支护钢管桩施工方案.docx
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支护钢管桩施工方案
一、工程概况
该工程位于新野县文化广场西侧，北距书院西路约100米左
右，拟建建筑物共4栋，1#楼高25层，2#楼高19层，均有一
层地下室，其中1#楼基坑开挖深度7.8米，2#楼基坑开挖深度
6.8米。
拟建场地交通便利，工程环境条件较好。
为了施工安全，按
照《建设工程安全生产管理条例》规定，按照《建设工程安全生
产管理条例》之规定，特制定本方案进行基坑支护。
附：
钢管护坡桩平面位置图
二、工程地质与水文地质条件
2.1工程地质条件
根据岩土工程勘察报告，地质情况如下：
①杂填土（Q
ml）：
灰褐色-褐黄色，松散，稍湿，上部含少量混凝
土块、砖瓦碎片杂质，下部主要成份以粉土为主，含少量植物根系数。
该层土在场地内均有分布，与下伏土层呈突变接触；层底埋深
0.6-0.9m，层厚0.6-0.9m，平均层厚0.7m。
②粉土（Q
4
al+pl）：
黄褐色，稍湿，稍密状，干强度差，韧性低，
轻微摇震反应，光泽反应较差，土体中含少量暗红色铁锰质结核及黑
色染斑。
该层土在场地内均有分布，与下伏土层呈突变接触，层底埋
深3.7~4.0m，层厚2.8-3.1m，平均层厚3.0m。
1
③细砂（Q
4
al+pl）：
黄色，稍湿-饱水，稍密，上部含少量泥质成份，
砂粒成份以石英、长石为主，砂中含少量云母及其它暗色矿物质，局
部地段夹约10-20cm左右的粉土薄夹层，呈透镜体状。
该层土在场地
内均有分布，与下部伏土层呈渐变接触，层底埋深6.5-7.1m，层厚
3.2-4.1m，平均层厚3.7m。
al+pl
④中砂（Q
4
）：
黄色，饱水，稍密状，成份以石英岩、石英砂
岩为主，砂粒成份以石英、长石为主，砂中含少量云母及其它暗色矿
物质，该层土在场地内均有分布，与下伏土层呈渐变接触，层底埋深
17.1-17.8m，层厚10.1-10.5m，平均层厚10.4m。
⑤粗砂（Q
3
al+pl）：
黄褐色，饱水，中密，砂粒成份以石英、长石
为主，偶见砾石，分选均匀。
该层在本场地内均有分布，与下伏地层
呈渐变接触。
层底埋深19.4-19.8m，层厚1.9-2.3m，平均层厚2.2m。
al+pl
⑥含砾粗砂（Q
2
）：
黄褐色，饱水，中密-密实，砾石含量约
10%左右，成份以石英岩、石英砂岩为主，粒径约在0.2-0.4cm左右，
磨圆度一般；砂粒成份以石英、长石为主，分选性一般，级配不良。
该层土在场地内均有分布，与下部土层呈渐变接触，层底埋深
30.1-30.7m，层厚10.5-11.0m，平均层厚10.8m。
⑦泥质含砾粗砂（Q
2
al+pl）：
灰黄色，饱水，密实，泥含量约
25.3%-28.9%左右，成份以石英岩、石英砂岩为主，呈半胶结状。
该
层土在场地内均有分布，与下部土层呈渐变接触，层底埋深
2
39.4-39.8m，卵石层厚8.9-9.8m，平均层厚9.8m。
⑧含卵砾砂（Q
al+pl）：
黄褐色，饱水，密实，卵石含量18.8-21.3%1
左右，卵石成份以石英岩、石英砂岩为主，直径约在2-10cm左右，
磨圆度较差。
该层层底未揭穿，最大揭露厚度10.5m。
2.2水文地质条件
本次勘察期间实测场地内地下水静止水位埋深5.1m左右，地下
水年变幅1.0-2.0米，地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝
土结构中钢筋具微腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
2.3地层概化及各土层设计参数选取
为便于分析和计算，整个场地各层土的厚度及物理力学指标
均按勘察报告中提供的平均值取用。
根据业主提供的勘察报告，参照《建筑基坑支护技术规程》
JGJ120/99参考数据，该场地基坑支护设计参数按下表选取。
基坑支护设计参数取值表
层
号
地层名称层厚（m）
γk
（KN/m2）
2）
fk
（Kpa）
E
S
（Mpa）
C、φ报告取值
CK（Kpa）φK（度）
②粉土3.017.21006.210.417.0
③细砂3.7101405.6026
④中砂10.4101607.0025.7
三、周边环境状况
该基坑周边环境具体情况如下：
①号楼西侧：
基坑西侧距围墙约5.7米左右。
3
②号楼西侧：
基坑西侧距围墙约9米左右。
因此，根据基坑开挖深度，场地工程地质与水文地质条件及
周边环境状况，按照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120/99标准，
判定本基坑的安全等级为二级。
