基坑施工方案

上海大芦线航道整治一期工程（临港新城段11标）

基坑工程专项施工方案

编 号： 版 本 号： 发放编号： 编 制： 复 核： 审 核： 有效状态：

中铁四局集团有限公司

上海大芦线航道整治一期工程项目经理部

2009年10月

目 录

1、编制依据及规范标准 . .............................................. 1 1．1、编制依据 .................................................... 1 1.2、规范标准 ..................................................... 1 2、工程概况 . ........................................................ 1 2.1工程概述 ...................................................... 1 2.2工程地质 ...................................................... 1 3、基坑支护、降排水方案的设计 . ...................................... 2 3.1基坑支护、降排水方案总体技术思路 .............................. 2 3.2地面防渗措施 .................................................. 2 3.3基坑四周地面沉降观测措施 ...................................... 3 3.4钢板桩支护施工 ................................................ 3 4、基坑钢板桩支护验证情况 . .......................................... 3 5、基坑施工方案 . .................................................... 3 5.1钢板桩施工 .................................................... 7 5.2基坑井点降水 .................................................. 9 5.3基坑回填 ..................................................... 12 6、监控量测 . ....................................................... 12 6.1基准网的建立 ................................................. 12 6.2基坑支护变形观测 ............................................. 12 6.3观测方法 ..................................................... 12 7、安全及文明施工要求 . ............................................. 13 8、季节性施工措施 . ................................................. 13 8.1雨季施工措施 ................................................. 13 8.2防雨措施 ..................................................... 14 8.3防台风措施 ................................................... 14

1、编制依据及规范标准

1．1、编制依据

（1）上海航道勘察设计研究院编制的“大芦线航道整治一期工程(临港新城段)11标(航道部分) 施工设计说明及施工技术要求；

（2）上海市政工程设计研究总院编制的“大芦线航道整治一期工程(临港新城段)11标(X9桥) 施工图；

（3）对施工现场的调查情况及本公司类似工程的施工经验； 1.2、规范标准

（1）基坑工程设计规范（BDJ61-97）

（2）公路桥涵施工术规范（JTJ041-2000） （3）建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002） （4）建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2001） （5）地基基础设计规范（DGJ08-11-1999）

（6）建筑与市政降水工程技术规范（JTJT111-98）

（7）城市桥梁工程施工质量验收规范（DGJ08-117-2005） （8）上海市地基设计规范（DGJ08-11-1999） 2、工程概况 2.1工程概述

大芦线航道整治一期工程（临港新城段）位于上海浦东地区临港新城内，是大芦线航道的后半段，起于大治河，途径泐马河、新开挖团芦港和五尺沟，止于芦潮港内河集装箱港区同盛大道，全长16.3km 。目前泐马河仅宽20～30m ，跨河的桥梁等级很低，泐马河航道等级改建为Ⅲ级航道，原有航道上的桥梁全部拆除，航道开挖整治、改建。

本工程11标（航道部分）则位于上海市南汇区惠南镇大芦线泐马河航段内，拟建桥梁为一座双塔双索面矮塔斜拉桥，桥梁全长554.88m 、跨径布置为西引桥（6×22.84＋22.44）＋主桥（61.96＋112＋61.96）＋东引桥（22.44＋6×22.84），主桥桥宽31.7m ，引桥标准段桥宽24m ，塔总高20m ，每一索面9根斜拉索，共36根。主桥两侧辅道，将主线道路两端引道与现状机耕路接顺段；

本工程未包括桥台在内，共计16座承台，其中主墩承台开挖深度约3.5m ，其它承台开挖深度均在2.0m 左右，深度超过3.0m ，将对周边做台阶处理，台阶至基坑边不小于2.0m ，确保基坑施工的安全。 2.2工程地质

工程拟建场地地貌属滨海平原地貌，地基土均属第四纪沉积物，主要由软土、

粘性土、粉性土和砂土组成。在21m 深度范围内按成因类型 、时代、土层结构及其性状可划分成5个工程地质层及分属不同层次的亚层。具体地层和土质指标请见下表2-1土层物理力学性质参数表。

场地内浅层地下水属潜水，主要补给来源为大气降水及地表径流，地下水位可按+2.5m～+3.5m采用，承台开挖主要在②3层砂质粉土中作业，基坑开挖揭露时在一定动水头压力作用下易产生流砂现象。

表2-1土层物理力学性质参数表

3、基坑支护、降排水方案的设计

3.1基坑支护、降排水方案总体技术思路

场地内对基坑施工有影响的地下水水位标高大概为0.5以下。

(1)根据该场地地下水埋藏条件，结合基坑开挖深度、在开挖基坑四周插打钢板桩作为支护，并采用真空泵型真空井点降水方案降低地下水位，即在基坑四周布设井点降水井，由真空泵将个井点地下水抽出，达到阻截基坑外围地下水流入基坑的目的，从而满足基础施工对降排水的要求。

(2)设2台真空泵抽水。将水抽至现有河道中排走，抽水期自插打钢板桩至基础回填土施工完停止，连续不停抽水。

3.2地面防渗措施

a 、严格控制基坑四周的用水点。

b 、基坑四周作好排水措施，修筑排水沟，防止人工或雨水流入坑内。

3.3基坑四周地面沉降观测措施

为安全起见，基坑四周地面设置一定数量的观测点，以对地面沉降进行监测。若地面沉降量较大，需及时采取有效的保护措施。

3.4钢板桩支护施工

根据本工程场地地质情况特点，结合各承台开挖深度情况，适当调整钢板桩插打桩底标高。钢板桩施工的主要作用是为了支护边坡防止四周土塌方，影响基坑内施工作业，钢板桩起到支护边坡的作用。

