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深基坑钢板桩支护方案

涿州市热电联产供热管网项目

一期工程第二标段

钢板桩支护方案

涿州市热电联产供热管网项目一期工程

第二标段工程项目经理部

2016年9月1日

一、编制依据4

国家、行业和地方规程、规范及标准4

相关施工方案

其他相关参考资料

2、工程概况

工程基本情况

本工程为涿州市热电联产供热管网项目一期工程第二标段，包括热力外线7200m，井室41座；小区热力站14座；小区外线。

建设单位：

涿州市京热热力有限责任公司

设计单位：

哈尔滨智能热电设计院

监理单位：

河北建信工程监理有限公司

施工单位：

北京城建道桥建设集团有限公司

深基坑开挖情况

本工程基坑施工共计41座。

基坑位于现况市政道路上，部分基坑尺寸较大，,部分基坑开挖深度超过5m，周边雨污水、燃气、电缆、电信等不可改移的地下管线限制，不具备自然放坡施工条件，为保证施工安全，施工中需根据基坑开挖情况对开挖的基坑进行支护。

工程地质和水文地质条件

根据《涿州城区地表水厂岩土工程勘察报告》勘察资料，规定所划分的地基土类型，将地基进一步划分为6个工程地质单元层。

各土层名称和特征分布如下：

（1）人工填土层（Q42+mi）：

①层素填土普遍分布于整个场地，①层杂填土。

素填土：

黄褐色，不均匀，稍湿，稍密。

以粉土为主，包含少量砖渣、灰渣、煤渣、植物根等。

厚度~，平均。

①层杂填土：

杂色，松散、稍湿，以建筑垃圾为主，包含砖块、灰渣。

厚度~，平均。

（2）第四系全新统冲击洪（Q42+al+pl）成因新近沉积地层包括②层粉土、③层粉砂、④层粉土、④1层粉质粘土，第四系全新统冲击洪土层（4Qpl+al）,包括⑤层细砂、⑥层卵石。

粉土、粉质粘土、粉细砂及卵石层交替成层积岩。

②层粉土：

灰黄；较均匀；稍密；稍湿；包含云母、铁染、炭质等；摇振反应迅速、韧性低、干燥度低，局部夹粉砂薄层。

层厚~，平均；底层标高~，平均;层底深度~，平均。

场地普遍分布。

③层粉砂：

灰白；较均匀；稍密；稍湿；颗粒成分以石英、长石、云母为主要矿物，颗粒级配一般，呈棱角及次棱角状，局部夹粉土薄层。

层厚~，平均；层底标高~,平均；层底深度~,平均.场地普遍分布。

④层粉土：

灰褐（局部褐灰）；较均匀；稍密-中密；湿；包含云母、铁染、炭质等，偶见砖渣、植物根；揺振反应中等，无光泽反应、韧性低、干强度低，局部夹粉质黏土薄层。

层厚~，平均;层底标高~,平均，层底深度~平均.场地普遍分布。

该层包含④1层粉质黏土夹层。

④1层粉质黏土（局部灰褐）：

褐灰；较均匀；软塑-可塑；包含铁染、炭质、姜结石，偶见砖渣，切面稍有光泽、无揺振反应、韧性中等、干强度中等，局部夹粉土薄层。

层厚~,平均;层底标高~,平均;层底深度~,平均.场地局部分布。

⑤层细砂：

灰白；较均匀；中密；饱和；颗粒成分以石英、长石、云母为主要矿物，颗粒级配一般，呈棱及次棱角状，局部夹中砂或粉砂薄层。

层厚~,平均;层底标高~,平均;层底深度~,平均.场地普遍分布。

⑥层卵石：

杂色；较均匀；中密-密实；饱和；矿物成分以花岗岩、碳酸盐类为主，级配一般，呈亚圆形；以中细砂填充，粒径一般约2cm-7cm，最大粒径一般约10cm,卵石含量约占70％。

该层最大揭示深度为,该层未揭穿。

3、支护设计

结构形式的确定

基坑开挖深度＞5米，基坑周边无影响钢板桩打设的地下管线及其他构筑物时，采用钢板桩支护施工，确保基坑快速、安全的开挖施工。

钢板桩适用于软弱地基和地下水位高且水量丰富的地区，具有强度高、阻水、施工简便、快捷等特点。

钢板桩采用桩长8~12米，36c工字钢钢板桩一丁一卯连续打设，入土深度倍桩长以上，由于竖井周边地下管线限制，钢板桩紧贴检查井外墙打设（为防止拔桩破坏结构和防水层，结构施工完成后，不再拔出）。

