电梯井钢板桩支护方案.pdf

增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目 钢 板 桩 支 护 方 案 2014年 7 月 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 目录 一、工程概况·····················1 二、编制说明及依据··················1 三、地质情况·····················2 四、钢板桩支护施工··················2 五、基础土方开挖施工·················7 六、异常情况与应急措施················8 七、 其它注意事项···················9 八、电梯井承台钢板桩支护布置图···········10 九、电梯井钢板桩支护计算书·············12 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 1 一、工程概况 工程名称：增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目 建设地点：增城市经济技术开发区永宁大道南侧、新惠路西侧 建设单位：增城市新塘工业加工区开发总公司 设计单位：广州市建工设计院有限公司 监理单位：广州建筑工程监理有限公司 施工单位：广州建筑股份有限公司 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（增城经济技术开发区首期拆迁安置新社区 项目）是增城市新塘工业加工区开发总公司开发的拆迁安置居住小区项目，项目位于广州 增城市经济技术开发区永宁大道南侧、新惠路西侧，南临雅瑶河，属新开发项目。 项目总用地为 157642.7 m 2，约 236.464 亩，总建筑面积 544031 m 2，分为安置房区 与小学、幼儿园用地两大块。建筑结构类型为钢筋混凝土框架剪力墙结构。 二、编制说明及依据 （一） 、编制说明及目标 本工程地下室基坑目前已经大面积开挖至板底，在进行工程管桩施工，已做有基坑边 坡支护体系。本施工方案主要为底板承台（电梯井承台）基槽土方开挖编制。 本工程地下室底板厚度500mm ，电梯井承台底深度为地下室底板面下3600mm （B栋） 、 3300mm （C栋） ，C/D型集水井底深度为地下室底板面下3400mm 。 本工程地质情况较为复杂， 从地质报告可以发现， 本工程承台深度位于中粗砂层 处，该层为透水层，稍密中密状。根据现已开挖的地质情况发现，深度超过3m的坑槽， 含水砂层容易滑落坍塌，为确保工程能够安全、优质、高效完成，采取下列支护措施： 1.电梯井核心筒承台基槽及C/D 型集水井基槽采用6m长型拉森钢板桩支护，平 土面设置钢围檩，加一道支撑，转角处加斜对撑。见附详图第18、19、20 页； 2.其他承台按放坡开挖到承台底部，砌砖胎模。 开挖承台土方时，人工配合小勾机挖土，基槽内工程桩两侧不能有超过0.5 米高差的 土。因机械挖土没办法挖距工程桩50cm的土方，须人工配合及时清理。 外露桩要及时锯截， 防止土方压断工程桩。 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 2 （二） 、编制依据 1、本工程设计图纸； 2、增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目岩土工程详细勘察报告； 3、 建筑地基基础工程施工质量验收规范 （GB50202-2013 ） ； 三、地质情况 现有的场地已开挖并换填碎砖渣，标高为 -9.8m-9.9m（B栋） 、-9.3 -9.4m（C栋） ， 地下室底板面设计标高为-8.8 -9.3m，底板厚度 500，因此现地面标高在底板底（本 工程地下室± 0.00m 标高对应高程为 18.30m） 。根据岩土工程详细勘察报告 可知，由于 地下水位较高，施工部位位于砂层范围内。场地范围内地层自上而下分为：人工填土层、 冲积层、冲 - 洪积层、残积层砂质黏性土，其下部为花岗岩的风化带。 由地勘报告资料提供详细资料描述，地质情况为； 1第四系人工填土层（ Q4ml ） ：层厚 0.60 6.00m，平均厚度为 3.57m。 2第四系冲洪积层 (Q4al+pl) ： (1) 粉细砂：层厚 0.60 7.30m，平均厚度为 2.31m； (2) 中粗砂：层厚 0.50 10.90m，平均厚度为 3.84m； （3）粉质粘土：层厚0.5013.00m，平均厚度为 3.20m； 3. 残积土层 (Qel) ：层厚 0.70 14.60m，平均厚度 5.06m。 4. 奥陶纪花岗岩风化带（ O1N ） ： （1）全风化花岗岩：层厚1.70 20.40m，平均厚度 7.65m； （2）强风化花岗岩：层厚0.45 19.60m，平均厚度 6.66m； （3）中风化花岗岩：层厚0.30 4.00m，平均厚度 1.60m； （4）微风化花岗岩：该层在ZK090 、ZK098等 123个钻孔中有揭露，均未钻穿。 四、钢板桩支护施工 1、钢板桩施工要求 （1）钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于基础施工， 即在基础最突出的边缘外留 有施工工作面（ 1m宽工作面）。 （2）基槽护壁钢板桩的平面布置形状应平直整齐，避免不规则的转角， 以便标准钢板 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 3 桩的利用和支撑设置。