设计要点如下：

a 、采用钢板桩，桩长6m ；

b 、钢板桩穿过粉质粘土层，进入砂质粉土层；

c 、钢板桩沿基坑四周Z 形布设，两两相扣，设置成封闭的帷幕； d 、为保证基坑安全，基坑四角做好斜支撑；

e 、根据基坑开挖深度，适当降低基坑四周土体高度，调整钢板桩桩底标高，以减小钢板桩受土体应力。 4、基坑钢板桩支护验证情况

（1）设计基本参数： a) 支护入土深度h=6.0m； b) 基坑深度t=3m； c) 地面荷载q=0； d) 钢板桩长度L=6m；

e) 角支撑32槽钢成45°角，长度约6.5m ； （2）基本力学数据计算

结合现场实际情况，基坑以上土层可分为②-1层和②-3层来进行计算，其中根据地质勘查报告可知，②-1层厚度为1.6m ，②-3层厚度为1.4m 。钢板桩打入基坑以下土层（②-3层）深度为3m ，基坑稳定性须进行基底抗倾覆验算及抗隆起验算。

（3）抗倾覆验算

根据地勘报告可知，土层土体参数如下：

受力状况如图：

q=0kPa

0030

003a 、

A

主动土压力Pa

00B

6被动土压力Pp

003C

① 主动土压力计算

用朗金土压力公式计算主动土压力。 1) 第一层为粘性土

A

Ea

00Ep

20

00M 1Ea

Ep

主动土压力及被动土压力合力弯矩图

K a1=tan(45︒-K a 1

18. 2︒

) =tan35.9︒=0.724 218. 2︒

=tan 2(45︒-) =tan35.9︒=0524 2

主动土压力A 点P a =r 1zK a 1-2c K a 1 主动土压力合力E A =1r 1K a 1(H -h 0) 2

2

h 0=

2c r

k a

将h 0带入公式得：E A1=1r 1K a 1(H -2c ) 2

2

r k a

=1/2×18.7×0.524×(1.6-（2×21）/（18.7×0.724) ）2 =11.056KN/m

2) 第二层为砂质粉土，可按无粘性土来进行计算

K a2=tan(45︒-K a 2=tan 2(45︒-

30. 8︒

) =tan29.6︒=0.568 2

30. 8︒

) =tan29.6︒=0.323 2

主动土压力B 点P a =r 2zK a 2

主动土压力合力E A2=1r 2K a 2H 2=1/2×r 2×（62-1.62）×K a =1/2×19×

2

(62-1.62) ×0.323=102.611KN/m

合力E 总=EA1+EA2=11.056+102.611=113.667Kpa

且合力E 总作用点近似为右三角形的形心，即作用于离钢板桩底部支点C 点H/3=6/3=2m处。如上图所示 ②被动土压力计算

被动土压力作用于基坑以下，土层为②-3层砂质粉土，可按无粘性土来进行计算。

K a2=tan(45︒+

30. 8︒

) =tan60.4︒=1. 760 2

K a 2=tan 2(45︒+

30. 8︒

) =tan60.4︒=3. 099 2

被动土压力P p =r 2zK p

被动土压力合力为E p =1r 2K p H 2

2

=1/2×r 2×3.099×32 =264.965Kpa

合力E p 作用点近似为左三角形的形心，即作用于离钢板桩底部C 点H/3=3/3=1m处。如上图所示 ③抗倾覆验算

抗倾覆稳定性安全系数k s =M EP +M T

M Ea

其中：

K S --抗倾覆稳定性安全系数；

M EA --支护结构底部以上主动侧水平荷载最支护结构最底部点的弯矩标准值（KN.m ）；

Mep —支护结构底部以上被动侧水平荷载最支护结构最底部点的弯矩标准值（KN.m ）；

M T —锚杆（索）的拉力标准值支护结构最底部点的弯矩标准值（KN.m ），这里值可取为0；

产生力矩M EP =EP ×1m ，M Ea =E总×2m ；带入公式进行计算

得Ks= （E P ×1m ）/ （E 总×2m ）=264.965/（102.611×2）=1.29>1.2

故抗倾覆验算结果能满足规范要求。

（4）抗隆起验算

参照普朗德尔地基承载力计算抗隆起稳定性系数。

k wz =

r 3DN q +cN C r 1(h +D ) +q

其中N q =e tg φtg 2(

∏φ∏30. 8

+) =e tg (30. 8) tg 2(+) =5. 624； 4242

N c =(N q -1) /tg φ=2. 756；

tg φ=tg(30.8°)=0.596；

r 1=

(6-1. 6) ⨯19+1. 6⨯18. 7

=19KN /m 3；

6(3-1. 6) ⨯19+1. 6⨯18. 7

=19KN /m 3；

3

r 3=

其中：

Kwz--抗隆起稳定性系数；参照普朗德尔公式，要求Kwz ≥1.1～1.2 N C 、N Q —地基承载力系数

R 1—基坑外侧支护结构底部至地面之间土层的加权重度（KN/m3） R 3—基坑内侧支护结构底部至坑底之间土体的加权重度（KN/m3） h —基坑开挖深度（m ） D —支护结构嵌入深度（m ）

