钢板桩施工方案.docx

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钢板桩施工方案

目录

一、工程概况2

二、工程地质条件2

四、工程主要施工技术要求3

五、采用钢板桩的优点5

六、安全生产、文明施工6

七、设计计算书7

八、附图13

一、工程概况

本工程位于苏州工业园区星塘街西，现代大道以北，南施街以东，白塘路以南，是以住宅单体为主，简洁实用，注重小区园林绿化及设施的高档住宅小区，本次施工范围内共11栋高层、5栋多层、6栋双拼别墅和两个地下室（其中一个为人防地下室，内有一个平战结合的六级人防工程，其余为地下车库），总建筑面积19.2万m2，其中地下建筑面积38588m2，占地面积80426㎡。

建设单位为星隆置业（苏州）有限公司，江苏省纺织工业设计研究院有限公司承担该项工程的岩土工程详细勘察。

本工程施工现场北侧施工道路为二期工程正式道路，距离37#、29#、41#、23#号楼基坑开挖线很近，对道路产生较大影响，为保证现场施工安全必须采用钢板桩进行加固；另外20#楼西侧一期与二期的临时围墙距离20#楼基坑外围线只有4米多，此部位也采用钢板桩支护;地库靠近1期的部位局部也采用钢板桩进行支护。

二、工程地质条件

土层情况

土层名称

土层厚度

（m）

土重度

（kN/m3）

内摩擦角

（°）

内聚力

（kPa）

浮重度

（kN/m3）

素填土

1.4

18

12.3

22.7

18

素填土

0.4

18

12.3

22.7

8

粘土

2.8

19．5

10.4

51.4

9.5

粉质粘土

1.4

19.1

12.7

36.4

9.1

粉土夹粉质粘土

3.5

19.0

22.2

7.5

9.0

（一）主要材料准备

1、钢板桩的选用

     根据工程所在地的特点，结合钢板桩的特性，施工方法等方面进行考虑，选用300B型钢板桩，桩宽度适中，抗弯性能好，根据地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度9m长，要求钢板桩入土深度达桩长0.5倍以上。

2、打桩设备

     投入钢板桩打拔桩机1台用于施工。

打靶桩机为挖掘机（KAT01250）加振动锤改装而成，振动锤为日本产NPK-HP-7SXB型，激振力200KN。

（二）围堰施工经过

     施工顺序为：

测量放线-打钢板桩-基坑开挖-基础施工完成-回填土-拔钢板桩。

四、工程主要施工技术要求

（一）钢板桩插打方法：

钢板桩采用正反扣插打。

钢板桩插打的主要施工技术要求如下：

1、 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%，闸前段不超过2.5%；桩顶高程允许偏差为+5cm、-10cm。

 2、 对距离堤坡及已有建筑物近的位置，单根钢板桩打桩持续时间应小于20min，打桩的顺序首先从据建筑物最近点附近开始。

 3、 工程施工过程中应加强施工检测，为钢板桩施工及工程验收提供依据。

（二）钢板桩施工工序及施工方法：

本工程基坑采用9米长钢板桩正反扣打入土中，每米约4根桩，在距桩顶50cm处，用300宽钢板桩制作一道连续围檩。

在距围檩北侧7米处进行打桩拉锚，锚钉桩为6米长钢板桩，间距3米，拉锚采用Φ16螺纹钢，用电焊焊接进行连接。

 1、 先由测量人员定出钢板桩围堰的轴线，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。

2、 打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位。

3、 单桩逐根连续施打，注意桩顶高程不宜相差太大。

4、 拔桩:

施工中我们在基础土方回填完成后方可进行拔桩，桩经修理后重新利用。

先用打桩机夹住钢板桩头部振动1min~2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”减少土对桩的摩擦力，然后慢慢的往上振拔。

拔桩时注意桩机的符合情况，发现上拔困难或拔不出来时，应停止拔桩，先振动1min~2min后再往下锤0.5~1.0m再往上振拔，如此反复可将桩拔出来。

（三）  土方开挖

土方开挖分部工程主要是指沿钢板桩轴线的沟槽开挖，主要有如下要求：

1、 按设计开挖线进行开挖，施工过程中应确保边坡稳定，防止坍塌。

2、 开挖料应运至指定堆场，避免二次转运。

3、 土方填筑：

采用开挖的原土回填。

（四）钢板桩的施工过程中遇到的问题及处理：

   由于该地址结构复杂，钢板桩打拔施工中常遇到一些难题，常采用如下几点办法解决：

1、打桩过程中有遇上其他不明障碍物，导致钢板桩打入深度不够，采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。

