钢板桩施工方案

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目录

一、编制说明 0

二、工程概况 0

（一）工程设计概况 0

（二）工程地质条件 0

三、钢板桩的选用方案 (2)

四、钢板桩施工技术及要求 (3)

五、计算书 (5)

六、平面布置图及开挖示意图等 (7)

一、编制说明

为了保证电梯井及集水井土方开挖工程及砖胎膜施工安全、顺利的进行，特编制钢板桩施工专项方案。本专项方案的主要编制依据如下：

1、本工程施工承包合同及招投标文件；

2、本工程施工图及其会审变更记录等；

3、单位工程施工组织设计（总体方案）；

4、《建设工程安全生产管理条例》（国务院令393号）；

5、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）；

6、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》广东省实施细则（粤建质[2011]13号）；

7、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；

8、《工程测量规范》（GB50026-2007）；

9、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）；

10、《建筑工程施工现场供电用电安全规范》（GB50194-93）；

11、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；

12、《广东省建筑施工安全管理资料统一用表（2011年版）》。

13、简明施工计算手册

二、工程概况

（一）工程设计概况

工程（二标段）位于珠海市，由×××兴建、×××设计、×××监理，×××总承包施工。

基础类型为预应力管桩和冲（钻）孔灌注桩，框剪结构。本工程原地面标高约-3.2m，地下室底板面标高为-5.16m（绝对标高为1.19m）。本方案为电梯井及集水井土方开挖钢板桩施工专项方案。

（二）工程地质条件

1、场地位置及地形地貌

场地位置及地形地貌: 本工程场地位于珠海市南坪珠海大道北侧，原始地貌

单元为海陆交互相沉积地貌及山前滨海沉积地貌，场地高程介于-0.05～5.25m。

2、地层结构

根据钻探结果，场地内埋藏的地层主要有人工填土层、第四系海陆交互相沉积层和第四系花岗岩残积层，下伏基岩为燕山期花岗岩。场地内发育的地层按自上而下的顺序依次描述如下：根据133个钻孔揭露所取得的地质资料，经综合整理，将场地岩土层自上而下划分为:人工填土(Q4ml)、冲洪积层(Q4al)、风化残积土层(Qel)及第三系基岩 (E)等四大类，现分述如下:

(1)人工填土①-1:

褐灰、褐黄等色，主要成分为粘性土，约混30%的砖块、砼块等建筑垃圾及少量生活垃圾。层厚0.50～6.30m，平均2.16m。

(2)填石①-2：青灰、灰白等色，主要由碎块组成，一般粒径5-40cm，表观直径最大达3.00m，含量60%-90%，成分为花岗岩质碎石，充填少量粘性土及石英质砂，呈稍密状态。层顶高层0.00～5.33m，层厚1.10～23.00m，平均7.53m。

(3)第四系海陆交互相沉积层：由淤泥、淤泥质中砂、粉质粘土及粗砂组成：

1、淤泥②-1：灰褐、灰黑色，含有机质，见有贝克等生物碎屑，局部含石英质中粗砂20%-30%。层顶高层在-22.57～1.48m，层厚 1.00～34.40m，平均17.05m。

2、淤泥质中砂②-2：深灰、灰黑色，颗粒成分石英质为主，不均匀混淤泥质土10%-20%，见贝壳等生物碎屑。层顶高层在-13.82～-0.87m，层厚 3.80～6.30m，平均4.63m。

3、粉质粘土②-3：深灰、灰黄等色，主要成分为粘粉粒，局部含石英质砂约20%。层顶高层在-24.41.57～1.48-13.66m，层厚1.30～4.00m，平均2.55m。

4、粗砂②-4：深灰、灰白等色，颗粒成分为石英质，多呈棱角形，含少量粘粒。层顶高层在-29.51～-13.52m，层厚1.60～3.10m，平均2.13m。

(4)第四系残积砂质粘性土③：褐黄间灰白色，系花岗岩原地风化而成。层顶高层-22.32～-13.25m层厚1.30～4.00m，平均2.79m。

(5)燕山期花岗岩：浅肉红色、褐黄、灰褐夹灰白、青灰等色，主要矿物成分为石英、长石及黑云母等矿物。分全风化、强风化及中风化花岗岩三个亚层：

1、全风化花岗岩④-1：属极软岩，褐黄间灰白色，绝大部分矿物已风化成土，岩体质量等级为V类。层顶高层-31.53～-16.19m，层厚1.00～6.40m，平

均2.80m。

2、强风化花岗岩④-2：属极软岩，褐黄、褐灰等色，原岩结构大部分破坏，岩体质量等级为V类。层顶高层-35.04～0.69m层厚0.50～21.00m，平均2.56m。