C —支护结构底部滑裂面深度内土的加权粘聚力（Kpa ） φ—支护结构底部滑裂面深度内土的加权摩擦角（Kpa ） q —支护结构底部抗隆起验算地面超载折算值，这里取值为0。 取q=0，将数据带入公式进行计算，得

k wz =

19⨯3⨯5. 624+2⨯2. 756

=1. 907≥1.1；

19⨯9+0

故抗隆起验算结果满足规范要求。

综上计算所述，基坑满足稳定性要求。 5、基坑施工方案

5.1钢板桩施工 （1）钢板桩进场验收。

由于本工程为钢板桩用于基坑的临时支护，故不需进行材质检验而只对其做

外观检验，以便对不符合形状要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。

外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端头矩形比、平直度和锁口形状等内容。

检查中要注意：

①、对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除； ②、有割孔、断面缺损的应予以补强；

③、若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度，以便决定在计算中是否需要折减。原则上要对全部钢板桩进行外观检查，对不符合要求的钢板桩需进行矫正。

（2）钢板桩吊运及堆放

装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单捆起吊、钢筋捆扎、专人指挥。钢板桩堆放的顺序、位置、方向和平面布置应考虑到以后的施工方便，并按型号、规格、长度施工部位分别堆放，堆放的高度不宜超过2m 。

（3）施工工艺流程

钢板桩施工工艺图

（4）钢板桩施工方法

a 、测量放线。测量员将基坑设计边线在现场实际放出，确定钢板桩施工位置。

b 、定桩位。按顺序标明钢板桩的具体桩位，洒灰线标明。

c 、钢板桩施打。采用单独打入法，即吊升第一支钢板桩，准确对准桩位，

振动打入土中，使桩端穿过粉质粘土层进入砂质粉土层。吊第二支钢板桩，卡好企口，振动打入土中，如此重复操作，直至基坑钢板桩完成。钢板桩施打时，由于钢板桩制作本身的误差、打桩时的偏差、施工条件的限制，使帷幕的实际长度无法保证按钢板桩标准宽度的整数倍，故此钢板桩帷幕最终封闭合拢有相当难度。根据以往施工经验，材料进场数量增加1.2个系数，即能保证。

⑷ 角撑

为稳妥起见，

⑸、钢板桩拔除。

板桩的拔除。振动扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊的作用将桩拔除。

钢板桩拔除后留下的桩孔，必须即时做回填处理，回填一般用挤密法或填入

法，所用材料为中砂。

5.2基坑井点降水

为确保基坑坑内施工作业的安全，并保证钢板桩支护的安全，在基坑四周采

取真空泵井点降水措施，基坑周边地下水位。根据现场地质情况，对于粉、细砂土质的基坑，土质的渗水渗透系数在2～50m/d时，采用真空泵真空井点降水。在基坑1.0m 范围钢板桩以外，深度根据基坑深度确定，打入带有过滤管头的井点管，在地面与集水总管连接起来，通过抽水系统用真空泵造成的真空度，将地下水吸入水箱，用水泵排出，使基坑底以下一定深度的地下水暂时降低，在基坑开挖时不受地下水的影响，井点降水的布置可根据基坑地质情况进行调整，如下：图4.3-1井点管布设示意图。

真空泵真空井点由真空泵、离心式水泥、水气分离器等组成（表4.3-1）。

真空泵型真空井点系统设备规格与技术性能 表4.3-1

（1）基坑日涌水量确定

根据现场X9桥岩土工程详细勘察报告可知，场地地下水主要受大气降水和

地表水渗入待补给，基坑开挖范围的渗水量可用下列公式计算：

Q =1. 366K （2H 0-S ）⨯S lg R -lg X 0

试中Q 为基坑日涌水量

K 为土壤渗透系数，取6m/d

H 0为经验值

H 0=1. 85（S +L ）

计算简图如下： 钢板桩

接集水总管

接集水总管

原地下水位

井

点

降

水

管基坑施工作业面井点降水管原地下水位H

0. 5m ～1. 0H 0h 0S R

图4.3-1 井点管布设示意图

S 为水位降低值；

R 为降水影响半径，R =. 95S （H 0⨯K ）

X0为基坑降水假象半径，X 0=A /3. 14159

A 为基坑降水面积。

（2）降水深度确定

结合基坑设计深度，合理设置降水深度，H=H0+h+L×i+2

i 为降水漏斗曲线坡度，与r 有关，取1/4;

h 为下限水位至基底安全距离取1.0m ；

L 为井点中心只基坑中心距离；

下限水位至井底取2m 。

（3）井点数量确定

单井出水量根据土壤渗水量决定：

q =65⨯3. 14159⨯d s ⨯l ⨯k =92. 7m 3/d

ds 为过滤器管道直径，取0.25；

l 为滤器管进水部分长度取1.0m ；

K 为土壤渗水系数6m/d.

n =m ⨯Q q 13

M 为井点备用系数1.1;

（4）基坑降水情况确定

在进行井点降水前须进行井点布置图进行放线，保证井点位置不能偏离基坑太远，不利于降水；井点不能在基坑内，影响基坑土质的稳定。井点成形后立即进行降水，降水三天后测量地下水降至位置，当地下水降至基坑底500mm 时，进行基坑开挖工作。

