钢板桩施工方案同名8731.docx

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钢板桩施工方案同名8731

钢板桩施工方案（同名8731）

围护施工方案

本工程因无图纸及地质勘察报告，故按宁波地区常规施工方法编制三种围护方案，具体类似项目如下：

一、钢板桩围护：

如镇海炼油厂2万吨硫磺装置硫磺池深8米。

二、水泥搅拌桩围护，对要求附近建筑物进行保护，如镇海炼油厂三套常减压装置污水处理池深6米，

三、沉井围护：

如金田铜业工地地下室二层，面积3000平方米，。

具体待图纸到后再编制详细围护施工方案。

方案一、钢板桩围护

1、优、缺点分析；

1.1优点分析：

施工速度快，故在一定条件下可取得较好的经济效益。

1.2缺点分析：

该围护适用于300平方米以下的挖土，本身围护抗渗水较差。

2、钢板桩施工

2.1钢板桩施工前准备工作

2.1.1钢板桩检验

钢板桩材质检验和外观检验，对焊接钢板桩，尚需进行焊接部位的检验。

对用于基坑临时支护结构的钢板桩，主要进行外观检验，并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。

1）外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、高度、厚度、端头矩形比、平直度和锁口形状等项内容。

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，以便于决定在计算时是否需要手折减。

原则上要对全部钢板桩进行外观检查。

2）材质检验对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验。

它包括钢材的化学成分分析；构件的拉抻、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等项内容。

每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验。

每25~50t的钢板桩应进行两个试件试验。

2.1.2钢板桩的矫正

钢板桩为多次周转使用的材料，在使用过程中会发生板桩的变形、损伤，偏差较大时，使用前应进行矫正与修补。

其矫正与修补方法如下：

1）表面缺陷修补通常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）端部平面矫正一般用氧乙炔切割部分桩端，使端部平面与轴线垂直，然后再用砂轮对切割面进行磨平修整。

