新深基坑支护方案

1、道里区铁路沿线环境综合整治项目铁顺街交通疏解工程深基坑支护施工方案2016 年 9 月哈尔滨市第二市政工程公司目录一、施工概况 4.二、工程地质勘查 4.三、编制依据 5.四、沟槽、顶管坑及挡土墙支护方案 6.1、排水沟槽深基坑支护 6.2、顶管工作坑支护 6.3、挡土墙沟槽支护 6.五、工字钢施工的一般要求 7.六、深基坑支护施工工艺 7.七、支护计算书 9.1、朗肯主动土压力 9.2、瑞典条分法 -替代容重法 1.0.3、作用于板桩上的土压力强度及压力分布图 1.24、确定内支撑层数及间距 1.25、内支撑反力 1.3.6、钢板桩入土深度及总桩长 1.47、基坑底部的隆起验算 1.5.8、

2、围檩受力计算 1.5.八、监测方法 1.6.九、 应急预案 1.7.十、附图 1.8.1、沟槽基坑钢板桩支护纵段示意图 1.82、沟槽基坑钢板桩支护平面示意图 1.93、顶管坑平面布置图 2.0.4、顶管坑钢板桩支护纵断面示意图 2.05、顶管坑钢板桩支护平面示意图 2.16、箱涵深基坑钢板桩支护平面示意图 2.27、箱涵深基坑钢板桩支护纵段示意图 2.38、桩基挡墙深基坑钢板桩支护纵段示意图 2.49、桩基挡土墙深基坑钢板桩支护平面示意图 2.510、节点大样图 2.6.32一、施工概况 道里区铁路沿线环境综合整治项目铁顺街交通疏解工程是修建一条哈尔滨 道里区连接哈尔滨火车站北广场至哈尔滨西

3、站广场的快速通道，道路南北走向， 工程起点为规划武威路，终点安发街，道路全长5.04km。本工程主要包括排水、道路、箱涵，挡墙。本工程 K0+970-K1+730.974 排水工程含管线施工及顶管施工，其中雨水管线180度砂石基础施工全长 273.69m，基坑深度在 5m-7.53m，顶管施工全长 507.02m,设置4个深基坑为顶管工作坑。污水管线 180度砂石基础施工全长 259m，坑深度在5m-8m,顶管施工全长479.87m,设置4个深基坑为顶管工作坑。悬臂挡土墙FA（K2+767.429-K2+837.429）沟槽开挖深度为1.2m5.55m，悬臂挡 土墙 FBZ（K2+738.19

4、6-K2+808.196）沟槽开挖深度为1m4.3m,悬臂挡土墙FBY（K2+728.196-K2+808.196）沟槽开挖深度为1m4.3m,箱涵挡土墙 FBZ（K2+808.196-K2+904.196） 沟槽开挖深度为 6m10m。根据工程所在地的地质条件及施工范围红线限制的特点， 结合施工计算、 施 工工期要求及施工方法等方面进行考虑， 施工单位将采用工字钢支撑配合木板密 支撑进行支护。二、工程地质勘查1 、根据钻探、测试、室内试验，对所揭露的地层按照岩土成因、结构、性质综 合划分6个主层， 8个亚层，地层结构及特征描述如下：第（1）层杂填土：杂色，含砖头、石块等建筑垃圾，深度0.0-

5、7.20m,平均厚度为 2.69m。第（ 1-1）层新近沉积粉质黏土：褐色，沉积时间晚，结构松散欠压密。深度 1.0-1.60m,平均厚度为0.6m。第（ 2）层粉质粘土：黄褐色 -褐黄色，可塑，中压缩性，含氧化铁，干强度中等，稍光滑，韧性中等，摇振反应无，层状结构，深度1.50-12.50m,平均厚度为2.66m。 第（ 2-1）层粉质粘土：黄褐色，硬塑，中压缩性，含钙质结核，干强度中等，稍光滑，韧性中等，摇振反应无，层状结构，深度1.50-8.40m,平均厚度为1.68m。 第（ 2-2）层粉质粘土：黄褐色，软塑，中 -高压缩性，含氧化铁，干强度中等， 稍光滑，韧性中等，摇振反应无，层状结

