道底板混凝土和侧墙混凝土至侧墙顶设计标高(应注意墙体顶端栏杆地袱灯杆预埋甩筋),直至 U 型槽结构主体部分完成.施工时 U 型槽节段之间变形缝宽 2cm.1.21.2、地质、水文、气象、地质、水文、气象1 1、地形、地质XXXX 公路下穿地道下穿 XXXX 铁路,周边地势较平坦。勘察最大钻孔深度 70 米,根据地质年代及时代成因,共分为八个工程地质层,根据各土层特征及工程地质性质进而分为 19 个工程地质亚层,(详见天津市滨海新区中央大道工程一期岩土工程详细勘察报告2006。7.1)。2 2、地下水:场区浅层地下水属第
6、四系潜水,地下水主要受大气降水补给并以蒸发等方式排泄。勘察期间 XXXX 公路下穿地道场区静止地下水位埋深为 0。71。1 米,标高为 0.68 米1。85 米。故综合判定为:XXXX 公路下穿地道地下水对混凝土结构具有结晶类无腐蚀性;分解类无腐蚀性;对混凝土具有结晶分解复合类无腐蚀性性,故场区地下水对混凝土结构无腐蚀性.3 3、地震稳定性根据勘察结果,场区地面下 20 米范围内均为粉质黏土,无可液化土层分布,因此本场地为非液化场地。场地土类别为类.4 4、气象全市年平均气温 1112,全市日平均气温高于 0的农耕期有 270 天左右,无霜期一般为 200 天左右,自沿海地区向内陆逐渐缩短,滨
7、海地区无霜期为 239 天。全市平均降水量为 550680 毫米,年平均降水日数为 6473 天。从海上输送来的暖湿气流受北部山脉的阻滞和抬升,经常在燕山迎风坡和山前平原形成多雨带,使全市年降水量的分布由北向南递减。北部最大年降雨量可达 1213 毫米,最小年降雨量为 352 毫米,南部多雨年可达 1189 毫米,少雨年只有 244 毫米。天津的汛期为 6 月中旬至 9 月中旬。汛期的平均雨日在 42 天左右,夏季降水量为 441568毫米,占全年降水量的 8084,又主要集中在 7、8 月份。全市空气相对湿度以夏季最大,7、8 月份平均值可达 80%左右,春季最小,2 至 4月份最低值为 0
8、%。全市年蒸发量为 16881917 毫米,冬季最小,只占全年的 9%,春季最大,占全年的 36%,5 月份最多,占全年的 16。塘沽区平均相对湿度为67.1.31.3、工程特点、工程特点1 1、地处交通要道该工程下穿 XXXX 铁路,处于交通要道,XXXX 公路行人和车辆很多,给施工带来一定的影响。2 2、深基坑基坑最大开挖深度在 11.5m 左右,深基坑的开挖存在一定的危险性。因开挖层处于第 I 海项层(Q42m),为海项沉积.主要为粉质黏土,含有砂性土、黏土和淤泥质土夹层,给施工带来一定的影响。编制依据编制依据1、XXXX 公路下穿 XXXX 铁路地道 U 型槽施工图设计.2、公路桥涵施
9、工技术规范JTJ0412000。3、公路隧道施工技术规范JTJ042-94.4、公路工程施工安全技术规范JTJ076-95。5、公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-2004。6、公路桥涵地基及基础设计规范(JTG D63-2007)7、室外排水设计方案8、建筑基坑支护技术规范9、以下为参考规范:基坑工程设计规程(上海市标准)(DBJ086197)地基基础设计规范(上海市标准)(DGJ08111999)建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)二、施工组织二、施工组织我项目组建施工项目部,由施工项目部统一领导,下设基坑支护队,钢筋施工队,模板施工队,混凝土施工队并配备一定数量的技术