（5）基坑降水注意事项

井点使用时，应保证连续抽水，并应准备双电源。 如不上水或水一直较混，或出现清后又混等情况，应立即检查处理，如井点管淤塞过多，严重影响降效果，应逐个用高压水反冲洗井点管或拔出重新埋设。装真空表，并经常观测，以保证井点系统的真空度。一般应不低于0.065mPa 。当真空度不够时，应及时检查管路或井点是否漏气，离心泵叶轮有无障碍等，并应及时处理。

基坑降水须安排全天24小时值班，不间断的对降水情况进行检查，保证井

水的连续，避免停机过长造成地下水二次涌入，影响降水效果。

井点的停泵时间，应根据设计及施工计算结果的要求。

5.3基坑回填

所有基坑施工完成且模板拆除后分层进行填筑，采用预留回填土方进行回填并分层夯实。回填应夯实，防止形成虚填土，防止给上部结构施工起吊作业造成安全隐患。

6、监控量测

由于本工程基坑施工基本在农田区，施工时主要对基坑支护变形等进行常规监测。

6.1监控网的建立

为了预测基坑支护的稳定和周边环境的变化，及时预报和提供准确可靠的变形数据，因此建立基坑支护施工变形与沉降观测网，定期进行变形沉降观测。

6.2基坑支护变形观测

（1）基坑支护水平位移观测

在基坑边坡顶上布置基线（每基坑边一条），每条基线上设1～3个变形观测点，同时又作为沉降观测点。

（2）基坑支护沉降观测

采用基准高程水准控制点作为沉降观测的起算点，与基坑周边浅埋基础建（构）筑物、基坑边、重要管线监测点一起构成基坑支护沉降观测网。

6.3观测方法

（1）水平位移观测

分别在基线点四个角上设站，用全站仪观测四边网的水平角度(四边形内角) ，检查基线点是否发生位移，在基线点正确无误的情况下，同时在四角测端上分别以对应的相邻角点定向，并观测定向基线上各预埋点的水平位移量初始读数。

（2）沉降观测

对基坑边上的各点及周边点建立的沉降观测网的测量方法为：首先自远离基坑的水准控制点开始观测，引测至基坑周围后，按编定的各点观测次序依次观测，最后测至另一水准控制点符合，观测仪器采用DSZ+FS1型水准仪。

7、安全及文明施工要求

（1）基坑四周的栏杆应当统一密挂密目式阻燃安全网，要求平整、绷紧、密拼连接、整齐美观，不得漏挂、脱落。安全网应为100cm 2不小于2000目的密目式绿色围护立网，栏杆严格按照要求设置，立杆间距2m ，双排横杆，高度1.2m 。

（2）施工现场推行硬地化。施工现场的工地大门内外通道、临时设施室内地面、材料堆放场、加工场、仓库地面等到要求浇厚度不小于200mm ，强度不小于C15的混凝土；机动车通道的宽度4.5m 。

