蓄水池消防水池钢板桩基坑支护施工方案1030.docx

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蓄水池消防水池钢板桩基坑支护施工方案1030

蓄水池及消防水池、污水处理池工程钢板桩基坑支护施工方案

第一章编制依据…………………………………………………………………3

第二章工程概况…………………………………………………………………3第三章基坑支护结构设计………………………………………………………3

第四章基坑支护结构的主要技术参数及技术要求……………………………5

第五章4.1机械计划…………………………………………………………………5

4.1钢板桩……………………………………………………………………5

第五章钢板桩支护施工…………………………………………………………6

5.1钢板桩支护施工流程……………………………………………………65.2钢板桩的吊运及堆放…………………………………………………7

5.3钢板桩的打设…………………………………………………………7

5.4基坑土方开挖…………………………………………………………8

5.5基坑排水降水措施………………………………………………………9

5.6拔桩……………………………………………………………………9

第六章基坑监测…………………………………………………………………9

6.1本基坑监测项目…………………………………………………………9

6.2监测点的位置及数量……………………………………………………9

6.3监测与测试的控制指标…………………………………………………9

6.4监测要求………………………………………………………10

6.5监测周期………………………………………………………10第七章基坑验收……………………………………………………………10

第八章施工注意事项及要求………………………………………………10

第九章深基坑施工安全措施………………………………………………10

第十章基坑工程钢板桩支护计算书…………………………………………12

10.1参数信息………………………………………………………12

10.2主动土压力计算………………………………………………………13

10.3基坑下的被动土压力计算……………………………………………16

10.4验算嵌固深度是否满足要求…………………………………………19

10.5结构计算…………………………………………………………19

10.6截面承载力计算………………………………………………………20

第十一章应急救援预案…………………………………………………………20

11.1成立基坑应急安全小组…………………………………………………20

11.2基坑使用和维护要求…………………………………………………20

11.3应急措施…………………………………………………………………21

11.5注意基坑的时空效应…………………………………………………21

第一章编制依据

行业标准《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）；

行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）；

国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）；

A辅建区工程-蓄水池、消防水池施工图纸。

第二章工程概况

本项目蓄水池、消防水池为地下构筑物，蓄水池、消防水池顶板面标高-0.8m，底板面标高-4.05m，长度尺寸25.95m，宽度尺寸12.65m，底板厚0.4m，垫层厚0.1m，池壁厚0.35m。

由总图可知室外地面标高6.4m为该处±0.000，现场自然土面标高约为5m，低于蓄水池、消防水池顶板面标高0.6m，则开挖深度为3.15m；开挖平面尺寸在蓄水池、消防水池结构尺寸的基础上每边加1m，即基坑长度27.95m，基坑宽度14.65m。

本工程普遍采用管桩基础，目前基本完成，基坑开挖边线距周边其他拟建构筑物最近距离为6m。

本项目污水处理池为地下构筑物，污水处理池顶板面标高-0.1m，底板面标高-4.3m，长度尺寸29.5m，宽度尺寸11.5m，底板厚0.6m，防水保护层厚0.05米，垫层厚0.1m，池壁厚0.35m。

由总图可知室外地面标高6.75m为该处±0.000，现场自然土面标高约为5m，低于污水处理池顶板面标高1.65m，则开挖深度为3.35m；开挖平面尺寸在污水处理池结构尺寸的基础上每边加1m，即基坑长度30.5m，基坑宽度12.5m。

本工程普遍采用管桩基础，目前基本完成，基坑开挖边线距周边其他拟建构筑物最近距离为6m。

第三章基坑支护结构设计

污水处理池基坑较深，基坑结构设计和基坑工程钢板桩支护计算书以污水处理池为例，根据地质资料不宜采用自然放坡开挖，且考虑到开挖土体卸荷后对业已完成的相邻管桩基础有不利影响，基坑必须采取支护措施，先支护、后开挖。