2、钢板桩杂填土地段挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：

在发生偏斜位置将钢板桩往上拔1.0~2.0米，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。

3、钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄或宽度大于或等于标准宽度的板桩，异形桩可根据实际倾斜度进行焊接加工。

4、在基础较软处，有时发生施工当时将邻桩带入现象，采用的措施是拔相邻的数根桩焊接在一起，并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑剂减少阻力。

4.1钢板桩矫正、除泥、除锈，在吊机配合下，使用千斤顶，大锤和氧气、乙炔等工具材料完成包括端部修整、桩体浇曲、扭曲及局部变形矫正、锁口变形矫正等矫正内容。

4.2测量放线，并将轴线延至施工场外以利于观测和检验。

4.3钢板桩打入施工，为达到基坑支护规范要求的各项标准，并按施工图要求，施工机械采用40T履带吊车，配合振动锤及200KW专用（三相）发电机施工，严格控制垂直度。

4.4土方开挖至板桩顶以下1米处，进行拉锚施工。

4.5围檩制安：

围檩及支撑设置在板桩墙顶以下0.5米处，根据设计位置在钢板桩内壁上焊围檩托架，然后吊装钢板桩并焊接加固。

4.6土方开挖至基底，排水管施工及回填；

（五）、钢板桩的位移观测

钢板桩施工完成后，土方开挖时必须对钢板桩进行位移观测，发现钢板桩有位移现象，及时采取加固措施。

位移观测直到钢板桩拔出后停止观察测，要求一周至少观察2-3次。

五、采用钢板桩的优点

1、在深槽区的基坑开挖中，采用钢板桩支护，可以保证两侧的稳定，避免引起整体滑坡，基底隆起等后果，有效地消除安全隐患。

2、采用钢板桩支护，可以准确地根据雨水管的宽度进行控制，防止超控和塌方，减少开挖的工程量，可以减少回复原路面的工作量。

3、在进行深基坑开挖施工，地基错综复杂，若采用大开挖的方法，万一发生意外，后果不堪设想。

采用这种支护方法后，可以起到保护作用，从而达到节省费用的目的。

4、采用钢板桩支护，施工环境较好，机械设备开挖、运输可以靠近基坑边进行，就有一个安全的条件，工作效率可以大大提高。

5、在进行钢板桩的支护施工中要特备注意地下水的影响。

遇到有水的情况一定要采取有效措施进行堵塞，防止泥砂随渗水排出。

遇到离建筑物较近，地质条件较差的地段，可以考虑打加密桩的方法，更有利于施工并防止泥水排出。

6、基坑开挖及排水管施工期间可以通过变形观测对钢板桩的位移进行有效控制，就易保证基坑安全。

钢板桩施工简便，工序简单，质量容易控制，工期短，且现场整洁。

另外，钢板桩可以重复使用，节省投资。

六、安全生产、文明施工

（一）安全措施

1、贯彻生产第一责任人制度，建立健全安全生产保障体系，加强现场施工安全管理，做到安全设施到位，安全管理人员到位，安全措施到位。

2、现场建立安全组织机构，设立专职安全员，各工种、各班组设立兼职安全员。

3、坚持执行施工前的安全技术交底，做好治安保卫工作，对全体作业人员进行安全、法制教育，并记录在册，认真记好安全生产记录。

4、机电设备必须专人操作，操作时必须遵守操作规程，特殊工种（电工、焊工、吊车工等）必须持证上岗，严禁无证操作。

5、机械设备修理，机外必须有人守护。

（二）文明施工

1、做好现场清洁卫生。

2、现场所有施工人员必须遵守纪律，服从指挥。

3、进入施工现场必须戴好安全帽、正确使用安全防护用品。

七、设计计算书

1、参数信息

重要性系数：

1.00；开挖深度度h：

4.00m；

基坑外侧水位深度hwa：

1.4m；基坑内侧水位深度hwp：

2.00m；

桩嵌入土深度hd：

5m；基坑边缘外荷载形式：

荷载满布

土坡面上均布荷载值q0：

40.00kN/m2；

悬臂板桩材料：

28a号槽钢；弹性模量E：

206000N/mm2；

强度设计值[fm]：

205N/mm2；桩间距bs：

0.10m；

截面抵抗矩Wx：

340.33cm3；截面惯性矩Ix：

4764.59cm4；

2、土压力计算

板桩荷载示意图

a、水平荷载

（1）、主动土压力系数：

Ka1=tan2（45°-φ1/2）=tan2（45-12.3/2）=0.65；

Ka2=tan2（45°-φ2/2）=tan2（45-12.3/2）=0.65；

Ka3=tan2（45°-φ3/2）=tan2（45-10.4/2）=0.69；