各周边尺寸应符合板桩模数。 （3）整个基础垫层及砖胎模施工期间， 在挖土、吊运材料、浇筑混凝土等施工作业中， 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。 （4）在砖胎模施工完毕后， 待砖墙达到强度要求后， 四周按设计要求分层回填石粉并 夯实，密实度不少于94% 。 （5）承台四周回填稳定后，拔除回收钢板桩，施工中严禁碰损砖胎模。 （6）采用拉森型钢板桩，钢板桩施工前应查明并避开施打位置中需要保护的已有 工程桩。 （7）钢板桩锁口不合格的应修整，检查合格后涂黄油。 （8）为使 H钢围檩受力均匀，在钢板桩和H钢之间的孔隙采用钢板、钢筋填满。 （9）H钢围檩、工字钢支撑和钢板采用Q235钢，焊条 E43。电梯井承台基槽钢板桩采 用 Q345 ，焊条采用 E50。 （10）所有的焊接点要求按照建筑钢结构焊接规程（JGJ81-2002）进行焊接。 拉森钢板桩支护基槽施工参考图片： 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 4 2、电梯井承台基槽钢板桩支护施工的顺序 （1）钢板桩位置的定位放线，验线（按钢板桩平面布置图测放），内设 500内径的砖 砌降水井； （2）施打电梯井钢板桩，桩顶标高平底板底； （3）钢板桩基槽内土方挖至檩条处、 按要求安装支撑围檩 （工字钢 25a：250*110*8） ； （4）按要求搭设工字钢内支撑、转角处斜对撑（工字钢25a：250*110*8） ； （5）基槽土方开挖、锯桩，降水井开挖至承台底下500mm ； （6）砼垫层、砌筑砖胎模（ 490mm ） ； （7）承台与钢板桩间分层回填石粉； （8）待回填土稳定后，拔除钢板桩，边拔边往桩孔内灌石粉； （9）夯实承台周边土层。 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。 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 5 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内容。每一种规格的钢 板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验。 （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） 采用型 6.0 米长密扣拉森钢板桩。 拉森钢板桩采用履带式挖土机 （带震动锤机） 施打，施打前一定要熟悉地下工程桩的情况，准确放出钢板桩位置线。 （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黄油，以方便打入拔出。 （4）在施打过程中随时测量监控每块桩的倾斜度不超过2% ，当偏斜过大不能用拉齐 方法调正时，拔起重打。 （5）钢板桩施打的公差标准如下表所示。 钢板桩打设公差标准 项目允许公差 板桩轴线偏差土 10Cm 桩顶标高土 10Cm 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 6 板桩垂直度土 2 （6）密扣且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。 （7）打入桩后，及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行修堵， 每天派专人进行检 查桩体。 （8）内支撑施工技术要求 基槽应分段分层开挖，分层开挖厚度不得大于0.5m。开挖至围檩及支撑位置后，安装 围檩，然后施工安装内支撑。 待支撑安装施工完成后， 再进行下一层土方开挖。 内撑做法， 焊接一段工字钢垫挡。 内撑的位置和高度按施工方案图设置。电梯井基槽设置一道支撑。 5、钢板桩的拔除 基槽回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法顺 序和拔桩时间及土孔处理。否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉 降和位移，会给已施工的地下结构带来危害，并影响临近原有承台或工程桩的安全。设法 减少拔桩带土，应及时采取灌石粉措施。 （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）拔桩时应注意的事项 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。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下100300mm ，再与振动锤交替振打、振拔。 有时，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。 起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限。 供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的1.22.0 倍。 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 1.5h 。 