当修整量不大时，也可直接用砂轮进行修理。

3）桩体挠曲矫正腹向弯曲矫正时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。

4）桩体扭曲矫正这种矫正较复杂。

可视扭曲情况采用上述3中的方法矫正。

5）桩体局部变形矫正。

对局部变形处用氧乙炔热烘与千斤顶顶压、大

为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定则度的、坚固的导架，亦称“施工围檩”。

导架通常由导梁和导桩等组成，它的形式，在平面上有单面和双面之分，在高度上有单层和双层之分。

一般常用字的是单层双面导架。

导桩的间距一般为2.5~3.5m，双面导梁之间的间距一般比板桩墙高度大8~15mm。

导架的位置不能与钢板桩相碰。

导桩不能随着钢板桩的打设而下沉或变形。

导梁的高度要适宜，要有得于控制钢板桩的施工高度和提高工资，要用经纬仪和水平仪控制导梁的位置和标高。

2.3.钢板桩打设和拔除

2.3.1打入方式选择

1）单独打入法：

这种方法是从板桩墙和一角开始，逐块（或两块为一组）打设，直至工程结束。

这种打入方法简便、迅速，不需要其他辅助支架。

但是易使板桩向一铡倾斜，且误差积累后不易纠正。

为此，这种方法只适用于板桩墙要求不高、且板桩长度较小（如小于10m）的情况。

2）屏风式打入法：

这种方法是将10~20根钢板桩成排插入导架内，呈屏风状，然后再分批施打。

施打时先将屏风墙两端的钢板桩打至设计标高或一定深度，成为定位板桩，然后在中间按顺序分1/3、1/2板桩高度呈阶梯状打入。

这种打桩方法的优点是可以减少倾斜误差积累，防止过大的倾斜，而且易于实现封闭合拢，能保证板桩墙的施工质量。

其缺点是插桩的自立高度较大，要注意插桩的稳定和施工安全。

一般情况下多用这种方法打设板桩墙，它耗费的辅助材料不多，但能保证质量。

屏风式打入法按屏风组立的排数，分为单屏风、双屏风和全屏风。

单屏风应用紧普遍；双屏风多用于轴线转角处施工；全屏风只用于要求较高的轴线闭合施工。

按屏风式打入法施打时，一拮钢板桩的施打顺序有多种，视施工时具体情况选择。

施打顺序影响板桩的垂直度、位移、板桩墙的凹凸和打设效率，一般施工中采用该方法。

2.3.2）钢板桩的打设

先用吊车将钢板桩点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩帽轻轻加以锤击。

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。

为防止锁口中心线平面位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阴止板桩位移。

同时在围檩上预先算出每块板块的位置，以便随时检查校正。

钢板桩分几次打入，如第一次由20m高打至15m，第二次则打至10m，第三次打至导梁高度，待导架拆除后第四次才打至设计标高。

打设时，开始打设的第一、二块钢板桩的打入位置和方向要确保精度，它可以起栏板导向作用，一般每打入1m应测量一次。

1）钢板桩的转角和封闭

钢板桩墙的设计长度有时不是钢板桩标准宽度的整倍数，或者板桩墙的轴线较复杂，钢板桩的制作和打设也有误差，这些都会给钢板桩墙的最终封闭合拢带来困难。

钢板桩墙的转角和封闭合拢施工，可采用下述方法：

①采用异型板桩：

异型板桩的加工质量较难保证，而且打入和拔出也较困难，特别是用于封闭合拢的展开板桩，一般是在封闭合拢前根据需要进行加工，往往影响施工进度，所以应尽量避免采用异型板桩。

②连接件法：

此法是用特制的“ω”（Omega）和“δ”（Delta）型连接件来调整钢板桩的根数和方向，实现板桩墙的封闭合拢。

钢板桩打设时，预告测定实际的板桩墙的有效宽度，并根据钢板桩和连接伯的有效宽度确定板桩墙的合拢位置。

③骑缝搭接法：

利用先用的钢板桩或宽度较大的其他型号的钢板桩作闭合板桩，打设于板桩墙闭合处。

闭合板桩应打设于挡土的一侧。

此法用于板桩墙要求较低的工程。

④轴线调整法：

此法是通过钢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。

轴线修正的具体作法如下：

a.沿长边方向打至离转角桩约淌有8块钢板桩时暂停止，量出至转角桩的总长度和增加的长度；

b.在短边方向也照上述办法进行；

c.根据长、短两边水平方向增加的长度和转角桩的尺寸，将短边方向的导梁与围檩桩分开，用千斤顶向外顶出，进行轴线外移，经核对无误后再将导梁和围檩桩重新焊接固定；

d.在长边方向的导梁内插桩，继续打设，插打到转角桩后，再转过来接着沿短边方

2.3.3钢板桩拔除

在进行基坑回填土时，要拔除钢板桩，以便修整后重复使用。

拔除前要研究钢板桩拔除顺序，拔除时间及桩孔处理方法。

1）钢板桩阻力拔除计算

拔除阻力按下式计算：

F=Fe+Fs

式中Fe=ULl

U------钢板桩周长

L------钢板桩在不同土中的长度

Ll-----钢板桩在不同土中的静吸附力或动吸附力

Fs----钢板桩的断面阻力

Fs=1.2EsBHu

Es-----作用在钢板桩上的主动土压力强度

B------钢板桩宽度

H-------钢板桩在土红的深度

u-------钢板桩与土体之间的摩擦系数90.35-0.4）

2）钢板桩拔除方法

从克服板桩的阻力着手，一般采用震动拔除。

一般采用震动打桩机。

方案二、水泥搅拌桩施工

1、优缺点分析

1.1优点分析：

适用于15米深度以内的基坑，施工方便，具有一定的强度，能挡土，防渗漏。

1.2、开挖前必须待水泥搅拌桩本身达到一定强度后方可开挖土方，对工期影响较大。

2、施工方法：

2.1在水泥墙设计前，一般应针对现场土层性质，通过试验提供各种配合比下的水泥土强度等性能参数，以便设计选择合理的配合比。

在有工程经验且地质条件较为简单的情况下，也可参考类似工程经验。

通常以水泥土28h龄期的无侧限抗压强度qu不低于1MPa作为水泥土墙的强度标准。

2.2材料选用要求

1）水泥

水泥土墙可采用不同品种的水泥，如普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥及其他品种的水泥，也可选择不同强度等级的水泥。