6、构，深度2.50-8.0m,平均厚度为0.97m。第（3）层粉质粘土：黄褐色 -褐黄色，可塑，含氧化铁，中压缩性，干强度中等，稍光滑，韧性中等，摇振反应无，层状结构，深度10.80-24.0m,平均厚度为4.83m。第（3-1）层粉质粘土：黄褐色 -褐黄色，可塑，中压缩性，干强度中等，稍光滑，韧性中等，摇振反应无，层状结构，深度16.20-21.70m,平均厚度为3.07m。第（4）层细砂：黄色，很湿 -饱和，中密，含黏性土夹层，矿物成分以长石、石 英为主，颗粒级配一般，颗粒形状为亚圆形，粘粒含量低，深度13.0-29.70m，平均厚度为 3.85m。第（ 4- 1 ）层粉砂：黄色，很湿 -饱

7、和，中密，矿物成分以长石、石英为主，颗粒 级配一般，颗粒形状为亚圆形，粘粒含量低，深度7.80-13.0m,平均厚度为5.20m。 第（5）层粗砂：黄色 -灰色，饱和，中密 -密实，矿物成分以长石、石英为主， 颗粒级配一般，颗粒形状为亚圆形，粘粒含量低，深度17.20-40.0m,平均厚度为 6.94m。第（5-2）层粉质粘土：灰色，可塑，中压缩性，干强度中等，稍光滑，韧性中等，摇振反应无，层状结构，深度 28.40-32.0m,平均厚度为2.0m。第（5-1）层中砂：黄色 -灰色，饱和，中密，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，颗粒形状为亚圆形，粘粒含量低，深度22.70-31.20m,

8、平均厚度为3.35m。第（ 6）层中砂：黄色 -灰色，饱和，密实，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，颗粒形状为亚圆形，粘粒含量低，深度33.60-40.0m,平均厚度为4.53m。第（ 6- 1 ）层细砂：灰色，饱和，密实，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，颗粒形状为亚圆形，粘粒含量低，深度32.0-40.0m,平均厚度为2.30m。此次钻探未穿透此层。2、2016年8月勘察期间场区地下水：地下水初见水位 9.0-19.50m,地下水稳定 水位 6.80-15.60m。三、编制依据1 、建筑基坑支护技术规程 JGJ120-20122、建筑基坑工程监测技术规范 GB50497-200

9、93、建筑桩基技术规范 JGJ94-20084、混凝土结构设计规范 GB50010-20025、建筑地基基础施工质量验收规范 GB50202-2002 6、岩土锚杆（索）技术规程 CECS 22：2005 7、锚杆喷射混凝土支护技术规范 GB50086-20018、岩土工程勘察报告四、沟槽、顶管坑及挡土墙支护方案1、排水沟槽深基坑支护基坑支护采用工35b型工字钢，间距600mm。深度5m-6m基坑采用9m工 字钢支护，入土深度3.5m,深度6m-7.5m基坑采用12m工字钢支护，入土深度 4m,横檩采用I20工字钢，距顶1.5m,横向支撑采用工22b型，与两侧横檩连 接，详见附图。2、顶管工作

10、坑支护由于所挖基坑较深，根据施工方案确定（坑深 6.5m，平面尺寸4X5m；，在 挖土过程中坑壁要随挖随支， 支撑要牢固， 并且在施工过程中要经常检查， 如有 松动、变形等现象要及时加固，更换。基坑四周采用 35b型工字钢，间距 600mm,桩长12m，沟槽成形后深入槽底5-5.5m），开挖的基坑分四次进行挖至坑底。当挖到 2米时，开始支撑，在竖向 工字钢支撑间焊接第一道 I20 工字钢圈梁，圈梁间采用工字钢横撑焊接加固，焊 接由持有效焊工证的电焊工施焊。 所有焊口全部焊满， 质量符合标准。 继续向下 开挖时深度每增加两米设圈梁一道， 并重复以上工序，直至坑底（具体详见附图）。 雨季施工不得空