（3）现场模型及材料应分类堆码整齐，做到工完料尽。

（4）预留回填土方应堆放在距基坑边缘大于2m 以外的区域。

（5）基坑边缘2m 范围内严禁堆载及存放钢筋等重物。

（6）基坑边缘5m 范围内严禁通过大型机械设备，如确需通过必须将基坑内人员撤离后方可在监控下通过。

（7）土方开挖及回填过程中应由现场施工员指挥，防止机械碰撞事故发生。

（8）土方运输车辆严禁超载，在便道上行驶速度应小于5km/h。

（9）施工现场的危险区域应当设立危险警示标志。

（10）当施工时产生的粉尘较多时，粉尘飞扬处须采取遮挡围蔽或喷水降尘等措施。

8、季节性施工措施

8.1雨季施工措施

（1）日常防备措施

①现场有组织排水，排水通道畅通。

②严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》敷设电气线路和配置电气设施。

③按照消防要求设置灭火器、消防龙头及砂箱。

（2）现场清理干净，物料堆码整齐、统一，悬挂物，标志牌固定牢靠，施工道路通畅。

（3）储备水泵、铅丝、蓬布、塑料薄膜等备用。

（4）定期检查各类设施，发现问题及时解决，并做好记录。

（5）注意天气预报，了解天气变化动态。

8.2防雨措施

（1）做好汛前和暴雨来临前的检查工作，及时认真整改存在的隐患，做到防患于未然，汛期和台风暴雨来临期间要组织昼夜值班，做好记录。

（2）加固临时设施，大标志牌，临时围墙等处设警告牌。

（3）安排好应急疏散通道及安全集结中心。

（4）基坑底应修集水沟和集水坑并及时排水，集水明沟、集水坑洞现场地面四周布置。以防雨水浸泡、扰动基底。

（5）雨天作业必须设专人看护边坡，存在险情的地方未采取可靠安全措施之前禁止作业施工。

（9）台风暴雨天气或连绵阴雨天气，防台风暴雨抢险救灾队伍应集结待命，统一指挥，随时准备排除危险隐患。

8.3防台风措施

在整个工程施工期间，必须做好防台风措施。

（1）台风季节应特别提高警惕，随时做好防台风袭击的准备，设专人关注天气预报，作好记录，并与市气象台保持联系，如遇天气变化及时报告，以便采取有效措施。

（2）成立台风期间的抢救灾小组，密切注意现场动态，遇有紧急情况立刻投入现场进行抢救，使损失降到最低。

（3）科学、合理安排风雨期间的施工，当风力大于6级时，应停止室外的施工作业，提前安排好各分部分项工程的雨期施工，做到有备无患。

（4）台风到来之前，应对高耸独立的机械进行临时加固；堆放在场地内的零星材料要堆放加固好；不能固定的东西要及时搬到建筑物内。

（5）台风过去后要立即对临时配电线路进行仔细检查，发现问题要及时处理，经现场负责人同意后方可施工。

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2009年10月

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1、编制依据及规范标准 . .............................................. 1 1．1、编制依据 .................................................... 1 1.2、规范标准 ..................................................... 1 2、工程概况 . ........................................................ 1 2.1工程概述 ...................................................... 1 2.2工程地质 ...................................................... 1 3、基坑支护、降排水方案的设计 . ...................................... 2 3.1基坑支护、降排水方案总体技术思路 .............................. 2 3.2地面防渗措施 .................................................. 2 3.3基坑四周地面沉降观测措施 ...................................... 3 3.4钢板桩支护施工 ................................................ 3 4、基坑钢板桩支护验证情况 . .......................................... 3 5、基坑施工方案 . .................................................... 3 5.1钢板桩施工 .................................................... 7 5.2基坑井点降水 .................................................. 9 5.3基坑回填 ..................................................... 12 6、监控量测 . ....................................................... 12 6.1基准网的建立 ................................................. 12 6.2基坑支护变形观测 ............................................. 12 6.3观测方法 ..................................................... 12 7、安全及文明施工要求 . ............................................. 13 8、季节性施工措施 . ................................................. 13 8.1雨季施工措施 ................................................. 13 8.2防雨措施 ..................................................... 14 8.3防台风措施 ................................................... 14

1、编制依据及规范标准

1．1、编制依据

（1）上海航道勘察设计研究院编制的“大芦线航道整治一期工程(临港新城段)11标(航道部分) 施工设计说明及施工技术要求；

（2）上海市政工程设计研究总院编制的“大芦线航道整治一期工程(临港新城段)11标(X9桥) 施工图；

（3）对施工现场的调查情况及本公司类似工程的施工经验； 1.2、规范标准

（1）基坑工程设计规范（BDJ61-97）

（2）公路桥涵施工术规范（JTJ041-2000） （3）建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002） （4）建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2001） （5）地基基础设计规范（DGJ08-11-1999）

（6）建筑与市政降水工程技术规范（JTJT111-98）

（7）城市桥梁工程施工质量验收规范（DGJ08-117-2005） （8）上海市地基设计规范（DGJ08-11-1999） 2、工程概况 2.1工程概述

大芦线航道整治一期工程（临港新城段）位于上海浦东地区临港新城内，是大芦线航道的后半段，起于大治河，途径泐马河、新开挖团芦港和五尺沟，止于芦潮港内河集装箱港区同盛大道，全长16.3km 。目前泐马河仅宽20～30m ，跨河的桥梁等级很低，泐马河航道等级改建为Ⅲ级航道，原有航道上的桥梁全部拆除，航道开挖整治、改建。

本工程11标（航道部分）则位于上海市南汇区惠南镇大芦线泐马河航段内，拟建桥梁为一座双塔双索面矮塔斜拉桥，桥梁全长554.88m 、跨径布置为西引桥（6×22.84＋22.44）＋主桥（61.96＋112＋61.96）＋东引桥（22.44＋6×22.84），主桥桥宽31.7m ，引桥标准段桥宽24m ，塔总高20m ，每一索面9根斜拉索，共36根。主桥两侧辅道，将主线道路两端引道与现状机耕路接顺段；

本工程未包括桥台在内，共计16座承台，其中主墩承台开挖深度约3.5m ，其它承台开挖深度均在2.0m 左右，深度超过3.0m ，将对周边做台阶处理，台阶至基坑边不小于2.0m ，确保基坑施工的安全。 2.2工程地质

工程拟建场地地貌属滨海平原地貌，地基土均属第四纪沉积物，主要由软土、

粘性土、粉性土和砂土组成。在21m 深度范围内按成因类型 、时代、土层结构及其性状可划分成5个工程地质层及分属不同层次的亚层。具体地层和土质指标请见下表2-1土层物理力学性质参数表。

场地内浅层地下水属潜水，主要补给来源为大气降水及地表径流，地下水位可按+2.5m～+3.5m采用，承台开挖主要在②3层砂质粉土中作业，基坑开挖揭露时在一定动水头压力作用下易产生流砂现象。

表2-1土层物理力学性质参数表

3、基坑支护、降排水方案的设计

3.1基坑支护、降排水方案总体技术思路

场地内对基坑施工有影响的地下水水位标高大概为0.5以下。

(1)根据该场地地下水埋藏条件，结合基坑开挖深度、在开挖基坑四周插打钢板桩作为支护，并采用真空泵型真空井点降水方案降低地下水位，即在基坑四周布设井点降水井，由真空泵将个井点地下水抽出，达到阻截基坑外围地下水流入基坑的目的，从而满足基础施工对降排水的要求。

(2)设2台真空泵抽水。将水抽至现有河道中排走，抽水期自插打钢板桩至基础回填土施工完停止，连续不停抽水。

3.2地面防渗措施

a 、严格控制基坑四周的用水点。

b 、基坑四周作好排水措施，修筑排水沟，防止人工或雨水流入坑内。

3.3基坑四周地面沉降观测措施

为安全起见，基坑四周地面设置一定数量的观测点，以对地面沉降进行监测。若地面沉降量较大，需及时采取有效的保护措施。

3.4钢板桩支护施工

根据本工程场地地质情况特点，结合各承台开挖深度情况，适当调整钢板桩插打桩底标高。钢板桩施工的主要作用是为了支护边坡防止四周土塌方，影响基坑内施工作业，钢板桩起到支护边坡的作用。

