朝阳路排水顶管工程深基坑

朝阳路排水顶管工程深基坑

施工方案天津北方创业市政工程集团有限公司2011年5月10日一、工程概况朝阳路工程起于外环线，止于中环线，全长约7.7Km，本段为南仓道-中环线段，全长2.83Km。规划朝阳路红线宽度为40米，局部红线宽度为50米，本标段朝阳路实施东半幅20米断面。本标段内排水工程分为雨、污水两个专业工程，其中穿越铁路部位为顶管施工，其余部位为明挖施工。

1.排水管道平面位置：道路规划红线半幅宽度为20米；（道路规划中线-东半幅道路规划红线）雨水管道位于道路规划路中线以东10.5米处；污水管道位于道路规划中线以东13米处；雨污水管道中轴线相距为2.5米。朝阳路（南仓道~中环线）排水工程在位于WA43~WA44、YC3~YC4（储宝菱专用线）

，WA45~WA46(卧)、YC5~YC6（储宝菱专用线）

，WA39~WA40、YB3~YB2（储宝菱专用线）

，WA35~WA36、YB5~YB6（天津水泥厂专用线），WA29~WA30、YA18~YA19（新建材线）五个位置分别有铁路横过，为了保证铁路交通的正常运行，这些部位的排水管道施工设计为顶管施工。为保证铁路路基稳定，减小顶管施工带来的不良影响，结合现场土质情况，决定采用土压平衡顶进方法施工。铁路顶管深基坑施工的技术难度较大，危险性较高，为保证工程质量和施工安全，特此制定本专项施工方案。铁路顶管设计参数及平面位置的具体情况见下表及平面位置图：顶管部位设计参数明细表

井位钢筋混凝土顶管内套玻璃钢加砂管管径（mm）长度(m)管径（mm）长度(m)WA43~WA4411502550030YC3~YC413502580031WA45~WA46(卧)11503950030YC5~YC617504080031WA39~WA4011502550015YB3~YB211502550015WA35~WA3611503050020YB5~YB6195030100020WA29~WA3011502550015YA18~YA19300025220035顶管管材采用钢筋混凝土双插口顶管管材，并符合《铁路顶管通用图》京桥通-5002BSY-GJ06-96的管材；内套管采用玻璃钢夹砂管道，要求管材的环刚度≥8000N/m2。顶管管道平面布置图1WA45~WA46YC5~YC6顶管管道平面布置图2WA39~WA40YB2~YB3顶管管道平面布置图3WA35~WA36YB5~YB6顶管管道平面布置图4WA29~WA30YA18~YA19顶管管道平面布置图5WA43~WA44YC3~YC42.顶管部位的管道埋深由于朝阳路现状地面高程分布不均匀，高差较大，再加上管道纵坡的影响，使得管道埋深差别较大。具体情况见下表：顶管工作坑开挖深度明细表位置井位井底高程（m）现状地面高程（m）坑底标高（m）开挖深度（m）WA43-WA44WA43-1.1923.445-2.1625.607WA44-1.2093.000-2.1795.179YC3-YC4YC3-0.7453.450-1.6705.120YC4-0.7752.995-1.7004.695WA45-WA46(卧)WA45-1.2783.200-2.2485.448WA46(卧)-1.3132.980-2.2835.263YC5-YC6YC5-1.1653.200-1.8705.070YC6-1.2273.020-2.2125.232WA39-WA40WA39-0.9733.250-1.9435.193WA40-0.9913.150-1.9615.111YB2-YB3YB2-0.0263.330-0.9214.251YB3-0.0463.250-0.9414.191WA35-WA36WA35-0.7753.160-1.7454.905WA36-0.7973.250-1.7675.017YB5-YB6YB5-0.7233.280-1.7285.008YB6-0.7433.180-1.7284.908WA29-WA30WA29-0.4953.490-1.4654.955WA30-0.5113.680-1.4815.161YA18-YA19YA18-2.6893.490-4.0197.509YA19-2.6983.600-4.0287.6283.基坑设计由管道平面位置图可以看出，雨污水管线的中轴线净距为2.5米，检查井的纵向距离最小为1米（中到中）最大为2.5米。考虑节约成本及降低施工难度，决定对雨污水管线采用同基坑顶进的方式布置基坑位置。见示意图考虑到顶管管径及管道埋深，WA18~WA19,YA18~YA19穿越铁路（新建材线）段为本次施工的最不利段，将之作为本次论证的对象。4.基坑开挖范围内土质情况由设计图纸可以确定YA18#及YA19#工作坑分别位于桩号K6+583及K6+568位置，距路中线以东10.5米。查阅地质勘察报告可知该部位位于钻孔CY8反映的土质情况范围内。具体土质的物理性指标为：

CY8孔土质分布及物理性指标地下水位标高，静止2.34m。厚度（m）标高（m）深度（m）岩土名称主要指标W%Pag/cm3eWL%IpIL快剪C（KPa）Φ度1.42.041.4杂填土2.6-0.564.0亚粘土24.81.941.981.880.79929.631.329.410.711.710.60.571.2-1.765.2亚粘土28.61.820.91534.513.60.570.8-2.566.0粘土29.41.960.80240.817.40.3425.011.96.0-8.5612.0亚粘土29.929.230.830.027.634.21.901.921.891.921.871.860.8530.8240.8750.8350.8420.95531.730.032.231.427.835.111.910.912.311.89.614.00.850.930.890.880.980.9421.015.014.06.026.526.125.924.6