四、深基坑支护类型选择
深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定，而且要满足变形
控制要求，以确保基坑周围的建筑物等的安全。
如今支护结
构日臻完善，出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方
法。
根据本工程实际情况，采用锚杆支护的同时，东坡距6
层楼建筑物较近，可采用钢管桩、喷锚的支护形式，东坡钢
管桩挡土的支护结构布置如下：
（1）钢管桩直径108mm，桩
距0.5；
（2）钢管桩采用2排，间距为0-0.4m梅花形布置；
（3）钢管打入以后采用高压注浆。
使沙层和钢管胶结，增
加边坡稳定性，钢管内部沙浆密实，增加钢管桩的钢性。
五、深基坑支护土压力
深基坑支护是近些年来才发展起来的工程运用学科，新
的完善的支护结构上的土压力理论还没有正式提出，要精确
地加以确定是不可能的。
而且由于土的土质比较复杂，土压
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力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关，要精确地
确定也是比较困难的。
目前，土压力的计算，仍然是简化后
按库仑公式或朗肯公式进行。
常用的公式为：
主动土压力：
Eα=1/2γH2tg2（45°-Φ/2）-2CHtg（45°-Φ/2）+2C2/γ
式中：
Eα——主动土压力（KN），γ——土的容重，
采用加权平均值。
H——挡土桩长（m）。
Φ——土的内摩擦
角（°）。
C——土的内聚力（KN）。
被动土压力：
EP=1/2γt2KPCt
式中：
EP——被动土压力（KN），t——挡土桩的入土
深度（m），KP——被动土压力系数，一般取K2=tg2（45°-
Φ/2）。
由于传统理论存在些不足，在工程运用时就必须作经验
修正，以便在一定程度上能够满足工程上的使用要求，这也
就是从以下几个方面具体考虑：
1、土压力参数：
尤其抗剪强度C/Φ的取值问题。
抗剪
强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法，前者采用总
应力C、Φ值和天然重度γ（或饱和容量）计算土压力，并
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认为水压力包括在内，后者采用有效应力C、Φ及浮容量γ
计算土压力，另解水压力，即是水土分算。
总应办法应用方
便，适用于不透水或弱透水的粘土层。
有效应力法应用于砂
层。
2、朗肯理论假定墙背与填土之间无摩擦力。
这种假设
造成计算主动土压力偏大，而被动土压力偏小。
主动土压力
偏大则是偏安全的，而被动土压力偏小则是偏危险的。
针对
这一情况，在计算被动土压力时，采用修正后的被动土压力
系数KP，因为库仑理论计算被动土压力偏大。
因此采用库仑
理论中的被动土压力系数擦角δ，克服了朗肯理论在此方面
的假定。
可以求得修正后的KP是：
KP=〔CosΨDCosδ
[KF）]-Sin（Ψo+δ）SinΨo〕2
式中是按等值内摩擦角计算，对粘性土取ΦD=Φ是根据
经验取值，δ一般为1/3Φ-2/3Φ。
3、用等值内摩擦角计算主动土压力。
在实践中，对于
抗深在10m内的支护计算，把有粘聚力的主动土压力Eα，
计算式为：
E=1/2CHtg2（45°-Φ/2）+2C2/γ。
用等值内摩擦角时，按无粘性土三角形土压力并入Φo，
E=1/2γH2tg（45°-Φ/2），而E=E由此可得：
tg（45°
6
-[SX（]Φo2=rH2tg2（45°-Ψ/2）-4CHtg（45°-Ψ/2）
+4C2/r2rH2
4、深基坑开挖的空间效应。
基坑的滑动面受到相邻边
的制约影响，在中线的土压力最大，而造近两边的压力则小，
利用这种空间效应，可以在两边折减桩数或减少配筋量。
六、钢管桩的设计
该工程支护结构主要采用钢管桩的设计方案，桩的直径
为108mm，桩间距为0.5m.考虑基坑附近建筑物的影响，支
护设计时，参照部分支护结构设计的相关情形取地面均布载
荷q=10KN/m：
1、桩上侧土压力：
①桩后侧主动土压力，因为桩后土
为三层（素填土、粉质粘土、粉质粘土）所以计算时采用加
权平均值的C、Φ、γ，Φ=21.32，得：
Eα
=4.7H2-2.76H+108.49；②桩前侧被动土压力：
因为桩前侧
土为两层（粘土层、粉质粘土层），所以计算时应采用加权
平均值的C′、Φ′、γ′，得：
EP＝33.89676t2+104.5t；
③均布载荷对桩的侧压力：
由公式Eq＝qKaH，得：
Eq=18.672H.
