基坑开挖钢板桩支护专项施工方案最终Word格式.docx

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①原有津沽附二线与规划次干路一重合段地下管线复杂，道路两侧自南向北依次埋设的有：

电信（铜/光，400*200，8孔，埋深不等）、路灯（铜，0.38kV，埋深不等）、路灯（铜，0.38kV，埋深不等）、输配水管（铸铁，D300，埋深不等）。

②K0+300处西侧鑫恒小区附近地下埋制两道过路燃气管道，材质、管径、埋深不祥。

③K1+115—K1+260处地下埋设一道输配水管（铸铁，DN200，埋深不等），自东向西倾斜横向穿过道路。

（2）规划支路二十一：

K0+110处西侧地下埋设一道供电管线（380V，铜，埋深0.44m）。

（3）规划支路二十二：

现状地下无管线。

以上管线位置、埋深、用途、管径等有不明确的，必须首先人工挖探沟，待明确以上内容后，方可机械开挖沟槽。

二、编制依据

1、《塘沽南部新城规划次干路一（黄圈村段）等三条道路一期及排水工程》排水工程施工图纸；

2、天津市地质工程勘察院《中建南部新城市政基础设施一期道路岩土工程勘察报告》；

3、施工招标及相关合同文件；

4、《总体施工组织设计》；

5、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；

6、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；

7、《建筑基坑工程技术规程》（DB29-202-2010）；

8、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；

9、《建筑变形测量规范》（JGJ8-2008）；

10、《工程测量规范》（GB50026-2007）；

11、《城市测量规范》（CJJ/T8-2011）；

12、《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-2006；

13、《城市地下水动态观测规程》（CJJ/T76-2012）；

。

三、工程地质、气象及水文情况

1、工程地质情况

（1）本项目场地概况

本场地位于天津市滨海新区塘沽，交通便利，地处平原区，不存在滑坡、崩塌、地面塌陷、泥石流等不良地质现象。

该场地地貌单元属第四系海积冲积低平原，几经海陆变迁沉积了巨厚的沉积物。

场地孔口高程介于1.10m~2.20m之间。

（2）地层分布及土质特征

经过地质勘察部门钻孔勘探最大深度为30m，揭露的地层属第四系全新统及上更新统部分地层。

本地区各土层的岩性特征见下表：

各土层的岩性特征表

地层名称

顶板标高（m）

层厚（m）

岩性特征描述

素填土

1.10~2.20

1.0~1.5

灰褐色，湿，软塑，土质不均，以黏性土为主，局部底部夹黑色有机质。

该层土填垫年限少于10年。

黏土

-2.40~0.30

4.7~6.6

黄褐色-灰褐色，可塑，土质不均，夹砂斑，夹锈斑，属高压缩性土。

淤泥质粉质黏土

-7.10~-6.10

4.0~4.8

黄褐色-灰褐色，流塑，土质不均，砂黏混杂，微具层理，局部夹少量粉土薄层，夹少量有机质，属高压缩性土。

粉质黏土

-11.70~-10.40

2.7~3.5

灰褐色，软塑，土质不均，砂黏混杂，砂性稍大，属中压缩性土。

-14.90~-13.40

2.2~3.3

灰褐色，可塑，土质不均，砂黏混杂，顶部夹杂少量贝壳碎屑和少量深灰色黏土，属中压缩性土。