10、管理人员。2 2。1 1、工期安排、工期安排1 1、按施工计划,2009 年 4 月 20 日进场施工,2009 年 12 月 30 日竣工验收.2 2、工序安排计划:见下页附表(具体施工内容见 XXXX 公路下穿地道施工计划横道图)3 3、劳动力计划安排从 U 型槽工艺特点及工程进度要求来进行劳动力合理分配,根据工序的集散程度决定劳动力多少及强度。具体劳动力分配如下表:项目流程基坑开挖支撑架设基底清理枕梁、垫层钢筋绑扎模板、支架浇筑砼卸落支架砼养生劳动力横道图劳动力(人数)202015151010202020202020151510102 2备注时间项目U型槽段施工(K15+986-K16+
11、209 右)2009年4月5 月6 月7 月8 月9 月10 月11 月12 月U型槽段施工(K15+986-K16+209 左)顶进箱涵施工(右线)顶进箱涵施工(左线)U型槽段施工(K16+304-K16+446)U 型槽段施工(箱涵两侧 5 节)排水泵房施工竣工验收2 2。2 2、材料与机械设备配备序号12345678钢91011181920212223242528 槽钢钢板履带式吊车汽车吊汽车输送泵砼运输车砼运输车插入式振捣器钢筋切割机钢筋弯曲机电焊机发电机QY25HBT60B9M36M3D50/D70/D30GQ-40Y100L2-4HS5005050/GF75KW台50T25T60M
12、3206KW135KW3KW3KW14台mM2台台台辆辆台台台材料或机械脚手架(立杆)脚手架(横杆)30脚手架(立杆)刚模板木方60014 钢管50014 钢管400*400*1321型mH60022401200483.5mm12MMTM2M3mm规格型号功率单位TT数量备注LG.240/120等 483.5mmHG。60/HG。483.5mm2 2。3 3、现场准备施工测量,复核座标点和水准点,放出道路中心线;对围护结构支撑预埋件的位置进行复核,以便准确进行下料。三、施工方案及施工工艺三、施工方案及施工工艺3.13.1、施工顺序施工流程:桩基施工-基坑开挖支撑设置-垫层-底板-侧板第一步:施
13、做抗拔桩、支护桩,进行水泥搅拌桩的地基处理第二步:基坑开挖。第三步:破除地面和路面,按设计施工井点降水,基坑开挖至安装第一道支撑的深度(支撑中心下 1.0 米,以下均同)第四步:施做第一道支撑,设置在压顶梁中心。第五步:分步开挖至安装第二道支撑的深度。第六步:施做第二道支撑。支撑设置在离地道底板顶以上约 1。5m.第七步:分步开挖至设计底标高,清理桩顶残渣、浮土和积水,凿毛清理,同时满足桩顶高程,铺设混凝土垫层,做好底板及侧墙防水。U12 节段开挖深度约 11。5m,应设置第三道支撑.第一道撑设置在压顶梁中心,第三道设置在离开挖深度 3.54.0m 处。第二道撑离第三道撑有一定的距离。支撑水平
14、间距为 4m。在钢管一侧设置预压千斤顶对其支撑进行预压,预压值不宜过大,压力以能够保证其稳定安放及位移不为过大即可.第八步:施做主体结构底板及部分侧墙(至第一道施工缝)第九步:待底板和侧墙强度达到 100后,拆除第二道支撑做侧墙防水.第十步:施做主体侧墙至第二道施工缝。第十一步:待侧墙强度达到 100后,拆除第一道支撑做侧墙,做侧墙防水.第十二步:施做完成主体结构。第十三步:停止抽水,封降水井。回填并恢复路面。3.23.2、施工方法及机械的选择1 1、基坑施工(1(1)、支护结构1)1)、支护工艺的采用本基坑的安全等级为二级,根据开挖深度的不同,由浅递深采用三种开挖工艺,一是放坡开挖、二是 S
15、MW 工法、三是灌注桩支护。2)2)、基坑支护错误错误!、灌注桩支护U7U15 区域内采用灌注桩支护,根据不同开挖深度,采用不同的桩长,横撑一至二道。桩径均为 1.0m,桩长分别为 16、19、22m,其桩间距为 110cm。灌注桩支护上设有压顶梁,尺寸为 120 x100cm。灌注桩外侧设有止水帷幕,均为两排咬合的水泥搅拌桩,直径 65cm,间距为 45cm,等待宽度为 80cm。错误错误!、SMW 工法U2U6、U16U20 区域内,采用SMW 工法支护(即水泥搅拌桩止水帷幕,内插型钢受力),型钢采用:4004001321mm。水泥搅拌桩,直径 65cm,间距为 45cm。待 U 型槽施工
