深基坑拉森钢板桩支护专项工程施工组织设计及对策

1、.二、施工工艺及方法本工程*基槽开挖采用型9m及型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，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*井边缘外留有支模、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，防止不规那么的转角，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，制止任意

2、撤除支撑，制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排污管、*井施工  5拔除钢板桩回填中粗砂 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展矫正，以减少打桩过程中的困难。  外观检验：包括外表缺陷、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割孔、断面缺损的应

3、予以补强；c假设钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度。原那么上要对全部钢板桩进展外观检查。  材质检验：对钢板桩母材的化学成分及机械性能进展全面试验。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展一个拉伸、弯曲试验。每20-50t重的钢板桩应进展两个试件试验。  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

4、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巩固的场地上，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2米。4、钢板桩施打    拉森钢板桩施工关系到施工止水和平安，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全线采用型90米及型1

5、2m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工程      允许公差板桩轴线偏差   &#

6、160;  土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，假设没有此类钢板桩，那么用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密封。  (6)打入桩后，及时进展桩体的闭水性检查，对漏水处进展焊接修补，每天派专人进展检查桩体。 7内支撑架设    经过计算拉森钢板桩支护可采用12道内支撑。5、挖土土方开挖应分段连续施工，开挖至板

7、桩顶以下1.5米处，进展第1道支撑施工，开挖至板桩顶以下3.5米处，进展第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型钢围檩并焊接加固。因本工程*管道开挖区为粘土，井点降水效果差，一般采用集水井集水潜水泵排水法，排除基槽渗水，保持基坑内无积水，减小土侧压力对扣板桩影响，便于*管道施工。基坑周边约一倍桩长X围内尽量防止堆载。开挖过程中注意支护体系的变形观察。基坑内作业时，有专职平安员负责。    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

8、，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局部，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严密配合，挖土过程要保证平安的前提下，迅速为支撑施工创造工作面，支撑构造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，以使支护构造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。

9、拔桩后马上用中粗砂将桩孔灌实。  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制拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。  2拔桩时应考前须知 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。为及时回填拔桩后的土孔，当把板桩拔至比根底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

10、局部。 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15h。7、钢板桩土孔处理对拔桩后留下的桩孔，及时采用中粗砂灌入密实。三、平安施工措施1、基坑顶周边设置连续封闭的平安护栏，防止人员坠落。2、靠近基坑边的B1B4栋东面排栅增加多一道卸荷措施。3、开挖前，先进展围檩施工，做好支撑后才能开挖至设计深度。4、为切实保证施工人员平安，树立“平安第一，预防为主的思想，根据国家建立部颁发的平安检查评分标准制订具体措施。5、建立平安保证体系，除企业已有的机构外，工地设立平安管理机构，工程工程设立平安小组、班组设平安员，形成一个健全的平安保证体系，工地的平安管理

11、机构负责工地日常的平安工作，定期组织平安检查，对不符合要求的要及时发出整改通知，指导工程工程部和班组平安员的工作，对违章作业者进展批评教育和处分。6、优化平安技术组织措施，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，如积极改良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，机械设备应设有平安装置。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平安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、电器设备必须到达国家平安防护标准，自制设备、设施应通过平安检验，一切设备应经过工前性能检验合格前方可使用，并由专人负责，严格执行

12、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，均要戴平安帽，正确使用“三宝。要配合公司平安月检工作，工程工程部要实行周检，工程点要日检，施工中应抽检，及时消除平安隐患。10、严格执行各项平安操作规程，施工前要进展平安交底，每月定期进展平安教育，加强工人的平安意识教育。11、在主要入口处挂醒目的平安防火宣传语牌。12、现场施工用上下压设备及线路，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"施工现场临时用电平安技术规X"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

13、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、加强平安教育和监视，坚持经常性的平安交底制度，提高施工人员的平安生产意识，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平安用电根本知识和设备性能，用电人员各自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、结实，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

14、专人负责维修、保养，并经常对机械运行的关键部位进展检查。19、使用机械时，操作员要密切注意机上的仪器、仪表、指针是否超出平安X围，机体是否有异常振动及发出异响，出现问题应进展停电关机处理，不得擅离职守，隐瞒不报。20、设备根底必须平稳、结实，根本的锚固、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、拉森扣板桩受力验算：因本工程*施工区地质情况复杂，且无明显变化界限。为确保施工平安，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展验算，作为最终支护标准。根据*省公路勘察规划*提供的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

15、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KN/m3内摩擦角°凝聚力cKPa备注ZK50人工回填土2.618.423淤泥质粉质粘土10.215.94.45.5细砂1.119.300ZK56人工回填土1.918.423淤泥质粉质粘土1.315.94.45.5淤泥质粉砂10.219.314.20粉质粘土0.620.122.217.3ZK64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cm

16、2每延米惯矩Ixcm4每延米抵抗矩Wxcm3容许弯曲应力wMPa容许剪应力MPa备注SKSP191168001340210120SKSP242.53860022702101203、拉森钢板桩最大悬臂长度的计算：3.1、根据*开挖深度h3m以上进展拉森钢板桩支护，取3mX围的土层计算土体参数加权平均值。ZK50：18.4×2.615.9×0.4/318.0KN/m323×2.64.4×0.4/320.52Katga245°/2=0.481ZK56：18.4×1.915.9×1.1/318.0KN/m323×1.94.