-17.90~-15.90

1.5~3.5

灰白色-灰黄色，可塑，土质不均，砂黏混杂，顶部分布少量泥炭层，下部粉料含量高，局部夹粉土薄层，属中压缩性土。

-19.40~-18.50

1.5~3.3

灰黄色，可塑，土质不均，砂黏混杂，夹锈斑，属中压缩性土。

粉砂

-22.70~-20.90

≥5.7

灰黄色，饱和，密实，土质不均，夹少量粉质黏土薄层，属低压缩性土。

（3）地基土分布特点

根据勘察资料，本项目经过勘察深度30m范围内各土层为第四系全新统及上更新统的沉积物。

由于时代成因类型的不同，造成了该地区地基土在水平及垂直方向均有一定的差异性。

在水平方向上，各土层分布比较稳定，顶底板起伏小，土层性质成分变化不大，就同一土层来讲，各项指标离散性不大，各土层天然含水量和天然孔隙比变异系数均小于0.15；

重力密度变异系数小于0.05；

液限、塑限、液性指数、塑性指数、压缩系数和压缩模量变异系数均小于0.3，这说明各土层岩性变化不大，属低变异性；

在垂直方向上，由于受海、陆相沉积环境影响，不同土层间物理、力学性质变化较大，但规律性明显。

综合判定本项目地基为较均匀地基。

（4）特殊性岩土

本地区分布的对本工程有一定影响的特殊性岩土主要为填土、黏土等，现叙述如下：

①填土：

表层分布的填土成分复杂，以黏土为主，局部底部夹黑色有机质，分布不均匀，密实程度差且不均，易造成不均匀沉降。

厚层填土对基坑开挖及支护也有一定影响。

②黏土：

顶板标高-2.10~0.3m，层厚4.7~6.6m呈黄褐色~灰褐色，可塑状态，土质不均并夹有砂斑、锈斑，属高压缩性土。

（5）物理力学情况

物理力学指标统计表

土层

名称

天然

含水量

（%）

孔隙比

重力

密度

（kN/m3）

液限

塑限

液性

指数

塑性

指标

直剪

压缩

系数

（1/Mpa）

模量（Mpa）

标贯

击数

（击/30cm）

内摩

擦角

（°

）

快剪

粘聚力

（Kpa）

固快

.固快

33.1

0.983

18.7

40.1

21.8

0.66

18.3

8.9

24.0

12.2

26.0

0.512

3.98

2.5

淤泥质

37.3

1.066

18.2

36.2

20.2

1.08

16.0

6.8

5.8

15.9

17.1

0.571

3.56

/

33.9

0.959

18.6

32.0

19.2

1.16

12.9

15.8

12.7

17.4

0.489

4.06

从以上地质钻探报告上可以看出，本工程场地范围内属于粘性土地层。

黏土是一种含水铝硅酸盐产物，是由地壳中含长石类岩石经过长期风化和地质的作用而生成的，在自然界中分成广泛，种类繁多，藏量丰富。

黏土具有颗粒细、可塑性强、结合性好，触变性过度，收缩适宜，耐火度高等工艺性能。

根据黏土特性可以看出，针对本工程雨污水管道的深槽施工，现场土质情况有利于深槽工字钢支撑、土方开挖及施工降水。

2、气象与水文情况

（1）气象条件及地下水埋藏条件

区域气候类型为暖温带半湿润大陆季风性气候。

年平均气温为13.1℃，冬季月平均气温为-3.9℃~-5.7℃，7月份最热，夏季月平均气温为25.6℃~26.4℃；

多年平均降水量为604mm，多年平均蒸发量为1917mm，风向及风速随季节性变化较大，其中以SE-S风向居多，月平均风速为3.3m/s，累年最大风速28.0m/s。

