深基坑拉森钢板桩支护专项施工方案

深基坑拉森钢板桩支护专项施工方案.公用工程中山市岐江河水环境综合整治工程（雨污分流）某某片区市政污水管工程安全文明施工专项方案编制单位：中山公用工程有限公司编制日期：2013年7月20日目录一、工程概况二、施工工艺及方法1.钢板桩施工的一般要求2.钢板桩施工的顺序3.钢板桩的检验、吊装、堆放4.钢板桩施打5.挖土6.钢板桩的拔除7.钢板桩土孔处理三、安全施工措施四、拉森扣板桩受力验算1.代表性地质断面情况表2.拉森钢板桩参数工程概况本工程包括某某片区市政污水管工程，总长XXX米，管径XXXmm，采用雨污分流工艺。施工地点位于岐江河XXX段XXX岸，起点为XXX路，终点为XXX路。施工工艺及方法1.钢板桩施工的一般要求钢板桩施工时，必须先确定桩的位置和高程，按照设计要求进行施工。2.钢板桩施工的顺序钢板桩施工的顺序应按照从近到远、从浅到深的原则进行，保证施工的连续性和稳定性。3.钢板桩的检验、吊装、堆放钢板桩在使用前需要进行检验，检查其长度、直线度、弯曲度等是否符合要求，同时严格按照规定的吊装方法进行吊装，并在堆放时注意防止变形和损坏。4.钢板桩施打钢板桩施打时，应先进行试打，检查桩的垂直度和位置是否符合要求，然后按照设计要求进行施打，保证桩的牢固性和稳定性。5.挖土挖土时应按照设计要求进行，注意防止土方塌方和对周边环境的影响。6.钢板桩的拔除钢板桩拔除时，应先清除桩周土方，然后按照设计要求进行拔除，注意防止对周边环境的影响。7.钢板桩土孔处理钢板桩土孔处理时，应按照设计要求进行，注意防止土方塌方和对周边环境的影响。安全施工措施施工前应制定详细的安全施工方案，并进行安全教育和培训，提高工人的安全意识。在施工过程中，应严格按照安全规定进行操作，确保施工过程中的安全。拉森扣板桩受力验算1.代表性地质断面情况表根据代表性地质断面情况表进行拉森扣板桩的受力验算，确保桩的受力安全。2.拉森钢板桩参数根据拉森钢板桩参数进行受力验算，确保桩的受力安全。2、钢板桩施工顺序在进行钢板桩施工时，需要按照以下顺序进行：（1）进行钢板桩位置的定位放线；（2）施打钢板桩；（3）挖土；（4）进行排污管和检查井的施工；（5）拔除钢板桩回填中的粗砂。3、钢板桩的检验、吊装和堆放在进行钢板桩的施工前，需要进行以下工作：（1）进行钢板桩的检验，包括材质检验和外观检验，以确保钢板桩符合要求；（2）进行钢板桩的吊装，采用两点吊的方式，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；（3）进行钢板桩的堆放，需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。4、钢板桩施打钢板桩施打是本工程施工最关键的工序之一，需要注意以下施工要求：（1）全线采用Ⅲ型5米及Ⅳ型9m长密扣拉森钢板桩，采用履带式挖土机（带震动锤机）施打；（2）在打桩前，需要对钢板桩逐根进行检查，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）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。（4）在整个管道施工期间，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。1.对于封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离角桩5根以上。在沉桩过程中，可以确定拔桩起点，必要时也可以使用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。2.在拔桩时，可先使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。3.对于引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15分钟，振动锤连续不超过1.5小时。4.拔桩后，需要及时采用中粗砂灌入密实来处理桩孔。5.在基坑顶周边需要设置连续封闭的安全护栏，以防止人员坠落。靠近民房处需要进行观测。在开挖前，先进行围檩施工，做好支撑后才能开挖至设计深度。6.为切实保证施工人员的安全，应树立“安全第一，预防为主”的思想，按照国家建设部颁发的安全检查评分标准制定具体措施。