跨大郑铁路43#承台基坑防护专项方案
,目 录,1 编制说明 2 工程概况 3 防护桩及冠梁 4 变形观测 5 承台施工及其基坑检算 6 质量保证措施 7 应急预案,1 编制说明,1.1编制依据1.1 招标设计文件1.2铁路营业线施工安全管理补充办法(铁办2012280号)；1.3沈阳铁路局营业线施工安全管理细化办法（沈铁运201337号）；1.4铁路工务安全规则(铁运2006177号)；1.2编制原则1）确保安全的原则跨大郑铁路特大桥于42#墩45#墩（40+64+40）m连续梁转体跨越大郑铁路，其中43#墩、44#墩相邻于大郑铁路两侧。承台基坑开挖及支护，作为安全防护的重点，制定专门安全防护措施，确保营业线运行安全。做到“五杜绝、一确保”，即杜绝员工重伤及以上事故；杜绝铁路行车一般D类及以上责任事故；杜绝汽车行车责任事故；杜绝等级火警、火灾等事故；杜绝机械设备事故；确保实现安全生产无事故。2）确保质量的原则本桥是我标段内的控制性工程，在施工前、施工过程中制定各种质量保证措施，并在施工过程中加以实施。,新建京沈铁路（辽宁段）TJ-10标跨大郑铁路桥全长6.2公里，其中43#、44#主墩为跨越大郑铁路两个墩台，上跨方式为1联40+64+40m转体连续梁，与大郑铁路及高新铁路斜交角度为117º，其中43#，44#主墩施工为临近营业线作业，43#墩基础为扩大基础，扩大基础尺寸为14.6*14.6*3m,和12.6*10.8*3.7m组成。此段既有铁路为路堤地段，施工范围的大郑铁路里程为K65+050。对既有铁路防护措施为桩基础防护，防护桩桩径为1.25米，深度为12米，沿扩大基础外侧设置，距铁路最近的防护桩中心在铁路防护栅栏位置。44#墩施工距离铁路大于20米。,2 工程概况,43#基坑 支护平面图,43#基坑立面支护图,防护桩采用1.25m的钢筋混凝土桩，桩长为12m，共计9根，锚固深度为5.76m。为保证挖孔防护桩整体稳定性，在桩顶处设置冠梁，冠梁尺寸为1.45×1m，顶面与防护桩平齐，待防护桩完成后，开挖冠梁基础，基础采用人工开挖，开挖至桩顶以下1m处时，浇筑混凝土。利用在冠梁中预埋的钢板对角焊接两道600mm的钢管斜撑，增加整体稳定性。,3 防护桩及冠梁,由于基坑离营业线很近，为确保营业线的安全，须进行基坑有效防护的基础上派专人进行跟踪监测。（1）施工前，与铁路有关部门办理观测人员进入营业线相关手续。（2）布监测点，开工前在43#墩临近营业线路基路肩两侧对称每510m布设1个沉降变形观测点，每两个防护桩上布设1个变形观测点（采用20钢筋制作，钢筋长25cm）。（3）临近营业线路基路肩两侧观测桩采用20钢筋制作，埋深50cm，浇筑C25混凝土倒圆台体锚固，锚固深度60cm。具体布置如下图。,4 变形观测,（4）派专人进行观测和整理数据，所有测试数据必须真实准确，记录清晰，不得涂改；记录数据签字齐全。所测数据必须当天及时输入电脑，经测量组长姜延峰核对无误后在计算机内保存。（5）监测安全要求：考虑到既有铁路交通量繁重，给防护造成难度，监测前必须与铁路工务、车站等有关部门办理相关手续，必要时派驻站联络员及现场防护员进行跟踪防护，确保监测人员人身及行车安全。周边巡视对线路侧沟、路肩、边坡、地表及临近的建筑物定时间巡视观察，察看是否有开裂、倾斜、掉块、移动等异常情况。（6）施工区段轨道线路委托阜新工务段进行实时重点监控。（7）施工人员不得翻越铁路界限内，所有人员、小型机具倒运必须从铁路道口通过。（8）测量仪器、方法及频率竖向位移观测采用Trimble电子水准仪，采用附合线路；水平位移观测采用徕卡（1）全站仪，采用前方交会法，交会角在60°120°之间，并采用3点交会法；在进行基坑开挖施工时，每两小时观测一次，其他时候每天观测一次，当监测数据达到报警值时，提高监测频率。（9）监测报警根据沈阳铁路局相关规定：临近营业线一侧单日位移达到23mm/d且不收敛或累计位移到10mm时；当其他三面基坑位移达到45mm/d且不收敛或累计位移到30mm时，进行基坑回填、拉锚或加固等措施，并向上级报告。