基坑钢板桩支护方案.docx

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基坑钢板桩支护方案

江苏国华陈家港电厂

循环水泵房及取、排水口建筑安装工程

循环水排水口基坑钢板桩支护方案

广东省源天工程公司江苏陈家港电厂项目部

二〇一一年二月

编制:

日期：

审核:

日期：

批准:

日期：

目　　　录

附表：

钢板桩支护主要材料表

附图：

钢板桩平面布置图

1.工程概况

陈家港电厂循环水排水口项目由于设计变更及征地等原因，位置发生了很大改变，河床地形相应也发生了较大变化，向上游移动了近百米，工程地质条件以淤泥质粘土为主，并且河岸线延长了，原先抛石填土围堰施工方案无法实施，再加上工期的要求必须在2011年3月20日前完工，具备排水条件。

经与业主及监理协商，并经2011年1月27日的协调会同意，决定取消施工围堰，南北两侧的扶壁式挡墙基坑开挖改为钢板桩支护，以达到挡土止水的目的；而箱涵部位采取放坡开挖；箱涵以下排水喇叭口段（两侧扶壁式挡墙之间部分）改为水下开挖和水下混凝土浇筑方案；排水明渠段施工方案不变。

从而确保施工安全并达到加快排水口工程进度的目的。

扶壁式挡墙基坑钢板桩支护布置见附图，基坑钢板桩采用鞍Ⅳ型拉森式（U型）钢板桩，实行四面围护，钢板桩内侧为型钢围檩，围檩间设钢管支撑。

扶壁式挡墙和箱涵基坑开挖、混凝土浇筑和土方回填等按原报方案施工。

箱涵以下排水口段（两侧扶壁式挡墙之间部分）水下开挖深度比原设计加大50cm，水下混凝土仍然浇筑至原设计高程（混凝土相应加厚50cm），水下开挖和水下混凝土浇筑方案仍采取原报施工方法。

2.编制依据

（1）《江苏国华陈家港电厂循环水泵房及取、排水口建筑、安装工程施工合同》

（2）《循环水排水口桩基土建施工图》30—F210801S—S5236（第一次修改）

（3）《循环水排水口土建施工图》30—F210801S—S5237（第一次修改）

（4）《排水口布置》30—F210801S—S0205

（5）《循环水管线排水口地段岩土工程补充勘察报告》华东院2010年6月

（6）《江苏国华陈家港电厂循环水泵房工程施工组织设计》

（7）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202—2002

（8）《建设工程施工现场供用电安全规范》GB50194—93

（9）电力建设安全工作规程（第一分部：

火力发电厂）—2002

（10）《水利水电工程施工组织设计规范》SL303—2004

（11）《工程建设标准强制性条文》

（12）《工程测量规范》GB50026-93

（13）其它现行相关规范

3.工程地质条件

根据循环水管线排水口地段岩土工程补充勘察报告，排水口浅层地基土主要为淤泥质粘土，该场地范围内地层自上而下分为：

填土层、淤泥质粉质粘土层、粉土、淤泥质粘土。

（1）填土层：

黄灰色，软塑～可塑，主要为素填土，以粉质粘土为主，含氧化铁及少量云母，夹少量粉土。

该层水域部分缺失，平均层厚约，该层土的重度为m3,粘聚力为m2,内摩擦角为°；

（2）淤泥质粉质粘土层：

灰黄、浅灰色，软塑，稍有光泽，干强度韧性中等，含云母腐蚀质，具水平层理，上部含氧化铁结核。

平均层厚约左右该层在水域部分逐渐消失，该层土的重度为m3,粘聚力为m2,内摩擦角为°；

（3）粉土层：

黄灰色，湿，松散、局部稍密，含少量云母及粘性土，摇振反应中等，干强度韧性低，平均层厚约，该层土自厂区到灌河逐渐变薄，至河岸附近尖灭消缺失，该层土的重度为m3,粘聚力为m2,内摩擦角为25°；

（4）淤泥质粘土层：

浅灰、灰色，流塑，具水平层理，偶含有机质，夹薄层粉土或粉砂，干强度韧性中等，局部含腐殖质，层底含贝壳，该层土工程场地内普遍分布，平均层厚约，该层土的重度为m3,粘聚力为14kN/m2,内摩擦角为11°。

4.钢板桩围护施工方案

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地下水流入基坑，同时支护起到挡土作用，减少土方开挖工程量和避免边坡易失稳，缩短工期。

