姜官屯大橋
1#～4#墩承台基坑專項施工方案
一、編制依據
《邯黃橋通-70》姜官屯大橋施工圖
《鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準》
《鐵路橋涵工程施工質量驗收補充標準》
《鐵路橋涵工程施工技術指南》
《鐵路工程施工質量驗收標準應用指南》
本管段《總體實施性施工組織設計》及相關技術規程。
二、編制範圍
姜官屯大橋dk297+159.65里程1～4號承台基坑開挖。
三、工程概況
承臺最大開挖深度3.3m，頂面埋深30cm～100cm不等,單層承臺混凝土最大方量為76m3。
此段承臺基礎地質為人工填土層，水位較高。承臺尺寸7.6 m ×5 m ×2 m、6.8 m×5 m×2 m。
四、施工準備工作
1、混凝土配合比選定
根據此段設計檔案要求以及地下水及地表水侵蝕等級，承臺混凝土按照環境作用等級l3試配,強度等級為c50。
2、測量放線
本方案承臺深基坑開挖採用鋼板樁防護，考慮施工需要，鋼板樁打設位置較承臺尺寸外擴150cm，鋼板樁打設前放樣開挖線，並用白灰撒線標示，以確保鋼板樁打設位置準確。現場放樣經監理工程師檢查驗收合格後，方可進行承臺的施工。
3、鋼筋加工場地
就地利用鑽孔樁鋼筋加工場地進行承臺鋼筋半成品加工。
五、承臺施工方法及工藝
1、施工方法
承臺模板採用大塊組合鋼模板拼裝，模板標準塊尺寸為300cm x200cm，300cm x 50cm（下層承臺）兩種尺寸，300cm x100cm三種尺寸，根據承臺設計尺寸加工部分調節模板，現場拼裝施工。承臺模板採用人工配合吊車拼裝，鋼筋採用集中加工現場綁紮方式施工。下層承臺混凝土搭設溜槽澆築，上層承臺混凝土採用幫浦送混凝土以及吊車澆築等多種方式實施。
承臺施工工藝流程圖如下
2、模板加工製作
此施工段承臺模板加工尺寸以300cm x 200cm、300cm x 50cm和300cm x100cm大塊通用模板為主，同時加工部分小塊可調節模板，現場拼裝。
3、基坑開挖及支護
姜官屯跨803縣道5～8號墩承臺基礎採用鋼板樁開挖支護，本方案以尺寸最大承臺 （7.6*5m）為例,制定如下施工措施：
① 地面平整：工字鋼定製長度為8m，為保證打入工字鋼後插入基底土體不小於4m，將原地面降低並整平；
② 鋼板樁打設
鋼板樁採用8m長36a工字鋼，鋼板樁打設尺寸較承臺尺寸外擴
1．5公尺，工字鋼打設時一順一丁布設以增加圍堰整體剛度，打設時須嚴格控制打入樁的垂直度，確保1.5m寬的工作面。工字鋼露出地表0.7m，並在基坑四周外設排水溝，做好排水。
③基坑開挖支護施工
基坑開挖深度3.3m，採用分層開挖方法施工。在基坑開挖深度範圍共設一道支撐，支撐設定在鋼板樁頂以下1.0m位置。
第一層開挖深度為1.5m，焊接鋼板樁圍堰支撐體系，支撐體系為鋼板樁圍堰四周順向設定兩根36a工字鋼邊梁，同時在四角加設邊梁輔助支撐，在圍堰內部設定四根φ377mm鋼管（壁厚1.2cm）井字型橫撐，邊梁與橫撐接頭處，在工字鋼相應位置增設牛腿支撐。
支撐體系安裝完畢後，在圍堰中間1～4點位置布設變形觀測點。支撐體系尺寸及布設
方式詳見附圖。第一層支撐體系安裝完畢後進行第二層開挖，開挖深度為1.8m。
支撐體系安裝完畢後，由人工配合長臂挖掘機開挖至設計標高。並在基坑內設鋼筋爬梯，爬梯頂設高出原地面1.2m鋼管扶手。
④ 鋼板樁支護設計
承臺尺寸10.6*8.0m，基坑開挖深度3.3m。
（1）基坑開挖深度按3.3m計算，汽車荷載後輪按40t計算作用在基坑頂。現將汽車荷載轉化為相當量的土柱高度。
h=ng/rbl
其中n為汽車並排列數，本計算按一列取值;g汽車噸位，本設計取值為40t；r為土質平均重度，本工程為填土，取平均重度為γ平均=
18.7kn/ m3。b、l為汽車車輪輪距，取b=5.4m，l=4.2m。
則h=400/（18.8*5.4*4.2）=0.94m
（1） 由已知條件計算主動力和被動力：
因此處地質為填土，周圍為水池，水位較高。出於安全考慮，被動土壓力計算時全取為含水重度8.7 kn/ m3 主動土壓力計算時在承臺標高以上取為不含水重度18.