,5.1承台施工工艺流程,5 承台施工,基坑平面位置、标高,挖掘机开挖,凿除桩头,基坑防护,集水井法抽水,检测桩基,基地处理,绑扎下转盘钢筋,安装下转盘模板,灌注下转盘混凝土,拆模、养护混凝土,回填基坑2m至下转盘顶,安装转体系统,上转盘施工、封铰、回填基坑,制作混凝土试件,混凝土拌制、输送,5.2施工测量 根据设计图纸计算出承台角隅坐标,根据承台高度和设计标高计算出放坡系数及开挖加宽量。用全站仪放出承台四角坐标后，承台设计边线每边加宽1米作为基坑开挖的控制底线，用白灰划第一道线标记。从第一道线向外平行增加开挖加宽量用白灰划第二道标记线，作为开挖的控制边线。 5.3基坑开挖承台开挖尺寸为14.6×14.6m，防护桩长12m，嵌固5.76m，靠近铁路侧基坑深度达到6.7m，远离铁路侧基坑深度达到5.2m。桩身砼达到设计强度的70%后进行基坑开挖。基坑开挖采用挖掘机按照护桩外缘开挖，自地面挖至1m深时，有防护桩部位，凿除桩头。施工冠梁，冠梁尺寸为1.45m×1.0m。在冠梁上预埋钢板供焊接斜撑钢管。当上节冠梁砼终凝达到一定强度再进行下一阶段开挖。至设计标高以上20cm，停止开挖，采用人工清底，黏性土层基底整修时，应在天然状态下铲平，防止过多扰动承台以下的原状土。人工清底至设计标高以下10cm，然后采用10cm C15混凝土铺底，一方面作为封底防止地下水上涌，另一方面作为承台钢筋绑扎的平台。在基坑开挖过程中，应在基坑四周设置排水坑集水井以及时将涌出的地下水排除。开挖土方及时运出施工现场，严禁堆载在营业线附近。,5.4凿除桩头、桩基检测破除桩头时应采用砂轮机环切结合人工凿除，上部采用砂轮机切除，下部留有1020cm由人工进行凿除。凿除桩头时，留10cm伸入到承台砼中，桩头凿除完成后，进行低应变检测桩身质量，合格后及时进行下一道工序施工。5.5钢筋加工（1）钢筋必须顺直，调直后表面伤痕及侵蚀不使钢筋截面面积减少。（2）钢筋加工的形状、尺寸必须符合设计及验标要求。钢筋的表面确保洁净，无损伤，油渍、漆污和铁锈等在使用前清除干净。（4）钢筋必须平直，无局部曲折。（5）钢筋的弯钩应按照设计文件要求制作，当设计文件没有要求按照下列规定执行：弯起钢筋应弯成平滑曲线，其弯曲半径不小于钢筋直径d的10倍（光圆钢筋）或12倍（带肋钢筋）。（6）箍筋的末端作成弯钩，弯钩形式必须符合设计要求。5.6钢筋绑扎（1）承台钢筋：钢筋绑扎前应垫层面上弹出钢筋的外围轮廓线，并用油漆标出每根钢筋的平面位置。绑扎前先将桩头伸入承台的锚固钢筋调至设计形状，底层承台钢筋网片与桩身钢筋焊接牢固；搭设钢筋骨架绑扎、定好上层承台钢筋和预埋于承台内的墩身钢筋。,（2）预埋钢筋：墩身钢筋预埋需在承台钢筋绑扎时进行。当钢筋较高时，须在承台四周安装钢丝绳牵引牢固或采用其它方法进行支撑稳固，预埋钢筋时必须按图纸保证足够的锚固长度；预埋时可根据模型上口尺寸控制其准确性，与承台钢筋焊接，形成一个整体骨架以防移位。（3）预埋沉降观测标识：承台观测标为临时观测标，当墩身观测正常使用后，承台观测随基坑回填将不再使用。承台观测标分为观测标-1、观测标-2，承台观测标-1设置于底层承台左侧小里程角上；承台观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上。承台中的观测标为顶端刻画十字线的半圆形不锈钢测头，利用承台的钢筋固定，保证顶标高高出混凝土顶面20mm，混凝土浇注完毕后将露出的部分擦拭干净，待首次观测点稳固后进行首次沉降观测。（4）综合接地系统：在桩中的接地钢筋在承台中应环接，环接钢筋与桩基接地钢筋采用L型焊接。墩身预埋钢筋应有两根接地钢筋，一端与承台中的环接钢筋相连，采用L型焊接。综合接地电阻不应大于1。5.7模板承台模板采用组合型钢模板，吊机配合安装。模板安装在钢筋骨架绑扎完毕后进行，模板安装前注意承台钢筋侧面钢筋保护层垫块的绑扎，要求1不少于4个。模板采用绷线法调直，吊垂球法控制其垂直度。加固通过模板系统自身加固槽钢背肋及顶层、底层拉杆进行加固，以确保模板稳定牢固、尺寸准确。,5.8混凝土运输（1）混凝土运输采用10方混凝土搅拌车运输，在装运混凝土前，认真检查运输设备内是否存留有积水，内壁粘附的混凝土是否清除干净。