工字钢钢板桩+消防水池专项施工方案.docx

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工字钢钢板桩+消防水池专项施工方案

消防水池专项施工方案

消防水池工程为有效容积300m3的方形钢筋混凝土水池，100厚C15素砼垫层，200mm厚C25钢筋砼底板、200mm厚侧墙，150mm厚C25现浇盖板，底板、侧墙、顶板砼均采用抗渗砼，抗渗等级P6。

主要施工工序为：

I36c工字钢钢板桩支护→基坑开挖→修筑临时道路→底板浇筑→侧墙、顶板砼浇筑→回填→拔除I36c工字钢钢板桩。

一、基坑开挖、支护

1、基坑开挖

根据地勘报告，静止水位埋深为1.50～3.82m之间，水位标高在781.43～783.14m之间。

现场实际开挖后，地下水位于现状地面下1.0m，可采取明排水的方法排除地下水。

由于开挖范围受场地制约，消防水池结构边线西侧1.5m为项目部办公楼，如果采取直接放坡，基坑上口线将处于办公楼基础内部，势必影响办公楼结构的稳定性，

如放坡太小就不能保证边坡的稳定，现拟采取工字钢支护措施直槽开挖。

沟槽底尺寸每侧应大于结构边线1.5米。

消防水池沟槽最深达到4.0米，由于钢板桩在土方开挖之前施工，所以挖掘机采取一次开挖至设计标高。

先将开挖土方甩至沟槽上部，最后将堆积的开挖土方全部运走。

槽底预留20cm土层由人工铲除，槽底高程设高程控制桩，挂线控制槽底高程。

根据本工程施工现场情况，施工工作面十分紧张，土方开挖后没有多余的场地进行土方堆积，土方全部由自卸汽车外运，运距暂按10KM计，土方回填时再回运。

2、基坑支护（附图）

现拟采用I36c工字钢顺消防水池基坑四周开挖线连续排列，一顺一丁，支撑结构应牢固可靠，强度和稳定性符合要求。

消防水池基坑的开挖深度约为4.0m，I36c工字钢桩长9m垂直地打入槽底以下5m，钢板桩在土中的埋深为5m，外露长度为：

4.0m。

为加强钢板桩墙的整体刚度，在钢板桩四个角用325#钢管进行角撑施工（附图），以保证钢板桩整体稳定性。

（附计算书）

施工材料、设备：

本工程采用履带吊振动锤设备组对施工区域进行钢板桩插拔工序。

I36c工字钢的规格：

高度：

360mm,宽度：

140mm，厚度：

14.0mm，理论重量：

71.341Kg/m。

设备需要：

300的高压泵一台及相关配套设备、50吨履带吊一台、120KW振动锤一台、一台电焊机等辅助设备若干。

施工工艺：

基线确定→定桩位→I36c工字钢钢板桩施打→角撑 →土建施工→ 拔桩I36c工字钢。

采用履带吊吊起振动锤，通过连接把钢板桩送到振动锤的夹嘴当中夹住钢板桩，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。

通过振动锤高频振动，使土壤液化把钢板桩打入地下，一根连一根，最后形成钢板墙，做到挡土、防塌方。

如果遇到坚硬的石块，可在钢板桩内侧焊上无缝钢管，连接高压泵，进行水刀引孔辅助施工。

土建工程完毕后即进行钢板桩的拔除，采用较大型的吊车与振动锤配合来进行I36c工字钢钢板桩的拔除，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，依靠附加起吊车的作用将桩拔除。

I36c工字钢钢板桩拔除后留下的桩孔，必须即时做回填处理，回填一般用填入法，所用材料为中砂。

3、基坑排水

消防水池靠近迎泽湖，基坑实际开挖后，地下水位于现状地面下1.0m，且回填土为建筑垃圾，透水性强，降水比较困难。

现拟采取明排水的方法排除地下水。

消防水池排水施工，要设置明排水沟以及集水坑，坑内积水要及时用水泵排走。

排水沟沿消防水池基础边缘四周设置，工程做法：

50cm宽，深：

30cm，采用碎石进行回填，利用碎石良好的排水性能进行汇集水。

集水坑在4个角各设置一个，材料采用废柴油桶，桶壁进行凿眼处理，便于汇集积水，采用污水泵抽水，安排2人进行24小时不间断排水，排水时间从沟槽土方开挖完成至回填土完毕。