本地区对工程有直接影响的浅层地下水主要为潜水，地下水的补给以大气降水入渗为主，排泄以蒸发为主。

年降水量变幅一般少于1.0m。

经勘察院报告测得本项目所在地地下水位埋深在0.6~1.5m左右，相应水位标高在0.5~0.8m左右；

地下水初见水位埋深在0.9~1.6m左右，相应水位标高在0.2~0.6m左右。

（2）地下水腐蚀性

在有干湿交替作用环境下，本场地地下水对混凝土结构具弱腐蚀性；

在无干湿交替作用环境下，本场地地下水对混凝土结构具弱腐蚀性；

在长期浸水作用环境下，地下水对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性；

在干湿交替作用环境下，地下水对混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性。

地下水对钢结构具中等腐蚀性。

（3）土壤的季节性冻结深度

本地区标准冻结深度为0.6m。

四、施工准备

1、人员准备

按计划调集有丰富施工经验的施工人员，做好施工前准备，施工前做好动员工作：

（1）选派有经验的项目经理，组织强有力的项目班子。

选择技术强，装备精的专业队伍，操作工人做到持证上岗。

（2）明确工程施工中的质量目标、安全目标、工期要求，确保高速、优质、安全地完成施工任务。

（3）通过动员，达到参加人员明确任务和目标，设备配备齐全，使工程施工有一个良好开端，能按业主的要求按期、优质、安全的完成施工任务。

（4）设置专职安全生产管理人员每天进行安全检查并及时做好记录及更改、必须具备有特种作业人员证的员工执证上岗。

2、技术准备

（1）对施工现场进行彻底的调查，对施工现场的土样进行取样钻探，充分了解施工现场土质情况。

（2）熟悉图纸，掌握本工程的技术规程和质量要求。

（3）熟悉图纸，掌握规范的基础上，做好图纸会审工作，对有关人员做好书面施工安全、技术交底工作，并经签认。

（4）在熟悉图纸，掌握规范，进一步了解现场的基础上制定本施工方案，并经专家审核，通过后作为深槽施工的实施依据。

3、材料、物资设备准备

本工程对材料供应要做好以下准备：

（1）根据批准的施工组织设计和预算编制供货计划，对于深槽施工所需要的沟槽排水设施要准备充足，水泵、水管、电线、发电机须有配用设备。

（2）准备足够的沟槽临边防护设施，并认真布设，做到防护到位。

（3）材料、设备做好认真的检查、检修，不合格产品禁止入场。

主要施工机械设备表

序号

机械或

设备名称

型号

规格

数量

国别

产地

制造

年份

额定

功率（KW）

生产

能力

用于施

工部位

1

发电机

120KW

2

上海

2013.02

120

发电

打桩机

日立350型

日本

2010.11

-

打钢

板桩

3

装载机

ZL50C

徐工集团

2012.09

106

5t

装沟

槽土

4

挖掘机

SK200-6ES

日本小松

2009.11

1.2m3

开挖

沟槽

5

洒水车

SZQ5102GSS

北京市政汽车厂

2009.04

99

5000L

现场

洒水

6

砂浆搅拌机

HJ-200

绍兴肯特

2012.12

261

6m3

管道

砂浆

7

空气压缩机

W-12/7

天津工程机械厂

484

12m3

障碍

破除

8

卷扬机

慢转

天津卷扬机厂

2011.09

--

稳管

9

汽车式起重机

25B

山东泰安起重机厂

2010.07

169

25T

下管

10

QY50K-I

2010.04

50T

11

泥浆泵

NJB400

无锡华南

2011.04

201

4寸

槽底

降水

12

手扶式小型振动压路机

LP852

2012.02

96

1.68t

处理

13

全站仪

宾得R-300X

2012.10

测量

放样

14

经纬仪

J2

江苏苏州

2010.08

15

水准仪

苏光DS3

2012.07

高程

16

钢卷尺

50m

北京

2013.04

17

五米塔尺

5米

2012.06

18

灌砂桶

150mm、200mm

河北沧州

2012.05

压实度检测

19

环刀

100mm

2012.11

20

电子天平

KF1002型

材料

试验

五、沟槽施工方案

1、沟槽开挖形式

管道工程沟槽开挖方法，应根据现场附近地上地下建筑物和管线的位置，以及构造繁简程度、管道直径与埋深、土质情况与地下水位高低、所使用的周转材料、设备、施工机械及季节影响等因素，综合考虑决定。

