深基坑专项施工方案钢板桩支护.docx
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深基坑专项施工方案钢板桩支护
第1章工程概况
第1节工程名称
松白路光明新区段工程Ⅱ标-深基坑支护工程。
第2节工程项目概述
本标段设计起点为K14+160，终点为K17+880，路线全长3.72km。
本标段主要位于松白路光明新区段，主要将道路中央分隔带由原设计0.6m宽的中央防撞墙调整为3.0m宽的中央绿化带，原设计4.5～5.0m宽的人行道及自行车道加宽为2.5m自行车道+1.5m绿化带+4.0m人行道，同时将原设计局部路段的双向六车道加宽至双向八车道，以满足公交专用道的设置。
Ⅱ标范围内污水管埋深大多在3m~7m范围内，污水管道埋深比较深，污水管径有：
DN400、DN500、DN600、DN800、DN1000、DN1200等，污水管埋深≤6m时，均采用增强型HDPE中空壁缠绕结构管，电热熔接口；污水管埋深＞6m时，采用Ⅱ级承插式钢筋混凝土排水管，接口采用橡胶圈接口。
第3节工程水文地质条件
沿线未跨越大的地表水系，地下水主要补给来源是降水，水位受降水量的影响，在降水集中的季节，地表水补充地下水，水量相对丰富，局部地势较低地段地下水与地表水具较好的水利联系。
地下水主要赋存在上部土层和基岩风化带中，分别属上部滞水～潜水类型、基岩裂隙水，具承压性。
沿线无明显大断裂构造与之相交，局部有小断裂带发育，成为地下水的良好通道，表现为涌水量大、分布集中且具承压性。
构造裂隙水的复杂情况对桥梁工程影响较大。
根据原施工图设计现场钻探揭露和室内土工试验结果，路段内分布的地层从上而下为：
人工填土层（Qml）、埋藏植物层（Qpd）、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、第四系全新统坡洪积层（Q4dl+pl）、第四系上更新统统冲洪积层（Q3al+pl）、下伏基岩为三叠系砂质泥岩（T）、加里东期混合花岗岩（Mγ3）。
第4节工程场地周边环境条件
本工程位于深圳市宝安区光明街道，交通便利。
各施工点均有道路可通车，沿路红线内建筑及构筑物拆迁问题也在进行。
第2章施工方案
第1节采用大开挖部分
原设计该路段均为辅道软基换填段，换填深度为3.0m左右，故先挖除需换填的土方，然后整理场地。
1.1基坑开挖
基坑开挖采用PC200挖掘机进行土方开挖（对既有管线及设施的进行人工开挖），在施工区段，开挖方向由基坑的一端向另一端进行，视工程进度情况也可由坑中间开始向两端同时开挖，泥土由自卸汽车装车外运弃土。
在挖到距槽底50cm以内时，测量放线人员应配合抄出距槽底50cm水平线，在坑壁上钉水平标高木桩，间距为每3m钉一个，随时以木桩校核坑底标高，最后拉通线检查槽底标高，据此修整坑底，进行整平。
防止错挖或超挖，基底高程允许偏差±20mm。
若出现超挖，必须回填石屑，夯实至设计标高。
基坑挖宽按下式：
B=D+b×2
B——基坑底部宽度（mm）
D——管道外径（mm）
b——管道一侧工作面宽度（mm）
基坑土方开挖后，基底两侧挖排水明沟，于低洼处挖深设集水井，及时抽排基底积水，基坑顶部四周设截水沟，或用粘土筑成拦水坝，防止地表水流入基坑。
严禁积水渗泡基底。
1.2基坑支护施工顺序
施工准备→开挖辅道上部换填土层土方→基坑开挖→支撑→管基施工→回填。
1.3沟槽内支护
1.3.1支护作业基本要求
竖板、横撑、垫板、应相互贴紧靠牢。
横撑支在水平垫板上，横撑端应与水平垫板套牢。
考虑下步工序的方便，以安管时尽量不倒撑或少倒撑为原则，确定横撑支撑位置；横撑应尽量使用支撑调节器，采用水平密撑时，若一次挖至沟底再支撑有危险，可挖至一半先行初步支撑，见底后再行倒撑。
1.3.2拆撑作业基本要求