Ka4=tan2（45°-φ4/2）=tan2（45-12.7/2）=0.64；

Ka5=tan2（45°-φ5/2）=tan2（45-22.2/2）=0.45；

（2）、土压力、地下水以及地面附加荷载产生的水平荷载：

第1层土：

0~1.4米；

σa1上=P1Ka1-2C1Ka10.5=40×0.65-2×22.7×0.650.5=-10.62kN/m；

σa1下=（γ1h1+P1）Ka1-2C1Ka10.5=[18×1.4+40]×0.65-2×22.7×0.650.5=5.73kN/m；

第2层土：

1.4~1.8米；

H2'=∑γihi/γ2=25.2/18=1.4；

σa2上=[γ2H2'+P1]Ka2-2C2Ka20.5=[18×1.4+40]×0.65-2×22.7×0.650.5=5.73kN/m2；

σa2下=[γ2H2'+P1]Ka2-2C2Ka20.5+γ'h2Ka2+0.5γwh22=[18×1.4+40]×0.65-2×22.7×0.650.5+8×0.4×0.65+0.5×10×0.42=8.61kN/m2；

第3层土：

1.8~4.6米；

H3'=H2'=1.4；

σa3上=[γ3H3'+P1]Ka3-2C3Ka30.5+γ'h3Ka3+0.5γwh32=[19.5×1.4+40]×0.69-2×51.4×0.690.5+9.5×0.4×0.69+0.5×10×0.42=-35.49kN/m2；

σa3下=[γ3H3'+P1]Ka3-2C3Ka30.5+γ'h3Ka3+0.5γwh32=[19.5×1.4+40]×0.69-2×51.4×0.690.5+9.5×3.2×0.69+0.5×10×3.22=33.37kN/m2；

第4层土：

4.6~6米；

H4'=H3'=1.4；

σa4上=[γ4H4'+P1+P2a2/（a2+2l2）]Ka4-2C4Ka40.5+γ'h4Ka4+0.5γwh42=[19.1×1.4+40+0]×0.64-2×36.4×0.640.5+9.1×3.2×0.64+0.5×10×3.22=54.29kN/m2；

σa4下=[γ4H4'+P1+P2a2/（a2+2l2）]Ka4-2C4Ka40.5+γ'h4Ka4+0.5γwh42=[19.1×1.4+40+0]×0.64-2×36.4×0.640.5+9.1×4.6×0.64+0.5×10×4.62=117.04kN/m2；

第5层土：

6~9米；

H5'=H4'=1.4；

σa5上=[γ5H5'+P1+P2a2/（a2+2l2）]Ka5-2C5Ka50.5+γ'h5Ka5+0.5γwh52=[19×1.4+40+0]×0.45-2×7.5×0.450.5+9×4.6×0.45+0.5×10×4.62=144.49kN/m2；

σa5下=[γ5H5'+P1+P2a2/（a2+2l2）]Ka5-2C5Ka50.5+γ'h5Ka5+0.5γwh52=[19×1.4+40+0]×0.45-2×7.5×0.450.5+9×7.6×0.45+0.5×10×7.62=339.68kN/m2；

（3）、水平荷载：

Z0=（σa1下×h1）/（σa1上+σa1下）=（5.73×1.4）/（10.62+5.73）=0.49m；

第1层土：

Ea1=0.5×Z0×σa1下=0.5×0.49×5.73=1.41kN/m；

作用位置：

ha1=Z0/3+∑hi=0.49/3+7.6=7.76m；

第2层土：

Ea2=h2×（σa2上+σa2下）/2=0.4×（5.73+8.61）/2=2.87kN/m；

作用位置：

ha2=h2（2σa2上+σa2下）/（3σa2上+3σa2下）+∑hi=0.4×（2×5.73+8.61）/（3×5.73+3×8.61）+7.2=7.39m；

第3层土：

Ea3=h3×（σa3上+σa3下）/2=2.8×（-35.49+33.37）/2=-2.97kN/m；

作用位置：

ha3=h3（2σa3上+σa3下）/（3σa3上+3σa3下）+∑hi=2.8×（2×-35.49+33.37）/（3×-35.49+3×33.37）+4.4=20.93m；

第4层土：

Ea4=h4×（σa4上+σa4下）/2=1.4×（54.29+117.04）/2=119.93kN/m；

作用位置：

ha4=h4（2σa4上+σa4下）/（3σa4上+3σa4下）+∑hi=1.4×（2×54.29+117.04）/（3×54.29+3×117.04）+3=3.61m；

