钢板桩基坑支护施工方案.docx
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钢板桩基坑支护施工方案
新建邮轮配送冷库工程
钢
板
桩
基
坑
支
护
施
工
方
案
江苏圣丰建设有限公司
2014.3.14
1编制依据………………………………………………………3
2工程概况……………………………………………………..3
3工程地质水文情况…………………………………………..3
4基坑支护结构设计……………………………………………4
5基坑支护结构的主要技术参数及技术要求………………..8
5.1钢板桩………………………………………………………8
5.2支撑体系……………………………………………………8
6钢板桩支护施工……………………………………………..9
6.1钢板桩支护施工流程………………………………………9
6.2钢板桩的吊运及堆放……………………………………9
6.3钢板桩的打设……………………………………………10
6.4基坑土方开挖……………………………………………11
6.5内支撑安装………………………………………………12
6.6基坑排水降水措施………………………………..……12
6.7拔桩………………………………………………………12
7基坑监测………………………………………………………13
8基坑验收……………………………………………………13
9施工注意事项及要求………………………………….……14
10深基坑施工安全措施………………………………..……15
11应急救援预案…………………………………………………15
12基坑工程钢板桩支护计算书……………………………………17
1编制依据
行业标准《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）；
行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）；
国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）；
上海市宝山区新建邮轮配送冷库工程施工图纸。
2工程概况
本项目位于上海市宝山区安达路241号，总建筑面积13480.89㎡.
由总图可知室外地面绝对标高4.4m为该处相对标高±0.000，现场自然土面标高约为4.3m，则开挖深度为2.1m；开挖平面尺寸在结构尺寸的基础上每边加1m，即基坑长度135m，基坑宽度50.5m。
本工程普遍采用管桩基础，目前全部完成，基坑开挖边线距北面①~老建筑加工车间最近距离为2.6m，为防止新建工程基坑开挖土方时影响老建筑基础土方，造成老建筑产生位移、不均匀沉降。
3工程地质水文情况
3.1地质条件
拟建场地地貌类型为滨海平原，已施工的勘探孔最大深度为45m在此深度范围揭露的地基土均属第四纪沉积物。
从其结构特征，土质不同和物理力学性质的差异可划分为9个层次。
层序
土层名称
1
填土
2
粉质粘土
3
淤泥质粉质粘土
4
砂质粉土
5
淤泥质粉质粘土
6
淤泥质粘土
7
粉质粘土
8
粘质粉土夹粉质粘土
9
粉质粘土
10
砂质粉土
11
粉质粘土
3.2水文条件
场地已经填整。
场地地表水主要为雨水，江水。
该工地为于黄浦江边缘，地下水位较高。
4基坑支护结构设计
该工程基坑根据地质资料A~B轴线交1~18轴线不宜采用自然放坡开挖，且考虑到开挖土体卸荷后对已完成的相邻管桩基础有不利影响，基坑必须采取支护措施，先支护、后开挖。
（一）钢板桩围护受力计算
1、资料数据：
1）桩顶高程4.40m，地下最高水位1.30m；
2）开挖地面高程2.3m，开挖深度2.1m；
3）根据坑内、外土的天然容重加全平均值1、2均为18.5KN/m3;内摩擦角加全平均值Φ为31；粘聚力加全平均值c为3；孔隙比e为0.83。
4）地面超载q=18.5KN/m。
计算主动土压力系数Ka和被动土压力系数Kp
2、内力计算
1）作用于钢板桩上的土压力强度及压力分布见下图
Ka=tg2（45-Φ/2）=tg2（45-31/2）=0.32
Kp=tg2（45+Φ/2）=tg2（45+31/2）=3.12
板桩外侧均布荷载换算填土高度h0=q/r=1.0m
假定钢板桩上土压力为零点的点为反弯点，设其位于开挖面以下y处，则有：
y=[2•Ka•（H+h0）]/[1•Kp-2•Ka]
=[18.5×0.32×（4+0.5+1）]/[18.5×（3.12-0.32）]
=0.629m
钢板桩顶处：
a=（q+z）•Ka=（18.5+0）×0.32=5.92kPa
开挖面钢板桩处：
b=（q+z）•Ka=（18.5+18.5×4.5）×0.32=32.56kPa
则,Ea1=H•a=4.5×5.92=26.64KN/m
Ea2=H/2•（b-a）=4.5/2（32.56-5.92）=59.94KN/m
Ea3=y/2•b=0.629/2×32.56=10.24KN/m
主动土压力:
Ea=Ea1+Ea2+Ea3=61.93KN/m
2）计算钢板桩最小入土深度
主动土压力作用点距钢板桩桩顶距离为：
h1=[Ea1•H/2+2Ea2•H/3+Ea3•（H+y/3）]/Ea
=（26.24×2.25+59.94×3+10.24×4.71）/61.93=1.97m
则，由x3-（6••••Ea•x）/[1•（Kp-Ka）]-[6••••Ea•（H+y-h1）]/[1•（Kp-Ka）]=0
得，x3-5.67x-12.25=0，x=2.09m
钢板桩最小入土深度为：
t=1.4×（y+x）=1.4×（0.629+2.09）=2.719m
钢板桩最小长度为：
T=2.3m+2.719m=5.019m，满足所选钢板桩长度不小于6m的要求。
3）计算土压力对钢板桩的最大弯矩
钢板桩最大弯矩距零点距离为：
X'=[2•Ea/1•（Kp-Ka）]1/2={（2×96.82）/[18.5×（3.12-0.32）]}1/2=1.93m
土压力对钢板桩的最大弯矩：