拆撑应注意安全，认真检查槽壁有无裂缝，发现沟壁有坍塌危险，可先还土，再用导链将支撑拉出。
一般条件下可随填土随拆撑。
采用排水井排水的沟槽，可由两座排水井的分水岭向两端延伸拆除。
多层撑的沟槽，可按自下而上的顺序逐层拆除，待下层拆撑还土之后，再拆上层支撑。
对密撑与板桩，一般可先填土至下层横撑底面，再拆下面横撑，然后还土至半槽，拆除上层横撑，再将板桩拨出。
一次拆除水平撑板尚感危险时，应考虑倒撑，另外用横撑将上半槽撑好之后，再将原横撑与下半槽撑板拆除；下半槽还土后，再将上半槽支撑拆除。
1.3.3基坑内排水
基槽开挖时，槽底两侧同时做好排水边沟，并且每隔60m设一个集水井，并安放水泵抽排水。
排水沟和集水井设在基础外轮廓线以外50cm，排水沟、集水井随基槽的挖深而加深，并保持基槽的干燥
第2节采用钢板桩支护部分
开槽施工中的基坑边坡稳定是工程中的一个重点，施工过程中需保证车辆荷载对路基稳定影响最小，雨季施工应该有必要的防护措施，需采用基坑支护措施。
污水管一般采用大开挖埋设，开槽时应根据实际情况采取降水措施，保证干槽施工；为保证沟槽开挖边坡的稳定，拟采用沟槽边预先支护钢板桩的临时加固防护措施，确保沟槽边坡在施工过程中不致垮塌。
沟槽开挖采用分段开挖方式，长度一般为50m~100m，污水管沟槽开挖前进行测量定位，根据管位、管埋深在地面上定出沟槽开挖边线，而后进行钢板桩支护施工。
2.1沟槽基坑支护施工顺序
施工准备→开挖辅道上部换填土层土方→拉森钢板桩支护→支撑→管基施工→污水管安装→回填→拔除支护钢板桩。
2.2施工准备
1、根据施工图纸测量放线，确定沟槽边线，在边线上每20m设基线桩，然后撒白灰线，作为管沟打支护桩之依据。
2、做好临建设施和安全、文明措施，作为施工时的用水、用电准备工作。
3、作好施工机械及设备的调试运转工作。
2.3打支护桩
由于受场地限制，且基坑地层以杂质土、淤泥层和粉质粘土层为主，土的摩擦力较小，透水性大，土质稳定性差，基坑开挖较深，不具备自然放坡条件，为确保开挖时基坑内施工作业的安全和对周围建、构筑物及市政设施的正常使用造成影响及危害，该基坑支护结构选择拉森钢板桩，它具有强度高，结合紧密，堵水性好，速度快等特点。
2.4打桩机械选择
根据工程规模、土质情况、作业能力，作业环境打拉森式钢板桩，采用振动冲击打桩机械，即采用PC200履带式挖土机带油压振动锤打桩。
2.5打桩方式的选择
打桩方式采用单桩打入法，施工简便、可不停地打、桩机行走路线短、速度快，但是容易倾斜，对此可在一根桩打入后，把它与前一根焊牢，既防止倾斜又避免被后打的桩带入土中。
2.6打桩施工中常见问题的分析及处理：
1、倾斜：
板桩头部向打桩行进方向倾斜
2、共连：
打板桩时和打入的邻桩一起下沉
3、原因分析：
打桩行进方向板桩贯入阻力小，钢板桩倾斜弯曲使槽口阻力增加。
4、防止措施：
（1）施工过程中用仪器随时检查、控制、纠正；
（2）发生倾斜时，用钢丝绳拉住桩身，边拉边打，逐步纠正；
（3）发生板桩倾斜及时纠正；
（4）把发生共连的桩和已打好的桩一块或数块用角铁电焊临时固定。
2.7打桩深度、开挖宽度的确定
K0+114.7~K1+034.2段污水管埋深基本为7m左右，辅道换填层开挖深度3m多，土方开挖完后的地面距管底为3m~4.5m，根据设计及施工经验暂定打桩深度为7.6m，钢板桩入土深度为3.1m，开挖宽度为2m；施工时可根据具体情况对桩长进行调整，拉森钢板桩选用Ⅲ型钢板桩，［32c槽钢做顶部支撑，特殊地段采用Ⅳ型钢板桩，开挖支护桩断面图如下：
管径与开挖宽度对应表
D（mm）
300~1000
1100
1200
1350
B（mm）
2.0
2.2
2.3
2.5
钢板桩尺寸（mm）
型号
b
h
t
Ⅳ
420
440
22.0
Ⅲ
400
247
14.5
Ⅱ
400
200
10.5
Ⅰ
400
150
8.0