管道轴向每端超出检查井长度4米，首道围檩设置距钢板桩顶部2m处，采用45a工字钢切割成牛角作为拖件，36c槽钢对扣围檩并加设36c槽钢对扣八字撑。

在基坑开挖过程中结合现场实际情况确定需要加设围檩数量。

遇地下管线处，无法打桩时，在相邻桩间挂内外双层φ@100*100钢筋网片，锚喷支护。

如地下管线处或基坑侧壁地下水渗漏，配合超前小导管注浆止水。

施工工艺

施工准备→桩定位→钢板桩施打→围檩、支撑安装→挖土→防水施工→检查井底板钢筋绑扎→底板浇筑→围檩支撑拆除→竖井侧墙、顶板钢筋绑扎→浇筑侧墙、顶板→回填

施工方法

钢板桩检验

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，以便决定在计算时是否需要折减。

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，构件的拉伸、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。

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，使用前应进行矫正与修补。

其矫正与修补方法如下：

⑴、表面缺陷修补：

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。

⑵、端部平面矫正：

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，也可直接采用砂轮进行修理。

⑶、桩体挠曲矫正：

腹向弯曲矫正时两端固定在支承点上，用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。

若无矫正条件，一般对存在此类问题的桩体弃置不用。

⑷、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。

⑸、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、大锤敲击相结合的方法进行矫正。

⑹、锁口变形矫正：

用标准钢板桩作为锁口整形胎具，采用慢速卷扬机牵拉调整处理，或采用氧乙炔热烘和大锤敲击胎具推进的方法进行调直处理。

打桩机的选择

采用振动锤沉桩。

振动打桩机是将机器产生的垂直振动传给桩体，使桩周围的土体因振动产生结构变化，降低了强度或产生液化，板桩周围的阻力减少，利于桩的贯入。

振动打桩机打设钢板桩施工速度快，更有利于拔钢板桩，不易损坏桩顶，操作简单。

选择振动锤时，根据需要的振幅As和偏心力矩M0来进行选择。

需要的振幅As，按下列公式计算：

对粘性土、粉土：

式中N——桩尖所在土层的标准贯入值；

L——钢板桩长度（m）。

需要的偏心力矩M0，按下式计算：

（N·cm）（6-107）

式中Qp——钢板桩自重（N）；

As——板桩需要的振幅（mm）。

本工程打拔桩机为挖掘机（KATO1250）加振动锤改装而成，振动锤为曰产NPK－HP－7SXB型，激振力200kN，能满足施工要求。

钢板桩施打时，主要以标高控制为主，最终贯入度控制（mm/min）作为校核。

当标高到达设计深度后，而与最终贯入度相差比较大时，采取更换换更长钢板桩进行插打，直到贯入度小于5cm/min的要求。

导架安装

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，需要设置一定刚度的、坚固的导架，即“施工围檩”。

导架通常由导梁和导桩等组成，采用单层双面导架（下图所示）。

导桩的间距一般为~，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，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高工效，要用经纬仪和水平仪控制导梁的位置和标高。

打设钢板桩

本次钢板桩打设方法采用单独打入法，这种方法是从板桩墙的一角开始，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。

钢板桩打设步骤如下：

先用吊车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩，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，在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。

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。

打桩时，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，它可以起样板导向作用，一般每打入1m应测量一次。