拟采用H型钢板桩作为基坑围护体系，桩长12米，嵌入基坑底土体9.65m。

在基坑顶部适当位置用砌块砌筑排水沟，用以拦截地表水，并排出场外，基坑底部沿支护桩侧用砌块砌筑临时排水沟，基坑底部各拐角点设置集水井，用以排除基坑内积水。

消防水池蓄水池基坑支护平面图

消防水池蓄水池基坑支护剖面图

污水处理池基坑平面图

污水处理池基坑支护剖面图

第四章基坑支护结构的主要技术参数及技术要求

4.1钢板桩

（1）材料要求

钢板桩选用H型钢板桩，截面抵抗矩W=2270cm3；进场钢板桩需进行外观检验及桩身缺陷矫正。

（2）打桩作业要求

宜选择对周围影响较小的振动锤施打；为保证板桩的垂直度，选用屏风式打入法；为保证转角处闭合可通过轴线或板桩块数来调整。

（3）拔桩作业要求

宜选用振动锤进行拔桩；为防止拔桩后地面沉降及对其它构筑物的影响，应及时回填。

第五章钢板桩支护施工

5.1钢板桩支护施工流程

钢板桩的打设虽然在基坑开挖前已完成，但整个板桩支护结构需要等地下结构施工和回填完成后，在许可的条件下将板桩拔除才算完全结束。

因此，对于钢板桩的施工应考虑打设、挖土、地下结构施工、回填、板桩的拔除。

施工顺序：

测量放线→打钢板桩→土方开挖至基坑底设计标高→钢筋砼底板与导墙施工→外壁防水层施工、回填土方→H型钢板桩拔除，如下示意图：

5.2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，注意保护端头免受损伤。

钢板桩应堆放在平坦而坚固的场地上，必要时对场地地基土进行压实处理。

在堆放时要注意：

（1）堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便；

（2）钢板桩要按型号（40A）、规格、长度（12m）、施工部位分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；

（3）钢板桩应分别堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3～4m，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2m。

5.3钢板桩的打设

机械计划：

施工机械采用2台SH350挖掘机，配合2台3500HP振动锤施工。

经纬仪2台（J2），水准仪两台（S3-d）。

（2）钢板桩打设

单桩打入法以一块或两块钢板为一组，从一角开始逐块插打，直至工程结束，这种打入方法施工简便，可不停顿地打，桩机行走路线短，速度快。

但单块打入易向一边倾斜，误差积累不易纠正，墙面平直度难控制。

①先用挖掘机将钢板桩吊至插点处进行插桩，插桩时注意钢板桩之间的间隙，人工配合扶正，再轻轻加以锤击；

②在打桩过程中，为保证钢板桩的垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制；

③开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精度，以便起到样板导向作用，故每打入1m应测量一次。

（3）钢板桩的转角和封闭合拢。

由于板桩墙的设计长度有时不是钢板桩标准宽度的整数倍，或板桩墙的轴线较复杂，或钢板桩打入时倾斜，这些都会给板桩墙的最终封闭合拢带来困难，采用轴线修整法解决。

轴线修整法通过对板桩墙闭合轴线设计长度和位置的调整，实现封闭合拢，封闭合拢处最好选在短边的角部。

具体作法如下：

①沿长边方向打至离转角桩约沿有8块钢板桩时暂时停止，量出至转角桩的总长度和增加的长度；

②在短边方向也照上述办法进行；

③根据修正后的轴线沿短边方向继续向前插打，最后一块封闭合拢的钢板桩，设在短边方向从端部算起的第三块板桩的位置处。

5.4基坑土方开挖

土方开挖选用1台斗容量1m3的挖机于基坑顶作业，较深部位的掘土换用1台长臂挖机施工；基槽开挖至坑底，并预留人工清理土层厚度约15cm，挖土机械应小心管桩外露部分，不得破坏。

土方开挖完成后，应立即排除积水，平整填实后及时浇筑砼垫层进行固化保护。

5.5基坑排水降水措施

根据地勘资料，本场地地下水位较浅，现场局部开挖施工过程中可见有地下水涌出，因此污水处理水池基坑开挖前与开挖过程中，需采取相应排水降水措施，以确保基坑施工的安全。

在基坑开挖前，沿开挖边线外布置轻型井点降水。

在基坑顶部适当位置用砌块砌筑排水沟，用以拦截地表水，并排出场外；基坑底部沿支护桩侧用砌块砌筑临时排水沟，基坑底部各拐角点设置集水井，用以排除基坑内积水。

基坑顶与基坑内的排水沟和集水井的布置以不影响基坑钢板桩支护及后续施工布置。

5.6拔桩

5.6.1拔桩顺序

对于封闭式钢板桩墙，拔桩的开始点离开桩角5根以上，必要时还可间隔拔除。

拔桩要点：

（1）拢桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的阻力，然后边振边拢。

对较难拔出的板桩可先用柴油锤将桩振打下100～300mm，再与振动锤交替振打、振拔。

为及时回填拔桩后的土孔，在把板桩拔至此基础底板略高时（如500mm）暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分；