YA19#基坑底标高为-4.028米，平整后的现状地面高程为3.6米。可见基坑开挖范围内土质构成基本为粘土和亚粘土，依此情况利用上表提供的参数进行基坑稳定性验算，并采取相应的排水、降水及防水措施。5.对顶管管道上方铁路通行情况的调查通过走访附近居民及联系铁路使用部门了解到，本工程修筑范围内的五条铁路使用单位为朝阳路沿线的相应单位，其性质为货运专线，使用频率很小，并且通行时间较短。为了减少火车通行对基坑稳定性及顶管施工安全性的影响，我单位与相关单位协商，由其提供本段顶管工程施工期间的通车安排，我项目部根据通车安排合理调整施工进度计划，力争在火车通行间歇时间内完成基坑开挖、支护及顶管顶进工作。另外，对基坑靠近铁路的一侧采取双排加密钢板桩的加固措施，以确保基坑的稳定性。三、施工组织保证体系本段工程对施工技术和施工安全要求较高，难度较大。为保证施工的顺利进行，避免发生质量及安全事故，我公司安排了经验丰富、施工管理水平较高的项目经理部进驻现场。项目部实行项目经理负责制，制定岗位责任制度，建立精干高效的组织保证体系。四、工期计划及工艺流程由于本段穿越铁路的顶管施工需配合铁路部门通车要求进行工期安排，准确的施工时间需做具体调整。现根据各工艺的施工顺序及技术要求安排出有效施工时间。本段工程的工艺流程为：

场地平整→测量放线→刨验探坑→设备进场、调试→水泥止水帷幕施工→施工降水→打钢板桩→基坑开挖及支护各工序的工期安排为：（以横道图表示）工期安排横道图（天）五、施工前准备工作