建立安全保证体系，设立安全管理机构、安全小组和安全员，形成一个健全的安全保证体系。工地的安全管理机构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。7.优化安全技术组织措施，包括改善施工劳动条件、防止伤亡事故和职业病的一切技术措施，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装置。8.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。9.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。10.所有进入现场的人员都必须戴上安全帽，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。11.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。在主要入口处挂醒目的安全防火宣传语牌。12、为确保现场施工的电气安全，应严格执行《施工现场临时用电安全技术规范》的规定。采用“三相五线”制供电，设立“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，并定期检查，及时处理问题。电线不得随地走，所有电掣应有门、有锁，有危险标志。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，并及时消除事故隐患。14、在施工过程中，要定期观察测试地面沉降和支护位，加强对支护的监控。15、所有施工人员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、地线和开关箱，发现问题及时找电工解决。非专业电气操作人员严禁乱动电器设备。16、配电系统应分级配电，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、指针是否超出安全范围，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，严禁使用临时支撑。高大机械在多风季节前应设缆风绳。四、为确保施工安全，对拉森扣板桩支护进行了受力验算。针对本工程施工区靠近民房情况复杂，且无明显变化界限的情况，选取有代表性的地质断面分别计算荷载，取最不利荷载进行验算，作为最终支护标准。验算参数根据广东省公路勘察规划设计院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。代表性地质断面情况见下表（按14m深度统计）：地质钻探孔号 地层名称 人工回填土 ZK50淤泥质粉质粘土 细砂 淤泥质粉质粘土 ZK56淤泥质粉砂 粉质粘土 人工回填土 粉土 ZK64淤泥质粉粘土 粉质粘土 全风化泥质粉砂岩深度（m） 2.6 10.2 1.1 1.9 1.6 5.5 2.4 2.6 19.3 20.1 18.4 20.3 15.9 20.1 19.3 14.2 22.2 23 6.2 4.4 22.2 14.2 17.3 17.3 28 5.5 17.3 40.5根据3m深度处的最大主动土压力荷载计算，拉森钢板桩型号为ZK64，其容重为19.09KN/m3，内摩擦角为16.84°，凝聚力为5.5KPa。根据这些参数，可以计算出SKSPⅢ和SKSPⅣ型拉森钢板桩的每延米截面积、惯矩、抵抗矩、容许弯曲应力和容许剪应力。最大悬臂长度的计算需要根据SKSPⅢ型和SKSPⅣ型拉森钢板桩的参数进行，其中SKSPⅢ型拉森钢板桩适用于开挖深度为3～4m的管道，而SKSPⅣ型拉森钢板桩适用于开挖深度为4～6.5m的管道。根据计算结果，SKSPⅢ型拉森钢板桩需要加支撑，而SKSPⅣ型拉森钢板桩的最大悬臂长度需要根据公式进行计算。根据公式1/6*h*h*19.09*h*0.551*10000≦1340*210，可以得出h≦2.52m。由于SKSPⅣ型拉森钢板桩用于开挖深度为4～6.5m的管道，大于其最大悬臂长度，因此需要加支撑。在拉森钢板桩入土深度方面，根据设计要求，基槽开挖深度在3～4m采用9mSKSPⅢ型拉森钢板桩，基槽开挖深度在4～6.5m采用12mSKSPⅣ型拉森钢板桩。接下来，需要计算土的参数。