基坑钢板桩支护土方开挖方案

1 基坑钢板桩支护基坑钢板桩支护 土方开挖方案土方开挖方案 第一节第一节 工程概况工程概况 建设单位 xx 船厂 xx 有限公司 施工单位 xx 省 xx 建筑工程有限公司 设计单位 xx 省航运规划设计院 监理单位 xx 经济特区建设监理有限公司 监测单位 中国科学院 xx 岩力学研究所岩土工程检测中心 勘探单位 xx 核力工程勘察院 xx 分院 xx 船厂位于 xx 省 xx 市 xx 镇 xx 工业村 地处 xx 市西南部 位于 xx 出 海口 xx 水道东岸 东临 xx 南接 xx 镇 距 xx 市拱北 30 公里 西与 xx 一 桥相连 北临 xx 镇 距 xx 城区 20 公里 xx 基坑深 9 2m 局部 11 2m 根据现场实际情况 与建设单位 设计 单位及监理单位研究 决定采用上三米放坡开挖下六至九米用钢板桩进行支 护 以达到围护挡土的目的 提高 xx 施工的安全系数 其支护图纸由设计 院进行设计完成 第二节第二节 编制依据编制依据 xx 市 xx 镇 xx 船厂工程船坞施工图 xx 省航运规划设计院 xx 船厂船坞 xx 工程地质钻探说明 xx 核力工程勘探院 xx 船厂厂区岩土工程勘察报告 xx 工程勘察研究院 xx 船厂船坞 xx 钢板桩围堰设计图 xx 省航运规划设计院 水运工程工程质量检验标准 JTS257 2008 xx 船厂现场平面布置情况 2 第三节第三节 工程地质条件工程地质条件 xx 公司在 xx 开挖前聘请了 xx 核力工程勘察院 xx 分院对 xx 进行了地质钻 探 以了解 xx 的地质状况 对 xx 的支护和土方开挖进行指导 共钻探 ZK1 ZK2 ZK3 ZK3 ZK4 ZK5 六个点 见图 其地质分布情况如下表 钻探点数据 分层名称 ZK1ZK2ZK3ZK4ZK5ZK6 素填土层 2 801 704 901 902 802 50 淤泥层 11 9012 9010 8011 9011 1011 40 粘土层 1 901 700000 强风化层 22 2022 6015 1015 2017 1021 80 钻探布置图 3 勘探点主要数据一览表勘探点主要数据一览表 坐 标 编号勘探点类型 XY 地面标高 m 钻孔深度 m 1 鉴别孔 33 1831 4242 05 2 鉴别孔 07 5481 8939 9 3 鉴别孔 22 1661 6631 9 4 鉴别孔 96 531 4229 9 5 鉴别孔 05 1452 2131 7 6 鉴别孔 79 5091 6536 8 第四节 基坑降水排水方案的设计第四节 基坑降水排水方案的设计 一 基坑降水排水方案总体技术思路 场地内对基坑施工有影响的地下水水位标高大概为 1 0 1 20m 以下 1 根据该场地地下水埋藏条件 基坑开挖深度 本工程实际情况以及场 地附近地区已有的施工经验 利用放坡坡脚至 1 00 设置渗水管排出明沟进行 降低地下水位 即在基坑坑内南北向各布设一个集水井 从而满足基坑施工对 降水 排水的要求 2 在基坑四周及时设置 b 400mm h 500mm 的砖砌排水明沟 将沟中 水引至集水井中 3 设自动排水装置 4 台 50 潜水泵抽水 将水抽出外河 抽水期自挖土至 4 基础回填土施工完停止 二 地面防渗措施 1 基坑四周作好排水坡面 修筑排水沟 防止大潮汐水或雨水流入坑内 2 临时施工道路面 基坑坡面用 100 150 厚 C20 素砼浇筑 施工现场 实行硬地化施工 三 基坑四周地面沉降观测及其预防措施 因降水有可能造成地面附加沉降 但其附加沉降量不大 对周围建筑物 构筑物影响较小 为安全起见 基坑四周地面设置观测点如图所示布置 以对 地面沉降进行监测 若地面沉降量较大 对相关建筑物造成影响时 需及时采 取有效的保护措施 第五节第五节 钢板桩支护设计思路及要点钢板桩支护设计思路及要点 根据本工程场地地质情况特点 本工程钢板桩主要作用是为了支护 xx 四 周土方防止土方塌方 影响土方开挖 