施工组织设计下载简介

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深基坑拉森钢板桩支护专项施工方案.doc

设计单位：中山市规划设计院

建设单位：中山岐江河环境治理有限公司

监理单位: 中山市建设监理有限公司

施工单位：中山公用工程有限公司

JJG(交通)147-2020 水运工程　涂膜附着力测试仪检定规程工程地点：中山市西区沙朗金沙花园

为全面加快治水和实施岐江河净化美化工程，改善岐江河水质，实施中心城区雨污分流，提高生活污水设施运营效能。按照中山市委、市政府的统一部署，实施岐江河水环境综合整治。

本工程为某某片区市政污水管道工程，采用雨污分流排水体制。该片区西起某某道，东至某某道,南起某某涌,北至某某路,片区面积约123hm2.本次管道施工主要为完善片区内的市政汚水排放,污水主要排至某某泵站污水主干管.最终汚水输送至某某污水处理厂.该片区设计的污水 管径D300~500,管线长约4056m，采用支护开挖施工。设计污水量为 2616m³/d。

工程计划总工期: 天。计划开工日期2013年 月 日，计划竣工日 年 月 日。

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，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。   （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，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。 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、检査井施工 

（5）拔除钢板桩回填中粗砂

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 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，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。   (6)打入桩后，及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行焊接修补，每天派专人进行检查桩体。   （7）内支撑架设     经过计算拉森钢板桩支护可采用1－2道内支撑。 5、挖土

    ⑴土方开挖应分段连续施工，开挖至板桩顶以下1.5米处，进行第1道支撑施工，开挖至板桩顶以下3.5米处，进行第2道支撑施工。

    ⑵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。

    ⑶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。

    ⑷基坑周边（约一倍桩长）范围内尽量避免堆载。

    ⑸开挖过程中注意支护体系的变形观察。

    ⑹基坑内作业时，有专职安全员负责。

    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，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部分，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紧密配合，挖土过程要保证安全的前提下，迅速为支撑施工创造工作面，支撑结构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，以使支护结构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。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）拔桩时应注意事项  ①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。  ②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。 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、安全施工措施 1、基坑顶周边设置连续封闭的安全护栏，防止人员坠落。 2.靠近民房处需要进行观测, 3、开挖前，先进行围檩施工，做好支撑后才能开挖至设计深度。 4、为切实保证施工人员安全，树立“安全第一，预防为主”的思想，根据国家建设部颁发的安全检查评分标准制订具体措施。 5、建立安全保证体系，除企业已有的机构外，工地设立安全管理机构，工程项目设立安全小组、班组设安全员，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。 6、优化安全技术组织措施，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。 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。 8、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。 9、凡进入现场的一切人员，均要戴安全帽，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。 10、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。 11、在主要入口处挂醒目的安全防火宣传语牌。 12、现场施工用高低压设备及线路，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《施工现场临时用电安全技术规范》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，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，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、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，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：

因本工程施工区靠近民房情况复杂，且无明显变化界限。为确保施工安全，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行验算，作为最终支护标准。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验算参数。

