钢板桩支护方案.docx

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钢板桩支护方案

钢板桩施工方案

年月日

第一节工程概况……………………………………………………………1

第二节编制依据……………………………………………………………1

第三节工程地质条件………………………………………………………1

第四节钢板桩支护设计思路及要点………………………………………1

第五节施工组织计划………………………………………………………3

第六节质量保证措施………………………………………………………9

第七节安全施工措施………………………………………………………9

第八节文明施工措施………………………………………………………10

第九节计算书………………………………………………………………11

钢板桩施工方案

第一节工程概况

本工程为XX消防水池工程，水池平面尺寸为27.5m*8m，，池底底板面标高为-3M，板厚500mm。

由于基坑开挖深度较大约3.5M，现场土质均为回填土和流塑性较大的淤泥质土壤及，基坑底位于粉砂层上，由于地下水位较高，开挖时会出现流沙现象，经与甲方及监理单位研究，决定采用钢板桩进行支护，以达到安全施工、止水挡土的目的。

第二节编制依据

一、程设计图纸；

二、《岩土工程勘察报告》；

三、同济大学出版社《高层建筑施工手册》；

四、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；

第三节工程地质条件

根据地形勘察报告及冲孔桩施工记录，该场地范围内地层自上而下分为：

素土层、淤泥层、粉砂层、淤泥质土、粉砂层、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩（详见地质勘查报告）。

第四节钢板桩支护设计思路及要点

根据本工程场地地质情况特点，本工程钢板桩主要作用是为了隔绝砂层地下水流入基坑，同时支护边坡防止流砂涌动，起到支护边坡的作用。

设计要点如下：

一、采用拉森式（U）型钢板桩，桩长6m，入土深度为2.5m

二、为保证基坑安全，钢板桩帷幕上设置一道连续的工字钢或槽钢围檩以加强钢度及整体性

三、钢板桩基坑支护详见附图

材料选择。

（拉森钢板桩）

尺寸（mm）

截面积

A单根

（cm2）

重量（kg/m）

惯性矩Ir

截面抵抗矩

宽度b

高度h

腹板厚t1

翼缘厚t2

单根

每米宽

单根（cm4）

每米宽（cm4/m）

单根（cm3）

每米宽（cm3/m）

400

18/0

15.5

10.5

99.14

193.33

4.025

31.963

343

2043

第五节施工组织计划

一、，项目管理架构：

二、施工机械及设备计划

机械参数

机械名称

型号

数量

功率

使用部位

液压振动锤

MIL-2000

1台

安装于挖掘机上打钢板桩

履带式单斗挖掘机

W-1001

1台

1M3

吊液压振动锤

汽车式起重机

1台

30t

用于拨钢板桩

震动拔桩机

1台

45KW

拨钢板桩

履带式单斗挖掘机

W-1001

1台

1M3

挖槽、配合桩机作业及修路

气割机

1套

切割钢板桩

电焊机

XD1-200

2台

2KVA

钢板桩接长

经纬仪

J2

1台

测量放线、基坑监测

水准仪

S3-d

1台

抄平、沉降观测

运输车辆

3辆

5t

运输泥土

电动打夯机

2台

泥土夯实

砂浆搅拌机

1台

搅拌砂浆

潜水泵

4

抽排地下水

三、劳动力计划

设水池施工专班，固定清基、回填打夯工人10人，砼工10人，抹灰工10人，钢筋工10人，木工班15人，防水班4人，即六个班组：

土方班、砼工班、抹灰工班、钢筋班、木工班、防水班。

四、钢板桩施工

（一）、材料选择（拉森钢板桩，见上）

（二）、钢板桩检验。

由于本工程为钢板桩用于基坑的临时支护和止水，施工前应对钢板桩外观检验，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。

（三）、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。

（四）、施工工艺流程

基线确定定桩位钢板桩施打围檩、角撑土建施工拔桩

（五）、操做方法

1、基线确定：

施工员的在基坑边龙门架上定出轴线，留出以后施工需要的工作面，确定钢板桩施工位置。

2、定桩位。

按顺序标明钢板桩的具体桩位，洒灰线标明。

3、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。

吊第二支钢板桩，卡好企口，振动打入土中，如此重复操作，直至基坑钢板桩帷幕完成。

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。

调整的办法，一般有采用异形钢板桩来闭合或通过调整帷幕轴线用标准桩实现闭合。

由于本工程钢板桩墙精度要求不高，故采用后一方法来实现转角的闭合，即在转角处两侧各以10根钢板桩的宽度来调整轴线实现闭合。

如出现部分钢板桩长度不足，可采用焊接接长，一般用鱼尾板焊接法。

接长时避免相邻两桩接头在同一深度，接头位置应错开1M以上，且宜间隔放置打桩。

4、围檩、角撑

为加强钢板桩墙的整体刚度，须在钢板桩顶部下方500处，沿钢板桩墙全长设置围檩，围檩采用Ⅰ25工字钢组成，通过焊接固定与钢板桩上，为稳妥起见，在钢板桩墙转角上另用槽钢或角钢做角撑。

