上洋站雨污水专项施工方案(2)

4.5钢板桩施工计算

4.5.1、施工条件

（1）基槽开挖最大宽度3m，钢板桩围护采用20乙#槽钢，单支点支撑支护结构，支点离基坑顶面距离为h0=1m，支点水平间距为Sh=1.5m。

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（2）由于重型机械需要在桩侧作业。板桩外按均布荷载q0=30KN/m2计。

（3）钢板桩采用20乙#槽钢，每米6根布置。截面面积S=32.83cm2，W=191.4cm3，[f]=215MPa

根据地形勘察报告，该场地范围内地层自上而下分为：杂填土层、粘土层、淤泥层、淤泥夹砂层、粉质粘土层。根据初步设计的地勘资料显示影响范围内的杂填土层厚约2.43m，淤泥层厚约16.4m，基坑围护拟采用钢板桩，场地平整后拟定基坑深度为3.8m。根据地勘报告各土层参数如下。

各土层在18.83米范围内按加权平均值计算： ?平均?

2.43?18.5?16.4?15.7

?16.06KN/m3；

18.83

18

?2.43?6.2?16

.4

?平均??7.70；

18.83

6?2.43?11.9?16.4c平均??11.14KPa；

18.83

则其土压力系数为：Ka?0

.713，Kp?1.14

。

4.5.2、钢板桩平面布置、板桩类型选择，支撑布置形式，板桩入土深度、基底稳定性设计计算如下：

（

1）作用于板桩上的土压力强度及压力分布图 桩后地面处主动土压力强度ea1：

?q0?Ka?2?c?Ka?30*0.713?2*11.14*0.713?2.58Kpa

桩后基坑底+1.5m处主动土压力强度ea2：

=（q0?rh)*Ka?2?(30?16.06*3.8)*0.713?46.09

（2）净土压力为零点离坑底的距离为u

q0Ka?rKa*(h?u)?2rKau?20由

u?

Pa

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福州地铁2号线 雨污水施工安全专项方案 u?Pa

＝4.8m

（3）计算支反力Ra及Q

B

图4-2 土压力分布图

桩后主动压力合力∑Ea：

∑Ea＝1/2*(2.58+46.09)*3.8*1.5+1/2*46.09*4.8*1.5

＝304.6KN

设合力到桩顶距离为ha

∑Ea*ha=Ea1*ha1＋Ea2*ha2＋Ea3*ha3

ha

=700.48/304.6=2.3m

由等值梁AB根据平衡方程计算支撑反力Ra及土压力零点剪力QB

∑Ea (h+u-ha) Rah+u-h0

∑Ea (ha -h0) QB304.6*(2.3-1)/( 3.8+4.8-1)=52.1KN

h+u-h0

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1/2*2.58*3.82*1.5+1/3*(46.09-2.58)*3.82*1.5+1/2*46.09*4.8*(3.8+1/3*4.8)*1.5 304.6

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（4）计算钢板桩的入土深度t

由等值梁求算板桩的入土深度t0，取∑MG=0,则

QB*t0=1/2*r*Kp*t02*Sh*1/3t0-1/2*r*Ka*t02*K *1/3t0

t0=sqrt{(6*QB)/[r*( Kp-Ka)*Sh]}=sqrt{(6*52.1)/[16.09*18.83*(1.14-0.713)]}=2

.4m

钢板桩入土深度t=1.1t0+u=1.1*2.4+4.8=7.4m

故钢板桩总长为l=h+1.1t0+u=11.24m

取钢板桩长度为11米。

（5）最大弯矩Mmax的计算

最大弯矩在剪力Q=0处，设从桩顶下X位置处Q=0

Ra-1/2*r*X2*Ka*Sh-q0*Ka*Sh=0

x=sqrt[(2*Ra-q0*Ka*Sh)/(r*Ka*Sh)]

=sqrt[(2*253.9-30*0.713*2.0)/(16.09*0.713*2.0)]

=2.02m

Mmax=Ra*(X-h0)-1/2*q0*Ka*X2*Sh-1/2*r*Ka*X2*Sh*1/3*X

=253.9*(2.02-1)+1/2*30*0.713*2.022*2.0-1/6*16.09*0.713*2.023*2.0 =330.6KN.m

σ= Mmax/W=330.6×103/(191.4×10-6)=1727Mpa

若1米5根钢板桩，则每根1727/（5×1.5）=230.27Mpa>[f]=215Mpa，不符合要求。

1米布置6根，则每根1727/（6×1.5）=191.88Mpa<[f]=215Mpa，符合要求。

（6)基坑底部的隆起验算

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图4-3 基坑底部隆起验算图

考虑地基土质均匀,依据地质勘察资料,其土体力学指标如下:

r=16.09/m3，c=11.14Kpa，q=30KN/m2

由抗隆起安全系数K=2πC/（q+rh）≥1.2

则：

h ≤(2πC -1.2q)/1.2r

≤(2*3.14*11.14-1.2*30)/1.2*16.09

≤1.74m

即钢板桩周围土体加载不超过1.74m时，地基土稳定，不会发生隆起。实际施工中，尽量减小坑沿活载，同时适当降低板桩侧土体高度，以避免基坑底部的隆起。

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5、雨污水管线施工

5.1污水管线施工

1）施工准备：管道沟槽开挖前进行施工场地清理工作，包括沟槽顶面原路面混凝土破除、清理及表层土清挖。清表挖深根据工程场地情况确定，开挖的表层渣土运到指定的地方堆放。

