船厂基坑钢板桩支护土方开挖施工方案.docx
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船厂基坑钢板桩支护土方开挖施工方案
船厂基坑钢板桩支护土方开挖
施工方案
第一节工程概况
建设单位：
xx船厂（xx）有限公司
施工单位：
xx省xx建筑工程有限公司
设计单位：
xx省航运规划设计院
监理单位：
xx经济特区建设监理有限公司
监测单位：
中国科学院xx岩力学研究所岩土工程检测中心
勘探单位：
xx核力工程勘察院xx分院
xx船厂位于xx省xx市xx镇xx工业村，地处xx市西南部，位于xx出海口xx水道东岸，东临xx，南接xx镇，距xx市拱北30公里，西与xx一桥相连，北临xx镇，距xx城区20公里。
xx基坑深-9.2m，局部-11.2m，根据现场实际情况，与建设单位、设计单位及监理单位研究，决定采用上三米放坡开挖下六至九米用钢板桩进行支护，，以达到围护挡土的目的，提高xx施工的安全系数；其支护图纸由设计院进行设计完成。
第二节编制依据
xx市xx镇xx船厂工程船坞施工图（xx省航运规划设计院）
xx船厂船坞xx工程地质钻探说明（xx核力工程勘探院）
xx船厂厂区岩土工程勘察报告（xx工程勘察研究院）
xx船厂船坞xx钢板桩围堰设计图（xx省航运规划设计院）
《水运工程工程质量检验标准》JTS257-2008
xx船厂现场平面布置情况
第三节工程地质条件
xx公司在xx开挖前聘请了xx核力工程勘察院xx分院对xx进行了地质钻探,以了解xx的地质状况；对xx的支护和土方开挖进行指导，共钻探ZK1、ZK2、ZK3、ZK3、ZK4、ZK5六个点，（见图）其地质分布情况如下表：
分层名称
钻探点数据
ZK1
ZK2
ZK3
ZK4
ZK5
ZK6
素填土层
2.80
1.70
4.90
1.90
2.80
2.50
淤泥层
11.90
12.90
10.80
11.90
11.10
11.40
粘土层
1.90
1.70
0
0
0
0
强风化层
22.20
22.60
15.10
15.20
17.10
21.80
钻探布置图：
勘探点主要数据一览表
编号
勘探点类型
坐标
地面标高
（m）
钻孔深度
（m）
X
Y
1
鉴别孔
2465212.33
498430.183
1.42
42.05
2
鉴别孔
2465211.07
498452.548
1.89
39.9
3
鉴别孔
2465194.22
498429.166
1.66
31.9
4
鉴别孔
2465192.96
498451.53
1.42
29.9
5
鉴别孔
2465176.05
498428.145
2.21
31.7
6
鉴别孔
2465174.79
498450.509
1.65
36.8
第四节、基坑降水排水方案的设计
一、基坑降水排水方案总体技术思路
场地内对基坑施工有影响的地下水水位标高大概为-1.0～-1.20m以下。
（1）根据该场地地下水埋藏条件、基坑开挖深度、本工程实际情况以及场地附近地区已有的施工经验，利用放坡坡脚至-1.00设置渗水管排出明沟进行降低地下水位，即在基坑坑内南北向各布设一个集水井，从而满足基坑施工对降水、排水的要求。
（2）在基坑四周及时设置b=400mm，h=500mm的砖砌排水明沟，将沟中水引至集水井中。
（3）设自动排水装置4台50潜水泵抽水，将水抽出外河。
抽水期自挖土至基础回填土施工完停止。
二、地面防渗措施
1、基坑四周作好排水坡面，修筑排水沟，防止大潮汐水或雨水流入坑内。
2、临时施工道路面、基坑坡面用100～150厚C20素砼浇筑。
施工现场实行硬地化施工。
三、基坑四周地面沉降观测及其预防措施
因降水有可能造成地面附加沉降，但其附加沉降量不大，对周围建筑物、构筑物影响较小。
为安全起见，基坑四周地面设置观测点如图所示布置，以对地面沉降进行监测。
若地面沉降量较大，对相关建筑物造成影响时，需及时采取有效的保护措施。
第五节钢板桩支护设计思路及要点
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支护xx四周土方防止土方塌方，影响土方开挖，起到支护土方的作用。
设计要点如下：
一、采用长12m拉森Ⅳ型钢板桩；
二、钢板桩穿过淤泥层，桩尖进入粉质粘土层1米；
三、钢板桩外围沿基坑四周连续设置三道直径500水泥搅拌桩成封闭的止水帷幕；
四、为保证基坑安全，钢板桩内设置二道连续的双45C工字钢围檩以加强钢度及整体性；
五、基坑四角及中间做支撑。
第六节基坑稳定性换算
xx船厂基坑开挖深度为地面下9.2m，局部11.2m。
设计采用钢板桩支护结合放坡开挖措施。
放坡高度为3.2m，坡脚距坑边1.6m&5.4，坡度为45度&22度。
9.2m深基坑设两道支撑，11.2m深度坑设三道支撑。
计算水位为放坡底部（高程-1.5m），施工过程中，可配合浅层降水至-1.5m。
设计超载为15kPa。
11.2米和9.2米基坑均采用的钢板桩为15m长的SX18，其参数为：
