深基坑拉森钢板桩支护专项施工方案(1)

1、中山公用工程有限公司中山市岐江河水环境综合整治工程（雨污分流）起湾道污水主干管工程WA1-WA2段施工方案编 制：审 核：审 批：编制单位： 中山公用工程有限公司编制日期：2014年3月10日目录一、工程概况1二、施工工艺及方法 2三、安全施工措施 3四、拉森扣板桩受力验算 4五、附箱渠结构图 13WA1-WA2 段施工方案一、工程概况本工程为起湾道污水主干管中的 WA1-WA段,长64米，管径为D1200, 埋深 9.1 米 , 采用顶管施工, 位于崩山涌泵站水闸前, 从河涌箱渠底部穿过, 后接入新建泵站.因WA1-WA2在施工时需要穿过箱渠底部，箱渠底部结构一边 为混凝土 , 一边为片石铺

2、填结构. 渠宽 20 米 . 正常水位深1.5 米 , 渠盖板为板梁结构 . 上部有 1.3 米土层覆盖. 靠建筑物一侧有1.2 米直径混凝土灌主桩需破除.该段在WA身井方向顶进约38米后，即箱渠底片石铺填部位出现严重透水 目前以不能够继续顶管施工. 需要改变施工方式, 根据现场实际情况与多方了解 . 将采用支护开挖施工.二、施工工艺及方法该段施工时因场地限制需分段局部施工, 首先开挖至箱渠盖板面, 宽为 5米 , 并拆除部份盖板, 然后在渠底进行分边截流, 并做好防汛应急预案等工作,基梢开挖采用IV型12m长拉森钢板桩支护。拉森钢板桩采用履带式液压挖土 机KATO-1250的液压振锤的锤机施

3、打，施打前先熟悉地下管线、构筑物的情 况，准确放出支护桩中心线，控制打入精度。1 、钢板桩施工的一般要求（ 1 ）钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于管道施工，尤其是在箱渠段边缘外留有支模、拆模的余地。（ 2） 基槽护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸尽量符合板桩模数。（ 3）在整个管道施工期间，挖土、吊运、扎钢筋、支模板、浇筑混凝土、回填等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。2、钢板桩施工的顺序（ 1 ）钢板桩位置的定位放线（ 2）施打钢板桩（ 3） 挖土（ 4）管道安

4、装施工（ 5）拔除钢板桩回填3、钢板桩的检验、吊装、堆放（ 1 ）钢板桩的检验对钢板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合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、高度、端部矩形比、平直 度和锁口形状等项内容。检查中要注意：a）对打入钢板桩有影响的焊接件应 予以割除；b）害U孔、断面缺损的应予以补强；c）若钢板桩有严重锈蚀，应 测量其实际断面厚度。原则上要对全部钢板桩进行外观检查。材质检验：对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验。包括钢材的化学成分分析，构件的拉伸、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等项内容。每一种规格的钢板桩至少进行一个拉

5、伸、弯曲试验。（ 2）钢板桩吊运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根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。（ 3）钢板桩堆放：钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意：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；钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；钢板桩应分层堆放，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3-4 米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过

6、2 米。4、钢板桩施打拉森钢板桩施工关系到施工止水和安全，是本工程施工最关键的工序之一，在施工中要注意以下施工有关要求：（1）全线采用IV型12m长密扣拉森钢板桩。拉森钢板桩采用履带式挖土机（带震动锤机）施打。（ 2） 打桩前， 对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩，不合格者待修整后才可使用。（ 3）打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。（ 4）在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。施工中应根据具体情况变化施打顺序，采用一种或多种施打顺序，逐步将板桩打至设计标高。钢板桩打设公差标准项目允许公差板桩轴线偏差土 10Cm

7、桩顶标高土 10Cm板桩垂直度土 2 %(5)密扣且保证开挖后入土不小于 2米，保证钢板桩顺利合拢；特别是工 作井的四个角要使用转角钢板桩，若没有此类钢板桩，则用旧轮胎或烂布塞 缝等辅助措施密封。(6)打入桩后，及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行焊接修补，每 天派专人进行检查桩体。(7)内支撑架设经过计算拉森钢板桩支护可采用 3道内支撑。5、挖土土方开挖应分段连续施工，开挖至板桩顶以下1.5米处，进行第1道支 撑施工，开挖至板桩顶以下3.5米处，进行第2道支撑施工。围囹制做安装：围囹及支撑根据不同的开挖深度按设计要求设置，根据 设计位置在钢板桩内壁上焊围囹托架，然后吊装 H型钢围楝并焊接加