如右图所示。

（L1、L2为基坑边长）

5、钢板桩拔除。

土建工程完毕后进行土方回填、分层夯实即进行钢板桩的拔除。

采用吊车与振动锤配合来进行钢板桩的拔除，即利用振动锤产生的强迫振动扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊车的作用将桩拔除。

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。

五、基坑开挖

（一）、施工准备：

施工前要熟悉图纸，查对标高、预留套管、埋件位置，放轴线，做好周围排水工作。

（二）、施工顺序：

1、水池基础垫层（挖基坑→清底→验槽，做好周边临时排水→支模板→浇砼垫层→垫层周边分层回填夯实）。

2、水池底板与反坎上部约300mm处。

3、施工池壁。

4、施工现浇顶板。

5、施工池壁内外抹灰。

6、水池进行灌水试验、验收。

7、施工周边回填及池顶复土夯实。

（三）、具体施工方法：

1、施工测量

按场区内固定坐标及标高，用经纬仪和水准仪进行测算、图示位置和标高，用龙门钢管定轴线控制桩、高程桩，并测设临时水准点，临时水准点和轴线控制桩的设置，便于观测，一定要牢固，并采取保护措施。

2、基坑开挖

开挖基坑使用反铲挖土机挖土，采用倒退式分层开挖，边挖边用自卸汽车外运泥土。

挖基底土方时，根据反铲性能，可挖到设计标高以上200mm，以后用人工挖除至设计标高，若遇有地下水，根据排水条件和场地情况挖至地下水位以上，待排除地下水后再挖至预定标高。

按45度放坡1m进行开挖，用C20细石砼做护坡处理。

护坡顶部离护坡500mm处设置一条300*300砖砌截水沟，防止雨水流进基坑。

基槽开挖好后，在基坑周围的截水沟外搭设1.2高钢管防护栏杆。

为了确保施工现场安全，水池施工现场在开挖前还必须做好临时围蔽，防止闲杂人员进入施工现场（护坡、截水沟、围栏、围蔽详见附图）。

3、验槽　

根据图纸要求，不同土质情况有不同的地基处理，在开挖基坑时，及时会同设计、监理方确认土质情况，并对基础形式作业决定。

基坑底高程的允许偏差为±20mm。

4、施工排水

现根据现场实际情况，基底周围设一条排水沟，施工排水采用明沟排水，隔15m左右设置一个设集水水井，并采用潜水泵抽水，排至场地排水系统，排水沟终止使用后用砂石将排水沟、井填实。

5、基础垫层

待验槽完毕，及时安排木工支模、复测垫　层标高，注意留置入水坑部位尺寸，浇筑砼整板垫层。

待砼强度达到75%时，清理杂物抽干积水进行垫层周边分层回填工作。

6、水池底、壁、顶施工

先清扫垫层，弹出按图纸上的轴线、壁厚、柱位置，然后绑扎钢筋，预埋、焊接壁上套管。

在保证质量前提下，现把水池分成三次浇筑：

第一次在底板与池板反坎300mm处留施工缝，在这300mm处壁中设300*3钢板止水带，止水带300宽通长、上露150mm砼内150mm，要安放平直，对位螺杆水平间距为400mm，并用钢筋点焊牢固。

第二次绑扎池壁钢筋、支模板在顶板梁下300mm留施工缝。

在这300mm处壁中设钢板止水带，止水带300宽通长、上露150mm砼内150mm，要安放平直，对位螺杆水平间距为400mm。

第三次绑扎顶板钢筋，预埋出汽孔套管及检查井洞口，浇顶板砼。

做好池壁　顶、砼保养工作。

7、 精心处理施工缝

在每一施工处钢筋绑扎完毕后及时清理松动砼渣、杂物等。

在施工时要尽量缩短施工缝，上、下两层砼的浇灌间隙时间，在浇灌前要浇水湿润，先铺10cm水泥砂浆（同强度等级的砼，除去石子）再倒入砼。

8、钢筋绑扎施工

按施工图纸施工，严格控制保护层厚度，绑扎池壁钢筋时在池壁内侧搭设活动式脚手架进行作业。

钢筋遇到孔洞时应尽量绕开，不得截断，如必须截断时，应与孔洞加固环钢筋焊接锚固，钢筋搭接接头应相互错开，搭长按图纸要求施工，同截面处钢筋接头数量应不大于总数量的25%。