17、4×1.1/316.18Katga245°/2=0.564ZK64：18.4×1.920.3×1.1/319.09 KN/m323×1.96.2×1.1/316.84Katga245°/2=0.5513m深度处的最大主动土压力荷载：ZK50：q×h×Ka25.974 KN/mZK56：q×h×Ka30.456 KN/mZK64：q×h×Ka31.556KN/m故取ZK64地质断面进展拉森钢板桩最大悬臂长度进展验算3.2拉森钢板桩最大悬臂长度计算3.2.1、SKSP型

18、拉森钢板桩只用于开挖深度34m的管道MmaxWx×w1/6*h*h*19.09*h*0.551*100002270*210故h3.0m因SKSP型拉森钢板桩用于开挖深度为34m的管道，大于其最大悬臂长度，故需加支撑。3.2.2、SKSP型拉森钢板桩只用于开挖深度46.5m的管道MmaxWx×w1/6*h*h*19.09*h*0.551*100001340*210故h2.52m因SKSP型拉森钢板桩用于开挖深度为46.5m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34m采用9m SKSP型拉森钢板桩，基槽开挖

19、深度在46.5m采用12m SKSP型拉森钢板桩。4.1.1、9m SKSP型拉森钢板桩取土层最大影响深度9m：ZK50：18.4×2.615.9×6.4/916.22 KN/m323×2.64.4×6.4/99.77Katga245°9.77/2=0.710Kptga245°9.77/2=1.409ZK56：18.4×1.915.9×1.319.3×5.8/918.62KN/m323×1.96.2×1.34.4×5.8/914.64Katga245°14.64/2

20、=0.596Kptga245°14.64/2=1.676ZK64：18.4×1.920.3×1.615.9×5.5/917.21 KN/m323×1.96.2×1.64.4×5.5/98.56Katga245°8.56/2=0.741Kptga245°8.56/2=1.350根据Ka×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 SKSP型拉森钢板桩取土层最大影响深度12m：ZK50：18.4×2.615.9×9.4/1216.44 KN/m323

21、15;2.64.4×9.4/128.43Katga245°8.43/2=0.550Kptga245°8.43/2=1.344ZK56：18.4×1.915.9×1.319.3×8.8/1218.79 KN/m323×1.96.2×1.34.4×8.8/1214.53Katga245°14.53/2=0.599Kptga245°14.53/2=1.670ZK64：18.4×1.920.3×1.615.9×5.520.1×2.419.3×0

22、.6/1217.89 KN/m323×1.96.2×1.64.4×5.522.2×2.414.2×0.6/911.62Katga245°11.62/2=0.664Kptga245°11.62/2=1.504根据Ka×最大值选取最不利荷载ZK64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：4.2最小入土深度的计算4.3

23、.1 开挖4m深 SKSP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MA0，亦即F*1.5+EaHaEpHpF*1.5+Ea*2/3*(Ht)EpH+2/3*t0其中：主动土压力Ea1/2eaH+t1/2*H+t2Ka被动土压力Ep1/2ept1/2*t2Kp17.21 KN/m3,8.56,Ka0.741,Kp1.350，H=4mF=EaEp将各参数分别代入弯矩平衡方程式得：t36t237t24.50解得 t4.2m，拉森钢板桩4m开挖深度最小长度为：地面预留局部0.5m开挖深度4m入土深度4.2m8.7m，故采用9mSKSP型拉森钢板桩支护满足34m基槽开挖深度的要

24、求。4.3.2 开挖5m 深SKSP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MA0，亦即F*1.5+EaHaEpHpF*1.5+Ea*2/3*(Ht)EpH+2/3*t0其中:主动土压力Ea1/2eaH+t1/2*H+t2Ka被动土压力Ep1/2ept1/2*t2Kp17.89 KN/m3,11.62, Ka0.664, Kp1.504， H=5mF=1/2* ea*(Ht)1/2* ept将各参数分别代入弯矩平衡方程式得： t39t252t196.30解得 t5.8m，拉森钢板桩5m开挖深度最小长度为：地面预留局部0.5m开挖深度5.8m入土深度5m11.3m，故采