基坑开挖前应做好施工前准备工作，主要包括勘测地下管线分布情况，测量定位，布置周边建筑物的沉降点以及进行施工降水等工作。1.勘测地下管线分布情况及确定周边建筑物坐落位置由于本工程位于市区内，并且是旧路改造工程，地下管线较多。施工前，应联系相关单位落实地下管线分布情况，包括管线埋深、类别、走向、管径等，均应标注在施工平面图和断面图上，避免打桩和开挖时对地下管线造成破坏。使用人工刨验的方式对基坑开挖范围内进行物探，将地下障碍物暴露以明确其分布情况。对于影响到基坑开挖和支护的应与相关单位协商切改。对于基坑开挖范围内的地下管线应尽量切改出基坑开挖范围外，无法切改的应采取必要措施以保证基坑开挖及顶管工程顺利进行，并保证配套管线不被损坏。对于基坑开挖范围以外的地下管线，应考虑其埋深是否在顶管管道通过的范围内对其进行切改。根据前文提到的基坑设计方案，对各基坑开挖施工的平面尺寸进行计算，以确定地下管线与基坑的相互关系。1.93m2.5m2.57m钢板桩混凝土搅拌桩污水管线雨水管线9mo.36cm0.5m0.5mo.18（1）基坑宽度；B=d1+d2+d3+2L2+2L3B——基坑开挖宽度；d1——雨污水管线间距（中至中），为2.5m；d2——污水中线至基坑内壁距离，De/2+1.4(操作宽度)；d3——雨水中线至基坑内壁距离，De/2+（1.4~1.6）(操作宽度)；L2——钢桩支护宽度，为0.36m；L3——水泥搅拌桩宽度，为0.8m；（2）基坑长度；L=L1+L2+L2’+2L3L——基坑开挖长度；L1——基坑内长度；L1=l1+l2+l3+l4+l5,l1为管子顶进后，尾部压在导轨上的最小长度（m）取0.5m；L2为管节长度；l3为出土工作间长度，根据出土工具而定，取值范围1.0-1.8m；l4为液压油缸长度1.5~1.8m；l5为后背所占工作坑长度，包括横木、立铁、横铁，取1.0m.L2——钢桩支护宽度，为0.36m；L2‘——双排钢桩支护宽度，为0.72m；L3——水泥搅拌桩宽度，为0.8m；主工作坑尺寸单位：m位置d1d2d3BL1L2L2'L3Ll1l2l3l4l5WA46、YC62.52.092.659.560.5321.810.360.720.810.98WA39、YB32.52.092.0990.5321.510.360.720.810.68WA35、YB62.52.092.679.580.5321.810.360.720.810.98WA30、YA192.52.093.410.310.5321.810.360.720.810.98WA44、YC42.52.092.219.120.5321.510.360.720.810.68接收坑尺寸单位m位置LBWA46、YC68.529.56WA39、YB38.529WA35、YB68.529.58WA30、YA198.5210.31WA44、YC48.529.12（3）基坑开挖范围内及周边地下管线和建筑分布图基坑开挖、降水及顶管施工过程会对周边地下土体稳定性造成影响，进而影响到附近建筑物的安全。为了减少施工过程对周边建筑的影响，我单位对基坑周边及顶管范围内的建筑物坐落位置和结构形式做了详细调查，以便于拟定科学有效地应对措施，统计结果如下：位置项目结构形式建筑物红线距基坑边线距（m）备注YA19#北侧围墙砖砌体8.2拆迁YA19#北侧钢窗厂宿舍4层砖砌结构14.8使用中YA18#北侧围墙砖砌体4.7YA19#北侧钢窗厂仓库1层砖砌结构15.5闲置地下管线分布图由基坑周边建筑物分布位置可以看出，在距离基坑开挖深度（7m）2倍距离范围内存在有：YA19#北侧的围墙，钢窗厂4层砖砌结构宿舍楼宿舍；YA18#北侧围墙三种建筑物。在布设监控点时应对这三处进行布置。另外，在铁路两侧路基处均应布设监控点位，以监测其下沉量。基坑周边建筑物坐落情况2.测量定位基坑开挖前，应按照设计图纸给定的检查井位置并结合基坑尺寸确定基坑开挖边线、打桩和止水帷幕边线。根据测量单位提供的水准点引测临时水准点至基坑附近以便于进行高程测量，临时水准点应进行加固处理并定期进行复测。3.布置基坑周边建筑物及地下管线的沉降监测点为了避免基坑开挖或降水对周边建筑物及底线管线造成影响，应合理布置沉降监测点，并按照相关规定设置监控报警值。（1）监测点的布置应满足监控要求，从基坑边缘以外1~2倍开挖深度范围内的需要保护物体均应作为监控对象。（2）位移观测基准点数量不应小于两点，且应设在影响范围以外。（3）监测项目在基坑开挖前应测得的初始值，且不应小于两次。（4）基坑监测项目的监控报警值应根据监测对象的有关规范及支护结构设计要求确定。（5）各项监测的时间间隔可根据施工进程确定。当变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时，应加密观测次数。当有事故征兆时，应连续监测。（6）基坑开挖监测过程中，应根据设计要求提交阶段性监测结果报告。工程结束时应提交完整的监测报告。根据施工区域的周边环境及基坑开挖的规模与支护特点，将本次施工的基坑侧壁安全等级确定为二级。另外，参考《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）并结合周边建筑物及地下管线情况，编制出基坑监测项目表作为开挖监控的指导依据。基坑监测项目表监测项目监控点布置监测周期报警值监测方法精度要求应对措施桩顶位移见图示13次/天水平位移<7cm位移速率<5.5mm/d经纬仪配合钢尺测量5mm检查水平支撑的形变情况，必要时采取卸土或加打钢板桩周围建筑物下沉稳定的建筑物基础上，每栋独立建筑物不少于两点2次/天砌体承重结构的基础倾斜<0.002*水准仪测量5mm暂停施工，检查地下水位下降情况，分析原因。必要时采取注浆加固土体的方式稳固地下水位基坑外3米靠近建筑物一侧设置井孔2次/天下降量<1000mm下降速率<500mm/d水准仪测量10mm检查基坑内渗水情况，找出渗水原因。必要时采取回灌或注浆加固。土体竖向位移基坑外3次/天10cm水准仪测量5mm检查钢板桩中部位移情况及基地隆起情况，查看地下水位下降情况，必要时采取注浆加固措施*基础的倾斜量是指：建筑基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。支护结构监控点布置钢板桩打设完毕，分别在基坑四周侧壁向外5米的延长线上设置监控点位。