沟槽底宽应根据管材直径、管两侧的工作面宽度和沟槽的支撑情况而定。

管道基础断面图：

管道基础参数表

基础类型

角度

管内径

D（mm）

管壁厚

T（mm）

管基尺寸

备注

A（mm）

B（mm）

C1（mm）

C2（mm）

砂石基础

90

800

80

500

150

141

Ⅱ级管

400

40

100

240

1000

200

300

1200

600

250

360

180

480

混凝土基础

1500

225

2250

450

1650

165

248

2476

495

2000

3000

（1）本工程雨污管埋设，沟槽开挖采用机械大开口挖土、人工修正的并用方法，基底20cm土方人工清理至设计标高，施工时不得扰动原状土，严禁超挖，如发生超挖或扰动，必须按规程要求进行地基处理后，方可进行管道基础浇筑。

沟槽边采用单侧堆土，距槽顶边10米以外，堆土高度不大于2.5米，以免产生塌方。

（2）开槽形式

①当槽深小于4米时，采用明开槽或混合槽开挖形式施工（“排水管道沟槽开挖断面示意图”、“排水管道混合槽开挖断面示意图”见下图）。

本工程挖沟槽当采用混合槽开挖时，视土质实际情况下口可采用木支撑开槽也可采用钢板桩支撑开槽。

②当基坑深度大于4m时，采用密排钢板桩对沟槽支护。

2、深槽钢板桩支护、开挖方法

沟槽开挖前测量人员定出沟槽宽度，根据沟槽宽度进行钢板桩打入，然后开挖沟槽，两边沟槽土对钢板桩施加应力传递给工字钢腰梁，然后由钢环横梁做为支撑，达到沟槽支护的目的。

（1）施工工艺流程

清理场地―→测量放线洒白灰线―→打钢板桩（密排两顺一丁）―→沟槽开挖―→钢桩支撑―→开挖至设计槽底以上20cm―→人工开挖至沟槽底―→挖排水沟、水窝子降水―→管道基础―→管道下管、安管―→砌筑检查井―→管道回填―→拆除钢板桩支撑―→拔出钢板桩―→粗砂回填桩孔。

（2）沟槽开挖

直接从地面密排施打10m长36B工字钢，待土体稳定后开始土方开挖，随着土方开挖深度进行一道横梁支撑。

沟槽宽度参数表

沟槽宽度尺寸

1960

1280

2200

2640

3450

4076

4600

注：

参照“深基坑钢板桩支撑断面示意图”

（3）沟槽支护

①钢板桩、腰梁、撑杠的要求：

钢板桩插打分部工程包括钢板桩的制作和钢板桩插打就位。

钢板桩焊接的制作标准为：

钢板桩弯曲度（轴线方向）不大于1.1L/1000=22mm，翘曲（法线方向）不大于2.25L/1000=45mm（L为钢板桩的长度）。

腰梁采用40B工字钢，撑杠采用φ108*10mm。

②钢板桩插打的主要施工技术要求如下：

采用单根打入法插打钢板桩。

相对桩长的垂直度允许偏差一般不得超过2%，桩顶高程允许偏差为+5cm、-10cm。

（4）钢板桩施工

①打钢板桩

单桩逐根打入法施打钢板桩：

先由测量人员定出钢板桩的线位，可每隔一定距离设置导向桩，导向桩直接使用钢板桩，然后挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制钢板桩的轴线。

准备桩帽及送桩：

打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位。

单桩逐根连续施打，注意桩顶高程不宜相差太大，保证打人后的板桩，有足够的钢度，且板柱面平直。

挖掘机在挖沟槽土时，不得碰撞钢板桩、腰梁及横撑等。

②内支撑

本工程基坑支护采用10米钢板桩配合内支撑进行支护，钢板桩施工打桩深度根据排水管基础的不同而变化，钢桩为密排钢板桩，采用一丁两顺法打入。

腰梁设在距桩顶1.0m位置。

⑴支护方法

内支撑的做法首先用10mm厚承梯形钢板的牛腿垂直焊接在两侧已打好的钢板桩上用来支撑上部工字钢腰梁，钢板牛腿水平间距约2米，工字钢腰梁每根长12米，中间用同厚度的钢板焊接。