池底钢筋绑扎时钢筋支架采用马櫈筋。

9、模板工程

支水池、池壁、顶模板，应先立内模，绑扎钢筋完毕，再立外模，为了使模板有足够的强度，刚度和稳定性，内外模用拉结止水螺栓，钢管紧固，内模里圈用花蓝螺栓、螺丝拉条拉紧。

10、砼浇灌和振捣

砼采用商品混凝土，浇注砼时应沿池壁四周均匀进行，每层高度约20-25cm（浇注高度超过2.5米时，进行人工分灰，以保证砼不发生离析现象），并设专人检查拉紧螺丝，防止模板走动，应尽量减少施工次数，浇砼时宜先低处后高处，先中部后两端连续进行，避免出现汽缝，应确保振动时间，使砼中多余的气体和水分排出，对表面的积水应及时排干。

池底表面在砼初凝前应压实抹光，从而得到强度高抗裂性好内实外光的砼。

11、砼养护

砼浇好应保持湿润环境14d，防止表面因水分散失而产生的干缩裂缝和减少砼的收缩量。

12、做好水池灌水，试水验收准备，试水时间为24h。

13、池体内外抹灰先内后外，先把池内壁底清理，冲洗干净，浇水湿润池内壁顶，先刮防水水泥浆一道，然后用1：

2防水砂浆抹平压光，外墙清洗干净，浇水湿润，用1：

2水泥砂浆分层抹平直。

14、池顶复土及水池周边回填施工：

池顶复土及水池周边回填土用自卸汽车从外运土，运至施工场地后用双轮车运至工作面，土方沿水池四周及池顶分层回填分层回填300mm厚，防止超填，池顶要避免大力打夯。

六、基坑监测措施

1、基准网的建立

为了科学地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。

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），每条长边基线上设3～5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

利用远离场区的城市高程系水准控制点或独立水准点作为沉降观测的起算点，与以上点联测，构成基坑支护沉降观测网。

四面围墙周边附近各布置四个沉降观测点，与基坑周边浅埋基础建（构）筑物、重要管线监测点一起构成监测周边环境的沉降观测网。

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J2型经纬仪观测四边网的水平角度（四边形内角），并与城市的大地控制网三角点联测水平夹角，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：

首先自远离基坑的城市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S3型精密水准仪。

4、基坑周围建（构）筑物等的监测措施

本工程对基坑周边50米范围内的所有建（构）筑物进行监测，并特别对临近坑边1.5H～2.0H范围内建（构）筑物，包括道路、市政管道、电力电缆、电信管网等加强监测力度。

具体监测措施是：

（1）对建（构）筑物，定期进行沉降变形观测。

（2）施工前，了解地下管线的分布情况，对整个场地的地下管线进行摸底，并在地面投影其轴线走向，布置变形观测点进行监测；对某些变形要求较高及紧邻基坑开挖边缘的重要管线，预先做好加固处理措施。

第六节质量保证措施

1、严格遵守和执行有关的施工质量规范。

2、根据ISO9001标准要求，推行全面质量管理，建立质量保证体系，提高全员质量意识，确保质量管理惯彻整个施工过程。

坚持质量自检、互检、交接检“三检”制。

3、实行质量管理项目部负责制，配置专职质检员，具体负责质量管理工作。

严格按项目部管理体系进行施工管理。

4、钢板桩施打前必须进行选材，对有变形的进行矫正。

5、钢板桩统一为拉森式（U）型，施工时，每支之间必须扣好企口，防止漏水。

第七节安全施工措施

1、基坑顶周边设置连续封闭的安全护栏，防止人员坠落。

2、开挖到离钢板桩顶500mm时，应进行围檩施工。

3、为切实保证施工人员安全，树立“安全第一，预防为主”的思想，根据国家建设部颁发的安全检查评分标准制订具体措施。

4、建立安全保证体系，除企业已有的机构外，工地设立安全管理机构，工程项目设立安全小组、班组设安全员，形成一个健全的安全保证体系，工地的安全管理机构负责工地日常的安全工作，定期组织安全检查，对不符合要求的要及时发出整改通知，指导工程项目部和班组安全员的工作，对违章作业者进行批评教育和处罚。