3、中风化花岗岩④-3：属较软岩，褐灰、青灰等色，中细粒结构，块状构造，岩体质量等级为IV类。层顶高层-35.74～0.27m，层厚不详。

(6)中风化碎裂岩⑤：属软岩，灰褐色，灰绿色，灰白色，大部分矿物风化变质，层顶高层-26.17m，揭露厚度5.33m。

3、水文地质条件

拟建场地地下水的补给来源主要是大气降雨和地表水径流，地下水位较浅，埋藏深度介于0.10～2.60m之间，相当于标高0.27～2.93m。场区地下水对混凝土结构具微腐蚀性；在长期浸水下和干湿交替环境下，场区地下水对砼中的钢筋具微腐蚀性。

三、钢板桩的选用方案

1、工程概况

根据地质报告，本工程基础土质较差，淤泥层较厚，且电梯井及吸水坑埋置较深，开挖高度为-5.16m～-9.0m，最深达 3.84m。为保证基坑安全稳定，拟在电梯井及吸水坑承台四周施打钢板桩支护。

2、钢板桩的选用

根据工程所在地的特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑，选用IV拉森钢板桩，其主要技术参数为：截面模数W=2410cm3，[σ]=200N/mm2，单位重量g=60kg/m，规格为400mm×125mm×13mm。异型桩焊接制作标准为：钢板桩弯曲度（轴线方向）不大于 1.1L/1000=22mm，翘曲（法线方向）不大于2.25L/1000=45mm（L为钢板桩的长度）。现场根据地质资料及作业条件选用12m 长度的钢板桩，支护钢围檩采用40#工字钢。

3、打桩设备

根据施工进度，拟投入1台钢板桩打拔桩机。打拔桩机为挖掘机（KAT01250）加振动锤改装而成，振动锤为日本产NPK-HP-7SXB型，激振力200KN。

（二）围护施工经过

施工顺序为：测量放线-打钢板桩-基坑开挖-钢支撑支护-砌基础砖模-回填土-拆除钢支护-拔钢板桩。

四、钢板桩施工技术及要求

（一）、施工顺序：测量定位放线→打钢板桩→基坑开挖→钢支撑支护→砌基础砖模→回填土→基础施工→拆除钢支护→拔钢板桩。

（二）、施打：

本工程基坑采用12米钢板桩支护，单桩逐根打入法施打钢板桩。

1、由测量员放出钢板桩围护的轴线，每隔一定距离设置导向桩，导向桩直接使用钢板桩，然后挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制钢板桩的轴线。

2、准备桩帽及送桩：打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位。

3、单桩逐根连续施打，注意桩顶高程不宜相差太大。

（三）钢板桩施打的主要施工技术要求：

1、采用单根打入法施打钢板桩。相对桩长的垂直度允许偏差一般不得超过2%，闸前段不超过 2.5%；钢板桩上部吊孔需进行处理，使之不漏水；桩顶高程允许偏差为+5cm、-10cm。

2、对距离堤坡及已有建筑物近的位置，单根钢板桩打桩持续时间应小于20min，打桩的顺序首先从据建筑物最近点附近开始。

3、工程施工过程中应加强施工检测，为钢板桩施工及工程验收提供依据。

（四）土方开挖

施工顺序：测量定位放线→钢板桩施工→第一级土方开挖→钢支撑支护→第一级基础施工→第二级土方回填→第二级基础施工→土方回填。主要技术要求：

1、按设计开挖线进行开挖，施工过程中应确保边坡稳定，防止坍塌。

2、开挖料应运至指定堆场，避免二次转运。

3、土方填筑：采用开挖的原土回填。

（五）拔桩

采用履带拨桩机，配合振动锤拔桩。基础施工完成、钢支撑拆除后即可拔桩。先用打桩机夹住钢板桩头部振动1min~2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”减少土对桩的摩擦力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的符合情况，发现上拔困难或拔不出来时，应停止拔桩，先振动1min~2min后再往下锤0.5~1.0m再往上振拔，如此反复可将桩拔出来。