一般工程中以强度等级32.5的普硅酸盐水泥为宜。

2）搅拌用水

搅拌用水按《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-89）的规定执行。

要求搅拌用水不影响水泥土的凝结与硬化。

水泥土搅拌用水中的物质含量限值可参照素混凝土的要求。

见6-83。

水泥土用水中的物质含量限值表6-83

水中物质

含量

PH值

>4

不溶物（mg/L）

<5000

可溶物（mg/L）

10000

氯化物（以CL-计，mg/L）

<3500

硫酸盐（以SO42-计，mg/L）

<2700

硫化物（以S2-计，mg/L）

-

3）地下水

由于水泥土是自然土层中形成的，地下水的侵蚀性对水泥土强度影响很大，尤以硫酸盐（如Na2SO4）为甚，它会对水泥产生结晶性侵蚀，甚至使水泥丧失强度。

因此在海水渗入等地区地下水中硫酸盐含量高，应选用抗硫酸盐水泥，防止硫酸盐对水泥土的结晶性侵蚀，防止水泥土出现开裂、崩解而丧失强度的现象。

2.3配合比选择

1）水泥掺入比aw

水泥掺入比aw是指掺入水泥重量与被加固土的重量（湿重）之比，即：

掺入的水泥重量

aw=————————————（%）

被加固土的重量

水泥土墙水泥掺入比aw通常选用12%—14%，低于7%的水泥掺量对水泥土固化作用小，强度离散性大，故一般掺量不低于7%。

对有机质含量较高的浜土和新填土，水泥掺量应适应增大，一般可取15%—18%。

当采用高压喷射注浆法施工时，水泥掺量应增加到30%左右。

2）水灰比（湿法搅拌）

湿法搅拌时，加水泥浆的水灰比可采用0.450—0.50。

3）外掺剂

为改善水泥土的性能或提高早期强度，宜加入外掺剂，常用的外掺剂有粉煤灰、木质素磺酸钙、碳酸钠、氯化钙、三乙醇胺等。

各种外掺剂对水泥土强度有着不同的影响，掺入合适的外掺剂，既可节约水泥用量，又可改善水泥土的性质，同时也利用一些工业废料，减少对环境的影响。

表6-84为常用外掺剂的作用及其掺量，可供参考

水泥土外掺剂及掺量表6-84

外掺剂

作用

掺量①（%）

粉煤灰

早强、填充

50—80

木质素磺酸钙

减水、可泵、早强

0.2—0.5

碳酸钙

早强

0.2—0.5

氯化钙

早强

2—5

三乙醇胺

早强

0.05—0.2

石膏

缓频、早凝

2

水玻璃

早强

2

①外掺剂掺量系外掺剂用量与水泥用量之比。

除上述外掺剂外，将生石粉与水泥混合使用或掺入适量（如相当于水泥重理的2%）

的石膏，对提高水泥土的强度也有显著作用。

此外，将几种外掺剂按不同配方掺入水泥，对水泥土强度提高也有不同作用。

为有效的确定水泥土的配合比，可进行水泥土的室内配合比试验，测定各龄期的无侧限抗压强度，以了解最合适的水泥品种与配合比，以及水泥土的强度增长规律。

2.4.施工工艺选择

水泥土墙施工工艺可采用下述三种方法：

（1）喷浆式深层搅拌（湿法）；

（2）喷粉式深层搅拌（干法）；

（3）高压喷射注浆法（也称高压旋喷法）。

在水泥土墙中采用湿法工施工时注浆量较易控制，成桩质量较为稳定，桩体均匀性好，故一般优先考虑湿法注浆法

2.4.1、桩机的选择

拟选用SJB40型双搅拌头中心注浆式搅拌桩机，该机械稳定性好，功率较大。

2.4.2、施工工艺

采用“二次喷浆，三次搅拌”工艺

2.4.3工艺流程

就位→预拌下沉→制备水泥浆→提升喷浆搅拌→沉钻复搅→复提升搅拌→移位→清洗

2.4.2.1深层搅拌桩机开行走到指定桩位，对中，当地面地伏不平时应注意调整机架垂直度。

2.4.2.2深层搅拌机下沉到达设计深度后，开启灰浆泵浆压入地基土中，边喷浆，边旋转，边提升搅拌机，至设计桩顶标高，搅拌提升垂度一般应控制在0.5m/mm以内，确保水泥浆沿桩长均匀分布。