11、槽过夜。上下沟槽应设置安全梯，严禁攀登横梯。3、挡土墙沟槽支护箱涵、桩基挡墙工程均采用明槽开挖法施工， 箱涵浇筑墙身混凝土分两次进行浇筑，第一次浇筑到墙身3m高位置，待混凝土达到设计强度后回填至墙身 2.5m 高位置，撤掉下层支撑。设计支撑均采用 609mn钢管支撑，支撑水平间距3m， 箱涵竖向视基坑深度设 2 道撑。桩基竖向视设 1 道撑。（ 1 ）支撑构造形式基坑侧壁的支撑设计采用 609mn钢管进行支撑，同时结合122钢围囹作为腰梁，所有结合点处采用焊接。（2）支撑的设置在基坑内支撑水平设置间距为 3m箱涵竖向视基坑深度设2道撑，间距为 3m桩基竖向视设1道撑。支撑结构形式详见附图。五、

12、工字钢施工的一般要求1 、工字钢的设置位置要符合设计要求，便于排水基坑施工，即在基坑最突出的边 缘外留有支模、拆模的余地。2、基坑护壁工字钢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 准工字钢的利用和支撑设置。3、整个基坑施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，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。六、深基坑支护施工工艺1 、打桩机械选择 工字钢可采用锤击打入法、 振动打入法、 静力压入法及振动锤击打入法等施打 方法，本段施工考虑工程地质，现场作业环境，工字钢形式、重量、长度、总数量 等具体条件，选用振动锤击打入法进

13、行施打。2、工字钢的检验及矫正用于基坑支护的成品工字钢均为新品， 可按出厂标准进行检验； 重复使用的工 字钢使用前，应对外观质量进行检验，包括长度、宽度、厚度、高度等是否符合设 计要求，有无表面缺陷，端头矩形比，垂直度和锁口形状等。3、工字钢吊运装卸工字钢宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的工字钢根数不宜过多。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。4、工字钢堆放工字钢堆放的地点， 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：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）工字

14、钢要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；3）工字钢应分层堆放，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 2 米。5、工字钢施打工字钢施工关系到基坑支护和安全， 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）本段采用工35b型6m 9m 12m长工字钢支护。工字钢采用履带式挖土机（带震动锤机）施打，施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，认真放出准确 的支护桩中线。2）打桩前，对工字钢逐根检查，剔除变形严重的工字钢，不合格者待修整后 才可使用。3）打桩前，在工字钢的头

15、部涂油脂，以方便打入拔出。4）在插打过程中随时测量监控每块工字钢的斜度不超过 2%，当偏斜过大不能 用拉齐方法调正时，拔起重打。5）工字钢施打采用逐根打入法施工。打入时能够确保工字钢不发生屈曲、扭 转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。施工时，将工字钢打至设 计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上。施打顺序对工字钢 垂直度、位移、轴线方向的伸缩、基坑墙的凹凸及施打效率有直接影响，按先后顺 序施打。施工中根据具体情况变化施打顺序， 采用一种或多种施打顺序， 逐步将工字钢 打至设计标高。6）密扣且保证开挖后入土不小于 2米，保证工字钢顺利合拢；特别是工作井 的四个角均要

16、使用工字钢施打使之合拢。7）打入工字钢后，每天派专人进行检查工字钢。6、工字钢的拔除基坑回填后，要拔除工字钢，以便重复使用。拔除工字钢前，应仔细研究拔桩 方法顺序和拔桩时间及土孔处理。否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多 会引起地面沉降和位移，会给己施工的地下结构带来危害，并影响临近原有建筑物、 构筑物或底下管线的安全。设法减少拔桩带土十分重要，目前主要采用灌水、灌砂 措施。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，破坏工 字钢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：对封闭式工字钢支护结构，拔桩起

17、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，可先用振动锤将工字钢接口振活以减小土的粘附，然 后边振边拔。对较难拔除的工字钢可先用柴油锤将桩振下100- 300mm再与振动锤 交替振打、振拔。有时，为及时回填拔桩后的土孔，当把工字钢拔至比基础底板略 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。 起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷， 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为振动锤本身额定功率的 12-2.0 倍。 对引拔阻力较大的工字钢，采用间歇振动的方法，每次振动15mi