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 7 6、钢板桩土孔处理 对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。回填的方法采用填入法。填入法所用材料 为石粉。 五、基础土方开挖施工 （一） 、施工部署 根据现场地质情况，分层开挖土方，每层厚度不大于500mm 。采用 PC120型挖土机开 挖承台土方，人机配合，严禁挖土机碰伤桩体，靠近桩体边的土体由人工清理，用轻型车 辆运输土方。 （二） 、施工准备 1、土方开挖前应做好已挖土面标高测量确认工作。 2、施工设备及工具的准备，如挖掘机、手推车、板式锄及园口锹、潜水泵等。 3、开挖前应进行测量放线，设置控制定位轴线桩、龙门板和水平桩，放出挖土边线， 经检查并办理预检手续。 4、地面有积水或有地下水时， 要做好相应的排水和降低地下水位的措施。积水或地下 水均排至原有边坡支护排水系统中抽排。 5、夜间施工时，应设置充足照明设施。在危险区域设置警戒标志。 （三） 、电梯井承台施工流程 测量放线，验线施打拉森钢板桩支护基槽上层土方开挖安装围檩架设内支撑、 转角斜对撑基槽下层土方开挖（人机挖土配合）复测基槽底标高，开挖到位锯桩 承台垫层砼施工基底放线，验线砖胎模承台边回填石粉钢板桩拔除回收回灌石 粉、周边板底土层夯实。 （四） 、施工方法及要点 土方开挖的顺序、方法必须与施工方案相一致。 1、开挖前应做好施工技术安全交底，把工程桩桩位做好标记， 以防止勾机及车辆碰损 工程桩。 2、在基槽开挖过程中，严格按分层开挖，每层厚小于0.5M，人工及时清理桩间高差 土方，保证开挖深度均匀，以免造成土方横向挤压工程桩。并加强坑壁的位移观察，一旦 出现位移量较大或位移加速，应立即停止施工，加强观测并及时采取补救措施。 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 8 3、基槽土方开挖过程中，挖土机不可紧贴工程桩挖土，工程桩周边土体采用人工挖， 以保证工程桩不受碰撞。 4、本工程土方开挖采用机械与人工辅助开挖的方法。 5、基槽开挖施工中，应经常测量和校核其平面位置、水平标高是否符合设计要求。平 面控制桩和水准点也应定期复测是否正确。 6、基槽开挖注意不扰动基层土，以免土体变动。 （五） 、地下水排水措施 1、为保证开挖后的基层质量， 避免开挖后的表层土随雨水下渗等情况发生，应根据需 要设置降水井。 2、地下水及雨水的排水： 深基槽内采用坑内设集水坑用水泵降水方式排水。底板排水 采用明沟及集水坑用水泵降水方式排水。 （六） 、土方回填施工顺序与方法 1、本工程回填土方采用石粉回填。 2、已施工的电梯井承台在拔除钢板桩前，必须在砖胎模强度达到一定的要求后才能回 填，回填时必须分层夯实。 3、钢板桩拔除时，采用石粉回灌空洞并夯实周边板底土层。 （七） 、 承台施工与要求 为保证支撑结构安全有效，承台施工应分步施工：先行施工支撑以下部分的承台，然 后在已完成施工承台与基槽支护之间回填土方夯实，再拆除支撑，待整个承台施工完成后， 再拔除钢板桩并即时用石粉对钢板桩桩位进行回填。 六、异常情况与应急措施 1、基槽开挖 (1) 施工前应对周边工程桩等进行巡查摸底，施工过程中应经常对坑中坑周围地表裂 缝、坑底部回填和隆起、渗漏水状况进行巡查，发现情况及时采取措施。 (2) 若坑顶水平位移或沉降超过警戒值，应立即停止开挖，并回填至上一级开挖深度， 并采取措施加固。 (3) 在坑中坑支护过程中， 挖土机操作人员应保证随叫随到， 挖掘设备应保证不少于两 台在现场，以备不时之需。 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 9 (4) 在现场应配备一定数量的沙包和工人，保证在出现异常情况时， 可及时进行抢险工 作。 (5) 在分层开挖土方过程中， 测量坑底部隆起量， 如坑底面向上移位的情况， 马上停止 开挖，并及时通知技术人员，以便及时采取对策。 2、渗水 (1) 开挖过程中若坑壁出现少量渗水，要进行疏导或堵漏。 (2) 若在开挖过程中出现大量渗砂漏水现象，应立即停止施工， 并回填土方， 及时采取 其他措施，严禁不顾安全野蛮施工。 (3) 降水量较大时， 要合理组织地表水排放， 并安排足够的排水设备对汇集的地表水进 行抽排。同时在坑内四周，应对地表水进行疏导，避免大量的地表水集中涌入坑内。 (4) 对较严重的渗水现象应增加坑内降水措施，使地下水位降至坑底以下0.51.0m 以 下。 七、 其它注意事项 1、坑周边不能堆放土方，挖出土方及时运走。 2、基槽顶应设置安全防护警示或安排专职安全员监督安全。 3、电梯井承台支护钢板桩施工中遇其他承台工程桩时，按现场桩位往承台外避开工 程桩。 4、电梯井承台设置一道支撑， 按实际地质情况如需加设二道支撑，在承台底部设置， 第二道支撑可在浇筑承台垫层砼并达一定强度后拆除。 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 10 八、电梯井承台钢板桩支护布置图 电梯井承台钢板桩支护平面图 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 11 电梯井承台钢板桩支护剖面1 电梯井承台钢板桩支护剖面2 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 12 九、电梯井钢板桩支护计算书 计算依据： 1、建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012 2、建筑施工计算手册江正荣编著 3、实用土木工程手册第三版杨文渊编著 4、施工现场设施安全设计计算手册谢建民编著 5、地基与基础第三版 本工程电梯井基坑采用连续垂直铺设挡板基坑土壁。