钢板桩施工方案.doc

浙江长永建设有限公司 钢板桩支护施工方案浙江好当家电器办公楼工程钢板桩支护施工方案编制人 职务（职称） 审核人 职务（职称） 批准人 职务（职称） 浙江长永建设有限公司二O一一年五月浙江好当家电器办公楼工程钢板桩基坑支护施工方案目录1编制依据22工程概况23工程地质水文情况24基坑支护结构设计35基坑支护结构的主要技术参数及技术要求35.1钢板桩35.2支撑体系46钢板桩支护施工46.1钢板桩支护施工流程46.2钢板桩的吊运及堆放56.3钢板桩的打设56.4基坑土方开挖76.5内支撑安装76.6基坑排水降水措施106.7拔桩107基坑监测118基坑验收129施工注意事项及要求1210深基坑施工安全措施1211基坑工程钢板桩支护计算书1412应急救援预案15 一、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(JGJ12099)；国家标准钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）；浙江好当家电器办公楼工程钢板桩围护施工图纸。二、工程概况1、地理环境：本工程位于慈溪市新浦镇新胜路1号,在原老厂房拆除后重建;东临晓荣电器厂,南靠输气站,西侧为好当家电器厂,北为新胜路; 本工程周围环境复杂.2、工程设计：拟建好当家电器办公楼建筑面积：8416平方米，半地下室建筑面积：1223平方米，地上建筑面积：7193平方米；建筑层数为：6层；总高度26.9米;本工程占地面积为:1678平方米.本工程局部半地下室，几何形状曾凸字形，二边大小规则，半地下室顶板面标高-0.03m，底板面标高-3.55m，长度尺寸62.7m，宽度尺寸21.9m，底板厚0.4m，垫层厚0.1m,半地下室外侧剪力墙厚0.25m;6-9轴/H-G轴外有一消防水箱长15.7米,宽8米,板面标高-4.5米,4-6轴/C-E轴和10-13轴/C-E轴二处各有一个电梯井,长5.638米,宽5.159米,板面标高-6.15米;按业主指定的办公楼室内地面为本工程的0.000，现场自然土面标高约为-1.5m，则开挖深度见下表:开挖部位和名称设计标高土方开挖深度实际开挖深度工程量1-16轴/A-G轴底板-3.55米3.55+0.4+0.1= 4.05米4.05米-1.5米=2.55米3500立方米7-10轴/G-H轴底板-4.5米4.5+0.4+0.1=5.05米5.05米-1.5米=3.55米445.88立方米坑中坑电梯井-6.15米6.15+0.4+0.1=6.55米6.55米-1.5米=5.05米211立方米承 台-3.55米3.55+1.3+0.1=4.95米4.95米-1.5米=3.45米500立方米地 梁-3.55米3.55+0.75+0.1=4.4米4.4米-1.5米=2.9米85立方米本工程普遍采用钻孔灌注桩基础，目前施工基本完成。三、工程地质水文情况1地质条件根据钻探揭露，场地地层可分为：人工填土层、耕表土层、第四系海陆交互相沉积层、。现场为原拆除的老厂房200厚砼地面，下铺塘碴约1米厚。在8米长钢板桩埋深的范围，地基土的构成和分布特征：(1/)人工填土层杂色，以回填的碎石块和塘碴及粘性土为主，该层全场分布，平均厚度为11.3米。(1)粉质粘土黄褐色，软可塑状，中压缩性,含铁锰质结核,无摇振反应,稍有光滑,干强度中等,韧性中等,该层全场分布,平均厚度为1.52.0米,层底高程为1.0左右,土的平均锥尖阻力,为0.9MPa,土层均匀性好。(2)淤泥质粉质粘土灰色，流塑状，高压缩性，局部夹粘质粉土薄层。无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。该层全场分布；土层厚度0.81.2米,层底高程为-0.13米0.17米,土的平均锥尖阻力为0.6MPA.土层均匀性一般. (3)粘质粘土灰色，很湿湿,中密状,局部稍密状,中压缩性,局部夹淤泥质粉质粘土.摇振反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低,该层全场控制,土层厚度18.219.2米,层低高程-19.13-18.03米,土的平均锥尖阻力为5.16MPA,标准锥入试验实测平均击数为14击,土层均匀性一般. 