设计要点如下：

a 、采用钢板桩，桩长6m ；

b 、钢板桩穿过粉质粘土层，进入砂质粉土层；

c 、钢板桩沿基坑四周Z 形布设，两两相扣，设置成封闭的帷幕； d 、为保证基坑安全，基坑四角做好斜支撑；

e 、根据基坑开挖深度，适当降低基坑四周土体高度，调整钢板桩桩底标高，以减小钢板桩受土体应力。 4、基坑钢板桩支护验证情况

（1）设计基本参数： a) 支护入土深度h=6.0m； b) 基坑深度t=3m； c) 地面荷载q=0； d) 钢板桩长度L=6m；

e) 角支撑32槽钢成45°角，长度约6.5m ； （2）基本力学数据计算

结合现场实际情况，基坑以上土层可分为②-1层和②-3层来进行计算，其中根据地质勘查报告可知，②-1层厚度为1.6m ，②-3层厚度为1.4m 。钢板桩打入基坑以下土层（②-3层）深度为3m ，基坑稳定性须进行基底抗倾覆验算及抗隆起验算。

（3）抗倾覆验算

根据地勘报告可知，土层土体参数如下：

受力状况如图：

q=0kPa

0030

003a 、

A

主动土压力Pa

00B

6被动土压力Pp

003C

① 主动土压力计算

用朗金土压力公式计算主动土压力。 1) 第一层为粘性土

A

Ea

00Ep

20

00M 1Ea

Ep

主动土压力及被动土压力合力弯矩图

K a1=tan(45︒-K a 1

18. 2︒

) =tan35.9︒=0.724 218. 2︒

=tan 2(45︒-) =tan35.9︒=0524 2

主动土压力A 点P a =r 1zK a 1-2c K a 1 主动土压力合力E A =1r 1K a 1(H -h 0) 2

2

h 0=

2c r

k a

将h 0带入公式得：E A1=1r 1K a 1(H -2c ) 2

2

r k a

=1/2×18.7×0.524×(1.6-（2×21）/（18.7×0.724) ）2 =11.056KN/m

2) 第二层为砂质粉土，可按无粘性土来进行计算

K a2=tan(45︒-K a 2=tan 2(45︒-

30. 8︒

) =tan29.6︒=0.568 2

30. 8︒

) =tan29.6︒=0.323 2

主动土压力B 点P a =r 2zK a 2

主动土压力合力E A2=1r 2K a 2H 2=1/2×r 2×（62-1.62）×K a =1/2×19×

2

(62-1.62) ×0.323=102.611KN/m

合力E 总=EA1+EA2=11.056+102.611=113.667Kpa

且合力E 总作用点近似为右三角形的形心，即作用于离钢板桩底部支点C 点H/3=6/3=2m处。如上图所示 ②被动土压力计算

被动土压力作用于基坑以下，土层为②-3层砂质粉土，可按无粘性土来进行计算。

K a2=tan(45︒+

30. 8︒

) =tan60.4︒=1. 760 2

K a 2=tan 2(45︒+

30. 8︒

) =tan60.4︒=3. 099 2

被动土压力P p =r 2zK p

被动土压力合力为E p =1r 2K p H 2

2

=1/2×r 2×3.099×32 =264.965Kpa

合力E p 作用点近似为左三角形的形心，即作用于离钢板桩底部C 点H/3=3/3=1m处。如上图所示 ③抗倾覆验算

抗倾覆稳定性安全系数k s =M EP +M T

M Ea

其中：

K S --抗倾覆稳定性安全系数；

M EA --支护结构底部以上主动侧水平荷载最支护结构最底部点的弯矩标准值（KN.m ）；

Mep —支护结构底部以上被动侧水平荷载最支护结构最底部点的弯矩标准值（KN.m ）；

M T —锚杆（索）的拉力标准值支护结构最底部点的弯矩标准值（KN.m ），这里值可取为0；

产生力矩M EP =EP ×1m ，M Ea =E总×2m ；带入公式进行计算

得Ks= （E P ×1m ）/ （E 总×2m ）=264.965/（102.611×2）=1.29>1.2

故抗倾覆验算结果能满足规范要求。

（4）抗隆起验算

参照普朗德尔地基承载力计算抗隆起稳定性系数。

k wz =

r 3DN q +cN C r 1(h +D ) +q

其中N q =e tg φtg 2(

∏φ∏30. 8

+) =e tg (30. 8) tg 2(+) =5. 624； 4242

N c =(N q -1) /tg φ=2. 756；

tg φ=tg(30.8°)=0.596；

r 1=

(6-1. 6) ⨯19+1. 6⨯18. 7

=19KN /m 3；

6(3-1. 6) ⨯19+1. 6⨯18. 7

=19KN /m 3；

3

r 3=

其中：

Kwz--抗隆起稳定性系数；参照普朗德尔公式，要求Kwz ≥1.1～1.2 N C 、N Q —地基承载力系数

R 1—基坑外侧支护结构底部至地面之间土层的加权重度（KN/m3） R 3—基坑内侧支护结构底部至坑底之间土体的加权重度（KN/m3） h —基坑开挖深度（m ） D —支护结构嵌入深度（m ）