中间撑杠采用φ600*10mm厚空心钢环横梁支撑，另一端可根据基坑宽度伸缩，横梁使用吊车两端吊起后，水平放至工字钢腰梁中间，两头对准工字钢腰梁，两侧对称采用液压千斤顶顶至需要宽度后，中间用长*宽*厚=500*50*20mm钢板（可增加根数）做插销垂直插入预留孔内，防止横梁滑落。

撑杠横梁间距为5米，根据沟槽地质情况可适当加密。

检查井处同样使用钢板桩配合横向支撑对基坑进行支护。

检查井钢板桩支护的宽度、长度两侧均宽于检查井50cm，同样采用横向支撑。

根据检查井的宽度，横梁可加长，中间用螺栓连接固定。

⑵防滑移措施

为了防止工字钢腰梁及钢环横梁滑移、坠落，首先必须保证钢板牛腿与钢板桩的焊接质量，钢板牛腿起着支撑上部工字钢腰梁的重要作用，因此在施焊时，一定高度重视两者之间的焊接质量。

焊接处不能出现气孔，焊缝饱满。

接焊时，采用J502以上焊条。

冬季焊接钢板牛腿时，焊条在施焊前先进行烘干，钢筋焊接处若粘有冰雪应彻底清除，或者用酒精喷灯烘干。

负温焊接时应调整焊接工艺参数，使焊缝和热影响区缓慢冷却，焊后未冷却的接头应避免碰到冰雪。

当环境温度低于－20℃时，不得进行施焊。

另外还要加强钢环横梁在液压千斤顶拆除前对钢板插销的固定，防止脱落。

横梁安装完成后，用Φ25螺纹钢筋对横梁与腰梁两头进行焊接，并用Φ10圆钢对横梁两头兜底焊接至两侧工字钢腰梁上。

钢板桩支护体系防滑移的检测及周边环境沉降量检测可以有效地确保基坑稳定性及周边环境安全。

自钢板桩体系安装完成后，立即设专人对钢板桩支护体系及周边环境进行监测并详细填写沉降观测记录，标明观测地点、位置、初始标高、实测标高、沉降量等。

如发现周边环境有裂缝、过大沉降或钢板桩支护体系特别是腰梁、横梁有位移、沉降过大等现象时，立即报告相关负责人查明原因，发现问题对钢板桩体系进行加固或拆除后重新支撑。

钢板桩

（5）施工降水

在土方开挖过程中，当开挖底面标高低于地下水位的沟槽时，由于土的含水层被切断，地下水会不断渗入坑内。

地下水的存在，非但土方开挖困难，边坡易于塌方，而且会导致地基被水浸泡，扰动地基土。

因此，深槽开挖施工中，应根据工程地质和地下水文情况，采取有效地降低地下水位措施，使基坑开挖和施工达到无水状态，以保证工程质量和工程的顺利进行。

根据现场情况，若地下水位比较高，土质出现流沙等比较不理想的情况下，必要时采用Φ500mm大口井为主要降水途径同时配合排水沟加水窝子为辅的降水工艺。

大口井深11m，沿管道顺向间距为15m，呈梅花桩型布设。

积水窝子设置在检查井旁边，管槽两侧挖排水沟，积水窝子处挖横沟连接。

排水沟深30cm宽30cm，积水窝子直径0.8m，深度1.5m，积水窝子采用红砖干砌，周围用草袋子包围，防止泥沙灌入，井底铺垫约0.3m厚的碎石组成反滤层，以免从井底涌入大量泥砂造成积水窝子周围地面塌陷。

根据地下水流大小设置潜水泵排除积水。

设专人随时清理排水沟，使其保持通畅，达到及时排水的目的，避免泡槽