2、桩插入深度确定：
计算前须作如下假设：
（1）锚固
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点A无移动；
（2）钢管桩埋在地下无移动；（3）自由端因
较浅不作固定端，按地下简支计算。
3、建立方程：
对铰点（锚固点）A求矩，则必须满足：
ΣMA=0
所以有：
1KEP（23t+h-a）=Eq〔23（h+t）-a〕+Ep（h+t2-
α）q
式中：
K为安全系数，取2，得：
8.31t3+82.97t2-138.75t=114.12
4、插入深度及柱长计算：
根据实际情况t取最小正解；
t=2.99m.
6、根据《建筑结构设计手册》及综合地质资料，取安
全系数为1.2，所以桩的总长度为：
L=h+1.5t=6+1.2♀
2.99=16.99（m）
7、锚拉力的计算：
由于桩长已求出，对整个桩而言，
由于力平衡原理可以求出A点的锚拉力，ΣFA=0，即：
Eα
+Eq=Ep+TA，取t=2.99解得：
TA=194.35（KN）
七、结论
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因此支护钢管桩桩长为17米。
钢管护坡桩的布置见附
图。
八、场地条件及场地布置
1、施工用电、用水、临时设施
2、本工程砂浆现场搅拌，设二台注浆机，三台SH30钻机。
九、施工组织机构及管理
为实现优质高效、安全低耗完成施工任务，设立项目经理负
责制的项目经理部，对本工程进行项目法施工管理。
人员组织及劳动力配置情况见下表：
序号工序工种数量备注
1钻机操作机械工3
相互配2水泥浆搅拌专业3
合、调
3注浆专业3
整作业
4钢管及钢筋制作电焊工1
十、施工主要机械设备
施工主要机械设备见下表：
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序号规格名称型号规格数量备注
1钻机SH303
2搅拌机3503
3电焊机315A1
十一、施工进度计划
预计每天完成13根桩，15天完成全部工作量。
十二、施工技术
1、施工方法
根据设计的技术参数，场地的工程地质条件，结合以往我公
司施工的类似工程经验，本工程的工程桩施工拟采用SH30原土
自然造浆护壁成孔。
300公斤大锤强夯措施，保证成桩质量。
2、施工工艺
施工工艺：
测量定位——钻机就位——钻进成孔——打入钢
管——注浆——桩头钢筋串联焊接
十三、施工质量保证措施
1、现场准备好各种类型的孔内事故处理工具，备足施工原
材料和器具、设备配件。
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2、现场水、电须接到位，并确保水、电畅通无阻。
3、成孔施工质量措施
A、做好桩位超前测定，并使用钢钎对桩位附近地基土进行
地下障碍物探测，确保施工顺利进行。
B、钻机安装必须做到对中、水平、稳固，天车中心、转盘
中心与桩位中心必须保持“三点一线”，钻进时经常检查钻机安
装水平变化情况。
C、选用经试成孔后确认的能保证设计桩径的钻头且平直度
好的钻具成孔。
D、在进尺较快孔段和软硬换层孔段要控制钻压，防止孔斜
的发生。
E、钻孔钢管桩施工，邻桩成孔距离小于4d时，必须隔桩施
工。
根据以上成孔措施，做好孔径、孔斜检测，对每机队施工的
第一个钻孔进行孔径、孔斜检测，以检查各机队班组对成孔工艺
技术掌握程度。
十四、保证原材料质量措施
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1、钢管供应至现场，每批进场钢材都要有“质保书”。
2、电焊条机械性能必须满足国家标准，采购时必须索要质
保书。
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