2.5、水泥土墙施工要点

2.5.1开挖样槽：

由于水泥土墙是由水泥土桩密排（格栅型）布置的，桩的密度很大，施工中会出现较大涌土现象，即在施工桩位处土体涌出高于原地面，一般会高出1/8~1/5桩长。

这为桩顶标高控制及后期混凝土面板施工带来麻烦。

因此在水泥土墙施工前应先在成桩施工范围开挖一定深度的样槽，样槽宽度可比水泥土墙宽b增加300~500mm，深度应根据土的密度等确定，一般可取桩长的1/10。

2.5.2清除障碍：

施工前应清除搅拌桩施打范围内的一切障碍，如旧建筑基础、树根、枯井等，以防止施工受阻或成桩偏斜。

2.5.3机架垂直度控制：

机架垂直度是决定成桩垂直度的关键。

因此必须严格控制，垂直度偏差应控制在1%以内。

2.5.4工艺试桩：

在施工前应作为工艺试桩。

通过试桩，熟悉施工区的土质状况，确定施工工艺参数，如钻进深度、灰浆配合比、喷浆下沉及提升速度、喷浆速率、喷浆压力及钻进状况等。

2.5.5一般预搅下沉的速度应控制在0.8m/min，喷浆提升速度不宜大于0.5m/min，重复搅拌升降可控制在0.5~0.8m/min。

2.5.6施工中发生意外中断注浆或提升过快现象，应立即暂停施工，重新下钻至停浆面或少浆桩段以下0.5m的位置，重新注浆提升，保证桩身完整，防止断桩。

2.5.7连续的水泥土墙中相邻桩施工的时间间隔一般不应超过24h。

因故停歇时间超过24h，应采取补桩或在后施工桩中增加水泥掺量（可增加20%~30%）及注浆等措施。

前后排桩施工应错位成踏步式，以便发生停歇时，前后施工桩体成错位搭接形式，有利墙稳定及止水效果。

2.5.8一般情况第一台班应做一组试块（3块），试模尺寸为70.7mm×70.7mm×70.7mm，试块水泥土可在第二次提升后的搅拌叶边提取，按规定的养护条件进行养护。

2.5.9施工过程中必须及时做好成桩记录，不得事后补记或事前先记，成桩记录反映真实施工状况。

2.5.10水泥土桩应在施工后一周内进行开挖检查或采用钻孔取芯等手段检查成桩质量，若不符合设计要求，应及时调整施工工艺。

方案三、沉井施工：

1、优缺点分析：

1.1、优点：

可在场地狭窄的情况下施工（周围50米）的地下工程，且对周围环境影响较小；可在地质、水文条件复杂地区施工；施工不需要复杂的机具；与大开挖相比，可减少挖、运及回填的土方量。

1.2、缺点

施工工序较多；技术要求高、质量控制难。

2、施工方法

2.1、施工准备

1）在沉井施工处需进行钻探，钻孔设在井外，距外井壁距离大于2米，需要一定数量和深度的钻孔，以提供土层变化、地下水位、地下障碍物及有无承压水等情况，对各土层要提供详细的物理力学指标，为制订施工方案提供技术依据。

2）、事先要设置测量控制网和水准基点，用于定位放线、沉井制作和下沉的依据。

如附近存在构筑物等，要设置沉降观测点，以便施工沉井时定期进行沉降观测。

2.2、沉井制作

2.2.1施工顺序

平整场地→测量放线→开挖基坑→铺砂垫层和垫木或刃脚砖座→沉井浇筑→布设降水井点或挖排水沟、集水井→抽出垫木→沉井下沉封底→浇筑底板混凝土→施工内隔墙、梁、板、顶板及辅助设施

2.3刃脚支设

沉井下部为刃脚，其支设方式取决于沉井重量、施工荷载和地基承载力。

常用的方法有垫架法、砖砌垫座。

一般在软弱地基上浇筑较重的沉井，采用垫架法，垫架的作用是将上部沉井重量均匀的传给地基，使沉井井身浇筑过程中不会产生过大的不均匀沉降，使刃脚和井深产生裂缝和破坏，使井身保持垂直，便于拆除模板和支撑。