8、固。箱渠段支撑需做特别加固，上部架空部位做反拉横梁，基坑周边(约一倍桩长)范围内尽量避免堆载。开挖过程中注意支护体系的变形观察。基坑内作业时，有专职安全员负责。在基坑开挖过程中需要注意的问题：由于本工程在地下水位很高，钢板桩的垂直度及搭接十分重要，当钢板桩 未贴靠在围囹上部分，需作加垫处理，使钢板桩的压力传到围囹及支撑上， 支撑的材料、制作、焊接必须严格按图施工。其次是挖土和支撑的架设施工过程必须紧密配合，挖土过程要保证安全的前提下，迅速为支撑施工创造工作面，支撑结构必须能较快地产生整体刚度 或预紧力，两者配合就能较好地利用软土施工中的时空效应，有效地控制围 护体系在受力后的变形。施工中切不可

9、超挖和不及时施加支撑，土方施工要 求分层均匀高效，以使支护结构处于正常的受力状态。6、钢板桩的拔除基梢回填压实后，尽早拔除钢板桩，加快扣板桩周转速度。拔桩后马上用 中粗砂将桩孔灌实，渠底部位混凝土灌注。(1)拔桩方法本工程拔桩采用振动锤拔桩：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，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。(2)拔桩时应注意事项拔桩起点和顺序：对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩5根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序 最好与打桩时相反。振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。为及

10、时回填拔桩后的土孔，当把板桩拔至比基础底板略高时暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分。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,振动锤连续不超过1 5h。7、钢板桩土孔处理对拔桩后留下的桩孔，及时采用中粗砂及混凝土灌入密实。8、箱渠盖板修复（ 1 ） 、原盖板边缘清理干净，预留钢筋除绣。（ 2） 、支模。（ 3） 、钢筋安装绑扎，与原板连接处预留钢筋需采用电焊焊接牢固，无预筋部位需要钻孔植筋。（ 4） 、板面砼要捣振密实。三、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。2、靠近水闸基坑边的增加多一道卸荷措施。3、开挖前，先进行围檩施工，

11、做好支撑后才能开挖至设计深度。4、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。5、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。6、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

12、设备应设有安全装置。7、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。8、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，严格执行交接班制度，并按规定定期检查保养。9、凡进入现场的一切人员，均要戴安全帽，正确使用“三宝 ”。要配合公司安全月检工作，工程项目部要实行周检，项目点要日检，施工中应抽检，及时消除安全隐患。10 、严格执行各项安全操作规程，施工前要进行安全交底，每月定期进行安全教育，加强工人的安全意识教育。11、在主要入口处挂醒目的

13、安全防火宣传语牌。12 、现场施工用高低压设备及线路，严禁电线随地走，所有电掣应有门、有锁，有危险标志。严格执行施工现场临时用电安全技术规范的规定，现场采用 “三相五线 ”制供电，执行 “一机一闸一漏电保护开关 ”制度。所有电器设备及金属构架均应按规定设置可靠的接零及接地保护，施工现场所有用电设备，必须按规定设置漏电保护装置，要定期检查，发现问题及时处理。13 、加强安全教育和监督，坚持经常性的安全交底制度，提高施工人员的安全生产意识，及时消除事故隐患。14 、在施工过程中，对地面沉降、支护位要定期观察测试，加强对支护的监控。15 、所有施工人员均应掌握安全用电基本知识和设备性能，用电人员各自