宽600，惯性矩32400cm4/m，截面模量1800cm3/m，钢号为SY295（屈服强度为295MPa）。
以下对两种深度坑分别进行计算。
二、11.2m深度设计计算
1、设计参数
计算简图如下：
共设3道支撑，标高分别为-2.0，-5.0，-7.0。
场地地质条件和计算参数见表1。
表1CK74探孔地质条件和计算参数
土层
层底标高（m）
层厚（m）
重度（kN/m3）
（）
c（kPa）
填土
-0.3
2.5
17
10
5
淤泥
-14.1
13.8
16
16
4
砂质粘土
-16.9
2.8
18.8
19.8
17.1
砂岩
-31.9
15
20
25
50
2、计算结果
内力位移包络图
计算结果如下：
最大位移变形：
S=27.4mm
最大标准弯矩：
M＝230.5kN*m/m
第一道支撑最大轴力：
F=69.4kN/m
第二道支撑最大轴力：
F=245.6kN/m
第三道支撑最大轴力：
F=227.4kN/m
整体稳定性及坑底隆起等满足要求。
3、钢板桩强度检验：
SX18钢板桩，长度15米，惯性矩32400cm4/m,截面弹性模量1800cm3/m,
钢材材质SY295，则：
其最大抗弯能力：
M’＝1800*295/1000=531kN*m/m
安全系数:
K=M’/M=2.30>1.5（满足）。
三、9.2m深度设计计算
1、设计参数
计算简图如下：
共设2道支撑，标高分别为-2.0，-5.0。
场地工程地质情况见表2（CK76）
表2CK76探孔地质条件和计算参数
土层
层底标高（m）
层厚（m）
重度（kN/m3）
（）
c（kPa）
填土
-0.8
3
17
10
5
淤泥
-13.1
12.3
16
16
4
砂质粘土
-16.6
3.5
18.8
19.8
17.1
砂岩
-31.6
15
20
25
50
2、计算结果
内力位移包络图
计算结果如下：
最大位移变形：
S=54.6mm
最大标准弯矩：
M＝273.5kN*m/m
第一道支撑最大轴力：
F=164.7kN/m
第二道支撑最大轴力：
F=249.3kN/m
整体稳定性及坑底隆起等满足要求。
3、钢板桩强度检验：
SX18钢板桩，长度15米，惯性矩32400cm4/m,截面弹性模量1800cm3/m,
钢材材质SY295，则：
其最大抗弯能力：
M’＝1800*295/1000=531kN*m/m
安全系数:
K=M’/M=1.94>1.5（满足）。
四、备注
本次计算根据最新的地质勘探资料和设计资料进行的计算，选择了两个最不利的断面进行检验SX18型钢板桩均满足工程需要。
第七节施工组织计划
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：
第八节施工机械及设备
机械参数
机械名称
型号
数量
功率
使用部位
液压振动锤
MIL-2000
1台
45kw
安装于挖掘机上打钢板桩
履带式单斗挖掘机
W-1001
2台
1M3
挖槽、配合桩机作业及修路、吊液压振动锤
震动拔桩机
1台
45KW
拨钢板桩
气割机
4套
切割钢板桩
千斤顶
2台
100t
支撑顶管加压
电焊机
XD1-200
5台
2KVA
钢板桩接长
全站仪
NTS-312R
1台
测量放线
水准仪
1台
抄平、沉降观测
第九节钢板桩施工
一、材料选择。
尺寸（mm）
截面积
A单根
（cm2）
重量（kg/m）
惯性矩Ir
截面抵抗矩
宽度b
高度h
腹板厚t1
翼缘厚t2
单根
每米宽
单根（cm4）
每米宽（cm4/m）
单根（cm3）
每米宽（cm3/m）
400
170
15.5
10.5
99.14
77.73
193.33
4.025
31.963
343
2043
二、钢板桩检验。
由于本工程为钢板桩用于基坑的临时支护，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。
三、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。
四、施工工艺流程
基线确定定桩位钢板桩施打土方开挖围檩、角撑、支撑土方开挖
拔桩
五、操做方法
⑴、基线确定：
施工员用全站仪定出轴线，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，用20#槽钢固定钢板桩脚直线。
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，使桩端透过粘土层进入淤泥层。
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。
围檩、支撑、角撑
为加强钢板桩墙的整体刚度，沿钢板桩墙全长设置围檩，围檩用45C工字钢组成侧钢板桩作为支撑。
为稳妥起见，在钢板桩墙四个
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