采用垫架法施工时，应计算井身一次浇筑高度，使其不超过地耐力，其下砂垫层厚度亦需计算确定。

2.4井壁制作

沉井制作可在修建构筑物的地面上进行，如深度较浅，可一次制作，一次下沉，如深度较深，可分节制作，一次下沉。

井壁制作模板可采用组合定型模板，高度大的沉井亦可采用滑模。

钢筋有人工绑扎，亦可在沉井附近预制成钢筋骨架和网片，用起重机进行大块安装。

混凝土浇筑宜对称、均匀的分层浇筑，避免造成不均匀沉降使沉井倾斜。

每节沉井应连续浇筑完成，下节沉井的混凝土强度达到70%后才允许浇筑上节沉井的混凝土。

2.5沉井下沉

2.5.1沉井下沉前以应进行混凝土强度检查，外观检查。

并根据规范要求，对各种形式的沉井在施工阶段进行结构强度计算、下沉验算和抗浮验算，因暂时无地质报告，故本方案未于计算。

沉井下沉时，第一节混凝土强度达到设计强度，第二节应达到70%的设计强度。

沉井下沉其自重必须克服井壁与土体之间的摩阻力和刃脚、隔墙、横梁下的反力，采取不排水下沉时尚需克服水的浮力。

2.5.2沉井应待混凝土设计强度达到100%后方可拆除垫架，拆除时应分组、依次、对称、同步的进行。

抽除次序是：

圆形沉井先抽除一般承垫架，后拆除定位垫架，矩形沉井先抽除内隔墙下垫架，再分组对称的抽除外墙两短边下的垫架，然后抽除长边下一般垫架，最后同时抽除定位垫架。

抽除时先将枕木底部的土挖去。

利用绞磨或推土机的牵引将枕木抽出。

每抽出一根枕木，刃脚下应立即用砂填时。

抽除时应加强观测，注意沉井下沉是否均匀。

2.5.3沉井下沉有排水下沉和不排水下沉两种方案，一般采用排水下沉，当土质条件较差，可能发生涌土、涌砂、冒水或沉井产生位移、倾斜及沉井终沉阶段下沉较快有超沉可能时，才向沉井内灌水，采用不排水下沉。

2.5.4如一般沉井深度不深时，可采用抓斗，水力吸泥机等进行水下挖土，如采用排水下沉，有人工挖土、挖土机挖土等方法。

25..5沉井也可采用射水下沉辅助法，用预先设在沉井外壁的水枪，借助高压水冲刷土层，使沉井下沉。

射水所需水压，在砂土、淤泥质土中冲刷深度在8米以下，故可适用于本工程。

2.6测量控制

沉井位置标高的控制，是在沉井外部地面及井壁顶部四面设置纵横十字中心控制线、水准内基点，以控制位置和标高。

沉井垂直度的控制，是在井筒4或8等分标出垂直轴线，各吊线坠一个对准下部标板来控制，及时用两台经纬仪进行垂直偏差观测。

挖土时，随时观测垂直度，当线坠离墨线达50mm时，或四面标高不一致时，即应纠正。

沉井下沉的控制，系在井筒壁周围弹水平线，或在井外壁上两侧用白铅油画出标尺，用水平尺或水准仪来观测沉降，沉井下沉中应加强位置、垂直度和标高的观测，每班至少测量两次，接近设计标高时应加强观测，每2小时一次，预防超沉。

由专人负责并作好记录，如有倾斜、位移、扭转，应及时通知值班班长，指挥操作人员纠正，使偏差控制在允许范围内。

2.7沉井封底

当沉井下沉至距离设计标高0.1米时，应立即停止挖土和抽水，使其靠自重下沉至设计或接近设计标高，在经2-3天下沉稳定，或经观测8小时累计下沉量不大于10mm，即可进行沉井封底。

封底方法有排水封底和不排水封底两种，宜尽可能采用排水封底。

封底一般采用铺一层150~500mm的卵石层，再在其上浇一层混凝土，待混凝土强度达到设计强度50%后，即可在上面施工。