2）测量放样：在接桩、验线复核完毕后，首先应尽快对管沟进行施工测量放样，放出管沟开挖边线，及时进行钢板桩施工沿管沟方向单侧6根/米，钢板桩才用20乙#槽钢（25.77kg/m）测定管道中线和建立临时水准点，测设检查井位置桩，管沟开挖采用人工配合机械施工，测量人员应及时打设控制沟底标高的控制桩。

3)管构开挖：用挖掘机沿沟槽边线倒退反铲开挖，由沟槽顶面从上至下依次进行，中交第二公路工程局有限公司

福州地铁2号线 雨污水施工安全专项方案 严禁自下而上或采取倒悬的开挖方法，开挖施工中随时做成一定的坡势，以利排水，避免在边坡稳定范围内形成积水。开挖土方作回填利用方，施工时就近堆放在沟槽顶面一侧，以免影响管道铺设施工，距沟槽边坡顶面留有1.0～1.5m 安全距离，确保开挖边坡的安全与稳定。机械开挖过程中准确控制沟底深度，沟槽底部预留约30cm、采用人工开挖，避免机械开挖扰动地基原状土或造成超挖。

管道沟槽施工完成后，先进行施工自检，标高、方位、断面尺寸等达设计要求后，报请现场监理工程师共同验槽，各方面达设计标准后，经监理工程师检查签证后，进行下道工序。检查若不合格，重新整修直到监理工程师重新复查合格签证。

4）基底找平

污水管沟槽开挖完成之后做地基承载力实验，若地基承载力fak<60kp,或因施工原因地基原状土被扰动而影响地基承载力时，必须对地基进行加固处理，在达到规定承载力后，再做后续施工。管沟基底在监理验收合格之后铺设砂砾垫层，用黄砂找平(DN400找平厚度为15cm,DN600找平厚度为25cm,DN1000找平厚度为30cm)，再用200mm厚中粗砂找平压实密度≧90％。

5)管线敷设

污水管道采用HDPE管管道直径为DN400，DN100，施工前认真核对图纸。检查管道的位置坐标，管道的沟底标高，管材、管件的材质、规格、壁厚、角度、曲率半径是否符合图纸设计及技术规范要求并予以确认记录。

下管前应对管材进行仔细的外观检查，不得有裂纹、气孔、砂眼、变形、碰撞硬伤、严重划痕，对HDPE管的外观受伤破损处要做详细记录，根据受伤破损的程度、大小，做修复、裁截处理，防止误用于管线中。对管材端部进行检查，表面不得有裂缝褶皱、撕破及壁厚不均等缺陷，符合要求

方可使用。 HDPE管的柔性好、重量轻，可以在地面上预制较长管线，（在地面预先焊接好采用电熔焊或热熔焊焊接)。在管道放入管沟之前，应对管道进行全面检查，在没有发现任何缺陷的情况下，方可下管(采取吊入法，人工辅助施工)。管道施工完成之后用空压机对管道进行冲扫，防止管内异物留在管内。

6）管道回填

回填管道两侧采用人工回填中粗砂,分层压实，分层厚度不得大于25cm。压实后每层厚度不低于100—200mm,压实度不小于95％。回填过程中需管道两侧对称回填防止挤压管道造成管道偏移。管顶回填厚度DN400时为50cm,DN1000时为100cm,回填中交第二公路工程局有限公司

福州地铁2号线 雨污水施工安全专项方案 材料采用中粗砂。压实密度两侧不小于90％，管顶上部不小于85％。黄砂压实采用蛙式振动器人工夯实。其余部分采用机械回填（三类土以上），压路机压实。

5.2雨水管线施工

雨水管道直径为DN400，DN600，DN1000。DN400为混凝土Ⅱ级承插管，DN600，DN1000为钢筋混凝土Ⅰ承插管。雨水管施工工艺流程：施工准备→测量放样→钢板桩施工→沟槽开挖→基底处理→验槽→基底找平→基座浇筑→管道敷设→接口处理→回填。根据本工程设计实际情况，雨水水管一次完成铺设施工。

雨水管施工准备、测量放样、钢板桩、管沟开挖同污水管施工方法。

1）雨水管基底找平

基底找平分两层第一层为砂垫层，DN400,DN600的厚度为20cm,DN1000的厚度为25cm,压实度为95％。第二层为碎石灌砂夯实，厚度为10cm。

2）雨水管底座浇筑

底座浇筑分两层，第一层为15cm的C15混凝土，待管线安放好之后，再做180度混凝土包角。混凝土浇筑使用商品混凝土，模板采用钢模板，灌注管基混凝土时，检查并清理模板内杂物，将混凝土沿流槽流入模板内，用插入振捣器进行捣固，靠管口位置应铺适量与混凝土同配比的水泥砂浆，使基础与管口部位粘结良好。

3）管道铺设

混凝土管节在长途运输和装卸、堆放过程中有可能造成损伤，所以在施工现场要对管材管件进行逐根、逐件的检查，对损伤的现场进行修补。对检查出有裂纹、表面存在凹凸不平的缺陷、接口影响密封的管材及管件作为废品处理；对能通过修补后不影响使用的管材，通过修补后再使用。

用汽车吊卸、放混凝土管节，用载重汽车将管道运到工地，管道卸在沟槽靠公路一侧，离沟槽边有一定安全距离，且地势平坦， 无尖硬杂物和岩石的地方。为便于下管，卸管时管道单根沿沟摆放。放管时采用汽车吊下放人工配合，对位采用在前后两中心点悬挂吊垂的办法，测出安装管道的中线位置，从前后两坡度板下返数确定管道的坡度。确定好中心线和坡度线后，管道沿中心线和坡度线进行敷设。按设计接口处理为1:2.5水泥砂浆封堵，外包土工布一层（土工布嵌入管道基础不少于200mm）。

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