如遇到开挖土方下雨时，及时用彩条布将边坡进行覆盖，防止雨淋及塌方。

沟槽两侧沟顶要修筑围堰，以防地面水流入沟槽。

4、开挖注意事项

开挖基坑前要先进行测量放线，即放出按控制桩控制的基础开挖边线，然后方可正式开挖。

开挖沟槽时，向司机进行详细交底，内容包括：

沟槽断面、地下电缆线位置。

施工要求：

挖机行进及作业过程中，应由专人指挥，并配备测量人员随时进行测量，防止超挖或欠挖。

二、垫层、底板、侧墙、框架柱、顶板

1、C15素砼垫层

消防水池基础为素土夯实，基底密实度达到要求后浇筑100厚C15素砼垫层。

2、钢筋砼底板

（1）模板

消防水池基础底板厚度为200mm，防水导墙施工缝留设在底板面以上300mm处，墙中间位置设置通长凹槽，凹槽中间固定20×30mm遇水膨胀止水条。

底板侧模采用15mm厚木胶合板作为模板，300mm高外墙模板采用15mm厚木胶合板，背楞龙骨为50×100mm方木。

基础底板预埋II级螺纹钢Φ20mm钢筋做地锚支撑，埋深：

150mm，间距1000mm。

施工时要注意以下几点规定：

①施工时使用的模板必须有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠的承受施工荷载。

②在底板侧模安装前，必须在清洗后的素砼垫层面上，根据消防水池边线样桩，正确划出模板内侧位置的墨线，再根据浇筑高度立模，并支撑固定。

③模板在使用时必须表面平整，接缝严密，不得漏浆。

④模板构造应当简单，在拆装时方便，待砼达到设计强度后可拆除。

不得使新浇注的砼在拆模时受到振动而损伤。

（2）钢筋

根据图纸尺寸准确计算钢筋下料长度。

钢筋的表面应洁净，使用前应将表面油渍、漆皮、鳞绣等清除干净.钢筋应平直，无局部弯折，成盘的钢筋和弯曲的钢筋应调直。

Ⅰ级钢筋其末端应做弯钩，弯钩的弯曲直径应大于受力主筋的直径，且不小于箍筋直径的2.5倍，平直部分的长度不宜小于箍筋直径的3倍。

①钢筋绑扎

绑扎前应先熟悉施工图纸，绑扎时，应详细检查钢筋的直径、间距、位置、搭接长度。

上层钢筋均用马凳筋支撑固定，间距1.0m，使之在浇灌过程中不发生错位。

各受力钢筋之间绑扎接头位置应相互错开。

钢筋绑扎采用铅丝，绑扎头和外露头均向下。

且绑扎牢固，不得有松动，变形现象。

②钢筋焊接

采用搭接电弧焊，两钢筋搭接段应预先折向一侧，使两结合钢筋轴线一致；焊接采用双面焊，不得已时方可单面焊，双面焊缝的长度不应小于5d，单面焊缝的长度不应小于10d（d为钢筋直径）。

（3）底板砼浇筑、施工缝设置

底板砼浇筑至底板以上30cm处。

砼采用商品砼，砼罐车运输，汽车泵浇筑，插入式振捣器振捣密实，平板振动器辅助振捣振平。

底板砼应连续浇筑，当必须接茬时应将前端留坡捣实，在施工时，先确定一次浇注长度，在沉降缝处断开。

砼振捣要密实，表面平整，石子不外露。

表面用木抹搓平，确保纵坡达到设计要求。

在侧墙底板砼以上30cm处施工缝处通长设置凹槽设遇水膨胀止水条，规格为20×30mm，止水条具有遇水膨胀的性能，且膨胀速率缓慢，膨胀率较大，可达到原体积的2.5倍。

其作用主要是在混凝土浇筑后，止水条遇水后缓慢膨胀，填充缝隙，使接缝达到密实止水的效果。

浇筑侧墙时，应对施工缝表面进行凿毛、清理干净、并用清水冲洗，浇水湿润，再刷素水泥砂浆一层，以保证结合良好。

砼浇筑后要及时进行养护工作，以防砼出现裂缝现象。

3、侧墙

侧墙支摸体系均采用50×100mm方木，间距≤300mm，模板采用15mm木胶合板，竖向次背楞采用50×100mm方木，间距为200mm，横向主背楞为Φ48×3.5双钢管，间距为400mm，用穿墙螺杆及3形卡固定，采用Φ14止水对拉螺栓，墙体下部第一道螺杆距地200mm，止水螺杆横向间距为400mm，竖向间距为400mm。