如北侧壁沿线上设置监控点1和监控点1‘，初始这两个监控点的连线与北侧壁钢板桩内侧壁的连线重合。施工过程中钢板桩发生位移时，监控点1和监控点1‘的连线与钢板桩内侧壁的距离即偏差量，该偏差量应控制在报警值以内，超出报警值时应采取措施。为准确控制基坑四周支护的位移量，基坑外共设置8个监控点，四条监控线。图示1土体竖向位移监控点布置图示二基坑开挖之前，在基坑四边位于边线中点外返3米位置分别设置监控点。监控点可以使用木桩或水泥桩的形式，应做好围护，避免遭扰动。开挖前对监控点标高进行测量记录。施工过程中，按照监测周期对监控点标高进行测量，并将数据与原始数值比对。当下沉量超过警戒值时，应及时采取应对措施。六、基坑开挖与支护1.水泥搅拌桩止水帷幕施工：根据地质勘察报告可知地下水位静止标高为2.34m，而本段区域现状地面标高平均为3.5m，开挖面1.2m以下即见地下水。另外，在人工刨验过程中，探沟在开挖1m左右即有地下水渗出。由此可见本段施工区域地下水位较高。为了减少地下水对基坑开挖稳定性的影响，并减少因过量排水造成地表沉降而影响到周边建筑物安全，同时为提高基坑周边地下土质抗剪切能力，决定设置水泥搅拌桩止水帷幕。水泥搅拌桩止水帷幕设置于基坑四周成封闭状。根据地下水位及土质情况，决定采用双排桩，桩长12m。单桩直径为Ф500mm，相邻两桩咬合20cm，设计水泥含量为16%。具体施工操作为：水泥搅拌桩止水帷幕工艺流程：平整场地→测定桩位→桩机就位、调试→配置固化浆液→预搅下沉→第一次提升喷浆搅拌→重复下沉→第二次提升喷浆搅拌→清洗输浆管→桩机移动→施工下一根桩（1）为确保落实工程项目总体进度计划，项目经理部应对水泥搅拌桩帷幕墙施工提早作出总体计划和安排，避免因搅拌桩成型龄期而延误后续的打入钢板桩、工作坑支护及开挖、顶管施工设备安装调试、顶管施工的正常进行。（2）专职测量员应依据工作坑搅拌桩施做图示规定，实地布设帷幕墙线位及桩位点，经确认无误后，采用白灰线（点）标示并向搅拌桩施工人员进行测量交底。（3）水泥搅拌桩施工用水泥、水质，应于开钻前按规定要求进行复试，确认合格后方可投入使用；施工钻机、输浆泵安装、联动调试应满足行业施工技术规范要求；专职资料员汇总全部相关资料后，报请监理工程师审核并批准该分项工程开工。（4）鉴于本标段排水工程管底设计高程及地质状况，工作坑围幕墙的水泥搅拌桩施工长度控制为12m，两桩相互咬合20cm；搅拌桩施工应保证24小时连续作业，钻机作业时，施工人员应对相邻桩位做好临时栓桩工作，以利施工过程中两桩之间易于咬合，确保完工帷幕墙密闭。（5）钻机施钻前，施工人员应严格检测钻机平台是否稳定、水平，钻杆是否与平台垂直，钻尖是否与桩位对应准确；水平及垂直检测均应双向实施，以保证成型搅拌桩垂直，满足使用要求。（6）制备水泥浆时，项目经理部应责成专人严格旁站监控每罐水泥浆的水灰比、浆液比重并做好检查记录，以保证水泥浆制备质量满足设计规定和使用要求。（7）为防止预搅下沉时土体对钻头产生过大阻尼，施工人员可适量喷注水泥浆液，以减缓钻头预搅阻力；提升喷搅时，施工人员应严格按照事先确定的两次喷搅方案及经计算确定的单位长度用浆量控制钻机提升速率，且应保持提升过程中始终处于均匀、连续喷注浆液；待钻头提升近桩顶高程时，施工人员应适当控制输浆泵喷浆速率，以防浆液溢出地表造成“水漫金山”。（8）重复下沉及第二次提升喷将搅拌施工参照上述要求执行；下沉速率不宜大于0.8m/min，移动桩机、施工下一根桩的注意事项同上。（9）工作坑帷幕桩施工完毕后，项目经理部应委派施工人员平整施工场地，待搅拌桩形成足够强度后方可组织下道工序施工；将钻机移至下一工作坑继续组织施工。1.转角处搅拌桩设置应加密，避免出现薄弱点；2.搅拌桩设置应尽量贴近钢板桩，避免搅拌桩与钢板桩之间出现过厚的夹层土。3.存在地下管线（电信电缆）位置进行搅拌桩施工时，应将该管线刨出，并使用人工将之移出桩位，待打桩完毕再复位。2.施工降水鉴于本工程水文及地质状况，施工单位拟采用大口井降水施工方法降低工作坑地下水位；大口井井径≮50cm、井深≮15m，大口井施工应于工程施工方案确定后即时组织实施，大口井位置参照工作坑平面布置图执行。根据实测涌水量，决定在基坑内对角设置两处大口井。（1）大口井成孔方法以钻机钻孔为宜，钻机成孔过程中可采用比重适宜的泥浆进行固壁，待井孔达到预定深度（超设计深度1m以上）后，采用清水置换泥浆至孔内出水接近清水为止。（2）安装井筒前，施工人员应向井孔内投入一定量粗沙或净细滤料进行沉淤护底；井筒应对准孔中位置逐节安装就位，井筒应露出原地表以上50cm，以防过往行人误入其中发生事故。（3）井筒安装就位后，施工人员应用粗沙或净细滤料均匀填充井筒周边间隙，滤料的填充高度不得低于原地表高程，待滤料填充完毕并使井筒稳固后，施工人员应及时下沉潜水泵抽水，直至抽出清水。（4）本工程施工过程中，项目经理部应责成专人观测井内降水情况并做好观测记录；整个施工过程中，井内水位应持续低于工作坑底面高程50cm以上，以确保工程顺利实施，待工程完工后，方可用砂石填埋井孔并用水密实。1.设置于基坑内的大口井随基坑开挖深度的增加逐渐拆除。当开挖至基底时，废除靠近铁路一侧的井孔，填塞密实，剩余大口井作为集水井使用。2.作为集水井使用时，底板应设置排水沟，将基底表面积水引入集水井内排出。3.打设钢板桩施工在水泥搅拌桩止水帷幕施工完毕且搅拌桩强度达到设计值后，方可进行打设钢板桩施工。本工程采用36#b、12m工字钢规格型材，工字钢布置形式为：后背墙部位及靠近铁路一侧采用“一丁一顺”密排桩形式，其余两侧桩间距50cm，桩间设木卡板。（1）工字钢桩进场前应对每根桩进行检验，检验项目包括：型钢的规格尺寸、直顺度、有无缺陷破损等，避免因材料本身存在缺陷降低钢板桩应有的力学刚度。（2）打桩前，项目经理部应责成专人按规定线位人工刨挖钢板桩导向沟，导向沟宽度X深度可控制在40X30cm为宜，以此指导钢板桩纵向施工位置；打桩机提起钢桩就位、打入前，应由专业人员协助打桩机将钢板桩索扣卡紧、摆正方位，交由打桩机徐徐打入土层，随打入、随双向观测桩身垂直情况，待确认无误后快速打入至预计高度，发现问题及时纠正，必要时可拔出后重新打入。（3）打桩时应再次确定地下管线位置，避免桩点与管线重合。4.基坑开挖、设置桩间卡板及焊接钢圈梁（1）工作坑基本参数工作坑宽度：工作坑宽度：B=D+2C=3+0.3*2+2*1.4=6.4米，取6.5m。其中：B──工作坑横向宽度；

