污水处理基坑拉森钢板桩支护方案.docx

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污水处理基坑拉森钢板桩支护方案

基坑支护及土方开挖施工方案

一、工程概况：

（一）污水处理站建筑、结构概况：

污水处理池地处顶津饮品有限公司已建饮品车间北面，占地面积874㎡，其中建筑面积为141.3㎡，呈梯形,建造层数1层，地下池底深3米，池体地上标高2.5米。

池体2-7轴交A-B上为设备用房，层高为3.5米。

污水处理池功能有调匀池、投配池、污泥池、3个A曝气池、5个B曝气池、A二沉池、B二沉池、污泥井2个、出水池。

相对标高±0.000相当于广州市城建标高10.85，基坑开挖深度为3.7m。

（二）污水处理池四周建筑物情况：

东侧离污水池轴线9.4m有一条架空蒸汽管；南侧离轴线1.6m为厂区硬化道路、路灯柱（3个）及雨蓬钢柱（两个），6.1m为已建饮品车间外墙；西侧离轴3.1m为已建污水处理站；北侧离轴2.9m处有架空蒸汽管道，3.8m处为厂区北面围墙。

周边离现有建筑物距离较近，除灯柱外其他建筑物均不能拆除或迁移，因此土方开挖施工的难度较大。

污水池南面有一条宽4.5m的厂区道路，土方开挖前拟对南面厂区道路进行围蔽，围蔽后道路通车宽度为3.0m，为减少过往车辆对土方边坡的影响，污水池地下结构施工期间限制载重车辆通过，即与甲方协调运至此处的货物用插车进行转运。

（三）施工区域内地基的工程地质分布状况

本污水处理站所处场地由工程地质剖面图和柱状图可知，组成基坑坑壁的地层主要为人工填土

（1）层、耕植土

（2）层、淤泥及淤泥质土（3-1）层和（3-2）（3-3）（3-4）层砂土以及（3-5）层粉质粘土，坑底主要为淤泥及淤泥质土（3-1）层，局部（3-2）（3-3）（3-4）层砂土以及（3-5）层粉质粘土等，地下水位1.5m。

二、工期要求及进度计划

（一）：

工期要求：

污水处理池施工总工期为92天日历天,计划开工日期2010年7月1日,2010年9月30日完工。

确保9月底设备安装时间。

（二）施工进度计划：

污水处理站施工进度计划见附页：

《污水处理站施工进度计划横道图》。

三、编制依据

1、《广州顶津饮品有限公司二期工程新建污水处理》施工图；

2、《广州顶津饮品二期厂房建筑场地岩土工程勘察报告》（广东省工程勘察院2010.4）；

3、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；

4、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99

5、《工程测量规范》GB50026-2007

6、《建筑施工计算手册》中国建筑工业出版社，2001版

7、《广州顶津饮品有限公司二期工程施工组织设计》

四、基坑支护

1、基坑支护桩设计

（1）支护桩设计说明：

本工程基坑开挖深度为3.7m，从地质勘察报告的工程地质剖面图26—26，、27-27，、28-28，可知，污水站区域内-3.5m均为松散状素填土（土容重γ：

16.0KN/m3，粘聚力c：

8kPa，内摩角ø：

12o），第二层为耕植土，厚度0.4~0.8m（土容重γ：

16.5KN/m3，粘聚力c：

7kPa，内摩角ø：

15o），第三层为中砂层，其厚度1.4m~4.0m（土容重γ：

19.0KN/m3，粘聚力c：

0kPa，内摩角ø：

20o），第四层为粉质粘土层，其厚度0.8~2.3m（土容重γ：

19.0KN/m3，粘聚力c：

18kPa，内摩角ø：

15o），地下水位-1.5m。

从先前开挖的临时污水泵井基坑土方的情况，可知其土质含水量较大，地下水丰富。

1）本工程支护采用拉森钢板桩支护结构，“拉森式”（U型）钢板桩材料采用进口热轧锁口Ⅲ型钢，其截面宽400mm、高145mm，重60kg/m，每延米桩墙的截面模量为1600cm3，桩长9m，嵌固深度不少于4m，因支护桩嵌固在砂层土质中,采用静力无法压入，固本工程拉森钢板桩采用履带式单斗挖掘机吊液压振动锤震动压拔桩施工。

本工程安全等级为三级，侧壁重要性系数0.9，考虑施工期间地面超载＜5kPa。

2）为增加拉森钢板桩的整体刚度，设一道通长设置钢腰梁，其支撑间距为3.0m，腰梁与钢板桩及支撑焊牢，防止反护结构变形转脱。

3）施工时严格按基坑支护示意图所示标高安装内支撑，并严禁土方超挖。

4）基坑周边观测要求：

沿基坑每边每隔30米单边设一水平位移和垂直位移观测点，开挖期间如遇大雨或暴雨时应加密观测，当水平位移大于50mm，基坑外路面沉降量大于50mm时应及时通知有关单位研究，以便作出处理措施。

5）为保证基坑支护桩的稳定，防止塌方、滑坡，禁止在基坑附近堆土，要挖多少运走多少。

6）施工及暴雨期间应做好基坑临时排水措施。

7）施工前应探明地下管线，施工时须采取切实可行的措施保护管线。

（2）支护桩设计参数表

支护形式

管坑开挖深度H（m）

钢板桩长L（m）

钢支撑水平间距a（m）

钢支撑竖向距离b（m）

第一道支撑设置深度c（m）

钢板桩型号

适用条件

密扣

3.7

9

3

1.0

Ⅲ

较差土质、基坑底下为淤泥、淤泥质土和砂层

（3）基坑支护示意图

a）支护桩平面示意图

b）基坑拉森钢板桩支护剖面示意图

2、支护桩验算

钢板桩嵌固于第二和第三层土质中，上部桩身（土方开挖部分）处在素土回填层，因回填土状态为松散状，使钢板桩发生倾斜的不利因素可能性较大，需验算钢板桩嵌固深度和稳定性。