7 kn/ m3 則b點、d點的主動土壓力的壓強為：
其中h=3.3m、h=0.94m、ka=tg2（45°-/2）=0.455（=22°）
主動壓力為土壓力分布圖a′de部分：
被動土壓力最大壓強為：edp=γtkp
被動土壓力為：ep=(1/2)γt2kp
kp= tg2（45°+/2）=2.198（=22°）、γ=18.7kn/m2
被動土壓力分布圖bcd部分，ep作用在離鋼板樁底t/3處。
（2）求鋼板樁的理論埋深
鋼板樁上端a點有圍囹加固，假定上端為簡支，下端為自由支承。這種板樁相當於單跨簡支梁，作用在牆後為主動土壓力，作用在牆前為被動土壓力。為使板樁保持穩定，在a點的力矩應等於零，即∑ma=0，
亦即：eaha-ephp=0，其中：hp=h+t-1-t/3=h-1+2t/3
解方程：(h+t+h)γka/2*（2(h+h+t)/3 – （h+1））=(1/2)γt2kp*（ h-1+2t/3）
根據t的函式用代入法求得t=4m
（3）鋼板樁強度檢算
將橫樑位置設在距地面1m處
利用midas軟體輸入梯形荷載計算結果如下
有應力圖可得，最大應力值為63.6mpa <[σ] 滿足要求
支反力130.5（4）穩定性檢查
即求內側土壓力對支撐彎矩與外側土壓力對支撐彎矩比值。
k=mr/mov>1.2
因圍囹加有斜撐，故滿足穩定性。
（5）抗管湧驗算
k=（h′+2t）γ′/h′γ=（3.3+2×4）×8.7/(3.3×10)
=2.98≥1.5 故不會發生管湧。
（6）圍囹計算：
圍囹採用雙排工字鋼。
長邊方向工字鋼頂頭設定，短邊方向工字鋼頂住長邊方向工字鋼作為其支撐。然後用377鋼管作為圍囹支撐，鋼管距圍囹長邊端頭為3.3m對稱設定，距短邊端頭距離為1.