D──钢承口管外径；（管材内径+2*管皮厚度）

C──两侧工作量；取值：1.4m

工作坑长度：L0=L1+L2+L3+L4+L5+L6=1.5+3+1.5+0.5+1.5+0.6=8.6m

其中：L0──工作坑纵向长度；

L1──工具管长度；取值1.5mL2──管节长度；取值3.0m；

L3──出土间长度；取值1.5；

L4──顶铁长度；取值0.5m；

L5──千斤顶长度；取值1.5mL6──背墙厚度；取值0.6m工作坑深度：H=h1+h2+h3=（3.6+2.698+0.3）+0.05+0.5=7.148米清表后基坑深度为6m（从地表向下挖1m为基坑减压。长13m，宽9m）。其中：H——工作坑开挖深度；

h1——开挖面至管道下底外皮高度。

h2——管道下底外皮至底板高度，取5cm；

h3——底板及垫层的总厚度（不小于检查井底板及垫层厚度）。工字钢支撑大眼降水井砼搅拌桩工作坑顶进方向工字钢支撑梁工字钢支撑梁钢筋混凝土管顶进垫铁千斤顶千斤顶12m钢板桩C25混凝土垫层工作坑平面（示意）图工作坑立面（示意）图9m7m自然地面m1.7m3.25m12m1.21.2m1.1.2m1m（2）基坑开挖基坑开挖施工采用人、机配合的方式进行开挖，分四个阶段进行。第一阶段：用挖掘机开挖（清表）长13m、宽9m、深1.2m、为基坑减压。第二阶段：用挖掘机挖至距地面2.5m处，距桩顶1m处设置第一道支撑钢梁。第三阶段：用挖掘机挖至距地面4.2m处，距桩顶2.7m处设置第二到支撑钢梁。第四阶段：用挖掘机挖支基底0.3m时挖掘机停止挖掘，然后用人工开挖至即基底。做第三道支撑梁，然后浇混凝土垫层（标号c30、约30cm厚）垫层与支撑梁顶部高程一致。开挖过程中，应采取分层开挖，开槽土应随开挖随清运，禁止在基坑边缘堆放，运输车应停在挖掘机有效装车半径内，并尽可能远离基坑。在基坑开挖的过程中，安排人工对相邻工字钢桩之间的土体进行清除，并安装卡板以避免桩间土体坍塌。开挖至桩顶以下1.5m时，施做第一道钢支撑梁。基坑内设置的三道钢支撑梁分别选用双层40b#工字钢焊接以增加支撑刚度，每条支撑均应选用整根桩。四个转角处钢板桩上焊接钢制托架以承托钢圈梁。圈梁与竖向支撑的36b工字钢焊接成整体，在四个转角处加设斜撑。斜撑亦采用双层40b#工字钢与钢圈梁成45°角焊接，斜撑长度为3m。见钢圈梁布置示意图。第二道钢圈梁设置在桩顶以下2.7m处（地面以下3.9m处)，具体施做同上。第三道支撑梁设置在基坑底与垫层在同一高程，施做同上。当开挖至距基底0.3m时，应采用人工挖掘的方式，避免对基底土层造成扰动。基底经过整平后即可进行底板施工。钢圈梁布置示意图1钢圈梁布置示意图2（3）底板施工开挖至基底并整平后，项目部应上报监理部进行基底验收。如遇淤泥、淤积制不良土层时，应及时通知建设、监理及设计单位商讨处理方案。底板施工采用满铺20cm碎石，其上浇注C30商品砼（其厚度不小于设计检查井底板厚度）。为保证基底施工环境干燥、整洁，砼底板与基坑四壁紧密接触。底板坡度应与设计排水管道的坡度吻合，浇注砼底板时，在四边使用木方预压制排水沟以便于将侧壁的渗水引入集水井内。钢圈梁与斜向支撑焊接部位应力保对缝严密，满口焊接两遍并使之均匀，严禁点焊及间断性焊接。（4）接收坑施工接收坑尺寸为：工作坑宽度：B=D+2C=3.6+2*1=5.6米其中：B──工作坑横向宽度；

D──钢承口管外径；（管材内径+2*管皮厚度）

C──两侧工作量；取值：1m工作坑长度：L0=L1+2*L2=1.5+2*1.5=4.5m其中：L0──工作坑纵向长度；

L1──工具管长度；取值1.5mL2──检查井两侧预留管节长度；取值1.5m；接收坑的施做与主坑相同，此处不再赘述。七、基坑稳定性验算本计算依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）1.地质勘探数据如下：

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序号h(m)γ(kN/m3)C(kPa)Φ(°)m(kN/m4)计算方法土类型

11.0017.006.0014.003120水土合算填土

20.8017.006.0014.003120水土合算填土

31.2019.3029.0015.005900水土合算粘性土

43.0019.0025.5020.008550水土合算粘性土

50.5019.1015.0024.0010620水土合算粘性土

62.3019.4012.5031.5017945水土合算粉土

73.2017.0012.0014.003720水土合算粘性土

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表中：h为土层厚度（m），γ为土容重（KN/m3）,C为内聚力（KPa），Φ为内摩擦角（°）；基坑外侧水标高-0.5m，基坑内侧水标高-7.50m。2.基本计算参数：地面标高0.00m，桩顶标高-1.00m，基坑坑底标高-7.00m。支撑分别设置在标高-2.2m、-3.90m、-7.00m处。计算标高分别为-2.00m、-4.50m、-7.00m处侧壁重要性系数1.00。桩墙顶标高0.00m，桩墙嵌入深度5.00m，桩墙计算宽度0.36m。桩墙顶标高以上放坡级数为0级坡。3.地面超载：现场采取封闭施工，避免地面超载。工作坑力学模型及其分析、验算7m5mT1T2T3EaEP2.2m1.7m3.1mho12m钢板桩第一阶段,挖土深2.00m，挡土桩(墙)呈悬臂状,计算过程如下：