①底板砼强度达到50%时，方可绑扎墙身钢筋，支墙身模板，经检验合格后浇注墙身砼。

②顶板砼浇注时要注意二次收浆抹面，并薄膜覆盖养护，砼强度达到设计强度的100%时才能拆除模板。

③模板采用15mm厚木胶合板，内外模采用穿透螺栓连接，螺栓中间加焊止水片。

模板的安装拆卸可用人工搬迁位移。

④砼为商品砼，采用罐车运至施工现场，用泵车浇注侧墙。

砼浇注应分层进行，每层厚度30cm为宜。

振捣必须使砼密实，不漏振，使内部气泡全部排出，表面泛浆不沉落，方可移动振动，避免出现蜂窝麻面现象。

⑤拆模方法：

拆卸模板连接螺栓、穿透螺栓。

平行墙体用人工撬离墙体，不可上下撬模板，以防损坏模板和墙体。

⑥砼养护可覆盖草帘或塑料薄膜，覆盖草帘应保持昼夜湿润，浇水不能太多以防基底浸软下沉，破坏墙体。

覆盖塑料薄膜要盖严不漏气，砼凝固产生水化热，遇外面塑料薄膜即产生水珠，自然养护砼，对基底和砼都有益，砼养护首选塑料薄膜覆盖，养护期不少于14天。

4、顶板模板支撑架搭设

顶板板下立杆间距900×900；水平杆步距1.2m，扫地杆距楼地面200；纵横不超过5000mm加设一道剪刀撑，剪刀撑斜杆与地面或楼层面夹角为45°～60°。

模板支撑架搭设应放线抄平，梁架立杆每排间距按上设计排放，并采用纵横向横杆与满堂架拉结牢固。

且纵横向剪刀撑必须按要求搭设。

纵横向按每3m设置一道，由底到顶全高设置。

水平向剪刀撑在距楼板底300mm高度搭设一层。

5、柱模板

（1）300×300矩形混凝土柱模板

柱模板采用15mm厚木模板，横向主背楞采用Φ48×3.5双钢管，间距为300，竖向次背楞采用50×100木枋，按柱截面宽度和高度方向分别设置4道竖向次背楞，采用M14止水对拉螺杆，柱截面宽度方向设置4道对拉螺杆，柱截面高度方向设置2道对拉螺杆，具体做法见下图：

6、预埋件

预埋件埋设前应根据消防水池控制轴线重新放线，不得依模板边定位预埋件。

预埋件就位应挂线抄平就位，固定采用将埋件锚脚与结构钢筋焊接牢固或采用短钢筋将埋件钢板固定的结构钢筋上。

结构侧面埋件应在支模前将埋件固定在钢筋上，吊线安装，保证埋件进出位置。

7、预留孔洞

预留孔洞应在支设模板前在结构楼面和模板上弹出预留孔洞边线，再安装模板，孔洞模板边应对撑牢固，支承点间距不大于600。

对撑可使用顶撑钢管调节。

洞口模板支设完成后，应检查洞口尺寸和标高，并测量对角较差。

8、回填

侧墙背后填土，应在墙身混凝土强度达到75%设计强度时方可进行，要求分层压实，不得采用大型机械推土筑高一次压实法，不得只在一侧压填，必须两侧对称进行。

为了减少消防水池墙身两侧填土的沉降量，改善消防水池四周地面的平顺性，应以砂性土回填侧墙以外局部范围，并分层压实。

每层压实厚度不大于20cm。

附：

计算书

钢板桩规范计算书

本计算依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）。

1.地质勘探数据如下：

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序号h（m）

（kN/m3）C（kPa）

（°）m（kN/m4）计算方法土类型

17.0419.5012.0030.00480水土合算垃圾

23.4919.2010.0012.0035000水土合算垃圾

33.2619.2010.0012.0035000水土合算填土

43.0319.2010.0012.0035000水土合算填土

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表中：

h为土层厚度（m）,

为土重度（kN/m3）,C为内聚力（kPa）,

为内摩擦角（°）。

基坑外侧水标高-1.00m，基坑内侧水标高-4.00m。

2.基本计算参数：

地面标高0.00m，基坑坑底标高-4.00m，

计算标高分别为-4.00m处。

侧壁重要性系数1.10。

桩墙顶标高0.00m，

桩墙嵌入深度5.00m，

桩墙计算宽度1.00m。

桩墙顶标高以上放坡级数为0级坡。

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序号坡高m坡宽m坡角°平台宽m

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3.地面超载：

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序号布置方式作用区域标高m荷载值kPa距基坑边线m作用宽度m