（2）挖掘机应控制振动锤的起动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限；

（3）对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续工作不超过1.5h。

5.6.2桩孔处理

钢板桩拔除后留下的土孔应及时回填处理，特别是周围有建筑物、构筑物或地下管线的场合，尤其应注意及时回填，否则往往会引起周围土体位移及沉降，并由此造成临近建筑物等的破坏。

第六章基坑监测

6.1本基坑监测项目

包括支护结构的水平位移、周围地下管线的变形、地下水位、桩内力、支撑轴力、土体分层位移等。

6.2监测点的位置及数量

（1）在基坑顶部各转角处应设置沉降、倾斜及水平位移观测点；

（2）地下水位的观测宜在基坑四周设四个观测井。

（4）基坑底部回弹及隆起观测视现场情况确定。

6.3监测与测试的控制指标

（1）支护桩顶水平位移累计不大于30mm，位移速率不大于3mm/d。

（2）桩身、立柱的应力值不大于设计值的80%；

（3）周围道路及管线水平位移总量不大于30mm；

（4）地下水位应低于设计指标。

6.4监测要求

（1）在支护结构施工完后精确测定初始值。

（2）施工中应加强对测试点及测试设备的保护，防止损坏；

（3）应采取有效措施保证测试基准点的可靠性及测试设备的完好，以确保测试数据的准确性。

（4）应及时向设计人员提供监测数据及最终测试评价成果，以便进行分析及采取相应的防范措施。

6.5监测周期

从基坑土方开挖至基坑回填土。

在围护施工时，正常情况下，临近监测对象每2天观测1次，当日变化量或累计变化量超警戒值时，监测频率适当加密，每天观测1次。

特殊情况如监测数据有异常或突变，变化速率偏大等，适当加密监测频率，直至跟踪监测。

在地下结构施工阶段，各监测项目观测频率为2～3次/周，支撑拆除阶段1次/天。

第七章基坑验收

基坑验收应采取分步验收法进行。

每道工序完成经检查验收合格后方可进行下道工序的施工。

验收应符合《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）及相关验收规范的规定。

第八章施工注意事项及要求

8.1基坑土方开挖应遵循分层、平衡、适时的原则。

采用机械开挖时，坑底设计标高以上15cm由人工清除，不得超挖。

开挖到位后，应及时施工管道，严禁基坑暴露时间过长。

8.2做好基坑内的排水工作，雨季施工必须准备足够的抽排水设备。

8.3支护板桩施工应采取有效措施控制好桩位、垂直度及保证转角处的闭合。

8.4土方开挖期间，应采取有效的管理手段及可靠的保证措施防止挖土机械碰撞支护结构，基坑四周严禁堆土或堆载，地面施工荷载不超过15Kpa。

8.5应作好可能发生事故的预防和抢险准备工作。

施工时发现地质情况与钻探资料相差较远，应立即会同业主、设计、监理等单位商量研究解决。

8.6加强基坑监测，监测数据应及时通知有关人员。

第九章基坑施工安全措施

9.1基坑施工过程中及时作好基坑口的临边围护，禁止高空抛物、严防坠落。

9.2进入工地一定要戴硬质反光安全帽，操作工必须手戴防护手套，电工戴电工专用绝缘手套。