第1阶段主动、被动水土压力合力图1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：第1层土上部标高0.00m，下部标高-0.50mEa1上=(17.00×0.00)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00×tg(45-14.00/2)=-9.37kN/m2(取0.0)Ea1下=(17.00×0.50)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00×tg(45-14.00/2)=-4.19kN/m2(取0.0)第2层土上部标高-0.50m，下部标高-1.00mEa2上=(17.00×0.50+17.00×0.00)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00×tg(45-14.00/2)=-4.19kN/m2(取0.0)Ea2下=(17.00×0.50+17.00×0.50)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00×tg(45-14.00/2)=1.00kN/m2第3层土上部标高-1.00m，下部标高-1.80mEa3上=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.00)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00×tg(45-14.00/2)=1.00kN/m2Ea3下=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00×tg(45-14.00/2)=9.30kN/m2第4层土上部标高-1.80m，下部标高-2.00mEa4上=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×0.00)×tg2(45-15.00/2)-2×29.00×tg(45-15.00/2)=-26.49kN/m2(取0.0)Ea4下=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×0.20)×tg2(45-15.00/2)-2×29.00×tg(45-15.00/2)=-24.22kN/m2(取0.0)第5层土上部标高-2.00m，下部标高-3.00mEa5上=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×0.20)×tg2(45-15.00/2)-2×29.00×tg(45-15.00/2)=-24.22kN/m2(取0.0)Ea5下=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×0.20)×tg2(45-15.00/2)-2×29.00×tg(45-15.00/2)=-24.22kN/m2(取0.0)2.作用在桩(墙)的被动土压力分布：第5层土上部标高-2.00m，下部标高-3.00mEp5上=(19.30×0.00)×tg2(45+15.00/2)+2×29.00×tg(45+15.00/2)=75.59kN/m2Ep5下=(19.30×1.00)×tg2(45+15.00/2)+2×29.00×tg(45+15.00/2)=108.36kN/m23.土压力为零点距离坑底距离d的计算：桩的被动、主动土压力差值系数为：B=((108.36-75.59)-(0.00-0.00))/1.00=32.77kN/m3d=0.00=0.00m4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力：Ea=(0.00+1.00)×0.50/2.0+(1.00+9.30)×0.80/2.0=4.37kN/m点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：Ma=(0.00-0.00)×0.50/2.0×(1.50+0.50/3.0)+(1.00-0.00)×0.50/2.0×(1.00+0.50/3.0)+1.00×0.80×(0.20+0.80/2.0)+(9.30-1.00)×0.80/2.0×(0.20+0.80/3.0)+(0.00-0.00)×0.20/2.0×(0.00+0.20/3.0)=2.32kN.m/m5.悬臂桩嵌入D点以下距离t的计算：合力Ea到D点的距离：y=2.32/4.37=0.53m根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为2.50m考虑到规范的要求当桩埋深小于0.3倍的基坑深度时,桩埋深取0.3倍基坑深度：L=2.00+0.3×2.00=2.60m6.最大弯矩的计算：经过积分运算得到最大正弯矩Mumax=0.00kN.m/m，发生在标高-5.70m处；最大负弯矩Mdmax=-2.45kN.m/m，发生在标高-2.05m处。考虑到桩(墙)的计算宽度为0.36m

最大正弯矩Mumax=0.36×0.00=0.00kN.m，发生在标高-5.70m处；最大负弯矩Mdmax=0.36×-2.45=-0.88kN.m，发生在标高-2.05m处；第二阶段,挖土深4.50m，支撑分别设置在标高-1.50m处，计算过程如下：

第2阶段主动、被动水土压力合力图1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：第1层土上部标高0.00m，下部标高-0.50mEa1上=(17.00×0.00)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00tg(45-14.00/2)=-9.37kN/m2(取0.0)Ea1下=(17.00×0.50)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00tg(45-14.00/2)=-4.19kN/m2(取0.0)第2层土上部标高-0.50m，下部标高-1.00mEa2上=(17.00×0.50+17.00×0.00)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00×tg(45-14.00/2)=-4.19kN/m2(取0.0)Ea2下=(17.00×0.50+17.00×0.50)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00×tg(45-14.00/2)=1.00kN/m2第3层土上部标高-1.00m，下部标高-1.80mEa3上=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.00)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00×tg(45-14.00/2)=1.00kN/m2Ea3下=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00×tg(45-14.00/2)=9.30kN/m2第4层土上部标高-1.80m，下部标高-3.00mEa4上=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×0.00)×tg2(45-15.00/2)-2×29.00×tg(45-15.00/2)=-26.49kN/m2(取0.0)Ea4下=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×1.20)×tg2(45-15.00/2)-2×29.00×tg(45-15.00/2)=-12.85kN/m2(取0.0)第5层土上部标高-3.00m，下部标高-4.50mEa5上=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×1.20+19.00×0.00)×tg2(45-20.00/2)-2×25.50×tg(45-20.00/2)=-9.35kN/m2(取0.0)Ea5下=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×1.20+19.00×1.50)×tg2(45-20.00/2)-2×25.50×tg(45-20.00/2)=4.62kN/m2第6层土上部标高-4.50m，下部标高-6.00mEa6上=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×1.20+19.00×1.50)×tg2(45-20.00/2)-2×25.50×tg(45-20.00/2)=4.62kN/m2Ea6下=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×1.20+19.00×1.50)×tg2(45-20.00/2)-2×25.50×tg(45-20.00/2)=4.62kN/m22.作用在桩(墙)的被动土压力分布：第6层土上部标高-4.50m，下部标高-6.00mEp6上=(19.00×0.00)×tg2(45+20.00/2)+2×25.50×tg(45+20.00/2)=72.84kN/m2Ep6下=(19.00×1.50)×tg2(45+20.00/2)+2×25.50×tg(45+20.00/2)=130.96kN/m23.土压力为零点距离坑底距离d的计算：桩的被动、主动土压力差值系数为：