（2）混凝土搅拌运输车运送混凝土时，运输过程中以24r/min的转速搅动；当搅拌运输车到达浇灌现场时，应高速旋转搅拌2030s后再将混凝土拌和物卸入混凝土料斗中。5.9混凝土浇筑承台混凝土一次性连续灌注。混凝土由搅拌站集中拌制供应，混凝土罐车运到施工现场，混凝土汽车泵浇筑混凝土，汽车泵作业臂作业半径应远离营业线。5.10 承台与墩身接茬处理承台墩身接触面必须进行凿毛处理，凿毛深度以露出石子为宜，凿毛面积必须控制在接触面的75%以上，以保证与墩身浇筑的混凝土的良好的粘结性。5.11混凝土拆模模板拆除时应先松动对拉螺杆，然后逐片吊运，吊运之前在远离营业线一侧对模板设置拉线，严防吊运过程中侵限。5.12基坑回填第一层承台回填前应经过监理工程师同意后进行基坑回填2m至下转盘承台顶面，待转体（封铰）完毕后并应经过监理工程师同意进行基坑全部回填。基坑四周同步进行；分层回填，挖机作业半径应远离营业线。,5.13防护桩支护和检算采用排桩支护，排桩间距3m，桩径1.2m，桩长12m，嵌入基坑底3m。委托中铁现代勘察设计院有限公司进行，采用理正深基坑软件，对支护结构进行单元检算和整体检算。5.14土层参数,5.15 支锚信息,5.16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,5.18结构计算,5.17工况信息,5.19环梁选筋结果,内力位移包络图,5.20截面计算,5.21内力取值,整体稳定验算简图,5.22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: 0.40m滑裂面数据整体稳定安全系数 Ks = 7.700圆弧半径(m) R = 12.669圆心坐标X(m) X = -0.371圆心坐标Y(m) Y = 9.571,5.23抗倾覆稳定性验算抗倾覆安全系数:Mp被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 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倾覆弯矩。注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。,工况1：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 0.000 -Ks = 100000.000 >= 1.200, 满足规范要求。,工况2： 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 3.333 -Ks = 100000.000 >= 1.200, 满足规范要求。,工况3：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 3.333 -Ks=100000.000 >= 1.200, 满足规范要求。安全系数最小的工况号：工况3。最小安全Ks = 100000.000 >= 1.200, 满足规范要求。,6.24嵌固深度计算参数,嵌固深度计算过程：按建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99单支点结构计算支点力和嵌固 深度设计值hd：1) 按ea1k = ep1k 确定出支护结构弯矩零点hc1 = 0.0002) 支点力Tc1可按下式计算：hT1 = 7.500mTc1 = 0.000 kN 3) hd按公式：hpEpj + Tc1(hT1+hd) - 0haEai>=0确定 = 1.200 ， 0 = 1.000hp = 0.000m， Epj = -0.000 kPaha = 0.000m， Eai = 0.000 kPa得到hd = 0.000m，hd采用值为：3.000m当前嵌固深度为：0.000m。依据建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99, 悬臂式及单点支护结构嵌固深度设计值小于0.3h时，宜取hd = 0.3h。嵌固深度取为：2.400m。6.15检算结论经复核，基坑围护结构满足使用要求。,