2水文条件场地地表水埋深较浅,勘察期间在钻探孔内测得地下水稳定水位在地表以下1米左右,主要为接受大气降水,地表水渗入补给的潜水,以蒸发方式排泄和向附近河流侧向迳流排泄为主.地下水动态与大气降水及地表径给流补给、农田灌溉等关系密切，地下水位随气候、季节及环境影响明显，地下水预计年迹变幅为1、5左右。场地弱承压水主要分布于第三层粘质粉土，含水层渗透性较好。据资料：承压水受上游侧向径流补给，富水性好，具有明显的埋藏深、污染小、水量大的特点，承压水呈季节性变化，最低水位在每年八月，最高水位在每年三月。在长期浸水条件下对钢筋混凝土结构中钢筋有弱腐蚀性；对钢结构有弱腐蚀性。四、基坑支护结构设计本工程半地下室基坑围护按主体结构要求分布主要有三块，A: 开挖深度为2.55米的大面积支撑围护体系,B:开挖深度为3.55米的消防水池支撑围护体系;C:开挖深度为5.05的电梯井坑中坑支撑围护体系，且考虑到周边环境,开挖土体卸荷后对已完成的相邻建筑基础有不利影响，基坑必须采取支护措施，先支护、后开挖。1、 半地下室钢板桩：按设计采用25a型槽钢桩作为基坑围护体系，总桩长8米，桩顶标高-1.5米,嵌入基坑底土体5.45m、4.45 m、(坑中坑电梯井)5.85 m 。基坑内侧设置一层围檩及内支撑，围檩采用上下二根32a型槽钢，用缀板电焊连接;内支撑60912钢管角撑采用40610钢管支撑;围檩支撑顶标高-2.0米.2、 坑中坑电梯井钢板桩: 按设计采用25a型槽钢桩作为基坑围护体系，总桩长8米，桩顶标高-4.05米,嵌入基坑底土体5.85m、4.45 m。基坑内侧设置一层围檩及内支撑，围檩采用上下二根32a型槽钢，用缀板电焊连接;内支撑32510钢管围檩支撑顶标高-5.05米.3、 在基坑顶部钢板桩外侧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。五、基坑支护结构的主要技术参数及技术要求1、钢板桩(1)材料要求钢板桩租用25号长8米槽钢，数量1300根左右；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)打桩作业要求根据地质分析和我公司在慈溪地区的施工经验,我项目部选择对周围影响较小的一台履带式振动锤施打；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)拔桩作业要求选用一台履带式振动锤进行拔桩；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。2支撑体系(1)材料要求型钢均采用Q235-B级。(2)构件的连接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。构件连接处采用接触边满焊，焊缝高度不小于8mm。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。六、钢板桩支护施工钢板桩施工总体布署：围护施工总则:先围护、后支撑; 钢板桩先转角后中间，先短边后长边;先主撑,后斜撑的原则施工.1、 施工总体布署：先按照围护图纸要求，对施工场地进行平整，放出围护桩和支撑的灰线，用一台200型挖掘机进行挖土，挖至围护支撑底的设计标高-2.5米左右，我项目部对租用的钢板桩进行进场，堆放整齐检查合格后，沿施打路线放好钢板桩导架，用一台履带式振动锤打桩机进行施打，施打过程中用二台经纬仪严格控制钢板桩的垂直度，施工路线从1/A轴开始向G轴方向进行7/G轴7/H轴10/H轴10/G轴16/G轴16/A轴1/A轴完成闭合，钢板桩施工一个纵向轴线后，同时进行围檩施工，围檩施工完成，进行609主撑施工焊接，主撑安装完成后进行两边八字撑焊接施工；待-1.5米处所有围护支撑安装完成后,报监理进行质量验收,合格后进行基坑土方开挖,待挖至坑中坑电梯井标高后,进行测量放线定位,按上部围护施工步骤进行钢板桩坑中坑施工;土方开挖完成,马上进行垫层施工,把坑中坑的底板砼施工完成,进行回填后,拔出坑中坑支护钢板桩,进行上部底板施工,底板砼完成后,进行浇捣换撑砼,换撑带达到强度要求后,拆除钢管支撑,顶板及外墙防水施工,回填地下室外侧土方,进行钢板桩拔除施工,清理装车外运归还钢板桩.2、 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。