B=((130.96-72.84)-(4.62-4.62))/1.50=38.75kN/m3d=0.00=0.00m4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力：Ea=(0.00+1.00)×0.50/2.0+(1.00+9.30)×0.80/2.0+(0.00+4.62)×1.50/2.0=7.84kN/mD点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：Ma=(0.00-0.00)×0.50/2.0×(4.00+0.50/3.0)+(1.00-0.00)×0.50/2.0×(3.50+0.50/3.0)+1.00×0.80×(2.70+0.80/2.0)+(9.30-1.00)×0.80/2.0×(2.70+0.80/3.0)+(0.00-0.00)×1.20/2.0×(1.50+1.20/3.0)+(4.62-0.00)×1.50/2.0×(0.00+1.50/3.0)=14.98kN.m/m5.桩(墙)嵌入D点以下距离t的计算：第1层支撑到D点距离：a1=3.00m第1层支撑反力：

E1=14.98/3.00=4.99kN/m假设支座D点的支撑反力：ED=7.84-4.99=2.84kN/m根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为5.00m考虑到规范的要求当桩埋深小于0.2倍的基坑深度时,桩埋深取0.2倍基坑深度：

L=4.50+0.2×4.50=5.40m考虑到桩(墙)的计算宽度为0.36mE1=0.36×4.99=1.80kNED=0.36×2.84=1.02kN6.最大弯矩的计算：经过积分运算得到最大正弯矩Mumax=1.06kN.m/m，发生在标高-3.64m处；最大负弯矩Mdmax=-0.51kN.m/m，发生在标高-1.50m处。考虑到桩(墙)的计算宽度为0.36m

最大正弯矩Mumax=0.36×1.06=0.38kN.m，发生在标高-3.64m处；最大负弯矩Mdmax=0.36×-0.51=-0.18kN.m，发生在标高-1.50m处；第三阶段,挖土深7.00m，支撑分别设置在标高-1.50m、-4.00m处，计算过程如下：

第3阶段主动、被动水土压力合力图1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：第1层土上部标高0.00m，下部标高-0.50mEa1上=(17.00×0.00)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00tg(45-14.00/2)=-9.37kN/m2(取0.0)Ea1下=(17.00×0.50)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00tg(45-14.00/2)=-4.19kN/m2(取0.0)第2层土上部标高-0.50m，下部标高-1.00mEa2上=(17.00×0.50+17.00×0.00)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00×tg(45-14.00/2)=-4.19kN/m2(取0.0)Ea2下=(17.00×0.50+17.00×0.50)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00×tg(45-14.00/2)=1.00kN/m2第3层土上部标高-1.00m，下部标高-1.80mEa3上=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.00)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00×tg(45-14.00/2)=1.00kN/m2Ea3下=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80)×tg2(45-14.00/2)-2×6.00×tg(45-14.00/2)=9.30kN/m2第4层土上部标高-1.80m，下部标高-3.00mEa4上=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×0.00)×tg2(45-15.00/2)-2×29.00×tg(45-15.00/2)=-26.49kN/m2(取0.0)Ea4下=17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×1.20)×tg2(45-15.00/2)-2×29.00×tg(45-15.00/2)=-12.85kN/m2(取0.0)第5层土上部标高-3.00m，下部标高-6.00mEa5上=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×1.20+19.00×0.00)×tg2(45-20.00/2)-2×25.50×tg(45-20.00/2)=-9.35kN/m2(取0.0)Ea5下=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×1.20+19.00×3.00)×tg2(45-20.00/2)-2×25.50×tg(45-20.00/2)=18.59kN/m2第6层土上部标高-6.00m，下部标高-6.50mEa6上=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×1.20+19.00×3.00+19.10×0.00)×tg2(45-24.00/2)-2×15.00×tg(45-24.00/2)=27.23kN/m2Ea6下=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×1.20+19.00×3.00+19.10×0.50)×tg2(45-24.00/2)-2×15.00×tg(45-24.00/2)=31.26kN/m2第7层土上部标高-6.50m，下部标高-7.00mEa7=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×1.20+19.00×3.00+19.10×0.50+19.40×0.00)×tg2(45-31.50/2)-2×12.50×tg(45-31.50/2)=23.73kN/m2Ea7=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×1.20+19.00×3.00+19.10×0.50+19.40×0.50)×tg2(45-31.50/2)-2×12.50×tg(45-31.50/2)=26.77kN/m2第8层土上部标高-7.00m，下部标高-7.50mEa8=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×1.20+19.00×3.00+19.10×0.50+19.40×0.50)×tg2(45-31.50/2)-2×12.50×tg(45-31.50/2)=26.77kN/m2Ea8=(17.00×0.50+17.00×0.50+17.00×0.80+19.30×1.20+19.00×3.00+19.10×0.50+19.40×0.50)×tg2(45-31.50/2)-2×12.50×tg(45-31.50/2)=26.77kN/m22.作用在桩(墙)的被动土压力分布：第8层土上部标高-7.00m，下部标高-7.50mEp8上=(19.40×0.00)×tg2(45+31.50/2)+2×12.50×tg(45+31.50/2)=44.65kN/m2Ep8下=(19.40×0.50)×tg2(45+31.50/2)+2×12.50tg(45+31.50/2)=75.56kN/m23.土压力为零点距离坑底距离d的计算：桩的被动、主动土压力差值系数为：B=((75.56-44.65)-(26.77-26.77))/0.50=61.83kN/m3d=0.00=0.00m4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力：Ea=(0.00+1.00)×0.50/2.0+(1.00+9.30)×0.80/2.0+(0.00+18.59)×3.00/2.0+(27.23+31.26)×0.50/2.0+(23.73+26.77)×0.50/2.0=59.51kN/mD点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：Ma=(0.00-0.00)×0.50/2.0×(6.50+0.50/3.0)+(1.00-0.00)×0.50/2.0×(6.00+0.50/3.0)+1.00×0.80×(5.20+0.80/2.0)+(9.30-1.00)×0.80/2.0×(5.20+0.80/3.0)+(0.00-0.00)×1.20/2.0×(4.00+1.20/3.0)+(18.59-0.00)×3.00/2.0×(1.00+3.00/3.0)+27.23×0.50×(0.50+0.50/2.0)+(31.26-27.23)×0.50/2.0×(0.50+0.50/3.0)+23.73×0.50×(0.00+0.50/2.0)+(26.77-23.73)×0.50/2.0×(0.00+0.50/3.0)=93.94kN.m/m5.桩(墙)嵌入D点以下距离t的计算：第1层支撑力取第2阶段的值：E1=4.99kN/m第1层支撑到D点距离：a1=5.50m第2层支撑到D点距离：a2=3.00m第2层支撑反力：E2=(93.94-4.99×5.50)/3.00=22.15kN/m假设支座D点的支撑反力：ED=59.51-4.99-22.15=32.36kN/m根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为12.00m考虑到桩(墙)的计算宽度为0.36mE1=0.36×111.00=39.96kNE2=0.36×22.15=7.97kNED=0.36×32.36=11.65kN6.最大弯矩的计算：经过积分运算得到：最大正弯矩Mumax=19.81kN.m/m，发生在标高-5.70m处；最大负弯矩Mdmax=-14.91kN.m/m，发生在标高-7.76m处。考虑到桩(墙)的计算宽度为0.36m最大正弯矩Mumax=0.36×19.81=7.13kN.m，发生在标高-5.70m处；最大负弯矩Mdmax=0.36×-14.91=-5.37kN.m，发生在标高-7.76m处；M法计算书本计算依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）1.地质勘探数据如下：

