钢板桩基坑支护[1].doc

大成食品（天津）有限公司静海分公司粮食加工项目工作塔深基坑方案大成食品（天津）有限公司静海分公司粮食加工项目工作塔深基坑支护施工方案一、编制依据现行规范：建筑基坑工程技术规范（YB9258-97） 建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）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）；中国汽车技术研究中心新院区建设项目汽车安全试验室施工图纸天津天勘建筑设计所编制的设备基础基坑支护设计建设单位所发地质勘察报告二、工程概况建设单位：大成食品（天津）有限公司工程地点：天津市静海开发区庶海道东侧设计单位：郑州粮食食品工程建筑设计院结构类型：钢筋混凝土框剪结构建筑面积 2821.76 m2质量目标：国家施工验收规范合格标准承包方式：建筑工程施工总承包工作塔结构类型为：框架混凝土结构，桩基础；建筑高度为：44.3米，长度尺寸为23.4米，宽12.7米，建筑0.000相当于大沽标高1.852m，现地面大沽标高平均为1.25m，相当于建筑标高-0.6m，基坑底标高为-8.4m（局部底标高为-8.5m），基坑深7.8m（局部基坑深7.9米）。拟建工作塔北侧为筒仓（桩基础），与工作塔桩间距为3米；南侧为卸粮坑，与工作塔的桩间距18米，现已施工完毕。三、工程地质水文情况1、地质条件根据地质勘察报告，场地地层由上向下可分为：素填土层、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉质粘土、粉质粘土。2、水文条件四、基坑支护结构设计基础基坑较深，根据地质资料不宜采用自然放坡开挖，且考虑到开挖土体卸荷后对业已完成的相邻桩基础有不利影响，基坑必须采取支护措施，具体施工步骤为：测量放线打降水井开挖土方（至-3.6m，平面范围为从基础侧壁向外5m）打钢板桩支撑位置处开沟槽围檩及内支撑施工分层挖土（至8.4m）人工挖土、清平五、基坑支护结构的主要技术参数及技术要求(1)、钢板桩的支护方式（一顺一丁），见下图：(2)材料要求钢板桩采用40C工字钢为基坑围护体系，桩间距450mm，桩长12米，桩顶建筑标高为-3.60m，嵌入基坑底土体7.2m。进场钢板桩需进行外观检验及桩身缺陷矫正；用于基坑临时支护的钢板桩，主要进行外观检验，包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等，新钢板桩必须符合出厂质量标准，重复使用的钢板桩应符合检验标准要求，否则在打设前应予以退场替换。(3)打桩作业要求选择对周围影响较小的振动锤施打，我项目部根据现场实际情况选择自带振动锤的神钢400型、神钢450型的挖掘机施打；(4)拔桩作业要求选用上述设备进行拔桩；为防止拔桩后地面沉降及对其它地面桩产生影响，同时进行空隙注浆填实工作。2、支撑体系(1)材料要求基坑内侧在顶部设置1层钢环梁及钢支撑，钢环梁采用2根40C工字钢，钢支撑采用508钢管、壁厚10。中心标高为-3.850m。型钢均采用Q235-B级，焊条E43，钢构件所有对接焊缝及坡口焊缝质量等级均为二级，其余焊缝质量等级为三级。六、钢板桩支护施工1、钢板桩支护施工流程测量放线开挖第一层土方（至-3.6m）板桩测量放线安装导向架打钢板桩拆除导向架支撑位置处开沟槽内支撑安装土方开挖至基坑底设计标高（预留30cm人工清平）钢筋砼底板、外壁防水层施工、待砼强度大于70%后回填土至支撑底拆除支撑钢板桩拔除2、钢板桩吊运及堆放装卸钢板桩采用两点吊。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，每层堆放数量不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距为3m，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度超过2m。在打设钢板桩过程中，由于施工现场地面不适合汽车及吊车行驶，项目部计划配备一台专用挖掘机以拖拽形式倒运钢板桩。3、钢板桩的打设施工机械采用自带振动锤的神钢400型、神钢450型的挖掘机施打。(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，围檩支架由钢围檩、围檩桩、连接板组成。其中钢围檩、围檩桩采用40C工字钢，连接板采用20号槽钢。 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10mm，围檩设在离地面约500mm处，围檩与围檩桩之间用连接板焊接。(2)钢板桩打设采用单桩打入法施工，用单层围檩每1020块钢板桩组成一个施工段，先将两端2块钢板桩打入，严格控制其垂直度，每打入1m应测量一次，然后再进行中间部位钢板桩施工，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。具体施工步骤如下：先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。