起到支护土方的作用 设计要点如下 5 一 采用长 12m 拉森 型钢板桩 二 钢板桩穿过淤泥层 桩尖进入粉质粘土层 1 米 三 钢板桩外围沿基坑四周连续设置三道直径 500 水泥搅拌桩成封闭的止 水帷幕 四 为保证基坑安全 钢板桩内设置二道连续的双 45C 工字钢围檩以加强 钢度及整体性 五 基坑四角及中间做支撑 第六节第六节 基坑稳定性换算基坑稳定性换算 xx 船厂基坑开挖深度为地面下 9 2m 局部 11 2m 设计采用钢板桩支护结 合放坡开挖措施 放坡高度为 3 2m 坡脚距坑边 1 6m 5 4 坡度为 45 度 22 度 9 2m 深基坑设两道支撑 11 2m 深度坑设三道支撑 计算水位为放坡底部 高程 1 5m 施工过程中 可配合浅层降水至 1 5m 设计超载为 15kPa 11 2 米和 9 2 米基坑均采用的钢板桩为 15m 长的 SX18 其参数为 宽 600 惯性矩 32400cm4 m 截面模量 1800 cm3 m 钢号为 SY295 屈服强度为 295MPa 以下对两种深度坑分别进行计算 二 二 11 211 2 m m 深度设计计算深度设计计算 1 1 设计参数设计参数 计算简图如下 6 共设 3 道支撑 标高分别为 2 0 5 0 7 0 场地地质条件和计算参数 见表 1 表 1 CK74 探孔地质条件和计算参数 土层层底标高 m 层厚 m 重度 kN m3 c kPa 填土 0 32 517105 淤泥 14 113 816164 砂质粘土 16 92 818 819 817 1 砂岩 31 915202550 7 2 2 计算结果计算结果 40200 20 40 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 m mm Max 27 4 4002000 200 400 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 m kN m 106 8 230 5 2001000 100 200 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 m kN 124 3 189 6 69 4kN m 245 6kN m 227 4kN m 内力位移包络图 计算结果如下 最大位移变形 S 27 4 mm 最大标准弯矩 M 230 5kN m m 第一道支撑最大轴力 F 69 4kN m 第二道支撑最大轴力 F 245 6 kN m 第三道支撑最大轴力 F 227 4 kN m 整体稳定性及坑底隆起等满足要求 3 3 钢板桩强度检验 钢板桩强度检验 SX 18 钢板桩 长度 15 米 惯性矩 32400cm4 m 截面弹性模量 1800 cm3 m 钢材材质 SY295 则 其最大抗弯能力 M 1800 295 1000 531 kN m m 8 安全系数 K K M M 2 30 1 5 满足 三 三 9 2m9 2m 深度设计计算深度设计计算 1 1 设计参数设计参数 计算简图如下 共设 2 道支撑 标高分别为 2 0 5 0 场地工程地质情况见表 2 CK76 9 表 2 CK76 探孔地质条件和计算参数 土层层底标高 m 层厚 m 重度 kN m3 c kPa 填土 0 8317105 淤泥 13 112 316164 砂质粘土 16 63 518 819 817 1 砂岩 31 615202550 2 2 计算结果计算结果 100500 50 100 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 m mm Max 54 6 4002000 200 400 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 m kN m 108 2 273 5 2001000 100 200 