打桩时存在的问题按照以下方法进行处理：

⑴、阻力过大不易贯入：

原因主要有两方面，一是在坚实的砂层、砂砾层中沉桩，桩的阻力过大；二是钢板桩连接锁口锈蚀、变形，入土阻力大。

对第一种情况，可伴以高压冲水或改以振动法沉桩，不要用锤硬打；对第二种情况，宜加以除锈、矫正，在锁口内涂油脂，以减少阻力。

⑵、钢板桩向打设前进方向倾斜：

在软土中打桩，由于锁口处的阻力大于板桩与土体间的阻力，使板桩易向前进方向倾斜。

纠正方法是用卷扬机和钢丝绳将板桩反向拉住后再锤击，或用特制的楔形板桩进行纠正。

⑶、打设时将相邻板桩带入：

在软土中打设钢板桩，如遇到不明障碍物或板桩倾斜时，板桩阻力增大，会把相邻板桩带入。

处理方法是：

用屏风法打设；把相邻板桩焊在导梁上；在锁口处涂以黄油减少阻力。

围檩、角撑安装

为加强钢板桩墙的整体刚度，对钢板桩设置围檩支撑，首道围檩设置距钢板桩顶部2m处，采用45a工字钢切割成牛角作为拖件，36c槽钢对扣围檩并加设36c槽钢对扣角撑。

在基坑开挖过程中结合现场实际情况确定需要加设围檩数量。

四、质量保证措施

质量管理机构

为确保本工程质量目标的实现，成立项目部质量管理领导小组，由项目经理任组长，技术负责人和执行经理任副组长，质检主管、技术主管和相关部门负责人组成。

各作业队设专职质量工程师，各班组设兼职质量员，形成三级质量管理的模式。

组织机构图如下所示：

图质量管理组织机构图

工程质量控制措施

（1）在施工前，施工技术人员必须对施工人员进行技术交底。

（2）特殊工种如电焊工等必须经资格考试取得相应级别的上岗证后方可上岗。

（3）所有使用的原材必须具备出厂证明、复试报告，并经监理工程师见证取样抽检合格后方可投入使用。

（4）按有关规范中要求的质量标准，操作方法和要求，合理地有条不紊地组织施工。

（5）施工中，贯彻三检制，每道工序必须经过施工队伍的自检，合格后上报项目质量监督部，由项目部质检人员进行检查，合格后上报监理工程师进行检查，监理工程师检查合格后方可进行下道工序的施工。

（6）施工中如发现设计问题时，应及时与建设单位、监理单位进行联系，接到设计院修改通知后方可施工，任何人不得任意擅自修改设计，坚持质量检查制度。

5、雨期施工措施

雨季施工措施

（1）在进入雨季前由各施工队组织一次检查，检查重点包括仓库，休息室，暂设棚是否牢固，能否经得起雨淋，是否有水泡、下沉倒塌危险，有危险的应采取加固措施。

（2）对电气设备、开关箱、临时变电所等电气设备和用电设备的防雨设施是否完备，用电设备的绝缘、接地是否良好，防雨设施是否安全可靠进行检查。

（3）周围排水沟是否畅通，防止雨水冲坏活动房。

土方施工

（1）基坑、沟槽开挖前要备好防洪器材和排水机械设备，防止工作面进水浸泡，挖土前要在基坑四周堆砌防汛沙袋，沙袋不低于500mm。

同时做好排水沟，防止区域以外的水流入。

（2）雨期施工时在基坑、沟槽工作面中适当位置加设集水坑，安设水泵，以利于雨水的排除。

（3）基坑开挖见底后，及时封底，并做好集水坑。

（4）土方开挖前要备好防洪器材和排水机械设备。

防止基坑、沟槽进水泡槽。

挖土前要在工作区域四周做好挡水埂、排水沟等截水排水设施,防止区域以外的水流入。

土方开挖宜从上到下分层分段依次进行,同时做成一定坡势,以利集水外排。

基底成型时宜在基层同时做好排水沟、集水井等抽排系统,下雨时及时排除落雨,防止雨水泡槽。

（5）要严防滑坡和边坡塌方。

（6）基槽挖好后要迅速协调组织好钎探、验槽等工作时间。

（7）基础混凝土施工时必须考虑随时准备遮盖挡雨和排出积水。

雨季施工设备管理

（1）进入施工现场露天存放的电气，仪表设备，如开关盘柜电动机都要有防雨设施，从业主单位领出的电气，仪表设备，要尽快运入库房或建好的厂房内。

以减少露天存放增加防护设施费用。

（2）在雨季所有施工用电设备（电焊机、卷扬机、砂轮机等）都应有防雨设施。

（3）所有进场其它设备，不允许放在低洼地方，防止被水浸泡。

雨季施工对材料的管理

（1）进入现场的保温及耐火材料不要放在低洼潮湿的地放，存放时应垫起，用苫布盖好，不要使材料受潮和雨淋。

（2）在仓库内保管的焊接材料，要保证离地离墙不少于300mm距离，室内要通风干燥，以保证焊接材料在干燥的环境下保存。

（3）露天存放的钢材下边应用道木或方木垫高，避免被水浸泡。

雨季焊接管理

（1）根据本工程的特点，室外焊接量很大，为了保证焊接质量，施焊部位都要有防雨棚，雨天没有防雨设施不准施焊。

（2）雨季期间更应加强对焊条烘干管理，焊材要按焊接工艺要求进行烘干，烘干后的焊条拿到操作地点要有保温筒，防止受潮，现场存放时间不宜过长。

（3）对已敷设完成的管道端头进行封堵，防止泥沙流入管内。

雨季施工安全工作

（1）雨季施工期所有用电设备都要有接地保护。

（2）在雨季使用用电设备的操作者，由于地面潮湿，要穿绝缘胶鞋和戴绝缘手套操作，防止触电。

（3）雨季施工安全工作很重要，领导要引起重视，同时要按安全操作规程执行。

六、应急预案

为确保项目部的生产安全，创造良好的环境秩序，预防和应对潜在突发事件或事故的发生，最大限度的避免一旦发生突发事件或事故后能够及时进行应急救援，最大限度降低生产安全事故给企业和从业人员所造成的损失，根据《中华人民共和国安全生产法》和本公司《生产安全事故应急救援预案》,结合本工程特点制定安全预案。