25、用12mSKSP型拉森钢板桩单支撑支护满足45m基槽开挖深度的要求。4.3.3开挖6.5m 深SKSP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MA0，亦即F1*0.5+F2*3.5+EaHaEpHpF1*0.5+F2*3.5+Ea*2/3*(Ht)EpH+2/3*t0其中:主动土压力Ea1/2eaH+t1/2*H+t2Ka被动土压力Ep1/2ept1/2*t2Kp17.89,11.62, Ka0.664, Kp1.504，H=6.5m根据扣板桩受力平衡即F1+F2+EpEa0及扣板桩下端弯矩平衡即5t*F1+(3+t)*F2+Ep/36.5t*Ea/3=0方程组求得：

26、F1=(1.5+0.33t) Ep -(0.42+0.33t)* EaF2=(1.42+0.33t)* Ea-(2.5+0.33t) Ep将各参数分别代入弯矩平衡方程式得： t313t244t65.80解得 t3.7m，拉森钢板桩5m开挖深度最小长度为：地面预留局部0.5m开挖深度3.7m入土深度6.5m10.7m，故采用12mSKSP型拉森钢板桩双支撑支护满足56.5m基槽开挖深度的要求。5、坑底涌砂验算因6.5m开挖X围内为粘土，无粉砂土及细砂等，故基坑抽水时不会引起涌砂。6、拉森钢板桩支撑腰梁验算6.1开挖4m深单支撑腰梁6.1.1计算参数HW400*400腰梁参数：Ix66900cm4

27、 Wx3340cm3 w210MPa120MPa,S=219.5cm2由4.3.1中得知qF/1=EaEp/1=226KN/m 6.1.2荷载分布图为简化计算采用3等跨连续梁进展受力验算6.1.3抗弯验算：最大弯矩Mmax0.08*ql20.08*226*52=452 KN*m Wx×w3340*210/1000=701.4 KN*mMmax故腰梁满足抗弯要求6.1.4抗剪验算：最大剪力Qmax0.6*ql0.6*226*5=678KN*S=210*219.5/10=4609.5KNQmax故腰梁满足抗剪要求6.2开挖5m深单支撑腰梁6.2.1计算参数HW400*400腰梁参数：Ix

28、66900cm4 Wx3340cm3 w210MPa120MPa,S=219.5cm2由4.3.2得知qF/1= Ea Ep=196.1 KN/m6.2.2荷载分布图为简化计算采用3等跨连续梁进展受力验算6.2.3抗弯验算：最大弯矩Mmax0.08*ql20.08*196.1*52=392.2 KN*m Wx×w3340*210/1000=701.4 KN*mMmax故腰梁满足抗弯要求6.2.4抗剪验算：最大剪力Qmax0.6*ql0.6*196.1*5=588.3KN*S=210*219.5/10=4609.5KNQmax故腰梁满足抗剪要求6.3开挖6.5m深双支撑腰梁6.3.1计

29、算参数HW350*350腰梁参数：Ix40300cm4 Wx2300cm3 S173.9cm2HW400*400腰梁参数：Ix66900cm4 Wx3340cm3 S=219.5cm2w210MPa120MPa由4.3.3得知q1F1/1=(1.5+0.33t) Ep -(0.42+0.33t)* Ea =126.7 KN/mq2F2/1 (1.42+0.33t)* Ea-(2.5+0.33t) Ep321.6 KN/m6.3.2荷载分布图为简化计算采用3等跨连续梁进展受力验算6.1.3抗弯验算：HW350*350腰梁最大弯矩Mmax0.08*ql20.08*126.7*42=162.2 KN

30、*m Wx×w2300*210/1000=483 KN*mMmax故HW350*350腰梁满足抗弯要求HW400*400腰梁最大弯矩Mmax0.08*ql20.08*321.6*42=411.6 KN*m Wx×w3340*210/1000=701.4 KN*mMmax故HW400*400腰梁满足抗弯要求6.1.4抗剪验算：HW350*350腰梁最大剪力Qmax0.6*ql0.6*126.7*4=304.1KN*S=210*173.9/10=3651.9KNQmax故HW350*350腰梁满足抗剪要求HW400*400腰梁最大剪力Qmax0.6*ql0.6*321.6*4=

31、771.8KN*S=210*219.5/10=4609.5KNQmax故HW400*400腰梁满足抗剪要求7、拉森钢板桩支撑验算7.1挖深4m7.1.1参数计算不考虑土的粘结力N=5q=5×2261130KN回转半径1.8cm按最大开挖宽度2.8m自由长度lo0.5*(2.8-0.4)=1.00m长细比100/1.8=75561.020.55202/10000=0.702容许压应力140 MPa钢管截面积Am/4*()3.14/4*(0.3332-0.3252)=0.0041m2N/Am1130/0.0041*1000=276 MPa*=140*0.702=98.3 MPa故在不考虑土土的粘结力情况下钢管支撑稳定性不符合要求。7.1.2参数计算考虑土的粘结力c=17.3*1.9+28*1.6+5.5*5.5+1