钢板桩施工方案文档格式.docx
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内容
工程名称
东北亚（长春）国际机械城会展中心工程
工程地址
长春市高新技术产业开发区长德新区
建设单位
长春高新城市建设投资（集团）有限公司
设计单位
中国中元国际有限公司
监理单位
长春市忠承工程建设监理有限公司
工程总包
中建二局第三建筑工程有限公司
7
工程性质
会展中心
2.2工程简介
2.2.1东北亚（长春）国际机械城会展中心项目位于长春市高新技术产业开发区长德新区。
拟建工程位于长德经济开发区德贤路以南，102国道以东。
用地东北侧为长德甲三路，东南侧为长德丙一街，西南侧为机械城用地，西北侧长德大街。
总建筑
面积
134960.95㎡
展厅
数量
8个
楼层
划分
地上1层局部2层，地下1层
地下建筑面积
27183.23㎡
檐口
高度
18.10m
跨度
展厅1、2：
90m；
展厅3、4：
72m；
展厅5~8：
27m
地上建筑面积
107777.72㎡
屋顶
最高28.10m
净高
16m，8m
±
0.000相对高程
210.00m
2.3场区岩土工程地质条件
2.3.1地形地貌
长春市位于松辽凹陷的东部边缘，是北东向展布的郯庐断裂与东西向展布的中朝古板块与西伯利亚古板块陆缘碰撞褶皱造山带的交切复合部位，古生代时期的沉积物较少，局部有二叠纪地层出露，在中生代地台下降，在东部山区有侏罗纪的沉积层。
长春基岩有厚层白垩纪泥质砂页岩陆相沉积，第四纪中更新世有长白山岩浆活动。
2.3.2工程地质条件
根据勘查报告，拟建区地层从上至下依序为：
第1层素填土：
黑、灰黑色、褐色，以近期人工回填粘性土为主，稍湿，松散稍密，局部地段为耕土，含大量植物根系，层厚0.40~5.40m。
第2层粉质粘土：
褐色、褐黄色，可塑偏硬状态，中等压缩性为主，局部呈高压缩性。
稍有光泽，无摇振反应。
该层分布不均匀，局部地段该层缺失。
层厚0.00~4.90m，层顶标高205.72~212.85m。
第3层粉质粘土：
褐色、黄褐色，可塑偏软状态为主，局部软塑状态，高压缩性。
层厚0.80～5.60m，层顶标高203.64～211.45m。
第4层粉质粘土：
黄褐色，褐色，可塑偏硬状态，中压缩性。
层厚0.90～7.50m，层顶标高200.63～210.65m。
第5层粉质粘土：
黄褐色，褐色，可塑状态为主，局部呈软塑状态，中等压缩性为主，局部高压缩性。
层厚0.00～8.40m，层顶标高196.63～208.05m。
第6层粉质粘土：
黄褐色，褐色，可塑偏硬状态，中等压缩性。
层厚2.20～9.90m，层顶标高192.13～205.23m。
第7层粉质粘土：
黄褐色，褐色，硬塑状态为主，局部呈可塑偏硬状态，中等压缩性。
局部地段该层未揭穿，揭露厚度1.00~10.90m。
层顶标高189.63～196.96m。
第8层砾砂：
黄色、灰色，饱和，中密状态，矿物成分以石英长石为主，颗粒呈次棱角状，分选差，磨圆差。
混大量可塑偏硬~硬塑状态粉质粘土，局部呈粉质粘土混砾砂状。
局部地段未揭露该层。
该层分布不均匀，局部地段该层缺失，揭露厚度0.00~4.90m。
层顶标高186.23～191.20m。
第9层泥岩：
红褐色、砖红色，全风化状态，极破碎，结构基本破坏，岩芯呈硬塑粘土状。
该层厚度及分布都不均匀，局部地段该层缺失，层厚0.00~4.90m，层顶标高184.80~189.22m。
第10层泥岩：
红褐色、砖红色，强风化状态，向下渐变为中风化状态，岩芯呈短柱状，破碎，岩体基本质量等级Ⅴ级。
干钻钻进困难，无空洞、临空面及软弱夹层。
最大揭露厚度9.00m，层顶标高180.36~189.41m。
2.4水文地质条件
勘察时勘察深度内，场区地下水属潜水类型，埋藏于第2～8层土体中。
由于拟建场地标高变化较大，地下水位随坡就势。
2016年10月勘察钻孔中实测地下水初见水位2.00~8.30m，初见水位标高203.41~208.56m；
稳定水位0.70~7.90m，稳定水位标高203.71~209.29m。
地基土承载力特征值fak（kPa）表1
层号
土层名称
地基土承载力特征值fak（kPa）
依土工试验
依原位试验
建议值
素填土
30
②
粉质粘土
220
210
③
130
122
125
④
200
208
180
175
235
242
240
砾砂
270
全风化泥岩
260
强风化泥岩
400
岩土的抗剪强度参数表3
岩土名称
重力密度ɣ（KN/m3）
10.0
19.0
18.0
粘聚力标准值C（kPa）
21.0
20
内摩擦角标准值Φ（度）
8
18
17.5
三施工部署：
3.1组织机构图
项目管理组织机构图
3.2劳动力组织
钢板桩工程必须由相应资质的专业施工队伍进行施工，并取得吉林省《施工企业资质等级证书》，其技术负责、班组长及作业人员应持有建设行政主管部门或其指定单位颁发的上岗证书。