5、优化安全技术组织措施，包括以改善施工劳动条件，防止伤亡事故和职业病为目的的一切技术措施，如积极改进施工工艺和操作方法，改善劳动条件，减轻劳动强度，消除危险因素，机械设备应设有安全装置。

6、机械操作人员必须持证上岗，各种作业人员应配带相应的安全防护用具及劳保用品，严禁操作人员违章作业，管理人员违章指挥。

7、施工中所有机械、电器设备必须达到国家安全防护标准，自制设备、设施应通过安全检验，一切设备应经过工前性能检验合格后方可使用，并由专人负责，严格执行交接班制度，并按规定定期检查保养。

8、凡进入现场的一切人员，均要戴安全帽，正确使用“三宝”。

要配合公司安全月检工作，工程项目部要实行周检，项目点要日检，施工中应抽检，及时消除安全隐患。

9、严格执行各项安全操作规程，施工前要进行安全交底，每月定期进行安全教育，加强工人的安全意识教育。

10、在主要入口处挂醒目的安全防火宣传语牌。

11、现场施工用高低压设备及线路，严禁电线随地走，所有电掣应有门、有锁，有危险标志。

严格执行《施工现场临时用电安全技术规范》的规定，现场采用“三相五线”制供电，执行“一机一闸一漏电保护开关”制度。

所有电器设备及金属构架均应按规定设置可靠的接零及接地保护，施工现场所有用电设备，必须按规定设置漏电保护装置，要定期检查，发现问题及时处理。

12、加强安全教育和监督，坚持经常性的安全交底制度，提高施工人员的安全生产意识，及时消除事故隐患。

13、在施工过程中，对地面沉降、支护位要定期观察测试，加强对支护的监控。

14、所有施工人员均应掌握安全用电基本知识和设备性能，用电人员各自保护好自用设备的负荷、地线和开关箱，发现问题及时找电工解决，严禁非专业电气操作人员乱动电器设备。