18、n,振动锤 连续不超过 1.5h 。7、工字钢土孔处理 工字钢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。土孔回填材料常用砂子，也有采用双液注浆（水泥与 水玻璃）或注入水泥砂浆。回填方法可采用振动法、挤密法填入法及注入法等，回 填时应做到密实并无漏填之处。七、支护计算书以最深开挖深度7.5m进行计算1、朗肯主动土压力深度 z 处第 i 层土的主动土压力强度的标准值 eak,i 按下列公式计算： 采用水土合算或计算点在水位以上时：（小于0取0）采用水土分算且计算点在水位以下

19、时:J二彳+ 旳口 -匸-丘厂迅j號：（小于0取0）对于矩形土压力模式，自重部分须扣除坑内土的自重（对水位以下的分算土层，扣 除有效自重；坑内水位取坑底位置，天然水位在坑底以下就取天然水位）。式中：Yj 第j层土的天然重度；Y W-水的重度，取10kN/m3 hj hwa,i 第j层土的厚度；地下水位；ci、ci第i层土的内聚力、有效内聚力； i、 i第i层土的内摩擦角、有效内摩擦角；q超载。2、瑞典条分法-替代容重法& = “+ - G二:空疗宓輕+川”上列式中：Nj =+ 气）+ %血（0 + atg& （S -N.= costfJ-式中：Ks-整体稳定安全系数；Nj土钉、锚杆、微型桩、排

20、桩在滑弧上产生的抗滑力标准值；ci 第i分条滑裂面处土体（或水泥土，乘折减系数后的c）的粘聚力；小 第i分条滑裂面处土体（或水泥土，tg 乘折减系数后的 ）的内摩擦角；Ka-主动土压力系数；Li 第i分条滑动面弧长；Gi第i分条土条（包括水泥土）重量；W第i分条土条受到的水浮力；Wi 第i分条土条受到坑内水位以下那部分水的水浮力 （当地下 水位高于开挖面时，坑内水位取开挖面，否则取地下水位）； ui 第i分条土条底部中心处的孔隙隙水压力，即为该点处 的静水压力；若考虑土性，则对水土合算的土层取0； 静水压力与浸润线有关，当地下水低于开挖面时，浸润线就是地下水位线；当地下水高于开挖面时，浸润线如

21、下： 0= =浸润线不考虑止水愷慕浸润线考虑止水惟尊Qi超载和邻近荷载在第i分条上分布的总力；TNj 第j道土钉/锚杆在滑裂面外的部分的抗拔力标准值和杆体抗拉强度标准值中的小值，见“公式”;Sj 第j道土钉/锚杆的水平间距；Bi 第i分条滑动面切线与水平面之间的夹角；aj 第j道土钉/锚杆与水平面之间的夹角。Z、E土钉或锚杆切向力折减系数、法向力折减系数。Np滑弧切过排桩或连续墙时桩墙的抗滑力；9 p 滑弧切桩点切线与水平面的夹角；M桩墙抗弯承载力设计值；hp切桩点到坡面的深度；Yphp范围内土的平均重度；Sp-排桩间距，连续墙取1m3、作用于板桩上的土压力强度及压力分布图ka=tg2(45

22、- /2)=tg2(45-20.10/2)=0.49kp=tg2(45 + /2)=tg2(45+20.10/2)=2.05板桩外侧均布荷载换算填土高度h,h=q/r=20.0/18.3=1.09m桩顶以上土压力强度PalPa1=r x( h+0.25)Ka=18.3 x (1.09+0.25) x 0.49=12.0KN/m2开挖面土压力强度Pa3Pa3=r x (h +(r-rw)(7.5)Ka=18.3 x 1.09+(18.3-10) x 7.5 x 0.49=40.28KN/m2q=20KN/rAWA17 K /r n 钢板桩土压力分布图4、确定内支撑层数及间距按等弯距布置确定各层支

23、撑的钢板桩能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h:弯曲截面系W36=0.001350m折减系数B =0.7采用值 WZ书 W36=0.0013x 0.7 = 0.000945m3容许抗拉强(T = 200000.0KPa由公式c =M/WZ得:最大弯矩 MO=WZ c=189.0KN*m1 )支点处弯矩M=Pa1*(H1-H2)2/2+(Pa2-Pa2)(H1-H2)2/6=9.2KN*m1.3满足要求&围檩受力计算按20m计算洙 迪RRk戕1 ）支承力：R=n/4=q2*a/4=793.42kN2 ）支承布置见右图。3 ）围檩弯矩支撑按等间距布置，如下图:12=158,-4 -5,