对进场钢板桩工程施工人员素质方面的控制，使用经验丰富和熟练工种，并做好现场施工前的安全、技术交底工作。
钢板桩分包管理组织机构图
劳动力投入表
工种
人数
备注
机械工
12人
持上岗证
指挥工
2人
杂工
20人
3.3技术准备：
本工程展厅1和展厅3有地下管廊，管廊垫层底标高为-4.45m，在地下管廊内侧有@2000*2000的PHC400的地坪桩，地坪桩顶标高为-0.75m，高差为3.7m，根据施工工艺，需在地坪桩施工完毕后才能进行地下管廊的土方开挖作业及其后续工序，为施工地下管廊时不影响地坪桩处土质，故此在展厅1和展厅3地下管廊和地坪桩之间采用钢板桩，防止影响地坪桩区域的土体。
考虑到施工区域无钢板桩支撑，钢板桩采用拉森型，截面尺寸B*h*t为400*170*15.5mm，单根长度为9m。
钢板桩剖面尺寸见下图表。
由于地下管廊处采用标准铝模，地下管廊铝模标准流水施工段为40m，考虑到流水作业，采用两个标准段铝模进行交叉作业，共计80m。
根据钢板桩与铝模交叉作业、流水施工这一特点，钢板桩需设置在地下管廊铝模施工前、施工中、施工后各两段，这样能更加有效的与铝模交叉流水，即：
地下管廊即将施工区域打设60m钢板桩，地下管廊钢筋砼施工区域打设80m钢板桩，地下管廊铝模拆除后进入防水施工区域打设60m钢板桩，地下管廊建筑做法施工完毕，完成回填后将此段钢板桩拔除，进入下一阶段，以此类推。
根据以上部署，钢板桩截面长度应为200m，这样能与铝模充分流水交叉。
钢板桩剖面、地下管廊施工交叉支护平面、平面布置图见下图：
施工起始点
3.4机械设备计划
本工程所有进场施工机械设备由项目部统一调配，同时作好机械保养、调试、配件供应的工作计划。
（详见下表）
设备名称/数量
350型履带式振动冲击打桩
2台
240型反铲挖掘机
振动拔桩机
振动锤
2个
电焊机
汽车吊
卷扬机
手动柴油夯机
机械设备保证措施
1、针对本工程施工特点，将投入最先进、足够的机械设备，配备熟练的机械操作手，确保施工机械化和施工连续性，建立机械设备履历台帐，对机械设备进行动态管理。
2、配备机械维修保养人员，对设备进行日常维护保养，确保机械正常运作。
3、制定机械设备操作规程，机械在使用中必须遵守操作规程，确保机械不人为损坏。
4、在后勤准备充足的备用机械设备，一旦在需要加快工期或更换设备时，能及时投入到施工第一线。
3.5本工程的重点及难点
3.5.1工程特点
根据施工区域现场踏勘和有关设计图纸资料等，本工程有如下几个特点：
（1）工程质量技术要求高。
（2）施工工期紧迫。
（3）现场环境对钢板桩施工工艺要求较高。
（4）作业空间小。
3.5.2工程施工难点
（1）施工场地小，多种工序交叉作业，施工难度大。
（2）地质条件差，风险大。
（3）钢板桩拔出时，产生的空隙对已完成地坪桩处土质的影响较大，如何在钢板桩拔出后及时的填充这些空隙，对于保护已施工完毕的构件至关重要。
四钢板桩施工方法
4.1钢板桩施工的一般要求
⑴钢板桩的设置位置要符合要求，便于地下管廊施工，即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。
⑵基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用。
各周边尺寸尽量符合板桩模数。
4.2钢板桩施工的顺序
根据施工图及高程放沉桩定位线→打设钢板桩→挖土→地下管廊施工→填土→拔除钢板桩。
4.3钢板桩的检验、吊装、堆放
⑴钢板桩的检验
钢板桩运到工地后，需进行整理。
清除锁口内杂物（如电焊瘤渣、废填充物等），对缺陷部位加以整修。
①锁口检查的方法：
用一块长约2米的同类型、同规格的钢板桩作标准，将所有同型号的钢板桩做锁口通过检查。
检查采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查。
对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。
②为确保每片钢板桩的两侧锁口平行，同时，尽可能使钢板桩的宽度都在同一宽度规格内。
需要进行宽度检查，方法是：
对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度，使每片桩的宽度在同一尺寸内。
③钢板桩的其它检查，对于桩身残缺、残迹、不整洁、锈皮、卷曲等都要做全面检查，并采取相应措施，以确保正常使用。
④锁口润滑及防渗措施，对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。
每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黄油：
干膨润土：
干锯末＝5：
5：
3。
⑵钢板桩吊运
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根起吊。
成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。