项目部根据公司要求设立安全值班室，保证现场及值班室24小时有人值班。

值班室标明公司、项目应急救援组织通讯联系人的电话。

生产安全事故报告程序：

事故现场第一发现人→项目部应急救援人员→工程处生产安全事故应急救援组织。

工程处生产安全事故应急救援组织

生产安全事故应急救援程序：

生产安全事故→保护现场→控制事态→组织抢救→疏导人员→调查了解事故情况及伤亡情况→向上级有关部门汇报。

紧急情况发生后，根据事件的性质，有必要的拨打报警电话；事态较轻的、对社会和居民生活无影响的，要向保卫部报告，同时填写紧急异常情况事故报告书，再由保卫部根据事故情况，向北京市路政局及其他上级主管部门上报。

项目经理部管理人员接到伤害事故报告后，应立即组织抢救受伤人员，指导现场急救或送专门医院抢救，并组织人员救险，防止险情扩大，尽最大努力减少拖延时间，把损失降低到最低限度。

项目部应急救援物资存放在6#小室北侧办公、生活区内。

施工项目部应急救援小组及职责

成立应急抢险救援指挥领导小组：

组长：

项目经理

副组长：

生产副经理、项目总工

组员：

项目部员工

（1）现场负责人

基坑发生坍塌、突泥突水、火灾、瓦斯爆炸、有害气体浓度超标等险情后，施工现场负责人立即将人员撤离至安全地段。

现场负责人应立即电话通知应急领导小组组长。

（2）应急救援指挥小组组长

组长接到险情后，分析紧急状态确定相应报警级别，启动应急预案程序、应急抢险救援指挥系统立即投入运作，在现场设立指挥场所，相关人员到位，组织实施抢险工作。

必要时采取措施防止坍塌、突泥突水、火灾、瓦斯爆炸、有害气体浓度超标等事态扩大，将人员和机械迅速撤出危险区。

（3）应急救援指挥小组副组长

协助组长组织应急所需资源满足现场应急需求，与企业外应急响应人员、部门、组织和机构进行联络。

组织本单位的相关管理人员对危险源进行风险评估，定期检查日常工作和应急响应准备状态

（4）危险源风险评估组

由项目总工程师负责，相关部门人员参加；评估施工现场以及生产过程的危险源的风险，指导安全部门对安全措施落实和监控、减少和避免危险源的事故发生、完善危险源的风险评估资料信息、为应急响应的评估提供科学、合理、准确的依据；为应急响应提供及时的应急响应支援措施。

（5）现场抢救组

由项目经理负责，相关部门人员参加，根据伤员情况，制定抢救方案，联系就近医疗单位设备、医务人员会同项目抢救人员，进行现场抢救处置工作。

（6）技术处理组

由总工程师负责相关人员参加，工程部协助提供技术支持，制订其可操作性的施工应急响应方案，为事故现场提供有效的技术储备、图纸。

应急预案启动后，根据事故现场的特点，及时向应急总指挥提供科学的工程技术方案和技术支持文件。

（7）伤员营救组

由副经理负责，相关部门人员参加，根据伤员情况，制定伤员营救方案、进行事故现场伤员的营救、转运等工作，联系就近医疗单位进行妥善的营救治疗工作。

（8）消防灭火组

消防灭火组由安质部部长成担任组长，相关部门人员参加，制定灭火方案，组织施工现场人员，进行事故现场的灭火工作。

（9）后勤供应组

后勤供应组由财务、物资设备管理部门负责人担任，制订物资计划，检查、监督、落实物资的储备情况。

应急预案启动后，按应急总指挥的部署，有效地组织应急响应物资资源到施工现场。

（10）善后工作组

组长由经理负责，相关部门人员参加。

主要做好伤亡人员及家属的抚恤工作，确保事故发生后伤亡人员及家属思想能够稳定。

做好受伤人员医疗救护的跟踪工作，协调处理医疗救护单位的相关矛盾。

与保险单位一起做好伤亡人员及财产损失的理赔工作。

慰问伤员及家属。

（11）事故调查组

事故调查组组长由副经理担任，相关部门人员参加，主要保护事故现场、对现场的有关实物资料进行取样封存、调查了解事故发生的主要原因及相关人员的责任、按“四不放过”的原则对相关人员进行处罚、教育，总结。