24、 0m2.帥2.55. Oil2. 5nR=q2 a/4=79X 42KK RFf=q.&4=旳3一 12KNPl=a/4=5.000m由于安装节点的整体性通常不易保证，故按简支粱计算：Mmax=q2l2/8=495.9KN*m 拟选用空心方钢（250*250*8） 弯曲截面系Wz=0.002521m3容许抗拉强（T =200000.0KPa方钢能承受的最大弯矩 M=WzR=504.2KN*m Mmax=495.9KN*m满足要求八、监测方法（一）、基坑内外情况观察方法观察方法采用巡视法，观察内容包括基坑周围地面裂缝、 塌陷、地面超载及 基坑隆起、渗水情况，基坑开挖的地质及其变化情况和支护结构

25、状态等。 参照上 述内容根据基坑工程的开挖进度情况， 随开挖随进行观察。要求观察人员作到以 下两点：1、首先熟悉每天的监测情况，根据每天监测的数据，做到心中有数和有目 的的进行观察，并做好每天的观察日志。2、熟悉和了解基坑开挖的进程和工况，出现异常情况立即报告。（二）水平位移测量1、采用轴线投影法：在某条测线两端远处各选定一个稳定基准点A、B，经纬仪架设于A点，定向B点，则A、B连线为一条基准线。观测时，在该观测边上的各测点设置占板，由 经纬仪在占板上读取各监测点至 A、B基准线的垂直E,各监测点初始值E均为取两次平均值。 “+”表示正向基地位移， “-”表示背向基地位移，本次观测值与前 次观

26、测值之差为本次位移量，本次观测值与原始观测值之差为累计位移量。“+”表示朝向基地位移， “”表示背向基地位移。2、采用坐标法： 对于无法采用轴线投影法观测的测点， 采用坐标法观测。 用全站仪架设于某稳定 基准点， 观测测点坐标， 取三次平均值作为初始值。 本次观测值减去前一次的观 测值为本次观测值位移值，本次观测值减去原始观测值为累计位移值。（三）垂直位移的监测方法采用独立高程系统， 在远离基坑的稳定区域选设置两组稳固水准点， 监测各点的 高程是计算各点的垂直变化，确定钢板桩是否沉降。九、应急预案（一）、预案总则 坚持“安全第一，预防为主”的方针，采取切实可行的措施，建立起安全事故应急 救援指

27、挥部迅速有效的组织开展抢险救援工作。 建立安全网络，对特种作业人员进 行操作培训并实行岗前三级安全培训教育制度， 建立完善企业安全生产责任制， 施 工中严格执行国家安全生产的法规。不断加强重大不安全隐患或突发事故的预防、 妥善处理危机影响，充分利用一切可能的力量， 在事故发生后迅速控制事故并尽可 能的排除事故，保护现场人员和场外人员的安全，将事故对人员、财产和环境所造 成的直接经济损失降低到最小的程度， 确保工程施工安全，维护企业事业良好声誉。（二）、沟槽周围及易出现的危机象A、过程中容易坍塌的地带不采取安全保护现象。B操作人员在作业中周围观察不到位，易出事故。C管材堆放不当，易造成任何车辆不

28、安全。D现场管理人员监督不到位，易出现安全隐患。（三）、采取主要安全措施A、开工前由项目经理部对各工种进行安全技术交底和安全培训。持证上岗。土方 开挖前走访地下设施的所有单位， 进行全面的图纸会审， 派专人现场指明地下设施 的位置及深度， 当机械开挖至障碍物的地方时， 将障碍物前后 1.5 米范围内的地方 预留，用人工进行开挖，确保地下设施不受损失。B基坑四周采取封闭式围挡，施工现场设立明显的标志，夜间红灯示警，以保证 车辆和人员的安全。安全员、协管员、施工现场管理人员进行现场的安全监护。C残土随挖随运，保持现场清洁。D现场的管材堆放整齐，安全稳固，现场使用的电气设备一律由专业人员操作和 监护，按操作规程执行。E下