⑶钢板桩堆放
钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。
堆放时应注意：
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、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；
③钢板桩应分层堆放，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3-4米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2米。
4.4钢板桩施工流程
4.4.1放沉桩定位线
在钢板桩施工前，根据图纸位置由专业测量人员放沉桩平面位置线，并在两侧打入20×
20×
500的木桩，在沉桩过程中，测量员根据已有的标高点控制钢板桩顶标高，测量放线定位。
4.4.2打设钢板桩
钢板桩运至现场在打设前，应对其进行检查，钢板桩立面应平直，锁口合乎标准，对锁口不合格的进行修整合格的再用。
根据施工进度要求，拟准备9米长钢板桩。
新钢板桩应按设计长度焊接，每根顶端20cm处开一个直径50孔，用于挂、调整绳。
钢板桩打设采用履带式打桩机，先用吊车将钢板桩吊至插桩点进行插桩，插桩时锁口对准，每插入一块即套上桩帽上端加硬木垫，轻轻锤击数下，再正常锤打。
用两台经纬仪边打边加以控制钢板桩的垂直度。
打桩开始，第一、二块钢板桩打设位置和方向要确保精度，起导向板作用，每入土一米测量一次。
依次类推将每一根桩打入土层，注意锁口对正、对好，确保施工质量。
一排桩打设完毕再二次打设到规定深度。
钢板桩施工时为保证轴线位置正确，同时采取先边后角的施工顺序施工。
板桩打设的公差标准如下表所示。
项目
允许公差
板桩轴线偏差
10cm
桩顶标高
板桩垂直度
1%
在施工过程中易出现的情况及采取防护措施：
1）钢板桩打设桩身发生倾斜时，用钢丝绳拉住桩身，边拉边打，逐步纠正。
2）在插入中防止出现扇形钢板桩墙现象，一旦出现立即纠正，其办法为用卷扬机在插入钢板桩过程中在垂直方向牵引，直至恢复垂直状态为止。
3）在打桩时，钢板桩出现扭转，如遇这种情况，在桩行进方向用卡板锁住钢板桩的前锁口，或在定位之间的两边空隙内设一只定榫滑轮支架，制止钢板桩在下沉过程中转动，另可在两块钢板桩锁口搭接处的两边用垫铁和木榫填实。
4）打桩时，如出现共连（打桩时已打入的邻桩一起下沉），主要是因为钢板桩斜弯曲，使锁口阻力增加，如出现上述情况，及时纠正，同时可把发生共连的桩和其他已打好的桩一块或数块桩用角铁电焊临时固定起来。
5）如打桩时遭遇大块障碍物时，应及时报告，不得擅自处理。
4.4.3地下管廊挖土、结构施工、填土
地下管廊挖土至设计标高后，进行结构、建筑部分，待建筑做法完成后回填三七灰土，每次回填高度不大于300mm，并使用手动柴油夯机分层夯实，夯实系数不小于0.95，夯实挖土和填土注意挖掘机不要碰到钢板桩。
根据本工程挡土高度及其土的侧压力的计算（详见计算书），钢板桩无需设置侧向的支撑体系，故此无需考虑钢板桩拔除前换撑等问题。
待地下管廊完成三七灰土回填阶段工作后，将钢板桩拔除即可。
具体钢板桩拔除及其后续处理详见下文。
4.4.4拔除钢板桩
地下管廊土方回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。
拔桩选用振动拔桩机、汽车吊配合，并符合下列规定：
①拔桩前用拔桩机卡头卡紧桩头，使起拔线与桩中心线重合；
②拔桩开始略松吊钩，当振动机振1-1.5min后，随振幅加大拉紧吊钩，并缓慢提升；
③钢板桩起到可用吊车直接吊起时，停振。
钢板桩同时振起几根时，用落锤打散；
④振出的钢桩及时吊出，起吊点必须在桩长1/3以上部位；
⑤拔桩过程中，随时观察吊机尾部翘起情况，防止倾覆；
⑥钢板桩逐根试拔，易拔桩先拔出。
起拔时用落锤向下振动少许，待锁口松动后再起拔；
⑦钢板拔出后桩孔及时用砂或三七灰土填实。
拔桩中，操作方法正确、拔桩机振幅达到最大负荷、振动30min时仍不能拔起时，停止振动，采取其他措施。
在地下管线附近拔桩时，必须地管线进行保护，机械不得在上面作业。
拔出的钢桩进行修整，并用冷弯法调直后待用。
拔桩时应注意事项：
①拔桩起点和顺序：
对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩5根以上。
可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。
拔桩的顺序最好与打桩时相反。
②振打与振拔：
拔桩时，可先用振动锤将钢板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。
对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下100－300mm，再与振动锤交替振打、振拔。