挡板铺设的挡土板、背楞、横撑 杆的强度及稳定性按以下方法计算。 （一）、参数信息 1 、基本参数 挡板铺设方式垂直铺设挡土板间距 l1(mm) 400 水平方向横撑间距 l2(mm) 2000 基坑开挖深度 h(m) 3 基坑开挖宽度 l(m) 6.5 结构重要性系数 01 综合分项系数 F1.25 竖直方向背楞根数2 支撑设计 支撑道数背楞距沟底距离 D(mm) 第1道3000 第2道1500 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 13 基坑和管沟支撑【垂直】 2 、土层参数 序号土名称土厚度 h(m) 坑壁土的重 度(kN/m 3) 坑壁土的内 摩擦角 ( °) 黏聚力 c(kpa) 饱和土重度 sat(kN/m 3) 1 中砂2 18 18 0.001 19 2 粘性土2 18 18 20 19 3 风化岩6 21 25 16 22 （二）、主动土压力强度计算 K a1=tan 2(45°- 1/2 ）= tan 2(45-18/2)=0.528 ； Ka2=tan 2(45°- 2/2 ）= tan 2(45-18/2)=0.528 ； 第1层土： 0-2m H1'= 0h0/ 1=0/18=0m Pak1上 = 1H1'Ka1-2c1Ka1 0.5 =18×0×0.528-2 ×0.001×0.528 0.5 =-0.001kN/m 2 Pak1下 = 1(hi+H1')Ka1-2c1Ka1 0.5 =18×(2+0) ×0.528-2 ×0.001 ×0.528 0.5 =19.007kN/m 2 第2层土： 2-3m 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 14 H2'= 1h1/ 2=36/18=2m Pak2上 = 2H2'Ka2-2c2Ka2 0.5 =18×2×0.528-2 ×20×0.528 0.5 =-10.057kN/m 2 Pak2下 = 2(hi+H2')Ka2-2c2Ka2 0.5 =18×(1+2) ×0.528-2 ×20×0.528 0.5 =-0.553kN/m 2 （三）、挡土板计算 1 、材料参数 材料名称槽钢材料类型40a号槽钢 抗弯强度 (N/mm 2) 205 抗剪强度 (N/mm 2) 120 抗压强度 (N/mm 2) 205 弹性模量 (N/mm 2) 206000 2 、强度计算 临界土层的计算 临界深度： Z0=Pak1上h1/(Pak1上+ Pak1下)+hi-1=0.001×2/(0.001+19.007)+0=0m ； q1上=0FPak1上l1=1×1.25 ×-0.001 ×0.4=0kN/m q1下=0FPak1下l1=1×1.25 ×19.007×0.4=9.504kN/m q2上=0FPak2上l1=1×1.25 ×-10.057 ×0.4=-5.029kN/m q 2下=0FPak2下l1=1×1.25 ×-0.553 ×0.4=-0.276kN/m 计算简图 剪力图 (kN) Mk=9.823kN.m Rmax=22.631kN 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 15 弯矩图 (kN·m) V k=12.474kN =M/W=9.823 ×10 6/78830=124.61N/mm2f=205N/mm2, 满足要求！ max Vmax/(8Iz)bh0 2-(b- )h2=12.474 ×1000×100×4002-(100-10.5) ×364 2/(8 ×1757790 00×10.5)=3.499N/mm 2 =120N/mm2 满足要求！ （四）、背楞计算 1 、材料参数 材料名称工字钢材料类型25a号工字钢 抗弯强度 (N/mm 2) 205 抗剪强度 (N/mm 2) 120 抗压强度 (N/mm 2) 205 弹性模量 (N/mm 2) 206000 2 、荷载计算 各背楞对挡土板作用的最大支座反力Rmax=22.631kN。所以背楞的线荷载按以下公式计 算：q=Rmax/l1 q=Rmax/l1=22.631/0.4=56.578kN/m 3 、背楞按照三跨连续梁计算最大弯矩，计算公式如下： Mmax=0.1×q×l2 2=0.1×56.578×22=22.631kN·m =M/W=22.631 ×10 6/401880=56.313N/mm2f=205N/mm2, 满足要求！ 4 、最大支座反力按以下公式计算： R =1.1×q×l2=1.1×56.578×2= 124.472kN （五）、横撑杆计算 1 、材料参数 增城经济技术开发区拆迁安置保障房项目（8 标） 16 材料名称工字钢材料类型25a号工字钢 抗弯强度 (N/mm 2) 205 抗剪强度 (N/mm 2) 120 抗压强度 (N/mm 2) 205 弹性模量 (N/mm 2) 206000 2 、强度计算 l0=l-b1×2-h1×2=6500-250×2-100×2=5800mm =l0/i=5800/24.03=241.365 查钢结构设计规范 (GB50017-2003)，得=0.132 N/(A)=124.472×10 3/(0.132 ×4850)=194.427N/mm2fc=205N/mm2 满足要求！