测量放线挖除钢板桩和支撑位置的原厂房地面砼打钢板桩内支撑安装土方开挖至基坑底设计标高-4.05米测量放出坑中坑电梯井围护位置打钢板桩内支撑安装土方开挖至基坑底设计标高-6.15米电梯井钢筋砼底板与导墙施工外壁防水层施工、回填土方拆除内支撑钢板桩拔除-3.55钢筋砼剪力墙和地下室顶板浇筑外壁外壁防水层施工、回填土方拆除内支撑钢板桩拔除3、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34m，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。4、钢板桩的打设施工机械采用40T履带吊车，配合振动锤及200KW施工。(1)打桩支架（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。打桩围檩支架图(见附图)(a)平面布置(b)剖面1围檩桩；2围檩；3钢板桩；4连接板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810mm，由于本工程对钢板桩打设要求一般，沿高度上布置一层支架，这样对钢板桩打入时导向起到控制作用。围檩支架采用H型钢。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。先用吊机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；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，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；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)钢板桩的转角和封闭合拢。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，这些都会给板桩墙的最终封闭合拢带来困难，采用轴线修整法解决。轴线修整法通过对板桩墙闭合轴线设计长度和位置的调整，实现封闭合拢，封闭合拢处最好选在短边的角部。具体作法如下：沿长边方向打至离转角桩约沿有8块钢板桩时暂时停止，量出至转角桩的总长度和增加的长度；在短边方向也照上述办法进行；根据长、短两边水平方向增加的长度和转角桩尺寸，将短边方向的围檩与围檩桩分开，用千斤顶向外顶出，进行轴线外移，经核对无误后再将围檩和围檩桩重新焊接固定；在长边方向的围檩内插桩，继续打设，插打到转角桩后，再转过来接着沿短边方向插打两块钢板桩；根据修正后的轴线沿短边方向继续向前插打，最后一块封闭合拢的钢板桩，设在短边方向从端部算起的第三块板桩的位置处。5、内支撑系统安装基坑内侧由上至下共设置二层围檩及内支撑和角撑，钢板桩围护梁采用二根32a槽钢，用缀板电焊连接，内支撑与角撑采用60912钢管做为主撑,采用40610钢管做为角撑。第一层位置为基坑顶往下0.5m，第二层电梯井坑中坑-4.55m;主撑用32510钢管;（1）钢板桩围护梁施工：在打好的钢板桩上弹出-1.8米的水平线，根据32号槽钢的长度,用直径25长400的钢筋在水平线上焊好临时支撑点,用塔吊吊起,进行第一根槽钢围护梁安装就位,槽钢的开口向基坑内;平面紧贴钢板桩,用J40.50的电焊条进行围护梁和钢板桩之间焊接牢固,对钢板桩和槽钢不紧贴部位用钢契打紧后，在进行电焊；在围护梁上放出主撑和角撑的位置,按照设计要求在槽钢的内侧焊上四块厚10长334宽200的钢板,钢板间距200;在用同样的方法安装另外一根槽钢,二根合并后,在槽钢的上下用缀板厚10长300宽200进行电焊连接,主撑和角撑处用一块厚10长300宽800的钢板用电焊连接固定,增加围护梁的