15、配电系统分级配电，本电箱、开关箱外观必须完整、牢固，防雨防尘。

16、多机作业用电必须分闸，严禁一闸多机和一闸多用，施工现场电缆、电线必须按规定架设，严禁拖地和乱拉乱搭。

17、各种机械要有专人负责维修、保养，并经常对机械运行的关键部位进行检查。

18、使用机械时，操作员要密切注意机上的仪器、仪表、指针是否超出安全范围，机体是否有异常振动及发出异响，出现问题应进行停电关机处理，不得擅离职守，隐瞒不报。

19、设备基础必须平稳、牢固，基本的锚固、支撑措施必须齐全，不得使用临时支撑，高大机械在多风季节前设缆风绳。

第八节文明施工措施

1、为避免施工现场的混乱现象，现场文明施工划区域派专人负责，落实岗位责任制，搞好环境卫生工作。

2、施工现场必须按施工平面图进行布置，不能随意改变。

3、工地现场入口设置现场标志牌，明确各区域负责范围，不定期检查和督促。

4、现场材料进场道路保持畅通无阻，排水畅通，无积水，场地整洁、材料堆放整齐，无施工垃圾。

第九节计算书

计算依据：

1、《建筑基坑支护技术规程》

2、《建筑施工计算手册》江正荣编著

3、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著

4、《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著

5、《土力学与地基基础》

一、参数信息

重要性系数：

1.00；开挖深度度h：

3.50m；

基坑内侧水位深度hwp：

2.00m；基坑边缘外荷载形式：

无荷载

桩嵌入土深度hd：

2.5m；悬臂板桩材料：

5号槽钢；

弹性模量E：

206000N/mm2；截面抵抗矩Wx：

10.4cm3；

强度设计值[fm]：

205N/mm2；截面惯性矩Ix：

26.00cm4；

基坑土层参数：

序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角内聚力浮容重

（m）（kN/m3）（°）（kPa）（kN/m3）

1填土219121020

2粘性土522181521

二、土压力计算

悬臂式板桩荷载示意图

1、水平荷载

（1）、主动土压力系数：

Ka1=tan2（45°-φ1/2）=tan2（45-12/2）=0.66；

Ka2=tan2（45°-φ2/2）=tan2（45-18/2）=0.53；

（2）、土压力、地下水以及地面附加荷载产生的水平荷载：

第1层土：

0~2米；

σa1上=P1Ka1-2C1Ka10.5=0×0.66-2×10×0.660.5=-16.2kN/m；

σa1下=（γ1h1+P1）Ka1-2C1Ka10.5=[19×2+0]×0.66-2×10×0.660.5=8.72kN/m；

第2层土：

2~6米；

H2'=∑γihi/γ2=38/21=1.81；

σa2上=[γ2H2'+P1+P2a2/（a2+2l2）]Ka2-2C2Ka20.5=[21×1.81+0+0]×0.53-2×15×0.530.5=-1.74kN/m2；

σa2下=[γ2H2'+P1+P2a2/（a2+2l2）]Ka2-2C2Ka20.5+γ2h2Ka2+γwh2=[21×1.81+0+0]×0.53-2×15×0.530.5+21×4×0.53+10×4=62.6kN/m2；

（3）、水平荷载：

Z0=（σa1下×h1）/（σa1上+σa1下）=（8.72×2）/（16.2+8.72）=0.7m；

第1层土：

Ea1=0.5×Z0×σa1下=0.5×0.7×8.72=3.05kN/m；

作用位置：

ha1=Z0/3+∑hi=0.7/3+4=4.23m；

第2层土：

Ea2=h2×（σa2上+σa2下）/2=4×（-1.74+62.6）/2=121.73kN/m；

作用位置：

ha2=h2（2σa2上+σa2下）/（3σa2上+3σa2下）+∑hi=4×（2×-1.74+62.6）/（3×-1.74+3×62.6）+0=1.3m；

土压力合力：

Ea=ΣEai=3.05+121.73=124.78kN/m；

合力作用点：

ha=Σ（haiEai）/Ea=（3.05×4.23+121.73×1.3）/124.78=1.37m；

2、水平抗力计算

（1）、被动土压力系数：

Kp1=tan2（45°+φ1/2）=tan2（45+18/2）=1.89；

Kp2=tan2（45°+φ2/2）=tan2（45+18/2）=1.89；

（2）、土压力、地下水产生的水平荷载：

第1层土：

3.5~5.5米；

σp1上=2C1Kp10.5=2×15×1.890.5=41.29kN/m；

σp1下=γ1h1Kp1+2C1Kp10.5=22×2×1.89+2×15×1.890.5=124.65kN/m；

第2层土：

5.5~6米；

H2'=∑γihi/γ2=44/21=2.1；

σa2上=γ2H2'Kp2+2C2Kp20.5=21×2.1×1.89+2×15×1.890.5=124.65kN/m；

σa2下=γ2H2'Kp2+2C2Kp20.5+γ'h2Kp2+γwh2=21×2.1×1.89+2×15×1.890.5+21×0.5×1.89+10×0.5=149.54kN/m；

（3）、水平荷载：

第1层土：

Ep1=h1×（σp1上+σp1下）/2=2×（41.29+124.65）/2=165.94kN/m；

作用位置：

hp1=h1（2σp1上+σp1下）/（3σp1上+3σp1下）+∑hi=2×（2×41.29+124.65）/（3×41.29+3×124.65）+0.5=1.33m；

第2层土：

Ep2=h2×（σp2上+σp2下）/2=0.5×（124.65+149.54）/2=68.55kN/m；

作用位置：

hp2=h2（2σp2上+σp2下）/（3σp2上+3σp2下）+∑hi=0.5×（2×124.65+149.54）/（3×124.65+3×149.54）+0=0.24m；

土压力合力：

Ep=ΣEpi=165.94+68.55=234.48kN/m；

合力作用点：

hp=Σ（haiEpi）/Ep=（165.94×1.33+68.55×0.24）/234.48=1.01m；

三、验算嵌固深度是否满足要求

根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）的要求，验证所假设的hd是否满足公式；

hpEp-1.2γ0haEa≥0

1.01×234.48-1.2×1.00×1.37×124.78=33.02；

满足公式要求！

四、抗渗稳定性验算

根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）要求，此时可不进行抗渗稳定性验算！

五、结构计算

1、结构弯矩计算

弯矩图（kN·m）

变形图（m）

悬臂式支护结构弯矩Mc=0.99kN·m；

最大挠度为:

0.12m；

2、截面弯矩设计值确定：

M=1.25γ0Mc

截面弯矩设计值M=1.25×1.00×0.99=1.24；

γ0----为