设计要点如下：

（1）采用鞍Ⅳ型拉森式（U型）钢板桩，桩长18m；

（2）钢板桩穿过填土层、淤泥质粉质粘土层、粉土，进入淤泥质粘土层；

（3）钢板桩沿基坑四周连续设置成封闭的帷幕，单个基坑周长约（详见附图）；

（4）经初步计算，钢板桩帷幕上需要设置二道连续的三拼I45a型工字钢围檩,围檩间设二道Φ609*14mm螺旋钢管支撑，水平间距2m，垂直间距3m，以加强钢度及整体性。

第一道围檩和钢管支撑位于高程，第二道围檩和钢管支撑位于高程。

（5）南侧基坑靠河床一侧为新填土，受潮水涨落的影响较大，为保证基坑的稳定性，在基坑外侧4m处再打一排钢板桩，基坑内外侧钢板桩顶部用公称直径为22mm的6×19钢芯钢丝绳拉紧，钢丝绳间距为。

（6）扶壁式挡墙部位基本上不存在渗水较大的粉土层，主要为渗透性小的淤泥质粉质粘土和淤泥质粘土，且靠近灌河侧下部设有一排板桩，也可以起到止水作用；基坑采用了钢板桩围护止水，基坑内是滞留水采取在基坑内挖集水坑明排；扶壁式挡墙基坑靠近箱涵部位和箱涵部位基坑采用原方案中的降水井（已经成井）降水和基坑内集水坑明排相结合的方式排水。

5.施工组织计划

本工程采用项目经理负责制管理，由项目经理全权负责本项目的机械、材料和劳动力的组织及施工，项目管理架构如下：

6.施工机械及设备

　　　　本工程施工所配备的工程机械及设备的型号、数量等情况见下表。

参数

名称

型号

数量

功率

使用部位

履带式机械手

55t

2台

打拔钢板桩

履带式单斗挖掘机

现代200

1台

1M3

土方开挖回填

吊车

1台

8t

围檩、支撑吊装

电焊机

XD1-200

2台

2KVA

围檩、支撑焊接

全站仪

苏一光OTS632

1台

测量放线

经纬仪

J2

1台

测量放线

水准仪

苏一光S3

1台

抄平、沉降观测

运输车

1辆

设备材料运输

7.钢板桩施工

材料选择

选用的鞍Ⅳ型拉森式（U型）钢板桩、I45a工字钢、Φ609*14mm螺旋钢管和6×19Φ22钢芯钢丝绳的尺寸及相关性能指标见下表，主要材料数量及计算说明见附表。

材料名称及型号

尺寸（mm）

截面积

A

（cm2）

单根理论重量（kg/m）

惯性矩Ix（cm4/m）

截面模数Zx（cm3/m）

宽度b

高度h

厚度t

鞍Ⅳ型拉森式钢板桩

400

180

2043

I45a工字钢

450

150

102

32240

1430

Φ609*14螺旋钢管

外径609mm

14

115872

6×19钢丝绳

公称直径22mm

公称抗拉强度：

1870MPa

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，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。

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。

施工工艺流程

基线确定→定桩位→钢板桩施打→围檩、支撑→土建施工→拔桩

操作方法

（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8～10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）钢板桩拔除：

土建工程完毕后即进行钢板桩的拔除。

由于基坑较小，故须采用履带式机械手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，依靠机械手的作用将桩拔除。

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。

拔桩时应注意事项：

a.拔桩起点和顺序：

对封闭式拉森钢板桩墙，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。

b.振打与振拔：

拔桩时，可先用振动锤将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。

c.对引拔阻力较大的拉森钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续不超过。

8.基坑监测措施

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。

基坑支护变形观测

（1）桩顶垂直及水平位移监测：

监测桩顶的垂直及水平位移，监测点按均匀、对称、预测位移较大、重要性等因素设置。

根据测量结果掌握围护桩顶的垂直及水平位移变化情况。

（2）桩身及坑外土体的监测：

监测围护桩随基坑开挖深度的增加，桩身水平位移的变化速率及最大位移值，及时预警，确保基坑稳定及其周围环境的安全。

测量时每0.5m往返测试1次，在挖土前读取初始读数，以后至少每天测读1次。

观测要求

（1）在围护结构施工前，须测得初读数。

（2）在基坑降水及开挖期间，须做到一日一测。

在基坑施工期间的观测间隔，可视测得的位移及内力变化情况加长或减短。

（3）报警值：

围护结构水平、垂直位移报警值大于3mm/日或累计大于30mm。

坑外地表土体位移报警值为日变化量为2mm或累计变化量30mm。

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），并与厂区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。

9.施工工期

本工程施工工期计划为10天，钢板桩施打7天，支撑施工为7天，其中支撑加固结合土方开挖一起实施。

支撑拆除和钢板桩的拔除需要结合挡墙混凝土浇筑和基坑回填情况确定。

10.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