1、代表性地质断面情况如下表（按14m深度统计）

3、拉森钢板桩最大悬臂长度的计算：

3.1、根据xx开挖深度h＝3m以上进行拉森钢板桩支护，取3m范围的土层计算土体参数加权平均值。

ZK50：ｒ＝（18.4×2.6＋15.9×0.4）/3＝18.0 KN/m3

φ＝（23×2.6＋4.4×0.4）/3＝20.52

Ka＝tga2（45°－φ/2）=0.481

ZK56：ｒ＝（18.4×1.9＋15.9×1.1）/3＝18.0 KN/m3

φ＝（23×1.9＋4.4×1.1）/3＝16.18

Ka＝tga2（45°－φ/2）=0.564

ZK64：ｒ＝（18.4×1.9＋20.3×1.1）/3＝19.09 KN/m3

φ＝（23×1.9＋6.2×1.1）/3＝16.84

Ka＝tga2（45°－φ/2）=0.551

3m深度处的最大主动土压力荷载：

ZK50：q＝ｒ×h×Ka＝25.974 KN/m

ZK56：q＝ｒ×h×Ka＝30.456 KN/m

ZK64：q＝ｒ×h×Ka＝31.556KN/m

故取ZK64地质断面进行拉森钢板桩最大悬臂长度进行验算

3.2拉森钢板桩最大悬臂长度计算

3.2.1、SKSPⅢ型拉森钢板桩（只用于开挖深度3～4m的管道）

Mmax≦Wx×［σw］

1/6*h*h*19.09*h*0.551*10000≦2270*210

因SKSPⅢ型拉森钢板桩用于开挖深度为3～4m的管道，大于其最大悬臂长度，故需加支撑。

3.2.2、SKSPⅣ型拉森钢板桩（只用于开挖深度4～6.5m的管道）

Mmax≦Wx×［σw］

1/6*h*h*19.09*h*0.551*10000≦1340*210

因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，故需加支撑。

4、拉森钢板桩入土深度

根据设计要求，基槽开挖深度在3～4m采用9m SKSPⅢ型拉森钢板桩，基槽开挖深度在4～6.5m采用12m SKSPⅣ型拉森钢板桩。

4.1.1、9m SKSPⅢ型拉森钢板桩（取土层最大影响深度9m）：

ZK50：ｒ＝（18.4×2.6＋15.9×6.4）/9＝16.22 KN/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

＝17.21 KN/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

4.1.2、12m SKSPⅣ型拉森钢板桩（取土层最大影响深度12m）：

ZK50：ｒ＝（18.4×2.6＋15.9×9.4）/12＝16.44 KN/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

＝18.79 KN/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＝17.89 KN/m3

φ＝（23×1.9＋6.2×1.6＋4.4×5.5＋22.2×2.4＋14.2×0.6）/9＝11.62

Ka＝tga2（45°－11.62/2）=0.664

Kp＝tga2（45°＋11.62/2）=1.504

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

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

4.3.1 开挖4m深 SKSPⅢ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∑MA＝0，亦即

F*1.5+EaHa－EpHp＝F*1.5+Ea*2/3*(H＋t)－Ep（H+2/3*t）＝0

其中：主动土压力Ea＝1/2ea（H+t）＝1/2*ｒ*（H+t）2Ka

被动土压力Ep＝1/2ept＝1/2*ｒ*t2Kp

ｒ＝17.21 KN/m3,φ＝8.56,Ka＝0.741,Kp＝1.350，H=4m

将各参数分别代入弯矩平衡方程式得：t3＋6t2－37t－24.5＝0

解得 t＝4.2m，拉森钢板桩4m开挖深度最小长度为：地面预留部分0.5m＋开挖深度4m＋入土深度4.2m＝8.7m，故采用9m SKSPⅢ型拉森钢板桩支护满足3～4m基槽开挖深度的要求。

4.3.2 开挖5m 深SKSPⅣ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∑MA＝0，亦即

F*1.5+EaHa－EpHp＝F*1.5+Ea*2/3*(H＋t)－Ep（H+2/3*t）＝0

其中:主动土压力Ea＝1/2ea（H+t）＝1/2*ｒ*（H+t）2Ka

被动土压力Ep＝1/2ept＝1/2*ｒ*t2Kp

ｒ＝17.89 KN/m3,φ＝11.62, Ka＝0.664, Kp＝1.504， H=5m

F=1/2* ea*(H＋t)－1/2* ept

将各参数分别代入弯矩平衡方程式得： t3＋9t2－52t－196.3＝0

解得 t＝5.8m，拉森钢板桩5m开挖深度最小长度为：地面预留部分0.5m＋开挖深度5.8m＋入土深度5m＝11.3m，故采用12m SKSPⅣ型拉森钢板桩单支撑支护满足4～5m基槽开挖深度的要求。

4.3.3开挖6.5m 深SKSPⅣ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∑MA＝0，亦即

F1*0.5+F2*3.5+EaHa－EpHp＝F1*0.5+F2*3.5+Ea*2/3*(H＋t)－Ep（H+2/3*t）＝0

其中:主动土压力Ea＝1/2ea（H+t）＝1/2*ｒ*（H+t）2Ka

被动土压力Ep＝1/2ept＝1/2*ｒ*t2Kp

ｒ＝17.89,φ＝11.62, Ka＝0.664, Kp＝1.504，H=6.5m

根据扣板桩受力平衡即F1+F2+Ep－Ea＝0及扣板桩下端弯矩平衡即（5＋t）*F1+(3+t)*F2+Ep/3－（6.5＋t）*Ea/3=0方程组求得：

将各参数分别代入弯矩平衡方程式得： t3＋13t2－44t－65.8＝0

解得 t＝3.7m，拉森钢板桩5m开挖深度最小长度为：地面预留部分0.5m＋开挖深度3.7m＋入土深度6.5m＝10.7m，故采用12m SKSPⅣ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。