挖深H=3~4.5m顶部支撑钢板桩配置表
H（m）
T（m）
钢板桩型号
桩长（m）
槽钢型号
4.5
3.1
Ⅲ
7.6
［32c
4.0
2.8
Ⅱ
6.8
3.5
2.5
Ⅱ
6.0
［28c
3.0
2.2
Ⅰ
5.5
第3章基坑支护工程的现场监测
第1节基坑观测的内容
基坑监测是本工程施工中一个必不可少的环节，施工中应观测基坑的稳定性，周围建筑物的变形等。
其中基坑的稳定观测包括基坑外围土体位移、沉降的观测。
施工中要进行全面观测，施工前在基坑四周设置观测点，按照设计要求，每隔25m设置一个观测点，边施工边观测，保证基坑施工的安全。
第2节基坑观测点的布置
按照设计要求每隔约25m设置一个观测点，基坑南、北面各布1个观测点，东、西面各布每隔25m设置一个观测点，每面的观测点成直线布置。
在基坑四角各布置2个观测控制点，施工过程中对控制点应加以保护。
其他观测点布置根据现场情况而定。
观测点的制作要求规范美观，并用水泥砂浆围筑，观测点做好后，必须严加保护，不得碰撞，拟采用砖块围筑，待须观测时再移开砖块。
第3节监测频率
基坑监测的频率要随土方开挖进度和基坑变化情况作调整，基坑监测点布设两天后开始读测原始值，且应不少于2次。
当基坑开始挖土时，监测次数要增加，开挖以后每天测量一次，当基坑边坡位移出现突变量，增加到一天两次甚至两小时观测一次，当边坡位移趋于稳定时，测量间隔时间可延长至5～10天。
基坑的监测时间为从基坑开挖至污水管道安装完成，观测结果务必全面、真实、整洁，并整理成册。
第4节钢板桩的检验与矫正
4.1钢板桩检验
用于基坑临时支护的钢板桩，使用前应进行外观检验，包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等，必须符合钢板桩质量标准表的要求，否则在打桩前应予以矫正。
桩型
有效宽度b（%）
端头矩形比（mm）
厚度比（mm）
平直度（%·L）
重量（%）
长度L
表面欠陷（%·δ）
锁口（mm）
垂直向
平形向
<8m
8~2m
12~18m
>18m
<10m
>10m
<10m
>10m
U型
±2
<2
±0.5
±0.6
±0.8
±1.2
<0.015
<0.12
<0.15
<0.12
±4
≤±200mm
<4
±2
Z型
-1~+3
<2
±0.5
±0.6
±0.8
±1.2
<0.015
<0.12
<0.15
<0.12
±4
≤±200mm
<4
±2
箱型
±2
<2
±0.5
±0.6
±0.8
±1.2
<0.015
<0.12
<0.15
<0.12
±4
≤±4%
<4
±2
直线型
±2
<2
±0.5
±0.6
±0.8
±0.5
<0.01
<0.12
<0.15
<0.12
±4
≤±200mm
<4
±2
4.2钢板桩矫正
（1）表面缺陷矫正
先清洗缺陷附近表面的锈蚀和油污，然后用焊接修补的方法补平，再用砂轮磨平。
（2）端部矩形比矫正
一般用氧乙炔切割桩端，使其与轴线保持垂直，然后再用砂轮对切割面进行磨平修整。
当修整量不大时也可直接采用砂轮进行修理。
（3）桩体挠曲矫正
腹向弯曲矫正是将钢板桩弯曲段的两端固定在支承点上，用设置在龙门式顶梁架上的千斤顶顶在钢板桩凹凸处进行冷弯矫正；侧向弯曲矫正通常在专门的矫正平台上进行，将钢板桩弯曲段的两端固定在矫正平台的支座上，用设置在钢板桩的弯曲段侧面矫正平台上的千斤顶顶压钢板桩弯凸处，进行冷弯矫正。
（4）桩体扭曲矫正
这种矫正较复杂，可根据钢板桩扭曲情况，采用3）中的方法矫正。
（5）桩体截面局部变形矫正
对局部变形处用千斤顶顶压、大锤敲击与氧乙炔焰热烘相结合的方法进行矫正。
（6）锁口变形矫正
用标准钢板作为锁口整形胎具，采用慢速卷扬机牵拉高速处理，或采用氧乙炔焰热烘和大锤敲击胎具推进的方法进行调直处理。
4.3钢板桩允许偏差