16、完毕拔出型钢回收。SMW 工法水泥搅拌桩在施工期间起止水作用,内插型钢为主受力结构。在地道两端设置一排 9m 深的 SMW 工法水泥搅拌桩,形成封闭止水环境。SMW 等代直径为 80cm,长度为 9m、12m、15m 三种。根据不同开挖深度,设置横撑一道或两道横撑.,3 3、放坡开挖U1 和 U21 区域采用 1:1。5 坡率放坡开挖.基坑支护结构的内部横撑采用钢支撑,选用一根钢管。现场可根据进料长度和施工工艺要求选定分节长度,根据基坑宽度在现场进行组装.在钢撑两端设钢管连接头,钢管连接头采用500X14mm,斜撑接头为钢板接头,两端各 600mm 长;钢支撑根据挖深的不同,为 13 道,第一
17、道设置在压顶梁中心,另外一道可设置在离地道底板顶以上约 1。01.5m 处;12 节段开挖深度很深约11。5m,支护桩基长 22m,应设置三道横撑,具体数目和位置详见设计图纸.在基坑开挖到横撑的设计深度往下 1m 时加设横撑,在钢管一侧设置预压千斤顶对其支撑进行预压,预压力不宜过大,压力以能够保证其稳定安放及位移不为过大即可,可适度调整,预压力约为设计轴力的 3050,同时应加强监测,能提前警示,避免事故发生。每延米预加轴力按设计提供的数值进行。支撑设在压顶梁上的横撑对应的预埋铁件应与钢支撑间距相符,保证钢支撑受力方向一定要和压顶梁正交(垂直);支撑设在相应高度的其他横撑同样如此;现场可视具体
18、情况增设其他竖向支撑,以保证横撑的稳定性.3 3)、土方运输工具及弃土运输线路根据施工安排,基坑开挖施工分阶段进行,在现场内设临时存土点,运输工具及出土路线作好详细部署。4)4)、基坑开挖施工方法及措施基坑开挖必须在支护结构达到设计强度后方可进行,施工中本着先撑后挖的原则并严格按照组织计划分段、分层开挖。坑底留 30cm 厚原土用人工挖除,严禁机械超挖.根据设计要求在基坑施工中是开挖深度竖向需设置 600,壁厚 14mm 的钢管横支撑,3-4 道720,壁厚 12mm 的斜支撑(做不做斜撑),具体位置见支护结构平面图。错误错误!、基坑开挖组织A A、为方便施工管理与统一调度,基坑开挖施工由 1
19、 个专业作业队分多个作 业班组(土方班、支撑班、降水班、围护桩处理班)按施工程序安排分区、分段实施。B B、基坑开挖做好土石方开挖与外运的调度,组织好运输车辆,并安排做好运输线路的调查,及时调整调度方案,使开挖如期完成,及时转入主体砼结构的施工,尽量减小基坑基底的暴露时间。,2 2、主体基坑开挖支撑施工程序施工方法(以三道支撑为例):第一道设置在压顶梁中心,另外一道可设置在离地道底板顶以上约 1.01.5m处;开挖土体至第一道支撑底面位置下反 1.0 米处时架设第一道支撑.土体往下继续开挖 4。0 米时,架设第二道支撑。土体往下继续开挖 4.0 米时架设第三道支撑。向下继续开挖达到基坑底部。最
20、后剩余 0.3 米厚的土方由人工进行开挖、找平,施做垫层.,3 3、开挖及出土方法:土方开挖采用从上至下,分层分段开挖,严格遵守先撑后挖的原则,挖到支撑位置,加撑时间不超过 5 小时。土方开挖施工一定与测量监测紧密结合,一旦支撑轴力,墙身倾斜或位移,水位井水位变化速率较大,立即停止施工且通知设计与业主研究对策,隐患处理 完毕后方可继续施工.A A。基坑开挖前,充分考虑天气等不确定因素,做好周详的施工准备,设置完备的排水系统,基坑开挖后及时排除地表水及坑底积水。严禁地表水或基坑排除的水倒流回渗入基坑,排水沟和积水井距边坡坡脚的距离不得小于沟、井深度的 1 倍。充分考虑到雨天施工对基坑产生的不利影