Mmax=Ea•（H+y+X’-h1）-[1•（Kp-Ka）•t]/6
=96.82×（4.5+0.629+1.93-2.97）-[18.5×（3.12-0.32）×6.67]/6
=338.31KN•m
4）钢板桩抗弯验算：
拉森Ⅳ型钢板桩截面抵抗弯矩W=2270cm3,其折减系数取=0.8，则
max=Mmax/W=338.31×103/0.8×2270=186.3＜[ƒ]=200MPa，满足要求。
3、稳定性验算
1）基底抗隆起稳定性分析
计算抗隆起安全系数Ks可按下式对其进行验算：
Ks=（2•t•Nq+cNc）/[1（H+t）+q]
先求地基承载力系数Nq和Nc
Nq=etgΦtg2（45+Φ/2）=etg31tg2（45+31/2）=20.631
Nc=（Nq-1）/tgΦ=（20.631-1）/tg31=32.671
则,Ks=（18.5×6.67×20.631+3×32.671）/[18.5×（4.5+6.67）+18.5]
=11.74﹥1.7,满足规范要求。
拟采用槽型钢板25#桩作为基坑围护体系，桩长6米，嵌入基坑底土体约4m。
基坑内侧由上口共设置一道围檩及拉撑，围檩及拉撑采用C25#槽钢。
水平位置为基坑钢板桩顶，横向贯通，电焊焊接牢固，并在老建筑墙壁上开洞，拉杆C25#槽钢穿过墙洞与老房子框架柱背面连接牢固，拉杆间距@6000左右。
基坑顶部适当位置用砌块砌筑排水沟，用以拦截地表水，并排出场外，基坑底部沿支护桩侧用砌块砌筑临时排水沟，基坑底部各拐角点设置集水井，用以排除基坑内积水，积水一律排入厂区管网内。
5基坑支护结构的主要技术参数及技术要求
5.1钢板桩
（1）材料要求
钢板桩选用槽型25#，截面抵抗矩W=2270cm3；
进场钢板桩需进行外观检验及桩身缺陷矫正；
施打前板桩咬口处宜涂抹黄油以保证施打的顺利和提高防水效果。
（2）打桩作业要求
宜选择对周围影响较小的静力压桩；
为保证板桩的垂直度及咬口闭合，选用屏风式打入法；
为保证转角处咬口的闭合可通过轴线或板桩块数来调整。
（3）拔桩作业要求
宜选用静力进行拔桩；
为防止拔桩后地面沉降及对其它构筑物的影响，应及时回填。
5.2支撑体系
（1）材料要求
型钢均采用Q235-B级。
（2）构件的连接
①支撑体系的节点均采用平接方式进行焊接。
所有节点内角处还应加设水平长度为300mm的连接钢板。
②构件连接处采用接触边满焊，焊缝高度不小于8mm。
③在围檩与支撑连接处的腹板上加焊厚度为10mm的肋板，以增强腹板的稳定性及抗扭刚度。
（3）为使围檩与板桩之间接触紧密，传力均匀，水平支撑杆件设置时应在相应部位对围檩施加预加应力。
（4）为保证水平支撑体系的安装精度及施工便利，基坑开挖至支撑高度后，应在板桩相应部位设置钢牛腿，围檩及支撑构件安装就位及校核高程后方可进行构件节点的连接，钢牛腿的尺寸及型号详见施工图纸。
（5）钢制构件的施工及安装应有严格的质量检验措施，质量检验应符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）的规定。
6钢板桩支护施工
6.1钢板桩支护施工流程
钢板桩的打设虽然在基坑开挖前已完成，但整个板桩支护结构需要等地下结构施工和回填完成后，在许可的条件下将板桩拔除才算完全结束。
因此，对于钢板桩的施工应考虑打设、挖土、支撑、地下结构施工、回填、支撑拆除及板桩的拔除。
6.2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，注意保护锁口免受损伤。
钢板桩应堆放在平坦而坚固的场地上，必要时对场地地基土进行压实处理。
在堆放时要注意：
（1）堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便；
（2）钢板桩要按型号、规格、长度、施工部位分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；
（3）钢板桩应分别堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3～4m，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2m。
6.3钢板桩的打设
施工机械采用25T吊车。
（1）打桩围檩支架（导向架）的设置。
为保证钢板桩沉桩的垂直度及施打板墙墙面的平整度，在钢板桩打入时应设置打桩围檩支架，围檩支架由围檩及围檩桩组成。
围檩采用双面布置形式，双面围檩之间的净距应比插入板桩宽度放大8～10mm，如果对钢板桩打设要求较高，可沿高度上布置双层或多层，这样对钢板桩打入时导向效果更佳。
下层围檩可设在离地面约500mm处。
围檩支架采用槽钢。
围檩与围檩桩之间用连接板焊接。
（2）钢板桩打设
单桩打入法以一块或两块钢板为一组，从一角开始逐块插打，直至工程结束，这种打入方法施工简便，可不停顿地打，桩机行走路线短，速度快。
但单块打入易向一边倾斜，误差积累不易纠正，墙面平直度难控制。
①先用吊车将钢板桩吊至插点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩帽，轻轻加以锤击；
②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；
③为防止锁口中心线平面位移，可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桩的位置，以便随时检查校正；
④开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精度，以便起到样板导向作用，故每打入1m应测量一次，打至预定深度后应立即用钢筋或钢板与围檩支架焊接固定。
（3）钢板桩如遇转角或封闭合拢。
由于板桩墙的设计长度有时不是钢板桩标准宽度的整数倍，或板桩墙的轴线较复杂，或钢板桩打入时倾斜且锁口部有空隙，这些都会
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