C —支护结构底部滑裂面深度内土的加权粘聚力（Kpa ） φ—支护结构底部滑裂面深度内土的加权摩擦角（Kpa ） q —支护结构底部抗隆起验算地面超载折算值，这里取值为0。 取q=0，将数据带入公式进行计算，得

k wz =

19⨯3⨯5. 624+2⨯2. 756

=1. 907≥1.1；

19⨯9+0

故抗隆起验算结果满足规范要求。

综上计算所述，基坑满足稳定性要求。 5、基坑施工方案

5.1钢板桩施工 （1）钢板桩进场验收。

由于本工程为钢板桩用于基坑的临时支护，故不需进行材质检验而只对其做

外观检验，以便对不符合形状要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。

外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端头矩形比、平直度和锁口形状等内容。

检查中要注意：

①、对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除； ②、有割孔、断面缺损的应予以补强；

③、若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度，以便决定在计算中是否需要折减。原则上要对全部钢板桩进行外观检查，对不符合要求的钢板桩需进行矫正。

（2）钢板桩吊运及堆放

装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单捆起吊、钢筋捆扎、专人指挥。钢板桩堆放的顺序、位置、方向和平面布置应考虑到以后的施工方便，并按型号、规格、长度施工部位分别堆放，堆放的高度不宜超过2m 。

（3）施工工艺流程

钢板桩施工工艺图

（4）钢板桩施工方法

a 、测量放线。测量员将基坑设计边线在现场实际放出，确定钢板桩施工位置。

b 、定桩位。按顺序标明钢板桩的具体桩位，洒灰线标明。

c 、钢板桩施打。采用单独打入法，即吊升第一支钢板桩，准确对准桩位，

振动打入土中，使桩端穿过粉质粘土层进入砂质粉土层。吊第二支钢板桩，卡好企口，振动打入土中，如此重复操作，直至基坑钢板桩完成。钢板桩施打时，由于钢板桩制作本身的误差、打桩时的偏差、施工条件的限制，使帷幕的实际长度无法保证按钢板桩标准宽度的整数倍，故此钢板桩帷幕最终封闭合拢有相当难度。根据以往施工经验，材料进场数量增加1.2个系数，即能保证。

⑷ 角撑

为稳妥起见，

⑸、钢板桩拔除。

板桩的拔除。振动扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊的作用将桩拔除。

钢板桩拔除后留下的桩孔，必须即时做回填处理，回填一般用挤密法或填入

法，所用材料为中砂。

5.2基坑井点降水

为确保基坑坑内施工作业的安全，并保证钢板桩支护的安全，在基坑四周采

取真空泵井点降水措施，基坑周边地下水位。根据现场地质情况，对于粉、细砂土质的基坑，土质的渗水渗透系数在2～50m/d时，采用真空泵真空井点降水。在基坑1.0m 范围钢板桩以外，深度根据基坑深度确定，打入带有过滤管头的井点管，在地面与集水总管连接起来，通过抽水系统用真空泵造成的真空度，将地下水吸入水箱，用水泵排出，使基坑底以下一定深度的地下水暂时降低，在基坑开挖时不受地下水的影响，井点降水的布置可根据基坑地质情况进行调整，如下：图4.3-1井点管布设示意图。

真空泵真空井点由真空泵、离心式水泥、水气分离器等组成（表4.3-1）。

真空泵型真空井点系统设备规格与技术性能 表4.3-1

（1）基坑日涌水量确定

根据现场X9桥岩土工程详细勘察报告可知，场地地下水主要受大气降水和

地表水渗入待补给，基坑开挖范围的渗水量可用下列公式计算：

Q =1. 366K （2H 0-S ）⨯S lg R -lg X 0

试中Q 为基坑日涌水量

K 为土壤渗透系数，取6m/d

H 0为经验值

H 0=1. 85（S +L ）

计算简图如下： 钢板桩

接集水总管

接集水总管

原地下水位

井

点

降

水

管基坑施工作业面井点降水管原地下水位H

0. 5m ～1. 0H 0h 0S R

图4.3-1 井点管布设示意图

S 为水位降低值；

R 为降水影响半径，R =. 95S （H 0⨯K ）

X0为基坑降水假象半径，X 0=A /3. 14159

A 为基坑降水面积。

（2）降水深度确定

结合基坑设计深度，合理设置降水深度，H=H0+h+L×i+2

i 为降水漏斗曲线坡度，与r 有关，取1/4;

h 为下限水位至基底安全距离取1.0m ；

L 为井点中心只基坑中心距离；

下限水位至井底取2m 。

（3）井点数量确定

单井出水量根据土壤渗水量决定：

q =65⨯3. 14159⨯d s ⨯l ⨯k =92. 7m 3/d

ds 为过滤器管道直径，取0.25；

l 为滤器管进水部分长度取1.0m ；

K 为土壤渗水系数6m/d.

n =m ⨯Q q 13

M 为井点备用系数1.1;

（4）基坑降水情况确定

在进行井点降水前须进行井点布置图进行放线，保证井点位置不能偏离基坑太远，不利于降水；井点不能在基坑内，影响基坑土质的稳定。井点成形后立即进行降水，降水三天后测量地下水降至位置，当地下水降至基坑底500mm 时，进行基坑开挖工作。

（5）基坑降水注意事项

井点使用时，应保证连续抽水，并应准备双电源。 如不上水或水一直较混，或出现清后又混等情况，应立即检查处理，如井点管淤塞过多，严重影响降效果，应逐个用高压水反冲洗井点管或拔出重新埋设。装真空表，并经常观测，以保证井点系统的真空度。一般应不低于0.065mPa 。当真空度不够时，应及时检查管路或井点是否漏气，离心泵叶轮有无障碍等，并应及时处理。