9.3用机械开挖时，应设专人盯测，以防坑底和坑侧超挖。

坑底的控制标高应比设计标高提高15－30厘米，坑壁的控制线应比设计标线提高10－15厘米或先打桩后挖土，机械挖完后，再用人工清坑。

9.4基坑开挖到设计标高后，一定要将支护桩根部的淤泥清挖，否则会造成支护桩倒塌。

9.5基坑底面不能暴露时间过长。

基坑开挖中间间歇间过长，变形会随着时间不断增加。

这种情况下，应考虑增加支护结构的强度。

9.6遇有粉、细砂层时，要采用恰当的排水方式，以防产生流砂造成基坑坍塌。

9.7如果基坑开挖后，不能立即进行下一道工序施工时，可在基坑设计标高之上，预留0.15-0.3m厚的一层土不挖，待下一工序开始前，再用人工开挖至槽底的设计标高。

否则在下雨时，基坑会浸水坍塌。

9.8验收合格方可进行作业，未经验收或验收不合格不准作下一道工序作业。

9.10打拔钢板桩安全操作规程

（1）挖掘机或震锤工作时发现异常，应立即停车检查。

（2）挖掘机作业点地面应平坦，地面不平应垫平，防止翻车事故。

若地面松软，支承脚底部应铺垫板。

（3）吊桩时要用专用的钢丝绳和锁扣扣紧桩身，并轻起轻放。

打拔桩前要检查震锤是否夹紧，防止应震锤未夹紧损坏钢板装或造成事故。

（4）不得在架空输电线下面打拔桩。

在高压线附近工作，挖掘机臂端应离开高压线2ｍ以上。

（5）作业范围内严禁站人，以防各种突发事件造成事故。

（6）打拔桩严禁超负荷作业，不准超力矩，仰角也不得超过限度，以防“翻车”“折臂”事故。

（7）不得在风力超过6级及大雨、雪、雾等恶劣天气下作业；台风来临，现场挖掘机应收臂停放，材料及其它设施采取遮盖、压紧等措施。

（8）严禁非司机作业。

回转操作要平稳地接触回转离合器，尽量减少钢板装的摆动，起吊时应先鸣笛示警，要稳妥操作。

（9）要统一信号，专人指挥，夜间作业，必须有良好的照明。

第十章基坑工程钢板桩支护计算书：

污水处理池基坑较深，基坑工程钢板桩支护计算书以污水处理池为例。

10.1、参数信息

重要性系数：

1.00；

开挖深度：

3.35；

基坑下水位深度：

0.50；

基坑外侧水位深度：

7.35；

桩嵌入土深度：

8.85；

基坑外侧土层参数：

序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角内聚力饱和容重

（m）（kN/m3）（°）（kPa）（kN/m3）

1填土0.6198820

2粘土3.3319.17.41021

3粘土1.5817.35.411.921

4粉质粘土3.3818.85.417.621

基坑以下土层参数：

序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角内聚力饱和容重

（m）（kN/m3）（°）（kPa）（kN/m3）

1粘土1.9219.65.825.321

2粉质粘土5.32205.819.721

3粘土1.4319.818.515.221

10.2、主动土压力计算

Kai=tan2（450-8.000/2）=0.76；

临界深度计算:

计算得z0=2×8.00/（19.00×0.761/2）-0.00/19.00=0.97；

第1层土计算：

σajk上=0.00kPa；

σajk下=σajk下=0.00+19.00×0.60=11.40kPa；

eak上=0.00×0.76-2×8.00×0.761/2=-13.91kPa；

eak下=11.40×0.76-2×8.00×0.761/2=-5.29kPa；

Ea=（0.00+0.00）×（0.60-0.97）/2=0.00kN/m；

Kai=tan2（450-7.400/2）=0.77；

第2层土计算：

σajk上=σajk下=11.40kPa；

σajk下=σajk下=11.40+19.10×3.33=75.00kPa；

eak上=11.40×0.77-2×10.00×0.771/2=-8.77kPa；

eak下=75.00×0.77-2×10.00×0.771/2=40.32kPa；

Ea=（0.00+40.32）×3.33/2=67.13kN/m；

Kai=tan2（450-5.400/2）=0.83；

第3层土计算：

σajk上=σajk下=75.00kPa；

σajk下=σajk下=75.00+17.30×1.58=102.34kPa；

eak上=75.00×0.83-2×11.90×0.831/2=40.44kPa；

eak下=102.34×0.83-2×11.90×0.831/2=63.08kPa；

Ea=（40.44+63.08）×1.58/2=81.78kN/m；

Kai=tan2（450-5.400/2）=0.83；

第4层土计算：

σajk上=σajk下=102.34kPa；

σajk下=σajk下=102.34+18.80×0.24=106.85kPa；

eak上=102.34×0.83-2×17.60×0.831/2=52.70kPa；

eak下=106.85×0.83-2×17.60×0.831/2=56.44kPa；

Ea=（52.70+56.44）×0.24/2=13.10kN/m；

第5层土计算：

σajk上=σajk下=106.85kPa；

σajk下=σajk下=106.85+18.80×0.00=106.85kPa；

eak上=106.85×0.83-2×17.60×0.831/2=56.44kPa；

eak下=106.85×0.83-2×17.60×0.831/2=56.44kPa；

Ea=（56.44+56.44）×1.60/2=90.30kN/m；

第6层土计算：

σajk上=σajk下=106.85kPa；

σajk下=σajk下=106.85+18.80×0.00=106.85kPa；

eak上=106.85×0.83-2×17.60×0.831/2=56.44kPa；

eak下=106.85×0.83-2×17.60×0.831/2=56.44kPa；

Ea=（56.44+56.44）×1.54/2=86.92kN/m；

Kai=tan2（450-5.400/2）=0.83；

第7层土计算：

σajk上=σajk下=106.85kPa；

σajk下=σajk下=106.85+18.80×0.00=106.85kPa；

eak上=106.85×0.83-2×17.60×0.831/2=56.44kPa；

eak下=106.85×0.83-2×17.60×0.831/2=56.44kPa；

Ea=（56.44+56.44）×0.82/2=46.28kN/m；

Kai=tan2（450-6.800/2）=0.79；

第8层土计算：

σajk上=σajk下=106.85kPa；

σajk下=σajk下=106.85+18.90×0.00=106.85kPa；

eak上=106.85×0.79-2×16.20×0.791/2=55.46kPa；

eak下=106.85×0.79-2×16.20×0.791/2=55.46kPa；

Ea=（55.46+55.46）×2.29/2=127.00kN/m；

求所有土层总的主动土压力：

∑Eai=512.50kPa;

每一土层合力作用点距支护桩底的距离为hai；

则所有土层总的合力作用点距支护桩底的距离为ha；

根据公式计算得，合力作用点至桩底的距离ha=4.31m。

10.3、基坑下的被动土压力计算

根据公式计算得Kp1=tan2（450+5.800/2）=1.22；

基坑下土层以上的土层厚度之和与水位深度进行比较∑hi=1.92>hwp=0.50,经比较可知，水位在本土层中；

上层土压力计算：

上层土的计算高度为：

0.50m；

上层土的土压力为:

σp1k上上=0.00kPa;

σp1k上下=0.00+19.60×0.50=9.80kPa；

根据公式计算得ep1k上上=0.00×1.22+2×25.30×1.221/2=56.00kPa；

根据公式计算得ep1k上下=9.80×1.22+2×25.30×1.221/2=68.00kPa；

式中c1----第一层土的粘聚力；

根据公式计算得第1层土上层土总的土压力为Ep1上=（56.00+68.00）×0.50/2=31.00kPa；

本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；

Hpi1上=5.99；

下层土压力计算：

下层土的计算高度为：

1.42m；

σp1k下上=σp1k上下=9.80kPa；

σp1k下下=9.80+（1.92-0.50）×21.00=39.62kPa；

下层土的土压力为：

根据公式计算得ep1k下上=9.80×1.22+2×25.30×1.221/2=68.00kPa；

根据公式计算得ep1k下下=39.62×1.22+2×25.30×1.221/2=104.53kPa；

式中c1----第一层土的粘聚力；

所以，第1层土下层土总的土压力为：

根据公式计算得Ea1下=（68.00+104.53）×1.42/2=122.50kPa；

本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；

Hpi1下=4.99；

根据公式计算得Kp2=tan2（450+5.800/2）=1.22；

由于前一土有水，所以该本土层完全有水，重度按浮容重计算；

本层土压力计算：

本层土的计算高度为：

4.33m;

σp2k上=39.62kPa；

σp2k下=σp2k上+r'×h2=39.62+21.00×4.33=130.55kPa；

本层土的土压力为：

根据公式计算得ep2k上=39.62×1.22+2×19.70×1.221/2=92.13kPa；

根据公式计算得ep2k下=130.55×1.22+2×19.70×1.221/2=203.51kPa；

式中c2----第2层土的粘聚力；

所以，第2层土下层土总的土压力为：

根据公式计算得Ep2上=（92.13+203.51）×4.33/2=640.06kPa；

本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；