深基坑拉森钢板桩支护专项工程施工设计方案

1、公用工程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-WA段施工方案编 制：审 核：审 批：编制单位：公用工程编制日期：2014年3月10日目录一、工程概方况 二、法 1施工工艺及2三、安全施工措施 3四、拉 森 扣 板桩受算 .4五、附 箱渠结图 WA1-WA2段施工方案、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-WA段在施工时需要穿过箱渠底部，箱渠底部结构 一边为 混凝土, 一边为片石铺填结构 . 渠宽 20米.

2、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WA2号井方向顶进约38米后,即箱渠底片石铺填部位岀现严重透水.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 , 基槽开挖采用W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打，

3、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）管道安装施工（5）拔除

4、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）割孔、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 项容。每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验。（

5、 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W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

7、10Cm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) 支撑架设经过计算拉森钢板桩支护可采用 3道支撑。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壁上焊围囹托架，然后吊装 H型钢围

8、檩并焊接加固。箱渠段支撑需做特别加固，上部架空部位做反拉橫梁，基坑周边(约一倍桩长)围尽量避免堆载。开挖过程中注意支护体系的变形观察。基坑作业时，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

9、不可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、钢板桩的拔除基槽回填压实后，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

10、及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15mi n,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、箱渠盖板俢复（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，做好支撑

11、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，除企业已有的外，工地设立安全管理，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，机械设备应设有安全

12、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安全防火宣

13、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，用电人员各自保 护好自用设备的负荷、

14、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 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，高大机械在多风季节前设缆风绳。四、

15、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 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）地质钻探地层名称层厚土的容重r摩擦角©凝聚力备注孔号3、(° O ( IZDo孔号m（KN/m）()C ( KPS)人工回填土2.618.423淤泥质粉质粘土5.5细砂1.119.300人工回填土1.918.423淤泥质粉质粘土1.3淤泥质粉砂10.21

16、9.314.20粉质粘土0.6人工回填土1.918.42317.3粉土1.620.36.228淤泥质粉粘土5.5粉质粘土2.4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cnf每延米惯矩lx （cni）每延米抵抗矩Wx （品）容许弯曲应力b w （MPS容许剪应力t （MPS-备注skspii191168001340210120SKSPV242.53860022702101203、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围的土层计算

17、土 体参数加权平均值。3.2 拉森钢板桩最大悬臂长度计算321、SKSPV型拉森钢板桩（只用于开挖深度 46.5m的管道）MLx三 WWw1/6*h*h*19.09*h*0.551*10000 三 1340*210故h三2.52m因SKSP7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，基槽开挖深度在6-9m采用12m SKSffV型拉森钢板桩。、12m SKSK型拉森钢板桩（取土层最大影响深度 9nj）:根据KaXr最大值选取最不利荷载 ZK64土层参数作为计算依据、12m SKSEV型拉森钢板桩（取土

18、层最大影响深度 9nj）:根据KaXr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|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开挖6-9m深SKSPV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，即刀MA= 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= 1/2 ea (H+t) = 1/2* r * (H+t) 2Ka被动土压力 Ep= 1/2 ept = 1/2* r *t 2Kp3r = 17.89 KN/m , © = 11.62, Ka = 0.664, Kp = 1.504 , H=5mF=1/2* e a*(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开挖深度最小长度为：地面