基坑降水须安排全天24小时值班，不间断的对降水情况进行检查，保证井

水的连续，避免停机过长造成地下水二次涌入，影响降水效果。

井点的停泵时间，应根据设计及施工计算结果的要求。

5.3基坑回填

所有基坑施工完成且模板拆除后分层进行填筑，采用预留回填土方进行回填并分层夯实。回填应夯实，防止形成虚填土，防止给上部结构施工起吊作业造成安全隐患。

6、监控量测

由于本工程基坑施工基本在农田区，施工时主要对基坑支护变形等进行常规监测。

6.1监控网的建立

为了预测基坑支护的稳定和周边环境的变化，及时预报和提供准确可靠的变形数据，因此建立基坑支护施工变形与沉降观测网，定期进行变形沉降观测。

6.2基坑支护变形观测

（1）基坑支护水平位移观测

在基坑边坡顶上布置基线（每基坑边一条），每条基线上设1～3个变形观测点，同时又作为沉降观测点。

（2）基坑支护沉降观测

采用基准高程水准控制点作为沉降观测的起算点，与基坑周边浅埋基础建（构）筑物、基坑边、重要管线监测点一起构成基坑支护沉降观测网。

6.3观测方法

（1）水平位移观测

分别在基线点四个角上设站，用全站仪观测四边网的水平角度(四边形内角) ，检查基线点是否发生位移，在基线点正确无误的情况下，同时在四角测端上分别以对应的相邻角点定向，并观测定向基线上各预埋点的水平位移量初始读数。

（2）沉降观测

对基坑边上的各点及周边点建立的沉降观测网的测量方法为：首先自远离基坑的水准控制点开始观测，引测至基坑周围后，按编定的各点观测次序依次观测，最后测至另一水准控制点符合，观测仪器采用DSZ+FS1型水准仪。

7、安全及文明施工要求

（1）基坑四周的栏杆应当统一密挂密目式阻燃安全网，要求平整、绷紧、密拼连接、整齐美观，不得漏挂、脱落。安全网应为100cm 2不小于2000目的密目式绿色围护立网，栏杆严格按照要求设置，立杆间距2m ，双排横杆，高度1.2m 。

（2）施工现场推行硬地化。施工现场的工地大门内外通道、临时设施室内地面、材料堆放场、加工场、仓库地面等到要求浇厚度不小于200mm ，强度不小于C15的混凝土；机动车通道的宽度4.5m 。

（3）现场模型及材料应分类堆码整齐，做到工完料尽。

（4）预留回填土方应堆放在距基坑边缘大于2m 以外的区域。

（5）基坑边缘2m 范围内严禁堆载及存放钢筋等重物。

（6）基坑边缘5m 范围内严禁通过大型机械设备，如确需通过必须将基坑内人员撤离后方可在监控下通过。

（7）土方开挖及回填过程中应由现场施工员指挥，防止机械碰撞事故发生。

（8）土方运输车辆严禁超载，在便道上行驶速度应小于5km/h。

（9）施工现场的危险区域应当设立危险警示标志。

（10）当施工时产生的粉尘较多时，粉尘飞扬处须采取遮挡围蔽或喷水降尘等措施。

8、季节性施工措施

8.1雨季施工措施

（1）日常防备措施

①现场有组织排水，排水通道畅通。

②严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》敷设电气线路和配置电气设施。

③按照消防要求设置灭火器、消防龙头及砂箱。

（2）现场清理干净，物料堆码整齐、统一，悬挂物，标志牌固定牢靠，施工道路通畅。

（3）储备水泵、铅丝、蓬布、塑料薄膜等备用。

（4）定期检查各类设施，发现问题及时解决，并做好记录。

（5）注意天气预报，了解天气变化动态。

8.2防雨措施

（1）做好汛前和暴雨来临前的检查工作，及时认真整改存在的隐患，做到防患于未然，汛期和台风暴雨来临期间要组织昼夜值班，做好记录。

（2）加固临时设施，大标志牌，临时围墙等处设警告牌。

（3）安排好应急疏散通道及安全集结中心。

（4）基坑底应修集水沟和集水坑并及时排水，集水明沟、集水坑洞现场地面四周布置。以防雨水浸泡、扰动基底。

（5）雨天作业必须设专人看护边坡，存在险情的地方未采取可靠安全措施之前禁止作业施工。

（9）台风暴雨天气或连绵阴雨天气，防台风暴雨抢险救灾队伍应集结待命，统一指挥，随时准备排除危险隐患。

8.3防台风措施

在整个工程施工期间，必须做好防台风措施。

（1）台风季节应特别提高警惕，随时做好防台风袭击的准备，设专人关注天气预报，作好记录，并与市气象台保持联系，如遇天气变化及时报告，以便采取有效措施。

（2）成立台风期间的抢救灾小组，密切注意现场动态，遇有紧急情况立刻投入现场进行抢救，使损失降到最低。

（3）科学、合理安排风雨期间的施工，当风力大于6级时，应停止室外的施工作业，提前安排好各分部分项工程的雨期施工，做到有备无患。

（4）台风到来之前，应对高耸独立的机械进行临时加固；堆放在场地内的零星材料要堆放加固好；不能固定的东西要及时搬到建筑物内。

（5）台风过去后要立即对临时配电线路进行仔细检查，发现问题要及时处理，经现场负责人同意后方可施工。