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一、第一阶段,挖土深4.00m，挡土桩（墙）呈悬臂状,计算过程如下：

第1阶段主动、被动水土压力合力图

1.作用在桩（墙）的主动土压力分布：

第1层土上部标高0.00m，下部标高-3.50m

Ea1上=（19.50×0.00）×tg2（45-30.00/2）-2×12.00×tg（45-30.00/2）

=-13.86kN/m2（取0.0）

Ea1下=（19.50×3.50）×tg2（45-30.00/2）-2×12.00×tg（45-30.00/2）

=8.89kN/m2

第2层土上部标高-3.50m，下部标高-6.50m

Ea2上=（19.50×3.50+19.50×0.00）×tg2（45-30.00/2）-2×12.00×tg（45-30.00/2）

=8.89kN/m2

Ea2下=（19.50×3.50+19.50×3.00）×tg2（45-30.00/2）-2×12.00×tg（45-30.00/2）

=28.39kN/m2

第3层土上部标高-6.50m，下部标高-7.04m

Ea3上=（19.50×3.50+19.50×3.00）×tg2（45-30.00/2）-2×12.00×tg（45-30.00/2）

=28.39kN/m2

Ea3下=（19.50×3.50+19.50×3.00）×tg2（45-30.00/2）-2×12.00×tg（45-30.00/2）

=28.39kN/m2

2.作用在桩（墙）的被动土压力分布：

第3层土上部标高-4.00m，下部标高-7.04m

Ep3上=（19.50×0.00）×tg2（45+30.00/2）+2×12.00×tg（45+30.00/2）

=41.58kN/m2

Ep3下=（19.50×0.54）×tg2（45+30.00/2）+2×12.00×tg（45+30.00/2）

=73.15kN/m2

3.土压力为零点距离坑底距离d的计算：

桩的被动、主动土压力差值系数为：

B=（（73.15-41.58）-（28.39-28.39））/0.54=58.48kN/m3

d=0.00=0.00m

4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：

D点以上土压力对桩（墙）土压力的合力：

Ea=（0.00+8.89）×3.50/2.0+

（8.89+28.39）×3.00/2.0

=71.49kN/m

D点以上土压力对D点的力矩（梯形转为矩形与三角形计算）：

Ma=（8.89-0.00）×3.50/2.0×（3.00+3.50/3.0）+

8.89×3.00×（0.00+3.00/2.0）+（28.39-8.89）×3.00/2.0×（0.00+3.00/3.0）

=134.12kN.m/m

5.悬臂桩嵌入D点以下距离t的计算：

合力Ea到D点的距离：

y=134.12/71.49=1.88m

根据规范4.1.1条得到桩（墙）需要的总长度为7.50m

6.最大弯矩的计算：

而经过积分运算得到

最大正弯矩Mumax=0.00kN.m/m，发生在标高0.00m处；

最大负弯矩Mdmax=-322.84kN.m/m，发生在标高-10.09m处。

考虑到桩（墙）的计算宽度为1.00m

最大正弯矩Mumax=1.00×0.00=0.00kN.m，发生在标高0.00m处；

最大负弯矩Mdmax=1.00×-322.84=-322.84kN.m，发生在标高-10.09m处；

钢板桩截面强度验算书

钢板桩最大弯矩为191.6kN.m

钢板桩最大剪力为86.1kN

钢板桩面积为23600mm2

钢板桩截面抵抗矩为2037000mm3

钢板桩抗弯强度fy=200N/mm2

钢板桩抗剪强度fv=115N/mm2

钢板桩弯曲应力Sigma=M/W=191.6*100000/2037000

=94.1

抗弯强度合格!

抗剪强度一般不需验算!

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