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，振动锤连续不超过1.5h。
五钢板桩质量保证
1、安装过程中要密切注意土壤的移位变化。
2、要得注意的是由于钢板桩在插打过程中受各种因素影响，侧面垂直度会出现一定的偏差，钢板桩之间会留有一定的间隙。
锤击中,保证锤、桩二者轴线共线,以免偏击。
3、如地下水位较浅时，钢板桩在插打不当会使锁口发生变形、胀缝，出现渗水的情况。
锁口不密封漏水时，应用木条、棉絮、麻绒等在板桩内侧嵌塞，或在漏缝外侧水中撒下大量的炉渣、木屑或谷糠等随水夹带至漏缝处，通过水流渗透自行填塞。
4、钢板桩施工的质量控制措施
1）拉森桩打入底标高，入土深度必须达到拉森桩桩长2分之1倍长度以上，紧密咬口式呈长方形，弯曲的拉森桩（桩身弯曲矢度大于1‰桩长）不得使用。
2）拉森桩打好后，首先检查拉森桩的咬口，如发现有脱缝时在开口处补插钢板桩，以减少缝隙中漏水、漏泥现象。
3）钢板桩施打过程中有时遇上大的块石或其它不明障碍物，导致钢板桩打入深度不够，采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。
4）钢板桩挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：
在发生偏斜将钢板桩往上拔l.0m～2.0m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。
5）钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据实际倾斜度进行焊接加工；
倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。
6）在基础较软处，有时发生施工当时将邻桩带入现象，采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起，并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少阻力。
六安全技术保障及措施
⑴、为提高拉森桩的入土深度和安全可靠性，进行理论数据的计算，并对钢板桩的强度及稳定性进行验证，确保基坑施工的可靠性。
⑵、打设钢板桩的施工中，严格按照沉桩规范施工，以保证下道工序顺利进行。
⑶、严格按照基坑施工规范实施每道工艺的施工，开挖坑土堆放至10m～15m以外，坑土堆放要平整最大程度的减小堆土对钢板桩的侧压力，增强围护的安全系数。
在对基层实施挖土时，挖土机械严格按照规范操作，最大程度的减小挖土机械单位受力面积，杜绝冲击荷载，对钢板桩的破坏，确保基坑安全。
⑷、建立严格的工序交接程序，制定科学、严谨、可行的施工计划，最大程度的调动施工群体的主观能动性，拟定合理的奖罚条律，坚持以人为本，安全第一的原则，加强协作意识，高度重视施工质量，如期完成施工任务。
钢板桩支护整体计算书
一、钢板桩选型
会展中心基坑选用热轧拉森SPU-Ⅳ400x170型钢板桩支护，L=9m，基坑深度3米，悬臂施工。
钢板桩结构形式
钢板桩结构参数：
型号
宽W
高H
厚t
质量（每根）
截面积（每延米）
材质
惯性矩（每延米）
截面模量（每延米）
mm
kg/m
cm2
cm4/m
cm3/m
PU-Ⅳ
170
15.5
76.1
242.5
S355
38600
2270
钢板桩力学性能：
抗拉强度σb=490-675MPa；
屈服强度σs≥355MPa；
设计许用值[δ]=310MPa
二、计算模型
[支护方案]
----------------------------------------------------------------------
排桩支护
[基本信息]
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
内力计算方法
增量法
支护结构安全等级
二级
支护结构重要性系数γ0
1.00
基坑深度H（m）
3.000
嵌固深度（m）
5.500
桩顶标高（m）
0.000
桩材料类型
钢板桩
├每延米截面面积A（cm2）
242.50
├每延米惯性矩I（cm4）
38600.00
└每延米抗弯模量W（cm3）
2270.00
└抗弯f（Mpa）
310
有无冠梁
无
放坡级数
超载个数
支护结构上的水平集中力
[超载信息]
超载
超载值
作用深度
作用宽度
距坑边距
形式
长度
（kPa,kN/m）
（m）
20.000
---
[附加水平力信息]
水平力
作用类型
水平力值
是否参与
（kN）
倾覆稳定
整体稳定
[土层信息]
土层数
坑内加固土
否
内侧降水最终深度（m）
3.500
外侧水位深度（m）
1.000
弹性计算方法按土层指定
ㄨ
弹
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