同时在预先算出每块板桩的位置，在围檩上用石笔做好标记，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。钢板桩施工常见问题、产生原因、预防措施及治理方法.打桩受阻（打桩阻力大，不易贯入）产生原因：在砂层或砂砾层打桩钢板桩连接锁口锈蚀、变形预防措施及治理方法：打桩前对地质情况做详细分析，确定钢板桩可能贯入的深度打桩前对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀和严重变形的钢板桩施工时可用高压水或振动法辅助沉桩在钢板桩的锁口内涂油脂桩身倾斜（钢板桩头部向打桩进行方向倾斜）产生原因： 在打钢板桩时，由于连接锁口处的阻力大于钢板桩周围的阻力，打桩进行方向对钢板桩的贯入阻力小，钢板桩桩头部便向阻力小的方向位移预防措施及治理方法：施工过程中用仪器随时检查、控制、纠正钢板桩的垂直度发生倾斜时，用钢丝绳拉住桩身，边拉边打，逐步纠正.桩身扭转（钢板桩的中心线变为折线形）产生原因： 钢板桩锁口实铰式连接，在下插和锤击作用下产生扭转和位移，并牵连相邻已打入钢板桩的位置，使中心轴线成为折线形 预防措施及治理方法： 在打桩行进方向用卡板锁住钢板桩的前锁口在钢板桩与围檁之间的两边空隙内，设一只定榫滑轮支架，制止钢板桩下沉中的转动在两块钢板桩锁口扣搭处的两边，用垫皮和木榫填实桩身扭转严重时，可将扭转部分的钢板桩拔出，采用上述预防扭转措施之后，重新打桩带桩下沉（打钢板桩时，连带已打入的相邻钢板桩一起下沉） 产生原因：因钢板桩倾斜弯曲，连接锁口处阻力增加，致使相邻钢板桩被连带下沉预防措施及治理方法：钢板桩发生倾斜时及时纠正不是一次把钢板桩打到标高，留一部分在地面，待全部钢板桩入土后，用屏风法把余下部分打入土中把连带下沉的钢板桩和其他一块或数块已打好的钢板桩，用型钢焊接在一起在连接锁口处涂油脂，减少阻力运用特殊塞子防止土砂进入连接锁口钢板桩被连带下沉后，应在其头部焊接同类型钢板桩补充其长度不足拔桩困难（打入的钢板桩在回收时，难以从地基土中拔出）产生原因：打入的钢板桩连接锁口锈蚀、变形严重钢板桩打入在硬土或密实的砂土层中基坑开挖时，支撑不及时，使钢板桩变形很大拔桩时，拔桩设备的重量及拔桩时对地基的反力使钢板桩受到侧向压力，从而增大了拔桩阻力预防措施及治理方法：打桩前，对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板打桩前在钢板桩的锁口内涂油脂基坑内土建施工结束回填土时，尽可能使钢板桩两侧土压平衡拔桩时，拔桩设备同钢板桩保持一定距离，必要时在拔桩设备下放置路基箱或垫木，以减小钢板桩受到的附加侧压力将钢板桩用振动锤等重复打一次，以此克服土的粘结力，并消除钢板桩上的铁锈要按打桩顺序的相反的次序拔桩钢板桩承受土压一侧的土较密实，可在其附近并列地打入另一根桩，使原来的桩容易拔出在钢板桩两侧开槽，灌彭润土泥浆，使拔桩阻力减小4、基坑土方开挖土方开挖应配合内支撑的安装分二次进行出土，选用1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；出土立即外运至现场指定位置。第一次挖土，从自然土面(建筑标高-0.6m)向下挖3.4m至钢板桩打设位置；挖土机械应小心避开方桩外露部分，方桩外皮200mm范围内由人工挖除。第二次挖土，从内支撑安装位置向下挖3m至-6m处，预留人工清理土层厚度约30cm。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。5、内支撑安装基坑内侧顶部设置单层钢围檩及内支撑，钢围檩采用40C工字钢，内支撑采用508钢管、壁厚10。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、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，按下图布置大口井降水：在基坑顶部具坑边1 m位置用砌块砌筑排水沟(截面净尺寸为400*400mm)，用以拦截地表水，并排出场外，在土方开挖完毕后，基坑底部沿支护桩侧设置排水盲沟，利用基坑角部位置原大口井作为基坑底部集水井，用以排除基坑内积水，中间大口井应及时封堵。基坑顶与基坑内的排水沟布置如下图所示。7、拔桩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：(1)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；(2)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；(3)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；(4)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。桩孔处理由于基坑周圈混凝土地面桩、承台桩比较密集，钢板桩拔除后留下的土孔应同时回填处理，本工程采用注浆填充。 