6m對稱設定。則可確定圍囹計算簡圖。
①長邊方向檢算
計算圖如下：
由以上應力圖可得：鋼管橫撐最大應力為73.4mp<215mp,滿足。
查表得鋼管截面特性
i=3.14x(d4-d4)/64=229400000mm4 ，e=2.1x105mpa
pcr=3.142 e i/15.52=1397.7kn
遠大於支反力，故滿足要求。
②短邊方向檢算
由以上計算可得鋼管斜撐：222.4kn遠小於1397.7kn滿足。
橫撐(採用雙層工字鋼)：101.4mp<215mp 滿足受力。
③ 有以上計算的所擬尺寸可行
4、樁頭鑿除
鑽孔樁採用人工鑿除樁頭，先由人工將樁頭上的鋼筋鑿出，並沿樁頂設計標沿樁周鑿槽，再用風稿將樁頭除去，直至樁頂露出新鮮混凝土面，並按設計要求預留埋入承臺15cm長度，鑿除樁頭後將破除雜物全部清除，對樁基底面進行平整，施作基底砂漿墊層，並按照要求對樁基進行無損檢測，經檢測合格後進行下道工序。
5、鋼筋加工綁紮
鋼筋在場內集中加工半成品，運輸至現場後綁紮成型，同時預埋上層承臺及墩身鋼筋。鋼筋連線採用雙面搭接焊，焊縫長度不小於5d，同一截面鋼筋焊接接頭數量不能大於50%，並注意承臺底層鋼筋網在越過樁頂處不得截斷。鋼筋綁紮採用22#鍍鋅鐵絲逐點改變方向交錯扎結。
鋼筋預埋深度為預埋筋底部距承臺基底15cm處。
承臺沉降觀測標預埋φ20鋼筋，將φ20鋼筋加工成j型，與承臺鋼筋綁紮，預埋深度為預埋筋底部距一級承臺頂面30cm。
6、模板安裝加固
模板採用人工配合汽車吊拼裝支立模板。模板採用內拉外撐方法加固，即在模板頂口30cm和底部30cm處預留雙層拉桿孔，拉桿孔水平間距90cm，模板安裝就位後用φ16螺紋鋼與承臺縱向鋼筋呈45°角斜向焊接對拉，模板外側採用10cm圓木支撐加固。
7、混凝土澆築
承臺混凝土由攪拌站集中拌和，混凝土運輸車輸送至現場。混凝土澆築時，按照要求檢測頻次分別在攪拌站和施工現場檢測混凝土坍落度、含氣量等指標，嚴格控制混凝土拌和質量。
下層承臺搭設溜槽澆築混凝土，從承臺一側按等寬搭設三處滑槽，混凝土自由下落高度不得超過2m。不具備搭溜槽工點採用幫浦送澆築。上層承臺混凝土澆築採用輸送幫浦和吊車澆築多種方式實施。
混凝土澆築應一次連續完成，分層分段澆築，分層厚度不大於30cm，插入式振搗棒搗固，搗固時振搗棒應插入下層混凝土8cm左右，插入間隔小於其1.5倍作用半徑，不得漏搗和重搗。每一層應邊振動邊逐漸提高振動棒，應避免碰撞模板。
澆築過程中，設專人負責檢查支架、模板、鋼筋和墩柱預埋鋼筋的穩定情況，發現問題，立即處理。
當混凝土與環境溫差大於25℃時，應採取降低水化熱措施。混凝土澆築終凝後，先灑水後覆蓋厚塑料薄膜養生。混凝土強度達到70%後方可拆除模板，回填基坑，開始上層承臺施工。
六、施工質量控制
1、樁頭鑿除及清理
樁頭頂部應鑿除浮漿直至露出新鮮混凝土面，樁基頂部嵌入承臺15cm。鑿除樁頭後調整直樁基主鋼筋，把樁頭內的雜物清理沖洗乾淨。
2、基坑排水
在承臺模板邊緣人工挖出溝槽，溝槽坡度為順向基坑一端，在基坑的一端設定集水井，由水幫浦將集水井中的積水抽出基坑。溝槽尺寸、集水井數量與尺寸根據現場實際情況設定。
3、鋼筋加工安裝
鋼筋半成品運至現場後需採用10x 10cm方木墊高碼放，並用彩條布覆蓋，不得直接放於泥土上，防止鋼筋受到汙染和侵蝕。
鋼筋骨架綁紮牢固，在混凝土澆築時不能發生任何鬆動或大的變形。鋼筋保護層採用c40混凝土墊塊支墊，數量按每平方公尺不小於四塊。
墩身預埋鋼筋要確保位置及標高準確，骨架不變形扭曲，焊接牢固。鋼筋加工及安裝驗收標準如下。
鋼筋加工及安裝允許偏差
4、模板安裝
承臺模板拼縫處用雙面膠帶密貼，防止漏漿，模板連線螺栓要滿帶並且擰緊，充分保證模板整體剛度。模板安裝驗收標準如下。
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