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 m kN 117 6 161 3 164 7kN m 249 3kN m 内力位移包络图 计算结果如下 10 最大位移变形 S 54 6 mm 最大标准弯矩 M 273 5kN m m 第一道支撑最大轴力 F 164 7kN m 第二道支撑最大轴力 F 249 3 kN m 整体稳定性及坑底隆起等满足要求 3 3 钢板桩强度检验 钢板桩强度检验 SX 18 钢板桩 长度 15 米 惯性矩 32400cm4 m 截面弹性模量 1800 cm3 m 钢材材质 SY295 则 其最大抗弯能力 M 1800 295 1000 531 kN m m 安全系数 K K M M 1 94 1 5 满足 四 备注四 备注 本次计算根据最新的地质勘探资料和设计资料进行的计算 选择了两个最不 利的断面进行检验 SX18 型钢板桩均满足工程需要 第七节第七节 施工组织计划施工组织计划 本工程采用项目经理负责制管理 由项目经理全权负责本项目的机械 材 料和劳动力的组织及施工 项目管理架构如下 项目经理 1 人 技术负责人 1 人 施工员 3 人质安员 1 人 电工 1 人机长 2 人焊工 2 人 11 第八节第八节 施工机械及设备施工机械及设备 机械参数 机械名称 型号数量功率使用部位 液压振动锤 MIL 2000 1 台 45kw 安装于挖掘机上打钢板桩 履带式单斗挖掘机 W 1001 2 台 1M3 挖槽 配合桩机作业及修路 吊液 压振动锤 震动拔桩机1 台 45KW 拨钢板桩 气割机4 套切割钢板桩 千斤顶2 台 100t 支撑顶管加压 电焊机 XD1 200 5 台 2KVA 钢板桩接长 全站仪 NTS 312R 1 台测量放线 水准仪1 台抄平 沉降观测 第九节第九节 钢板桩施工钢板桩施工 一 材料选择 一 材料选择 尺寸 mm 重量 kg m 惯性矩 Ir截面抵抗矩 宽度 b 高度 h 腹板厚 t1 翼缘厚 t2 截面积 A 单根 cm2 单根每米宽 单根 cm4 每米宽 cm4 m 单根 cm3 每米宽 cm3 m 40017015 510 599 1477 73193 334 02531 9633432043 二 钢板桩检验 二 钢板桩检验 由于本工程为钢板桩用于基坑的临时支护 故不需进行材质检验而只对其 做外观检验 以便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 外观检验包括表面缺陷 长度 宽度 厚度 端头矩形比 平直度和锁口 形状等内容 检查中要注意 对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除 技术工人 10 人 12 有割孔 断面缺损的应予以补强 若钢板桩有严重锈蚀 应测量其实 际断面厚度 以便决定在计算中是否需要折减 原则上要对全部钢板桩进行外 观检查 对不符合要求的钢板桩需进行矫正 三 钢板桩吊运及堆放三 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 并 应注意保护锁口免受损伤 吊运方式有成捆起吊和单捆起吊 钢筋捆扎 专人 指挥 钢板桩堆放的顺序 位置 方向和平面布置应考虑到以后的施工方便 并按型号 规格 长度施工部位分别堆放 堆放的高度不宜超过 2M 四 施工工艺流程四 施工工艺流程 基线确定 定桩位 钢板桩施打 土方开挖 围檩 角撑 支撑 土方开挖 拔桩 五 操做方法五 操做方法 基线确定 施工员用全站仪定出轴线 留出以后施工需要的工作面 确定钢板桩施工位置 定桩位 按顺序标明钢板桩的具体桩位 用 20 槽钢固定钢板桩脚直 线 钢板桩施打 采用单独打入法 即吊升第一支钢板桩 准确对准桩位 振动打入土中 使桩端透过粘土层进入淤泥层 吊第二支钢板桩 卡好企口 振动打入土中 如此重复操作 直至基坑钢板桩完成 钢板桩施打时 由于钢 板桩制作本身的误差 打桩时的偏差 施工条件的限制 