针对9mSKSPⅢ型拉森钢板桩（取土层最大影响深度9m），根据公式ZK50：ｒ＝（18.4×2.6＋15.9×6.4）/9＝16.22KN/m3，φ＝（23×2.6＋4.4×6.4）/9＝9.77，Ka＝tga2（45°－9.77/2）=0.710，Kp＝tga2（45°＋9.77/2）=1.409，ZK56：ｒ＝（18.4×1.9＋15.9×1.3＋19.3×5.8）/9＝18.62KN/m3，φ＝（23×1.9＋6.2×1.3＋4.4×5.8）/9＝14.64，Ka＝tga2（45°－14.64/2）=0.596，Kp＝tga2（45°＋14.64/2）=1.676，ZK64：ｒ＝（18.4×1.9＋20.3×1.6＋15.9×5.5）/9＝17.21KN/m3，φ＝（23×1.9＋6.2×1.6＋4.4×5.5）/9＝8.56，Ka＝tga2（45°－8.56/2）=0.741，Kp＝tga2（45°＋8.56/2）=1.350。根据Ka×ｒ最大值选取最不利荷载ZK64土层参数作为计算依据。对于12mSKSPⅣ型拉森钢板桩（取土层最大影响深度12m），根据公式ZK50：ｒ＝（18.4×2.6＋15.9×9.4）/12＝16.44KN/m3，φ＝（23×2.6＋4.4×9.4）/12＝8.43，Ka＝tga2（45°－8.43/2）=0.550，Kp＝tga2（45°＋8.43/2）=1.344，ZK56：ｒ＝（18.4×1.9＋15.9×1.3＋19.3×8.8）/12＝18.79KN/m3，φ＝（23×1.9＋6.2×1.3＋4.4×8.8）/12＝14.53，Ka＝tga2（45°－14.53/2）=0.599，Kp＝tga2（45°＋14.53/2）=1.670，ZK64：ｒ＝（18.4×1.9＋20.3×1.6＋15.9×5.5＋20.1×2.4＋19.3×0.6）/12。根据公式计算得到ρ=17.89KN/m3，φ=11.62，Ka=0.664，Kp=1.504。根据Ka×ρ的最大值选取ZK64土层参数作为计算依据。在钢板桩入土深度方面，我们按照单锚浅埋板桩计算，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。荷载力分布图和弯矩图如下：为了保持钢板桩的稳定，我们需要计算最小入土深度。在开挖4m深SKSPⅢ型拉森钢板桩最小入土深度方面，我们将各参数分别代入弯矩平衡方程式得到t=4.2m，拉森钢板桩4m开挖深度最小长度为8.7m，故采用9mSKSPⅢ型拉森钢板桩支护满足3～4m基槽开挖深度的要求。在开挖5m深SKSPⅣ型拉森钢板桩最小入土深度方面，我们同样采用弯矩平衡方程式计算得到最小入土深度。经过计算，拉森钢板桩5m开挖深度最小长度为11.3m，采用12mSKSPⅣ型拉森钢板桩单支撑14支满足4～5m基槽开挖深度的要求。对于开挖6.5m深SKSPⅣ型拉森钢板桩，为保持钢板桩的稳定，需要满足A点的力矩等于零。根据扣板桩受力平衡和扣板桩下端弯矩平衡的方程组，求得F1和F2的值，代入弯矩平衡方程式得到t的值为3.7m。因此，拉森钢板桩5m开挖深度最小长度为10.7m，采用12mSKSPⅣ型拉森钢板桩双支撑支护满足5～6.5m基槽开挖深度的要求。在考虑坑底涌砂验算时，由于6.5m开挖范围内为粘土，没有粉砂土或细砂等，因此基坑抽水时不会引起涌砂。对于拉森钢板桩支撑腰梁验算，针对开挖4m深单支撑腰梁，计算参数为15HW400*400腰梁，其中Ix为66900cm4，Wx为3340cm3，[σw]为210MPa，[τ]为120MPa，S为219.5cm2。采用3等跨连续梁进行受力验算，荷载分布图和弯矩图如上所示。经过抗弯验算，最大弯矩Mmax为452KN*m，而Wx×[σw]为701.4KN*m，因此腰梁满足抗弯要求。根据最大开挖宽度2.8m，自由长度lo=0.5*(2.8-0.4)=1.00m，计算长细比λ=100/1.8=75<56，根据公式φ=1.02-0.55(λ+20)2/10000得到φ=0.702。容许压应力[σ]=140MPa，钢管截面积Am=π/4*(D2-d2)=3.14/4*(0.3332-0.3252)=0.0041m2。计算得到N/Am=390.8/0.0041*1000=95.3MPa<φ*[σ]=140*0.702=98.3MPa。因此，在考虑土的粘结力的情况下，DN325*8钢管双支撑满足6.5m挖