21、响,雨天不得开挖基坑。B B。开挖土体至第一道支撑位置使用挖掘机沿基坑方向退挖。C C.第一道支撑以下土方开挖采用在基坑一侧 1 台 0.3 方小挖掘机的配合下,利用 21 台 18 米长臂挖掘机分布在基坑边,逐层从钢支撑间隙中直接取土。D.D.最后剩余 0.3 米厚的土方由人工进行开挖、找平.E E。在开挖基坑施工时,在基坑底两侧开挖排水沟,深度为挖土面以下 0。3m。F F.在挖掘机够不到的死角用人工翻挖进土斗,用吊车吊出基坑。G G.每步开挖深度为支撑下 1.0 米,钢支撑安装在工字钢组成的腰梁上。H H。支撑的架设采用 50 吨履带吊配合 25 吨汽车吊组装并安放。4 4 基坑支撑方法
22、计算长度支撑拼装支撑点安装固定件焊接腰梁安装支撑前检查安装腰梁吊装施加预应力定期检查拆除A A、当挖掘机开挖至设计标高时及时组织测量人员施放钢支撑的点位,对支护结构的预埋钢板进行检查,如没有预埋钢板,重新进行埋设。B B、履带吊吊运支撑钢管(支撑钢管在吊运之前在加工场就地安装,用 40t 履带吊与汽车吊配合将组好的钢支撑运至基坑边需吊装位置。C C、履带吊将钢支撑吊运至腰梁位置处,用倒链校正位置。D D、在支撑钢管长度调节端头上设一台千斤顶,千斤顶两端均顶在长度调节端头上,然后对钢支撑施加预应力,预应力的操作顺序为:校核计量器具 安装千斤顶与油泵校正顶作用点是否与支撑同心施加应力静停超加 5应
23、力丈量尺寸穿支撑斜铁钢楔回顶。E E、预应力的施加:a、当昼夜温差过大导致支撑预应力损失时,应立即在当天低温时段复加预应力至设计值.b、为防止施工中的第一道支撑在第二道支撑好以后由于受力体系发生变化,第一道钢支撑受力变小,支撑松动脱落现象时有发生,因此在压顶梁予埋钢上焊一托架托住第一道钢支撑,防止坠落伤人,且第一道支撑施加的应力宜较小,第二道支撑撑好后及时监测第一道钢支撑受力情况,并观测围护墙的变形情况,如轴力变小应对第一道支撑二次施加应力。c、因区间土质及周边情况不尽相同,预应力的施加值不能绝对固定,也不能照抄照办搬其他地方的数据.所以支撑预加应力应根据现场测量的墙体变形与支撑轴力计的数值的
24、变化,不断总结摸索与调整,随时观测钢支撑内力。d、刚开始施工的时候宜采用较大的预应力值。在第一次加预应力后 12h 内观测预应力损失及墙体水平位移并复加预应力至设计值。当昼夜温差过大导致支撑 预应力损失时,应立即在当天低温时段复加预应力至设计值。e、墙体水平位移速率超过警戒值时,可适量增加支撑轴力以控制变形,但复加后的支撑轴力和挡墙弯矩必须满足设计安全度要求。f、预加应力施工中不得在钢支撑上附加荷载。4 4)、安全保证措施深基坑施工安全等级为二级,拟采取以下安全保证措施:A A、基坑严格按设计分层位置进行施工,及时施加支撑,确保基坑坑壁稳定。施工过程中,与施工监测密切配合,加强信息化管理,若有
25、不稳定的因素存在,及时报请工程师和设计人员调整施工方案,将基坑开挖对周围环境的影响减至最小程度,确保基坑成型;基坑开挖应把基坑侧壁的稳定成型放在首位,已开挖的 基坑侧壁不稳定时应及时处理,不能继续向下开挖。B B、深基坑开挖将坚定不移地应用“时空效应”理论原理,遵循“分层、分段挖土,做到随挖随撑限时完成”原则,并应用“时空效应”原理控制基坑变形的计算机软件,对基坑开挖作动态管理,真正做到信息化施工,始终把基坑变形量控制在合格指标之内。C C、限制基坑维护结构四周一倍基坑深度范围内的堆载不大于 20KPa。做好计算校核工作,随时检查确保安全。D D、严格控制基坑施工降水时间和降水量,应施工一段,
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