密扣式拉森钢板桩支护的有关参数如下：

计算参数：

土重度γ=16KN/m2；内摩擦角，粘聚力；基坑开挖深度=3.7m；桩边均布荷载为0

计算钢板桩入土深度和选择钢板桩

1）计算作用于板桩上的土压力强度并绘出压力分布图

板桩土压力分布图

Kd=tg2

所以

pb=

2）计算板桩墙上土压力强度等于零点离挖土面的距离y

（K为坑底被动土压力增大系数，土重度γ=16KN/m2取1.4,下同）

3）按简支梁计算等值梁的两点支点反力（Ra和PO）

4）计算板桩最小入土深度t0

钢板桩总长度

取9m

5）选择钢板桩截面

钢板桩所受最大弯矩处即为剪力等于零处，设剪力等于零处距板顶为x，则：

采用Ⅲ号拉森钢板桩，

4）结论：

a）土体作用于桩身的应力强度远小于钢板桩屈服强度,钢板支护桩结构是稳定的。

b）为增加钢板桩钢度,钢板桩竖向设一道围檩支撑，支撑点离桩顶1.0m,槽钢支撑延腰梁纵向支撑间距最大为3.0m。

3、施工机械及设备

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

汽车式起重机

1台

30t

用于拨桩

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

土方开挖

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

水准仪

S3-d

1台

抄平、沉降观测

4、钢板支护桩施工

1）材料选择。

采用拉森钢板桩

支护形式

管坑开挖深度H（m）

槽钢长L（m）

钢支撑水平间距（m）

钢支撑竖向距离（m）

第一道支撑设置深度（m）

钢板桩型号

适用条件

密扣

3.7

9

3

1.0

Ⅲ

较差土质，基底下为淤泥、淤泥土和砂层

2）钢板桩检验。

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、对打入钢板桩或槽钢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、若钢板桩或槽钢有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度，以便决定在计算中是否需要折减。

原则上要对全部槽钢进行外观检查，对不符合要求的钢板桩需进行矫正。

3）钢板桩吊运及堆放

装卸钢板桩或槽钢宜采用两点吊。

吊运时，每次起吊的根数不宜过多，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、槽钢堆放的顺序、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。

4）施工工艺流程

5）操做方法

a）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。

在钢板桩桩位开挖宽1m深2m沟槽，以便于钢桩入土，容易达到嵌固深度要求。

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，使桩端进入砂层，达到桩深度要求。

吊第二支钢板桩，振动打入土中，如此重复操作，直至基坑钢板桩帷幕完成。

如槽钢长度不足必需接长,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。

d）围檩、拉杆、角撑

为加强钢板桩墙的整体刚度，沿钢板桩墙分段设置围檩，围檩、支撑用槽钢组成，通过焊接固定于原已打好的钢板桩上。

c）钢板桩拔除。

污水池地下处剪力墙施工完，基坑已回填完即进行钢板桩的拔除。

因回填后的基坑覆土较深，采用较大型的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、土方工程施工：

（一）施工准备工作

1.勘查现场，拆除施工区域内原有污水池、拉圾站及地面障碍物，探明地下管线的分布情况。

2.认真查勘现场状况及周边建筑物的情况，建立沉降观测网，对周边原有污水处理站和饮品车间建筑进行观测。

（详见监测施工方案）

3.做好施工场地排水工作，全面规划场地，平整各部分的标高，保证施工场地排水通畅不积水，场地周围设置必要的截水沟、排水沟。

4.保护测量基准桩，以保证土方开挖标高位置与尺寸准确无误。

备好施工用电、用水、道路及其他设施。

5.做好道路的围护及车辆、人行的疏道、安全防护等事项。

（二）施工注意事项

1.根据土方工程开挖深度和工程量的大小，选择机械和人工挖土或机械挖土方案。

2.如开挖的深度比邻近建筑物基础深时，开挖前就做好保护措施，以免在施工时影响邻近建筑物的稳定，如不满足要求，应采取边坡支撑加固措施。

并在施工中进行沉降和位移观测。

3.弃土应及时运出，如需要临时堆土，堆土坡脚至坑边距离应按开挖深度、边坡坡度和土的类别确定（应考虑堆土附加侧压力）。

4.土方开挖工程完成后要尽量减少暴露时间，及时进行下一道工序的施工。

如不能立即进行下一道工序。

要预留15～30cm厚覆盖土层，待基础施工时再挖去。

（三）基坑土方开挖

1.开挖方式及开挖机械的选型

根据《广州顶津饮品二期厂房建筑场地岩土工程勘察报告》（广东省工程勘察院2010.4），地质分布情本及《广州顶津饮品有限公司二期工程新建污水处理》施工图要求，及污水池周边情况，污水池地下土方开挖施工拟采用支护开挖和放坡开挖，即，污水池东、南、北三面采用密排[32槽钢支护，西面与已建污水池边采用卸载放坡开挖。

开挖过程中如出现现场地质状况，比《广州顶津饮品二期厂房建筑场地岩土工程勘察报告》（广东省工程勘察院2010.4）更不利的情况时，及时与监理及有关单位进行协调，采取确保安全施工的方案进行开挖方式。

本工程土方开挖选用200型反铲挖掘机进行基坑土方开挖，因施工场地的限制（无回填土方堆方场地），所有土方全部外运，开挖后的基槽边不留土方，污水池地下结构完成后从外拉运土方或石粉进行回填。

污水池基坑土方开挖深度为3.7m