因6.5m开挖范围内为粘土，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

HW400*400腰梁参数：Ix＝66900cm4 Wx＝3340cm3 ［σw］＝210MPa［τ］＝120MPa,S=219.5cm2

由4.3.1中得知q＝F/1=（Ea－Ep）/1=226KN/m

为简化计算采用3等跨连续梁进行受力验算

最大弯矩Mmax＝0.08*ql2＝0.08*226*52=452 KN*m

Wx×［σw］＝3340*210/1000=701.4 KN*m﹥Mmax

最大剪力Qmax＝0.6*ql＝0.6*226*5=678KN

［τ］*S=210*219.5/10=4609.5KN﹥Qmax

6.2开挖5m深单支撑腰梁

HW400*400腰梁参数：Ix＝66900cm4 Wx＝3340cm3 ［σw］＝210MPa［τ］＝120MPa,S=219.5cm2

由4.3.2得知q＝F/1= Ea – Ep=196.1 KN/m

为简化计算采用3等跨连续梁进行受力验算

最大弯矩Mmax＝0.08*ql2＝0.08*196.1*52=392.2 KN*m

Wx×［σw］＝3340*210/1000=701.4 KN*m﹥Mmax

最大剪力Qmax＝0.6*ql＝0.6*196.1*5=588.3KN

［τ］*S=210*219.5/10=4609.5KN﹥Qmax

6.3开挖6.5m深双支撑腰梁

HW350*350腰梁参数：Ix＝40300cm4 Wx＝2300cm3 S＝173.9cm2

HW400*400腰梁参数：Ix＝66900cm4 Wx＝3340cm3 S=219.5cm2

［σw］＝210MPa［τ］＝120MPa

为简化计算采用3等跨连续梁进行受力验算

HW350*350腰梁最大弯矩

Mmax＝0.08*ql2＝0.08*126.7*42=162.2 KN*m

Wx×［σw］＝2300*210/1000=483 KN*m﹥Mmax

故HW350*350腰梁满足抗弯要求

HW400*400腰梁最大弯矩

Mmax＝0.08*ql2＝0.08*321.6*42=411.6 KN*m

Wx×［σw］＝3340*210/1000=701.4 KN*m﹥Mmax

故HW400*400腰梁满足抗弯要求

HW350*350腰梁最大剪力Qmax＝0.6*ql＝0.6*126.7*4=304.1KN

［τ］*S=210*173.9/10=3651.9KN﹥Qmax

故HW350*350腰梁满足抗剪要求

HW400*400腰梁最大剪力Qmax＝0.6*ql＝0.6*321.6*4=771.8KN

［τ］*S=210*219.5/10=4609.5KN﹥Qmax

故HW400*400腰梁满足抗剪要求

7、拉森钢板桩支撑验算

7.1.1参数计算（不考虑土的粘结力）

N=5q=5×226＝1130KN

长细比100/1.8=75﹤56

φ＝1.02－0.55（＋20）2/10000=0.702

容许压应力［σ］＝140 MPa

N/Am＝1130/0.0041*1000=276 MPa﹥φ*［σ］=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+17.3*2.4+40.5*0.6）/12=14.5KPa

N/Am＝128.8/0.0041*1000=31.4 MPa﹤φ*［σ］=140*0.702=98.3 MPa

故在考虑土的粘结力的情况下，DN325*8钢管单支撑满足4m挖深的钢板桩支撑要求。

7.2挖深5m（考虑土的粘结力）

c=（17.3*1.9+28*1.6+5.5*5.5+17.3*2.4+40.5*0.6）/12=14.5KPa

长细比100/1.8=75﹤56

φ＝1.02－0.55（＋20）2/10000=0.702

容许压应力［σ］＝140 MPa

N/Am＝395.1/0.0041*1000=96.4 MPa﹤φ*［σ］=140*0.702=98.3 MPa

故在考虑土的粘结力的情况下，DN325*8钢管单支撑满足5m挖深的钢板桩支撑要求。

7.2挖深6.5m（考虑土的粘结力）

c=（17.3*1.9+28*1.6+5.5*5.5+17.3*2.4+40.5*0.6）/12=14.5KPa

Ep=0.5*17.89*5.52*1.504=407.0KN

根据钢板桩受力平衡及对A点弯矩平衡求得：

甘12G1 砌体结构构造详图F1=90.5KN, F2=97.7KN

故支撑钢管受力 N1=4*F1=362KN,N2=4*F2=390.8KN,取较大值N=390.8

长细比100/1.8=75﹤56

φ＝1.02－0.55（＋20）2/10000=0.702

容许压应力［σ］＝140 MPa

DBJ61／T 151-2018标准下载N/Am＝390.8/0.0041*1000=95.3 MPa﹤φ*［σ］=140*0.702=98.3 MPa

故在考虑土的粘结力的情况下，DN325*8钢管双支撑满足6.5m挖深的钢板桩支撑要求。