钢强度;在设置内外槽钢时接头要相互叉开,严禁在同一个断面内设置;整个围护梁焊接完成后,在围护梁的阴阳角部位加设一块厚100长300宽600的钢板焊接加固角部处理;（2）钢管主角撑施工:放好三根钢管主撑6轴、11轴、和G/H轴处的主撑位置，凿除钢构柱支撑桩上的砼，标出水平线，用气割进行割除多余部份角钢，在钢构柱顶上，焊好厚12长650宽650的钢板；吊起预先加工好的609的钢管，按放线位置安装电焊连接，完成后在主撑上放出角撑的位置，按图纸要求预先加工完成钢板，进行牛腿焊接安装，安装完成后进行角撑钢管安装焊接施工，先焊接主撑部位，再焊接牛腿部位，由于电焊和加工的精度，在牛腿和角撑间会产生大小不一的空隙，采用钢锲钉紧后在进行电焊；6轴和11轴的主撑和角撑距离在21左右，钢管长度是9米，一根无法满足要求，在钢管接头部位增加6根板条焊接加强处理；（3）钢板基坑钢板桩支护平面布置见附图钢板基坑钢板桩支护断面图钢板桩与内支撑连系节点图牛腿焊接详见大样图6、基坑土方开挖土方开挖应配合内支撑的安装分三次进行出土，选用2台斗容量1m3的挖机于基坑顶作业，较深部位的掘土换用1台长臂挖机施工；出土没有外运到新胜路北则堆场内，用于场内回填。第一次掘土，从自然土面(-1.5m高程)向下挖1.5m;在-3.0处铺设路基板,用一台挖机下到坑底进行接力挖土;第二次掘土，从-3.0米层向下挖至-0.71.7米m,及时控制标高和轴线,放出坑中坑的位置,进行围护施工,待施工完成后,在进行坑中坑挖土；第三次掘土，用长臂挖机在坑外进行电梯井深基坑挖至坑底，并预留人工清理土层厚度约30cm。最后一次掘土，挖土机械应小心砼桩外露部分，不得破坏。土方开挖完成后，应立即排除积水，平整填实后及时浇筑砼垫层进行固化保护。 7.基坑排水降水措施根据地勘资料，本场地地下水位较浅，现场局部开挖施工过程中可见有地下水涌出，因此污水处理水池深基坑开挖前与开挖过程中，需采取相应排水降水措施，以确保基坑施工的安全。在基坑开挖前，沿开挖边线外布置轻型井点降水，降水井的作法见附图：在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。基坑顶与基坑内的排水沟和集水井的布置见基坑钢板桩支护平面布置图中所示。8、拔桩（1）拔桩顺序对于封闭式钢板桩墙，拔桩的开始点离开桩角5根以上，必要时还可间隔拔除。拔桩要点：拢桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的阻力，然后边振边拢。对较难拔出的板桩可先用柴油锤将桩振打下100300mm，再与振动锤交替振打、振拔。为及时回填拔桩后的土孔，在把板桩拔至此基础底板略高时（如500mm）暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分；起重机应随振动锤的起动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限；供振动锤使用的电源应为振动锤本身电动机额定机功率的1.22.0倍；对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续工作不超过1.5h。（2）桩孔处理钢板桩拔除后留下的土孔应及时回填处理，特别是周围有建筑物、构筑物或地下管线的场合，尤其应注意及时回填，否则往往会引起周围土体位移及沉降，并由此造成临近建筑物等的破坏。七、基坑监测1本基坑监测项目包括支护结构的水平位移、周围地下管线的变形、地下水位、桩内力、支撑轴力、土体分层位移等。2监测点的位置及数量(1)在基坑顶部各转角处应设置沉降、倾斜及水平位移观测点；具体详见图纸(2)支护板桩、支撑、围檩的应力及应变观测点应设置在受力较大位置，数量及位置宜结合现场条件确定。(3)地下水位的观测宜在基坑四周设四个观测井。(4)基坑底部回弹及隆起观测视现场情况确定。3监测与测试的控制指标(1)支护桩顶水平位移累计不大于35mm，位移速率不大于3mm/d，建筑物沉降为200。(2)桩身、围檩、支撑构件及立柱的应力值不大于设计值的1400KN；(3)周围道路及管线水平位移总量不大于30mm；(4)地下水位应低于设计指标。