七、基坑监测本工程监测人员：监测人 专职测量员谢博亮 复测人 质量员熊正名在基坑开挖前应由监测人、复测人分别测得初始值，核对无误后进行下一步施工。1、本基坑监测项目包括支护结构、钢板桩外侧9m范围内的地面桩、承台桩的水平位移、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；上图为基坑观测点布置图，要求观测点距钢板桩不小于15m，其中填充为圆形的点为观测钢板桩水平位移的观察点，主要测量仪器为经纬仪，填充为方形的点为观察地面桩、承台桩水平位移的观察点，具体观察方法如下：在开挖第一层土方过程中（至3.6m），在筒仓混凝土桩顶部焊接一颗螺丝钉或钢筋（共6个），采用全站仪抄测其坐标点及水平点；开挖第二次土方过程中（至-8.4米）在基槽钢板桩中部设置一个观测点（共4个），采用全站仪测量钉子与测量点的距离，做好记录。（现场NTS-372R型全站仪具备红外线测距功能，精度较高，1公里误差为2mm）从基坑支护至基坑回填土完毕，项目部专职测量员应严格按照监测周期要求监测，如在测量距离过程中发现异常，应立即采用棱镜配合全站仪进行复测，如确定桩位移超过允许值，项目部应马上联系设计单位，及时采取有效加固处理措施。(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)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30mm，位移速率不大于3mm/d。(2)桩身、围檩、支撑构件及立柱的应力值不大于设计值的80%；(3)周围地面桩、承台桩水平位移总量不大于30mm，位移速率不大于3mm/d；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，应及时浇注砼垫层，严禁基坑暴露时间过长。2、做好基坑内的排水工作，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，以防坑底超挖。坑底的控制标高应比设计标高提高30厘米。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，及时通知设计，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打拔钢板桩安全操作规程(1)机械作业时发现异常，应立即停车检查。(2)作业点地面应平坦，地面不平应垫平，防止翻车事故。(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。(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，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，尽量减少钢板桩的摆动，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，发现弯曲要及时通知设计单位，采取加撑及采取安全措施。(11)要统一信号，专人指挥，夜间作业，必须有良好的照明。十一、应急救援预案1成立基坑应急安全小组序号姓名项目职务应急小组职务联系电话医院急救电话：1202、基坑使用和维护要求(1)严格控制基坑周边和坡顶的荷载施工总平面布置必须征得业主、设计单位和监理单位的审批。基坑开挖过程中应严格控制周边荷载，基坑边荷载不得大于15KPa，在开挖过程中控制超载。(2)沿基坑坡顶浇筑1.5m宽，10cm厚素砼层，防止地表水对基坑边坡冲刷。(3)按基坑设计方案要求，做好基坑内排水，开挖过程中修建临时排水沟，底板设排水孔，用潜水泵将基坑内积水抽至地面排水沟。在雨季施工，更应该加强基坑内积水抽排。(4)施工过程中应经常检查排水沟，确保排水通畅，并作好基坑边坡及临近构筑物、管桩基础的沉降、位移观测，发现变化异常时及时分析，进行补救。(5)恶劣天气暴雨前后对基坑支护结构做全面的安全检查，重点查看基坑周边、邻近的道路的沉降及开裂情况、支护桩的变形、渗漏等情况，如有异常，及时上报并作加固处理。(6)施工期间应按要求切实做好基坑的降水工作。(7)施工中若发现支护剖面段实际地层较设计选用的钻孔地层软弱，或有其它可能危及支护结构、基坑周边构筑设施的情况，应立即通知监理和设计人员，及时采取有效加固处理措施。3、应急措施当监测项目超过控制值时，必须迅速撤离基坑内施工人员和设备(如有可能)，停止施工，会同监理、设计和建设单位有关人员查明原因，对支护方案进行修改，待加固后方能进行后续施工。一般应急措施有：(1)施工前准备好钢筋、水泥、足够的砂袋等加固材料，以及挖土机、水泵等工具，以备抢险用。(2)迅速回填或反压，保证位移值不再增大。(3)进行回固。(4)坡顶支护结构后开挖卸载。(5)当支护结构因碰撞后出现渗漏水时，应及时进行止水处理，必须时原位回填。(6)必要时，采取深层搅拌桩加固或者进行水泥注浆。4、注意基坑的时空效应根据以往的工程经验，基坑边坡的时效性问题比较明显，雨季更为显著。我公司将充分考虑土层的蠕变性，尽快完成支护结构施工。25