14、保护好自用设备的负荷、地线和开关箱，发现问题及时找电工解决，严禁非专业电气操作人员乱动电器设备。16 、配电系统分级配电，本电箱、开关箱外观必须完整、牢固，防雨防尘。17 、多机作业用电必须分闸，严禁一闸多机和一闸多用，施工现场电缆、电线必须按规定架设，严禁拖地和乱拉乱搭。18 、各种机械要有专人负责维修、保养，并经常对机械运行的关键部位进行检查。19 、使用机械时，操作员要密切注意机上的仪器、仪表、指针是否超出安全范围，机体是否有异常振动及发出异响，出现问题应进行停电关机处理，不得擅离职守，隐瞒不报。20、设备基础必须平稳、牢固，基本的锚固、支撑措施必须齐全，不得使用临时支撑，高大机械在多风

15、季节前设缆风绳。拉森扣板桩受力验算： 因本工程施工区地质情况复杂，且处于水闸边。为确保施工安全，选取有代表性的地质断面分别计算荷载，取最不利荷载对拉森扣板桩支护进行验算，作为最终支护标准。根据工程地质勘察报告及现场实际开挖获取的地质14资料提取验算参数1、代表性地质断面情况如下表(按14m深度统计)地质钻探孔号地层名称层厚(m)土的容重r(KN/m 3)内摩擦角小(0)凝聚力c (KPa)备注人工回填土2.618.423淤泥质粉质粘土10.215.94.45.5细砂1.119.300人工回填土1.918.4231.315.94.45.5淤泥质粉砂10.219.314.20粉质粘土0.620.1

16、22.217.3人工回填土1.918.42317.3粉土1.620.36.228淤泥质粉粘土5.515.94.45.5粉质粘土2.420.122.217.3全风化泥质粉砂岩2.619.314.240.52、拉森钢板桩参数钢板桩型号每延米截面积2 cm每延米惯矩4、Ix (cm )每延米抵抗矩Wx (cm3)容许弯曲应力bw (MPa容许剪应力t (mpo)备注sksphi191168001340210120SKSPIV242.53860022702101203、拉森钢板桩最大悬臂长度的计算：3.1 、根据开挖深度h = 9m以上进行拉森钢板桩支护，取 9m范围的土层计算 土体参数加权平均值。3

17、.2 拉森钢板桩最大悬臂长度计算321、SKS皿型拉森钢板桩（只用于开挖深度 46.5m的管道）MmaxWxX GW1/6*h*h*19.09*h*0.551*10000 三 1340*210故 hW 2.52m因SKSW型拉森钢板桩用于开挖深度为 6-9m的管道，大于其最大悬臂长 度，故需加支撑。4、拉森钢板桩入土深度4.1 、土的参数计算根据设计要求，基梢开挖深度在6-9m采用12m SKS网型拉森钢板桩。4.1.1、 12m SKSPHI型拉森钢板桩（取土层最大影响深度9m:根据Kax r最大值选取最不利荷载 ZK64土层参数作为计算依据4.1.2、 12m SKS网型拉森钢板桩（取土层

18、最大影响深度 9项：根据Kax r最大值选取最不利荷载土层参数作为计算依据4.2 、计算简图4.2.1、 、根据钢板桩入土的深度，按单锚浅埋板桩计算，假定上端为简支，下端为自由支承。这种板桩相当于单跨简支梁，作用在桩后为主动土压力，作用在桩前为被动土压力，压力坑底以下的土重度不考虑浮力影响，计算简图如下：荷载力分布图(用于开挖深度5 1内单支撑)荷载力分布图(适用于开挖深度56.5 ,双支撑)弯矩图4.2最小入土深度的计算4.3.1开挖6-9m深SKSPIV型拉森钢板桩最小入土深度为使钢板桩保持稳定，在 A点的力矩等于零，即万M= 0,亦即F*1.5+EaHa EpHp= F*1.5+Ea*2/3*(H +t) Ep (H+2/3*t ) =0其中：主动土压力 Ea= 1/2ea (H+t) = 1/2* r * (H+t) 2Ka被动土压力 Ep= 1/2ept= 1/2* r *t2Kpr = 17.89 KN/m3, Q 11.62, Ka =0.664, Kp =1.504 , H=5mF=1/2* ea*(H +t)-1/2* e pt将各参数分别代入弯矩平衡方程式得：t 3+9t2 52t -196.3 =0解得t =5.8m,拉森钢板桩5m开挖深度最小