钢板桩形式
U形
Z形
直线形
宽度
＋10mm
－5mm
＋8mm
－4mm
±4mm
高度
＋4％
±5％
－
厚度
小于10mm
±1mm
＋1.5mm
－0.8mm
10~16mm
±1.2mm
－
16mm以上
±1.5mm
－
弯曲
长度不超过10m
不超过全长的1.5％
不超过全长的0.15％
不超过全长的0.15％
长度超过10m
不超过15mm加（全长－10m）的0.12%
不超过15mm加（全长－10m）的0.10%
不超过15mm加（全长－10m）的0.10%
扭曲
长度不超过10m
不超过全长的0.30％
不超过全长的0.15％
不超过全长的0.20％
长度超过10m
不超过30mm加（全长－10m）的0.20%
不超过15mm加（全长－10m）的0.10%
不超过20mm加（全长－10m）的0.10%
长度
不限制
端面平整度
不超过宽度的4％
4.4钢板桩的支撑
（一）支撑安装的施工要点
1、根据支撑布置图在基坑四周钢板桩上口定出轴线位置。
2、根据设计要求，在钢板内壁用墨线弹出围檩轴线标高。
3、由围檩标高弹线，在钢板桩上焊接围檩托架。
4、安装围檩。
5、根据围檩标高在基坑立柱上焊接支承托架。
6、安装短向（横向）水平支撑。
7、安装长向（纵向）水平支撑。
8、在纵、横支撑交叉处及支撑间的空隙处，用夹具固定。
9、在基坑周边围檩与钢板桩的空隙处，用C20混凝土填充。
为了使支撑受力均匀，在挖土前宜先给支撑施加预应力。
施加预应力的方法为：
（1）用千斤顶在围檩与支撑的交接处加压，在缝隙处塞进钢锲锚固，然后撤去千斤顶；
（2）用特制的千斤顶作为支撑的一个部件，安装在各根支撑上，预加荷载后留在支撑上，待挖土结束后，拆除支撑，卸去荷载。
（二）拆除支撑
为了防止变形，拆除支撑时一般要采取逐层换撑、逐层拆除以及逐层回填土的方法。
在设置支撑位置时，就应考虑地下室施工和换撑的结合。
第4章基坑开挖中出现的问题及相应的应变措施
第1节开挖中可能出现的问题
1、支护结构出现渗水、漏泥或开挖面以下出现冒水。
2、开挖土方不均衡，支撑延时导致支护墙壁和支撑的受力变形速率变化过大，基坑回弹和周围土体变位过大。
3、支护结构刚度，强度不足，围护结构变形过大。
4、基坑隆起，变形过大
5、支撑挠曲变形
6、支撑截面不足，有压损迹象
7、围护、支撑，周围地表变形，坑底土体隆起变化速率均急剧加大，基坑有失稳趋势。
第2节安全、稳定应变措施
1、出现渗水，漏泥应及时采取止水堵漏措施；
2、发现止水体在设计施工中的薄弱环节，及时采取加固弥补措施采用调整开挖及支撑的施工部位及参数，使基坑外荷均衡，减少每步开挖的空间尺寸，加快开挖支撑的时间，增加支撑复加预加轴力的次数；
3、增加支撑临时斜撑、角撑；
4、支撑加改预应力；
5、调整支撑的竖向间距；
6、基坑四周卸载或坑内压载；
7、加固支撑杆件，采用临时拉系构件缩短长细比必要时在水平向及竖向增设支撑；
8、地面上对称卸载，坑内压载；
9、对支撑断面加固，在竖向及水平向增设支撑；
10、对基坑进行局部甚至全面回填或放水回灌以得到临时稳定，赢得时间进行地基或支撑加固。
第3节支撑
开挖支撑施工是决定深基坑工程成败优劣的关键工序，基槽两侧之间设横压梁（围檩）加支撑的方法支护，应边开挖边支撑，围檩应沿挡墙周边连续走通设置，围檩用32c槽钢焊接钢梁，支撑用28c槽钢，拟设置双层围檩支架，上、下层支撑间距为1.5m，每3.0m设一根。
支撑应随挖随撑，并严密顶紧牢固，严禁挖好后一次支撑。
支撑的拆除，应按回填顺序依次进行，支撑应自下而上，逐层拆除，拆除一层，经回填夯实后，再拆上层，拆除支撑时，应注意防止附近建筑物或构筑物产生下沉和破坏，必要时采取加固措施。
开挖支撑施工时，应注意以下措施：
1、要分层开挖，每挖一层及时加好一道支撑；