（六）钢板桩的施工过程中遇到的问题及处理：

由于该地质较复杂，钢板桩打拔施工中常遇到一些难题，常采用如下几点办法解决：

1、打桩过程中有遇上其他不明障碍物，导致钢板桩打入深度不够，采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。

2、钢板桩杂填土地段挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔 1.0~2.0米，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。

3、钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄或宽度大于或等于标准宽度的板桩，异形桩可根据实际倾斜度进行焊接加工；倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。

4、在基础较软处，有时发生施工当时将邻桩带入现象，采用的措施是拔相邻的数根桩焊接在一起，并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑剂减少阻力。

5、钢板桩矫正、除泥、除锈：在吊机配合下，使用千斤顶，大锤和氧气、乙炔等工具材料完成包括端部修整、桩体浇曲、扭曲及局部变形矫正、锁口变形矫正等矫正内容。

五、基坑周边的监测及应急预案

1、基坑开挖时，应对基坑周边和道路作沉降和变形观测。

2、如果在基坑开挖过程中，发现支护结构出现漏水、涌砂，需要马上进行回填反压，反压可利用挖机就近开挖基坑内的土方、砂，也可以采用事先准备好的砂包。然后对漏水、涌砂部位进行灌砂、压浆加固，将涌砂部位由于水砂流失部位造成的塌方及时恢复原状。

3、如果开挖过程中发现支付结构位移较大或地面沉降较大，应马上停下，召集技术人员召开现场会，分析造成位移偏大的原因，调查是否对周边建筑物和地下管线造成了不利影响，及时采取回填土方、灌浆加固、或增加支撑等措施控制住支护桩位移和地面沉降。

4、设置不小于40#工字钢支撑，设置斜支撑斜角控制在45°～60°之间，工字钢与钢板桩顶端焊接连成一起，形成一个整体，以提高整体稳定性。

5、如果出现不明漏水、发生异响等情况时，要马上进行反压，撤离附近施工人员和施工机械，然后进行加固。如果发生危及周边建筑物的变形，则必须马上对建筑物人员进行疏散，撤离到安全地带，并进行妥善安置。

6、施工现场必须准备有钢管、砂包、水泥、水玻璃、脚手架和灌浆设备，并确保灌浆设备的完好，能够随时启动进行灌浆加固。

五、计算书

1、基本资料

待开挖基坑土质为淤泥质中砂②-2，取土的容重r=18.0KN/m3，Φ=15°。根据简明施工计算手册，计算不考虑土的饱和容重、浮容重和地下水的静水压力。按照围挡结构安全，施工方便的原则，拟定围挡结构的支撑按单锚浅埋板桩计算，假定上端为简支，下端为自由支撑建立计算模型。

2、计算过程

（1）计算作用于板桩上的土压力强度并绘简图，假定板桩入土深度为t，

Ka=tg2(45-ψ/2)= tg2(45-15/2)=0.589

Kp=tg2(45+ψ/2)= tg2(45+15/2)=1.699

Ea=0.5*r*（H+t）2*Ka 式一

Ep=0.5*r*t2*Kp 式二

（2）计算板桩最小入土深度t值

为使板桩保持稳定，在A点的力矩应等于零，即∑M A=0，

Ea*Ha-Ep*Hp=Ea*2/3*（H+t）-Ep*（H+2/3*t）=0

即t =（3Ep-2Ea）*H/[2*(Ea-Ep)] 式三

由于Ea和Ep均为t的函数，假定t值为已知，根据式一、式二、式三，

t=4.326m。

板桩长度L=3.84+4.326*2=12.493m，安全系数取2，

取板桩长度L=12m。

（3）选择钢板桩截面

先求钢板桩所受最大弯矩Mmax。最大弯矩处即为剪力等于零处，设剪力等于零处距板桩顶为X，则：

Ra-1/2X2rKa=0，Ra=Ea-Ep=367.151-297.252=69.899kN

X=3.632m

Mmax=367.151*(3.632/3)- 69.899*3.632=190.624KN.m

拟采用IV型拉森钢板桩，W=2410cm3

f=190.624×103/2410=79.1MPa＜[f]/2=100MPa

满足要求。

3、围檩设置

根据现场情况与计算结果，拟采用IV型12.0m钢板桩，入土深度8.6m。内侧设钢围檩40#工字钢1道，基坑边设?377钢管及转角设?312钢管，具体详见附图。

六、平面布置图及开挖示意图等