应急事故的报告及抢修救援程序

事故现场应急抢修、救援流程

地面沉降应急救援措施

a.做好施工前的施工准备工作，对施工人员进行施工技术，安全技术交底，从思想上首先确立质量和安全意识；

b.施工过程中，同时应保证道路的运行安全，由专人负责检测道路的行车情况和路面是否发生沉降等情况。

c.在基坑通过路面设置监测点，根据掘进位置定期进行测量，发现沉降超过预警值后应立即停止作业，找出原因并采取相应措施后才继续施工。

根据不同的预警状态采取的相应措施

　①施工监测发出黄色预警时，报告监理、建设单位、道路监管部门。

分析原因，查找问题根源，从基坑超前预注浆、基坑初支施工的各个工序进行加强，设专人监督，及时进行基坑初衬背后注浆处理，使基坑与土层之间密贴，纠正沉降偏差，保证地面道路稳定，加强监测改为每8个小时测一次直到预警解除。

②施工监测发出橙色预警时，报告监理单位、建设单位、设计单位、道路监管部门、并加强监测改为每4个小时测一次直到预警解除。

会同监理单位人员、设计单位人员等，对施工措施、施工工艺等检查、讨论和完善，结合现场土质、基坑覆土厚度实际情况或变化，调整、优化施工方案，组织经验丰富的施工人员，把每个工序的施工、检查、验收协同进行，有效缩短基坑封闭时间，并对沉降超限位置进行二次或三次补浆，直至偏差得到纠正。

③施工监测发出红色预警时，立即停止施工，报告监理单位、建设单位、设计单位、道路监管部门。

基坑停止施工后，针对沉降超限区域，立即采取、洞内和地面注浆加固措施，加强监测改为每2个小时监测一次，若采取加固措施后未明显改善变形趋势，应及时组织专家论证，排查原因并根据专家意见进行处理，同时派专人进行全天地面巡查，发现险情立即报告。

④一旦发生沉降超过允许值范围，地面道路出现变形等紧急状况，必须立即停止施工，封闭基坑掌子面，报告监理单位、建设单位、设计单位、道路监管部门、交通部门。

组织人员进行现场疏导，设置交通标志，使社会车辆避开危险区域，联系道路设计单位、评估单位、养护单位，对道路或挡墙进行综合评估，启动联动救援机制，迅速采取措施进行抢修，保证道路交通安全。

基坑内沉降超限的应急措施

施工时，建立严密的基坑内和地表沉降的监控量测体系，随时反馈监测信息，指导基坑施工，具体措施如下：

（1）立即停止开挖施工，封闭所有施工掌子面，第一到达现场的人主要负责人应承担临时指挥责任，使相应人力、物力等资源在第一时间配送到事故现场。

（2）项目部立即调动充足的应急材料，以控制事态发展。

并立即对事故做出相应的评价和应急处理措施同时组织施工人员进行工程救险。

（3）根据确定的控制措施重新制定或调整施工工艺和施工组织，进行施工交底，严格落实各项措施。

基坑内塌方的应急措施

1）开挖掌子面发生坍塌时立即停止施工同时组织人、机、物等资源准备进行抢险施工

2）迅速封闭工作面（喷射混凝土，形成止浆墙），同时在塌方处理设注浆管，压注水泥浆固结土层。

待水泥浆凝固强度上来后，方可进行基坑的施工。

要加强对塌方处的监测频率，随时收集资料以便采取措施。

3）立即组织人员对施工撑子面进行封闭，防止事故的进一步恶化，同时立即上报主管部门，针对不同的塌方情况制定不同的施工方案，对现场情况进行处理。

4）如塌方出现在路面下，应立即组织人员对地面上的行人，车辆进行交通疏导，避开危险路段，防止行人、车辆陷入造成二次事故。

5）如果塌方出现伤人的情况，应立即对伤员进行抢救，同时拨打120急救电话，将伤员尽快送到附近的医院抢救。

6）应急抢修时，项目部成立由项目经理带队的抢险突击队，人数为15～20人，每个人要有明确的分工。

并准备好充足的工具、材料，以备需要时使用。

7）出现事故后及时向领导汇报，不得瞒报事故。

掌子面发生坍塌后立即将坍塌情况进行记录同时上报产权单位，以便于各单位、部门间相互协调制定相对应的加固措施。

路面

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