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序号h(m)γ(kN/m3)C(kPa)Φ(°)m(kN/m4)计算方法土类型

11.0017.006.0014.003120水土合算填土

20.8017.006.0014.003120水土合算填土

31.2019.3029.0015.005900水土合算粘性土

43.0019.0025.5020.008550水土合算粘性土

50.5019.1015.0024.0010620水土合算粘性土

62.3019.4012.5031.5017945水土合算粉土

73.2017.0012.0014.003720水土合算粘性土

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表中：h为土层厚度（m），γ为土容重（KN/m3）,C为内聚力（KPa），Φ为内摩擦角（°）；基坑外侧水标高-0.5m，基坑内侧水标高-7.50m。2.基底标高为-7.00m，支撑分别设置在标高-2.2m、-3.9m、-7m处，计算标高分别为-2.00m、-4.50m、-7.00m处，3.地面超载：现场采取封闭施工，避免地面超载。

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序号布置方式作用标高m荷载值kPa

距基坑边线m作用宽度m—————————————————————————————————————基坑侧壁重要性系数为1.00,为二级基坑抗隆起、抗倾覆、抗渗流验算结果按地基承载力验算抗隆起计算的抗隆起安全系数为:2.03

达到规范规定安全系数2.00,合格!按滑弧稳定验算抗隆起计算的抗隆起安全系数为:3.70

达到规范规定安全系数2.00,合格!

基坑底最大隆起量为10.28cm验算抗倾覆稳定计算的抗倾覆安全系数为:2.32

达到规范规定安全系数1.15,合格!验算抗渗流稳定计算的抗渗流安全系数为:2.15

达到规范规定安全系数1.50,合格!内力及位移计算采用m法计算，共2层支点，支点计算数据如下：

—————————————————————————————————————

序号水平间距(m)倾角(度)刚度(kN/m)预加力(kN)18.000.0025349.00.028.000.0025349.00.0—————————————————————————————————————

共计算3个工况,各支点在各个工况中的支点力如下(单位为kN)：

—————————————————————————————————————10.0029.3480.4820.000.0086.16—————————————————————————————————————全部工况下各支点的最大轴力如下(单位为kN)：

180.48286.16各工况的最大内力位移如下：

—————————————————————————————————————

工况号桩顶位移最大位移最大正弯矩最大负弯矩最大正剪力最大负剪力

(mm)(mm)(kN-m)(kN-m)(kN)(kN)11.201.200.2-2.60.8-1.522.382.380.3-3.33.0-1.233.464.6512.9-8.76.0-12.5—————————————————————————————————————全部工况下的最大内力位移如下：最大桩(墙)顶部位移为：3.46mm

最大桩(墙)位移为：4.65mm

最大正弯矩为：12.90kN-m

最大负弯矩为：-8.70kN-m

最大正剪力为：6.00kN

最大负剪力为：-12.50kN八、安全保证措施为加强现场安全施工管理工作，在施工前对全体参与施工人员进行全面的安全生产教育，全面进行安全施工交底，在施工过程中认真按照各项安全操作规程执行，杜绝各种安全事故的发生，以保证安全施工的顺利进行。同时，建立安全保证体系和责任制，根据安全生产一般性要求和本段顶管工程的安全生产要求这两方面进行安全管理。现场安全总负责人：

负责落实坚持“安全第一”的方针，协调好对外工作，为施工创造良好的条件，杜绝安全质量事故的发生。现场技术总负责人:

负责组织编制工程质量计划，组织相关人员进行安全技术交底，加强施工监控，负责对工程关键部位提出超前预防措施。现场安全员：

安全事故发生率2‰；施工队进场签定《安全协议》，在施工过程中及时开好安全交流会；巡视工地，发现隐患及时纠正，保证安全生产；落实并组织实施安全技术措施，发生重大事故及时上报并做好内业工作。1.安全施工一般性要求安全管理组织机构方面（1）建立以单位负责人为第一直接负责人的安全管理体系及责任制。（2）在工作中保证安全指标的落实。（3）施工过程中进一步完善安全生产管