使帷幕的实际长度无 法保证按钢板桩标准宽度的整数倍 故此钢板桩帷幕最终封闭合拢有相当难度 调整的办法 一般有采用异形钢板桩来闭合或通过调整帷幕轴线用标准桩实现 闭合 由于本工程钢板桩墙精度要求不高 故采用后一方法来实现转角的闭合 13 即在转角处两侧各以 10 根钢板桩的宽度来调整轴线实现闭合 如出现部分钢 板桩长度不足 可采用焊接接长 一般用鱼尾板焊接法 接长时避免相邻两桩 接头在同一深度 接头位置应错开 1M 以上 且宜间隔放置打桩 围檩 支撑 角撑围檩 支撑 角撑 为加强钢板桩墙的整体刚度 沿钢板桩墙全长设置围檩 围檩用 45C 工字 钢组成侧钢板桩作为支撑 为稳妥起见 在钢板桩墙四个转角上工字刚或角钢 做角撑 如右图所示 角撑 钢板桩墙 第十节第十节 深基坑土方开挖施工方案深基坑土方开挖施工方案 1 1 施工准备施工准备 1 清除挖方区域内所有障碍物 如地上高压 照明 改建重力式护岸墙 2 制定好现场场地平整 基坑开挖施工方案 绘制施工总平面布置图和基 坑士方开挖图 确定开挖路线 基底标高 边坡坡度 排水沟 集水井位置及 土方堆放地点 3 场地平整进行标高测设 计算挖填土方量 对建筑物做好定位轴线的控 制测量和校核 进行土方工程的测量定位放线 并经检查复核核误后 作为施工 控制的依据 4 完成必需的临时设施 包括生产设施及生活设施及机械进出和土方运 14 输道路 临时供水供电线路 5 机械设备运进现场 进行维护检查 试运转 使处于良好的工作状态 2 2 深基坑土方开挖方案深基坑土方开挖方案 xx 位于 xx 河道边 在开挖前 xx 项目部在河边修建了临时围堰 在围堰外 围施打松木桩 用砂袋堆砌成梯田状 再在 xx 外边线沿防汛墙走向施打三道 搅拌桩构成防洪防潮体系 在河边用砖混结构修建标高为 3 7m 防汛墙 基坑开挖施工方案原则 分层 分块 对称 快挖快撑 保持基坑围护体 受力均衡结构完整 本工程开挖土方的总工程量为 9200 立方 其中 2 50 以上面层用挖掘机开 挖土方为 5100 立方 2 50 以下用高压水枪冲洗减少机械扰动淤泥原土层及保 护桩头完整 土方为 4100 立方 1 工期计划为从 xx 年 xx 月 20 日开工 于 xx 年 xx 月 30 日完成 共 计 40 天 钢板桩施打后开挖土方 围檩支撑 角撑的工序轮回进行 2 工程开挖采用分步 层 开挖法 把握 测量复核 开挖放坡 防 超挖 的原则 在现有 1 5m 地面放坡一次用挖掘机开挖到 1 00m 土方 量为 3850 立方 放线打 12 米拉森 型钢板桩 在钢板桩围堰内 用长 臂挖掘机挖到 2 50m 地面 土方量为 1250 立方 进行第一层管顶支撑加 固 然后转用高压水枪冲洗淤泥层 用高扬程泥浆泵抽排到船坞北面的 泥浆沉淀池沉淀 清洗至 5 50m 地面 土方量为 2500 立方 再进行第二 道管顶支撑加固 沿中轴线以北放坡继续开挖到设计底标高 7 00m 土 方量为 650 立方 即封 500mm 厚 C25 砼垫层 完成后再转向 中轴线南 面放坡开挖水泵房基础至 7 5m 后进行第三道斜支撑 土方量为 800 立方 15 再继续开挖到 9 00m 土方量为 3850 立方 封 500mm 厚 C25 砼底板垫层 3 xx 土方开挖顺序图如下所示 16 17 18 第十一节第十一节 基坑开挖应急措施基坑开挖应急措施 1 1 在深基坑开挖期间遇台风加暴潮水位达到 3 0m 时采取戒备状态 在 xx 两侧准备不少于 1000 袋抢险沙包 4 米松木桩 1000 条 彩条布 1000 平方 当外潮水洪水位达到 3 5m 时停止一切施工作业面 已开挖 的基坑应灌水到 1 00 以减少内外水位高差 在外潮水洪水位退落至 3 00 以下方可继续施工 19 2 2 在深基坑开挖期间遇地面隆起 支护 支撑出现变形大于监测报警 值时应立即停止一切施工 所有现场施工人员包括机械应立即撤离施工 现场 上报有关单位及设计院到施工现场勘查工程事故原因 