第5层土：

Ea5=h5×（σa5上+σa5下）/2=3×（144.49+339.68）/2=726.25kN/m；

作用位置：

ha5=h5（2σa5上+σa5下）/（3σa5上+3σa5下）+∑hi=3×（2×144.49+339.68）/（3×144.49+3×339.68）+0=1.3m；

土压力合力：

Ea=ΣEai=1.41+2.87+-2.97+119.93+726.25=847.48kN/m；

合力作用点：

ha=Σ（haiEai）/Ea=（1.41×7.76+2.87×7.39+-2.97×20.93+119.93×3.61+726.25×1.3）/847.48=1.59m；

b、水平抗力计算

（1）、被动土压力系数：

Kp1=tan2（45°+φ1/2）=tan2（45+10.4/2）=1.44；

Kp2=tan2（45°+φ2/2）=tan2（45+12.7/2）=1.56；

Kp3=tan2（45°+φ3/2）=tan2（45+22.2/2）=2.21；

（2）、土压力、地下水产生的水平荷载：

第1层土：

4~4.6米；

σp1上=2C1Kp10.5=2×51.4×1.440.5=123.38kN/m；

σp1下=γ1h1Kp1+2C1Kp10.5=19.5×0.6×1.44+2×51.4×1.440.5=140.24kN/m；

第2层土：

4.6~6米；

H2'=∑γihi/γ2=11.7/19.1=0.61；

σp2上=γ2H2'Kp2+2C2Kp20.5=19.1×0.61×1.56+2×36.4×1.560.5=109.33kN/m；

σp2下=γ2（H2'+h2）Kp2+2C2Kp20.5=19.1×（0.61+1.4）×1.56+2×36.4×1.560.5=151.14kN/m；

第3层土：

6~9米；

H3'=∑γihi/γ3=38.44/19=2.02；

σa3上=γ3H3'Kp3+2C3Kp30.5=19×2.02×2.21+2×7.5×2.210.5=107.45kN/m；

σa3下=γ3H3'Kp3+2C3Kp30.5+γ'h3Kp3+0.5γwh32=19×2.02×2.21+2×7.5×2.210.5+9×3×2.21+0.5×10×32=212.25kN/m；

（3）、水平荷载：

第1层土：

Ep1=h1×（σp1上+σp1下）/2=0.6×（123.38+140.24）/2=79.09kN/m；

作用位置：

hp1=h1（2σp1上+σp1下）/（3σp1上+3σp1下）+∑hi=0.6×（2×123.38+140.24）/（3×123.38+3×140.24）+4.4=4.69m；

第2层土：

Ep2=h2×（σp2上+σp2下）/2=1.4×（109.33+151.14）/2=182.32kN/m；

作用位置：

hp2=h2（2σp2上+σp2下）/（3σp2上+3σp2下）+∑hi=1.4×（2×109.33+151.14）/（3×109.33+3×151.14）+3=3.66m；

第3层土：

Ep3=h3×（σp3上+σp3下）/2=3×（107.45+212.25）/2=479.55kN/m；

作用位置：

hp3=h3（2σp3上+σp3下）/（3σp3上+3σp3下）+∑hi=3×（2×107.45+212.25）/（3×107.45+3×212.25）+0=1.34m；

土压力合力：

Ep=ΣEpi=79.09+182.32+479.55=740.96kN/m；

合力作用点：

hp=Σ（haiEpi）/Ep=（79.09×4.69+182.32×3.66+479.55×1.34）/740.96=2.27m；

3、验算嵌固深度是否满足要求

根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）的要求，验证所假设的hd是否满足公式；

hpEp-1.2γ0haEa≥0

2.27×740.96-1.2×1.00×1.59×847.48=64.10；

满足公式要求！

4、抗渗稳定性验算

根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）要求，此时可不进行抗渗稳定性验算！

5、结构计算

a、结构弯矩计算

弯矩图（kN·m）

变形图（m）

悬臂式支护结构弯矩Mc=30.64kN·m；

最大挠度为:

0.04m；

b、截面弯矩设计值确定：

M=1.25γ0Mc

截面弯矩设计值M=1.25×1.00×30.64=38.30；

γ0----为重要性系数，按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）,表3.1.3可以选定。

6、截面承载力计算

a、材料的强度计算：

σmax=M/（γxWx）

γx-----塑性发展系数，对于承受静力荷载和间接承受动力荷载的构件，偏于安全考虑，可取为1.0;

Wx-----材料的截面抵抗矩:

340.33cm3

σmax=M/（γx×Wx）=38.30/（1.0×340.33×10-3）=112.53MPa

σmax=112.53MPa<[fm]=205.00MPa;

经比较知，材料强度满足要求。

八、附图

附图一钢板桩支护剖面示意图

附图二钢板桩支护平面图