4监测要求(1)在围护结构施工前精确测定初始值。(2)施工中应加强对测试点及测试设备的保护，防止损坏；(3)应采取有效措施保证测试基准点的可靠性及测试设备的完好，以确保测试数据的准确性。(4)应及时向设计人员提供监测数据及最终测试评价成果，以便进行分析及采取相应的防范措施。5监测周期从基坑土方开挖至基坑回填土。在围护施工时，正常情况下，临近监测对象每2天观测1次，当日变化量或累计变化量超警戒值时，监测频率适当加密，每天观测1次。特殊情况如监测数据有异常或突变，变化速率偏大等，适当加密监测频率，直至跟踪监测。在地下结构施工阶段，各监测项目观测频率为23次/周，支撑拆除阶段1次/天。八、基坑验收1基坑验收应采取分步验收法进行。每道工序完成经检查验收合格后方可进行下道工序的施工。2验收应符合建筑基坑支护技术规程(JGJ12099)及相关验收规范的规定。九、施工注意事项及要求1基坑土方开挖应遵循分层、平衡、适时的原则，分层高度应与内支撑的竖向间距相对应，以内支撑下0.5米深为分层界限。采用机械开挖时，坑底设计标高以上20cm由人工清除，不得超挖。开挖到位后，应及时施工管道，严禁基坑暴露时间过长。2做好基坑内的排水工作，雨季施工必须准备足够的抽排水设备。3支护板桩施工应采取有效措施控制好桩位、垂直度及保证咬口及转角处的闭合。4钢结构的焊接，必须是持有特种作业上岗证的人员操作，确保安全与质量。5土方开挖期间，应采取有效的管理手段及可靠的保证措施防止挖土机械碰撞支护结构，基坑四周严禁堆土或堆载，地面施工荷载不超过15Kpa。6应作好可能发生事故的预防和抢险准备工作。施工时发现地质情况与钻探资料相差较远，应立即会同业主、设计、监理等单位商量研究解决。7加强基坑监测，监测数据应及时通知有关人员。十、深基坑施工安全措施1深基坑施工属于负高空作业，必须遵守高空作业之规程。施工过程中及时作好基坑口的临边围护，禁止高空抛物、严防坠落。2进入工地一定要戴硬质反光安全帽，操作工必须手戴防护手套，电工戴电工专用绝缘手套。3用机械开挖时，应设专人盯测，以防坑底和坑侧超挖。坑底的控制标高应比设计标高提高1530厘米，坑壁的控制线应比设计标线提高1015厘米或先打桩后挖土，机械挖完后，再用人工清坑。4对设内支撑的基坑，在每层土开挖中，同时开挖的部分，在位置及深度上，要保持对称，防止基坑结构承受偏载。基坑开挖应分层进行，高差不宜过大。土质越软，高差应越小。5基坑开挖到设计标高后，一定要将支护桩根部的淤泥清挖，否则会造成支护桩倒塌。6基坑底面不能暴露时间过长。基坑开挖中间间歇间过长，变形会随着时间不断增加。这种情况下，应考虑增加支护结构的强度。7遇有粉、细砂层时，要采用恰当的排水方式，以防产生流砂造成基坑坍塌。8如果基坑开挖后，不能立即进行下一道工序施工时，可在基坑设计标高之上，预留0.15-0.3m厚的一层土不挖，待下一工序开始前，再用人工开挖至槽底的设计标高。否则在下雨时，基坑会浸水坍塌。9验收合格方可进行作业，未经验收或验收不合格不准作下一道工序作业。10打拔槽钢钢板桩安全操作规程：(1)吊车或震锤工作时发现异常，应立即停车检查。(2)吊车作业点地面应平坦，地面不平应垫平，防止翻车事故。若地面松软，支承脚底部应铺垫板。(3)吊桩时要用专用的钢丝绳和锁扣扣紧桩身，并轻起轻放。打拔桩前要检查震锤是否夹紧，防止应震锤未夹紧损坏钢板装或造成事故。(4)不得在架空输电线下面打拔桩。在高压线附近工作，吊臂端应离开高压线2以上。(5)作业范围内严禁站人，以防各种突发事件造成事故。(6)打拔桩严禁超负荷作业，不准超力矩，仰角也不得超过限度，以防“翻车”“折臂”事故。(7)不得在风力超过6级及大雨、雪、雾等恶劣天气下作业；台风来临，现场吊机应收臂卧放，材料及其它设施采取遮盖、压紧等措施。(8)严禁非司机作业。回转操作要平稳地接触回转离合器，尽量减少钢板装的摆动，起吊时应先鸣笛示警，要稳妥操作。(9)做支撑要随挖随做，及时做好，不得拖延。支撑要水平直顺，不得倾斜弯曲。烧焊支撑时要注意动火作业安全和深基坑作业安全。(10)随时检查钢板桩和支撑是否完好，发现松动要及时补焊，发现弯曲要及时加撑并采取安全措施。(1