基坑钢板桩支护方案.docx

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基坑钢板桩支护方案

基坑钢板桩支护方案

一．工程概况

1.建筑概况：

幸福一号公馆一期二标段工程，由地下汽车库和4#、5#、6#、7#、8#五幢单体9～26层住宅楼组成，总建筑面积约574629平方米。

2.本工程建设单位：

江苏省闽豪顺成置业有限公司

设计单位：

苏州市建筑设计研究院有限责任公司

勘察单位：

江苏省地质工程勘察院

监理单位：

江苏鑫缘项目管理有限工公司

施工单位：

江苏中加建设集团有限公司

二．编制依据

1、本工程岩土工程勘察报告

2、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120--99）

3、《基坑工程技术规范》（DG/TJ08-61-2010）

4、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

5、《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009

6、《建筑地基基础施工质量验收规范》（GB50202-2002）

三．工程地质条件

1.根据勘察报告显示，基坑开挖深度范围内的土层为以下土层：

①素填土:

灰褐色，湿，主要成分为粉土，夹少量职务根须，松散，土质不均匀。

层底标高：

0.32～1.09m，厚度：

0.4～1.2m。

②粘质粉土：

灰褐黄色，湿，稍密，含少量铁锰氯化物，下部夹杂少量淤泥质粉质粘土团决或薄层，土质欠均匀。

层底标高：

-0.01～0.38m，层厚0.3～0.9m。

③淤泥质粉质粘土夹粉砂：

：

灰黄色-黄色，饱和，流塑；粉砂单层厚为0.5-1cm，稍密状，颗粒级配良好，土质不均匀。

层底标高：

-3.35～-0.24m，层厚：

0.4～3.5m。

该层土下层起伏面较大，层厚变化较大。

④砂质粉土：

灰黄色，湿-很湿，稍密，局部中密，局部夹少量粉砂团块或薄层，土质欠均匀。

层底标高：

-5.93～-3.12m，层厚1.2～4.9m。

⑤砂质粉土：

黄黑色，湿～很湿。

中密～密实，局部夹杂较多淤泥质粉质粘土团块或薄层，土质欠均匀。

层底标高-8.99～-6.23m，层厚：

1.4～5.5m。

该层土层面起伏较大，层厚变化不大。

2.钢板桩支护原因：

拟建地下室、8#楼北侧场地内有一条混凝土暗沟，暗沟顶面标高为-1m，底面标高为-3m。

暗沟一侧距拟建地下室、8#楼北侧基础边为7-10m，因地下室底标高为-6.4m，在已完成的暗沟之下。

为防止因地下室开挖至-6.4m时，因距离过近，放坡导致混凝土暗沟基础损坏，所以采用在混凝土暗沟边使用钢板桩支护。

四．钢板桩支护设计思路及要点

根据本工程场地情况特点，本工程钢板桩主要是为地下室、8#楼地下室施工，施工工期较短，主要作用是以达到挡土的目的。

具体如下：

1．采用18号工字钢，桩长9m；

2．钢板桩端处于砂质粉土层；

3．钢板桩沿地下室、8#楼基坑北侧连续设置；

五．基坑稳定性计算

1．参数信息

重要性系数：

1.00；

开挖深度度：

5.95；

基坑下水位深度：

3.00；

基坑外侧水位深度：

3.45；

桩嵌入土深度：

7.5；

2．基坑外侧土层参数：

序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角内聚力饱和容重

（m）（kN/m3）（°）（kPa）（kN/m3）

1）粘性土1.317.813.51020

2）淤泥质粉质粘土17.8141020

3．基坑以下土层参数：

序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角内聚力饱和容重

（m）（kN/m3）（°）（kPa）（kN/m3）

1）砂质粉土617.8141021

4．主动土压力计算

Kai=tan2（450-13.500/2）=0.62；

临界深度计算:

计算得z0=2×10.00/（17.80×0.621/2）-0.00/17.80=1.43；

第1层土计算：

σajk上=0.00kPa；

σajk下=σajk下=0.00+17.80×1.30=23.14kPa；

eak上=0.00×0.62-2×10.00×0.621/2=-15.77kPa；

eak下=23.14×0.62-2×10.00×0.621/2=-1.39kPa；

Ea=（0.00+0.00）×（1.30-1.43）/2=0.00kN/m；

Kai=tan2（450-14.000/2）=0.61；

第2层土计算：

σajk上=σajk下=23.14kPa；

σajk下=σajk下=23.14+17.80×2.15=61.41kPa；

eak上=23.14×0.61-2×10.00×0.611/2=-1.50kPa；

eak下=61.41×0.61-2×10.00×0.611/2=21.86kPa；

Ea=（0.00+21.86）×2.15/2=23.50kN/m；

第3层土计算：

σajk上=σajk下=61.41kPa；

σajk下=σajk下=61.41+17.80×1.50=88.11kPa；

eak上=61.41×0.61-2×10.00×0.611/2=21.86kPa；

eak下=88.11×0.61-2×10.00×0.611/2=38.16kPa；

Ea=（21.86+38.16）×1.50/2=45.01kN/m；

第4层土计算：

σajk上=σajk下=88.11kPa；

σajk下=σajk下=88.11+17.80×0.00=88.11kPa；

eak上=88.11×0.61-2×10.00×0.611/2=38.16kPa；

eak下=88.11×0.61-2×10.00×0.611/2=38.16kPa；

Ea=（38.16+38.16）×4.05/2=154.54kN/m；

5．求所有土层总的主动土压力：

∑Eai=223.05kPa;

每一土层合力作用点距支护桩底的距离为hai；

则所有土层总的合力作用点距支护桩底的距离为ha；

根据公式计算得，合力作用点至桩底的距离ha=1.62m。

6．基坑下的被动土压力计算

根据公式计算得Kp1=tan2（450+14.000/2）=1.64；

基坑下土层以上的土层厚度之和与水位深度进行比较∑hi=4.05>hwp=3.00,经比较可知，水位在本土层中；

上层土压力计算：

上层土的计算高度为：

3.00m；

上层土的土压力为:

σp1k上上=0.00kPa;

σp1k上下=0.00+17.80×3.00=53.40kPa；

根据公式计算得ep1k上上=0.00×1.64+2×10.00×1.641/2=25.60kPa；

根据公式计算得ep1k上下=53.40×1.64+2×10.00×1.641/2=113.08kPa；

式中c1----第一层土的粘聚力；

根据公式计算得第1层土上层土总的土压力为Ep1上=（25.60+113.08）×3.00/2=208.02kPa；

本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；

Hpi1上=2.23；

下层土压力计算：

下层土的计算高度为：

1.05m；

σp1k下上=σp1k上下=53.40kPa；

σp1k下下=53.40+（4.05-3.00）×21.00=75.45kPa；

下层土的土压力为：

根据公式计算得ep1k下上=53.40×1.64+2×10.00×1.641/2=113.08kPa；

根据公式计算得ep1k下下=75.45×1.64+2×10.00×1.641/2=149.20kPa；

式中c1----第一层土的粘聚力；

所以，第1层土下层土总的土压力为：

根据公式计算得Ea1下=（113.08+149.20）×1.05/2=137.70kPa；

本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；

Hpi1下=0.50；

∑Epi=345.72;

每一土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；

则所有土层总的合力作用点距支护桩底的距离为hp；

根据公式计算得，合力作用点至桩底的距离hp=1.54。

经过计算得出图如下：

7．验算嵌固深度是否满足要求

根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）的要求，验证所假设的hd是否满足公式；

1.54×345.72-1.2×1.00×1.62×223.05=101.24；

满足公式要求！

8．结构计算

1）结构弯矩计算

弯矩图（KN.m）

变形图（m）

悬臂式支护结构弯矩Mc=108.91kN.m；

2）截面弯矩设计值确定：

截面弯矩设计值M=1.25×1.00×108.91=136.13；

γ0----为重要性系数，按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）,表3.1.3可以选定。

10．截面承载力计算

1）材料的强度验算：

γx-----塑性发展系数，对于承受静力荷载和间接承受动力荷载的构件，偏于安全考虑，可取为1.0;

Wx-----材料的截面抵抗矩:

702.90cm3

σmax=M/（γx×Wx）=136.13/（1.0×702.90×10-3）=193.67MPa

σmax=193.67Mpa<[fm]=205.00Mpa;

经比较知，材料强度满足要求。

2）支护结构的挠度计算：

根据连续梁计算，最大挠度为:

0.10m。

六．钢板桩施工

1.材料选择

采用18号工字钢作钢板桩。

型号

尺寸（mm）

截面积

A单根（cm2）

惯性矩Ix

截面抵抗矩wx

宽度b

高度h

腹板厚d

翼缘厚t

单根（cm4）

单根（cm3）

18号工字钢

94

180

6.5

6.5

30.756

8144

509

2.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。

3.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。

4.施工工艺流程

基线确定定桩位钢板桩施打基础施工拔桩

5.操作方法

⑴、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。

⑵、定桩位。

按顺序标明钢板桩的具体桩位，洒灰线标明。

⑶、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。

⑷、钢板桩拔除。

基础浇筑完成待模板拆除后，即进行钢板桩的拔除。

由于基坑面积不大，故只采用振动锤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将桩拔除。

七．基坑监测措施

1．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。

2．基坑支护变形观测

（1）基坑支护水平位移观测

在基坑边坡顶上布置基线，同时又作为沉降观测点。

（2）基坑支护沉降观测

利用场区的高程水准控制点或独立水准点作为沉降观测的起算点，与以上点联测，构成基坑支护沉降观测网。

3．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），并与城市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：

首先自远离基坑的城市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。

八．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个施工过程。

坚持质量自检、互检、交接检“三检”制。

3．实行质量管理项目部负责制，配置专职质检员，具体负责质量管理工作。

严格按项目部管理体系进行施工管理。

4．钢板桩施打前必须进行选材，对有变形的进行矫正。

九．安全施工措施

1、基坑顶周边设置连续封闭的安全护栏，防止人员坠落。

2、靠近基坑周边严禁堆载，挖出的土方及时采用挖机接力式外翻卸荷措施。

3、开挖前，先进行围檩施工，做好支撑后才能开挖至设计深度。

4、为切实保证施工人员安全，树立“安全第一，预防为主”的思想，根据国家建设部颁发的安全检查评分标准制订具体措施。

5、建立安全保证体系，除企业已有的机构外，工地设立安全管理机构，工程项目设立安全小组、班组设安全员，形成一个健全的安全保证体系，工地的安全管理机构负责工地日常的安全工作，定期组织安全检查，对不符合要求的要及时发出整改通知，指导工程项目部和班组安全员的工作，对违章作业者进行批评教育和处罚。

6、优化安全技术组织措施，包括以改善施工劳动条件，防止伤亡事故和职业病为目的的一切技术措施，如积极改进施工工艺和操作方法，改善劳动条件，减轻劳动强度，消除危险因素，机械设备应设有安全装置。

7、机械操作人员必须持证上岗，各种作业人员应配带相应的安全防护用具及劳保用品，严禁操作人员违章作业，管理人员违章指挥。

8、施工中所有机械、电器设备必须达到国家安全防护标准，自制设备、设施应通过安全检验，一切设备应经过工前性能检验合格后方可使用，并由专人负责，严格执行交接班制度，并按规定定期检查保养。

9、凡进入现场的一切人员，均要戴安全帽，正确使用“三宝”。

要配合公司安全月检工作，工程项目部要实行周检，项目点要日检，施工中应抽检，及时消除安全隐患。

10、严格执行各项安全操作规程，施工前要进行安全交底，每月定期进行安全教育，加强工人的安全意识教育。

11、在主要入口处挂醒目的安全防火宣传语牌。

12、现场施工用高低压设备及线路，严禁电线随地走，所有电掣应有门、有锁，有危险标志。

严格执行《施工现场临时用电安全技术规范》的规定，现场采用“三相五线”制供电，执行“一机一闸一漏电保护开关”制度。

所有电器设备及金属构架均应按规定设置可靠的接零及接地保护，施工现场所有用电设备，必须按规定设置漏电保护装置，要定期检查，发现问题及时处理。

13、加强安全教育和监督，坚持经常性的安全交底制度，提高施工人员的安全生产意识，及时消除事故隐患。

14、在施工过程中，对地面沉降、支护位要定期观察测试，加强对支护的监控。

15、所有施工人员均应掌握安全用电基本知识和设备性能，用电人员各自保护好自用设备的负荷、地线和开关箱，发现问题及时找电工解决，严禁非专业电气操作人员乱动电器设备。

16、配电系统分级配电，本电箱、开关箱外观必须完整、牢固，防雨防尘。

17、多机作业用电必须分闸，严禁一闸多机和一闸多用，施工现场电缆、电线必须按规定架设，严禁拖地和乱拉乱搭。

18、各种机械要有专人负责维修、保养，并经常对机械运行的关键部位进行检查。

19、使用机械时，操作员要密切注意机上的仪器、仪表、指针是否超出安全范围，机体是否有异常振动及发出异响，出现问题应进行停电关机处理，不得擅离职守，隐瞒不报。

20、设备基础必须平稳、牢固，基本的锚固、支撑措施必须齐全，不得使用临时支撑，高大机械在多风季节前设缆风绳。