待制定解 决方案后方可继续施工 第十二节第十二节 基坑监测措施基坑监测措施 1 1 基准网的建立 基准网的建立 为了科学地预测基坑支护的稳定和周边环境的变化 及时预报和提供准 确可靠的变形数据 xx 船厂 xx 有限公司委托中国科学院 xx 岩力学研究所岩 土工程检测中心进行基坑的监测 对基坑支护施工变形与沉降观测网 定期进 行变形沉降观测 2 2 基坑支护变形观测 基坑支护变形观测 1 基坑支护水平位移观测 在基坑边坡顶上布置基线 每基坑边一条 每条基线上设 1 3 个变形观 测点 同时又作为沉降观测点 2 基坑支护沉降观测 利用船坞北侧的高程水准控制点作为沉降观测的起算点 与基坑周边浅埋 坞墙 基坑边 船台监测点一起构成基坑支护沉降观测网 3 3 观测方法 观测方法 1 水平位移观测 分别在基线点四个角上设站 用 NTS 312R 全站仪观测四边网的水平角度 四边形内角 检查基线点是否发生位移 在基线点正确无误的情况下 同时 在四角测端上分别以对应的相邻角点定向 并观测定向基线上各预埋点的水平 位移量初始读数 2 沉降观测 对基坑边上的各点及周边点建立的沉降观测网的测量方法为 首先自远离 基坑的水准控制点开始观测 引测至基坑周围后 按编定的各点观测次序依次 观测 最后测至另一水准控制点符合 观测仪器采用 NTS 312R 型全站仪 20 4 4 基坑周围坞墙 船台等的监测措施 基坑周围坞墙 船台等的监测措施 本工程对基坑周边 20 米范围内的所有建 构 筑物进行监测 并特别对临 近坑边的已完工的船坞坞墙 船台建筑物包括龙门吊轨道梁 加强监测力度 具体监测措施是 1 对船坞坞墙 船台建筑物包括龙门吊轨道梁 定期进行沉降变形观 测 2 施工前 了解已知观测点的分布情况 对整个场地的观测点进行摸 底 并在地面投影其轴线走向 补充变形观测点进行监测 5 5 钢板桩拔除 钢板桩拔除 xx 结构施工完成后在满足达到挡土强度后即进行钢板桩的拔除 采用振动 锤等来进行钢板桩的拔除 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 依靠附加起吊的作用将桩拔除 钢板桩拔除后留下的桩孔 必须即时做回填处理 回填一般用挤密法或填 入法 所用材料为中砂 第十三节第十三节 质量保证措施质量保证措施 1 严格遵守和执行有关的施工质量规范 2 根据 ISO9001 标准要求 推行全面质量管理 建立质量保证体系 提高 全员质量意识 确保质量管理惯彻整个施工过程 坚持质量自检 互检 交接 检 三检 制 3 实行质量管理项目部负责制 配置专职质检员 具体负责质量管理工作 严格按项目部管理体系进行施工管理 4 钢板桩施打前必须进行选材 对有变形的进行矫正 5 桩端必须透过淤泥层 进入不透水的粘土层 第十四节第十四节 安全施工措施安全施工措施 1 基坑顶周边设置连续封闭的安全护栏 防止人员坠落 21 2 开挖前 先进行围檩施工 做好支撑后才能开挖至设计深度 3 为切实保证施工人员安全 树立 安全第一 预防为主 的思想 根据 国家建设部颁发的安全检查评分标准制订具体措施 4 建立安全保证体系 除企业已有的机构外 工地设立安全管理机构 工 程项目设立安全小组 班组设安全员 形成一个健全的安全保证体系 工地的 安全管理机构负责工地日常的安全工作 定期组织安全检查 对不符合要求的 要及时发出整改通知 指导工程项目部和班组安全员的工作 对违章作业者进 行批评教育和处罚 5 优化安全技术组织措施 包括以改善施工劳动条件 防止伤亡事故和职 业病为目的的一切技术措施 如积极改进施工工艺和操作方法 改善劳动条件 减轻劳动强度 消除危险因素 机械设备应设有安全装置 6 机械操作人员必须持证上岗 各种作业人员应配带相应的安全防护用具 及劳保用品 严禁操作人员违章作业 管理人员违章指挥 7 施工中所有机械 电器设备必须达到国家安全防护标准 自制设备 设 施应通过安全检验 一切设备应经过工前性能检验合格后方可使用 并由专人 负责 严