2、在每层土开挖中，同时开挖的部分，在位置及深度上，要以保持对称为原则，防止基坑支护结构承受偏载；
3、在施工管理中，加强对支撑构件的生产及安装质量的保证措施；
4、规定施工场地、土方、材料、设备的堆放场地及堆放量，限定基坑边的超载。
5、确保排水、堵水及降水的措施，严防围护墙体发生水土流失而导致基坑失稳。
第5章污水管道安装
浇注污水管道混凝土管基，并安装钢筋混凝土管道。
第6章沟槽回填
管道试压和防腐处理合格后，即可进行管沟槽回填，回填前应先排除槽内积水，清理杂物，回填按30cm一层，分层填筑夯实，并分层按规定做好密实度检测试验。
第7章钢板桩的拔除
基槽回填后，即可拔除钢板桩，拔除钢板桩采用振动锤，它产生的强迫振动扰动土体，破坏钢板桩与周围土体的粘结力使拔桩阻力减少，在附加起吊力作用下将桩拔除，拔桩的顺序一般与打设的顺序相反。
拔桩时的振动加上拔桩时再带土过多，会引起地面的沉降和土体位移，还可能会给已施工的地下结构带来危害，并影响邻近建（构）筑物，道路和地下管线的安全。
拔桩时应尽量设法减少带土，拔除后留下桩孔必须及时用砂子回填，并灌水振实以减少对邻近建筑物等的影响。
第1节拔桩作业开始时的注意事项
1、作业前必须对土质及拔桩打入情况、基坑开挖深度及支护方法、开挖过程中遇到的问题等作详细调查，依此判断拔桩作业的难易程度，做到事先有充分的准备。
2、基坑内的管道施工结束后，回填必须要有具体要求，尽量使板桩两侧土压平衡，有利于拔桩作业。
3、作业时地面荷载较大，必要时要在拔桩设备下放置路基箱或垫木，确保设备不发生倾斜。
4、作业范围内的高压电线或重要管道要注意观察与保护。
5、作业前，对设备要认真检查，确认无误后方可作业，对操作说明书要充分掌握。
6、有关噪声与振动公害，要征得有关部门认可。
第2节拔桩作业结束后的注意事项
1、对孔隙填充的情况要及时检查，发现问题随时采取措施弥补。
2、拔出的钢板桩应及时清除土砂，涂以油脂，变形较大的板桩需调直，完整的板桩要及时运出工地，堆置在平整场地。
第8章劳动力及机械设备配置
第1节劳动力配置
名称
数量
备注
机械作业人员
28人
普工
30人
电工
3人
电焊工
5人
第2节机械配置
序号
机械名称
型号
数量
备注
1
油压振动锤打桩机
PC200履带式
2台
2
挖掘机
PC200
2台
3
装载机
ZL50C
2台
4
自卸汽车
12t
8辆
5
电动打夯机
HZD250
4台
6
水泵
6台
7
交流电焊机
HJ431
4台
第9章施工进度计划
根据现场情况，本标段W13-1~W13-19（K0+114.7~K1+034.2）段辅道范围内污水管道因协调难度较大，近期难以开工，故计划12月份开始施工，工期三个月，2009年2月完成该段污水管道，钢板桩支护施工与管道施工同步。
第10章安全措施
1、机械司机，在施工操作时要思想集中，服从指挥信号，不得随便离开岗位，并经常注意机械运转情况，发现异常情况及时纠正。
2、挖土应由上而下，逐层进行，严禁先挖坡脚或逆坡挖土。
3、基坑1m以内不得堆土，堆料和停放机具。
4、土方施工操作时应随时观察上方土壤的变动情况，如发现有裂缝或部分塌落，应及时加固。
5、以上下深坑应预先搭设稳固安全的阶梯，避免上下时发生坠落，阶梯用Φ12钢筋焊成宽300mm，长7m，采取防范措施，禁止踩踏支撑上下。
6、基槽两边必须设两道1.2m高牢固的栏杆和悬挂危险标志，并在夜间挂红色标志灯，任何人严禁在深坑下面休息。
7、在雨季挖土方时，必须排水畅通，并应特别注意边坡的稳定，下大雨时应暂停土方施工。
8、施工现场的围蔽墙板统一采用弧形彩色镀锌压型钢板，钢管支撑，并通过C型钢柱固定在地面上，钢柱间距不大于3.3m，遇到软土地面时，应采取防止钢柱倾覆措施。
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