高层电梯井基坑钢板桩支护施工方案_secret

第1页共11页一．工程概况14栋电梯井基坑周长为27米，顶标高为－9.45m(场地移交标高),基坑开挖深度为4.4米;根据工程的地质情况和施工现场周围安全情况，电梯井基坑及其相应集水井拟采用拉森III型钢板桩围护。为了便于基坑土方开挖施工，先整体自然放坡开挖1米，降低基坑深度，然后进行9米钢板桩施工，待电梯井筒结构完成并回填土方夯实后，拔除钢板桩。二．编制依据1.xx花园一期工程设计图纸；2.xx花园一期《岩土工程勘察报告》；3.《建筑施工计算手册》；4.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；5.《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）；三．基坑地质条件根据岩土工程勘察报告，该区域范围内地层自上而下分为：素土层、淤泥质土层、细砂层、强（中）风化岩层和微风化岩层。1.素土层：层厚约1.0～2.0m；2.淤泥质土层：层厚约1.0～4m；3.细砂层：层厚约10～15m；4.强（中）风化岩层：层厚约2.0～5m；5.微风化岩层。四．钢板桩支护设计思路及要点根据该区域场地地质情况特点，钢板桩目的是为了14栋电梯基坑及其相应集水井土方开挖的安全和施工方便，同时防止流砂涌动而导致地下室基坑西面护坡的存在安全安全隐患。设计要点如下：1.采用拉森III型钢板桩，桩长9m；2.钢板桩穿过砂层，进入强风化岩（根据地质报告，强风化泥质粉砂岩层面标高约为－15.7m）；3.钢板桩沿基坑四周连续设置成封闭的帷幕；4.为保证基坑安全，钢板桩上设置一道连续的工字钢或槽钢围檩以加强钢度及整体性；第2页共11页五．施工组织计划采用项目经理负责制管理，由项目经理全权负责本项目的机械、材料和劳动力的组织及施工，项目管理架构如下：六．施工机械及设备机械参数机械名称型号数量功率使用部位液压振动锤MIL-20001台安装于挖掘机上打钢板桩履带式单斗挖掘机W-10011台1M3吊液压振动锤汽车式起重机1台30t用于拨钢板桩震动拔桩机1台45KW拨钢板桩履带式单斗挖掘机W-10011台1M3挖槽、配合桩机作业及修路气割机1套切割钢板桩电焊机XD1-2002台2KVA钢板桩接长经纬仪J21台测量放线水准仪S3-d1台抄平、沉降观测项目经理1人技术负责人1人施工员1人质安员1人电工1人机长2人焊工1人技术工人10人第3页共11页七．钢板桩施工㈠．材料要求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，选用的拉森Ⅲ型钢板桩，拉森Ⅲ型钢板桩宽度适中，抗弯性能好，其主要技术参数为：截面抵抗矩W=878.9cm3，g=60kg/m，依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长9m长，要求钢板桩入土深度达桩长0.5倍以上。施打前板桩咬口处宜涂抹黄油以保证施打的顺利和提高防水效果。㈡.钢板桩检验对钢板桩，要进行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。①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。②材质检验：钢板桩按规范要求进行材质检验，合格方可进行施工。㈢.钢板桩吊运及堆放1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。2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：①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；②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；③钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根。㈣.施工工艺流程放破开挖1m基线确定定桩位钢板桩施打围檩、拉杆、角撑土建施工拔桩㈤.施工方法第4页共11页角撑钢板桩墙1、放破整体开挖1m；2、基线确定：在基坑边龙门架上定出轴线，留出以后施工需要的工作面，确定钢板桩施工位置。3、定桩位。按顺序标明钢板桩的具体桩位，洒灰线标明。4、钢板桩施打。采用单独打入法，即吊升第一支钢板桩，准确对准桩位，振动打入土中，使桩端透过砂层进入不透水的强风化岩层。吊第二支钢板桩，卡好企口，振动打入土中，如此重复操作，直至基坑钢板桩帷幕完成。钢板桩施打时，由于钢板桩制作本身的误差、打桩时的偏差、施工条件的限制，使帷幕的实际长度无法保证按钢板桩标准宽度的整数倍，故此钢板桩帷幕最终封闭合拢有相当难度。调整的办法，一般有采用异形钢板桩来闭合或通过调整帷幕轴线用标准桩实现闭合。由于本工程钢板桩墙精度要求不高，故采用后一方法来实现转角的闭合，即在转角处两侧各以10根钢板桩的宽度来调整轴线实现闭合。如出现部分钢板桩长度不足，可采用焊接接长，一般用鱼尾板焊接法。接长时避免相邻两桩接头在同一深度，接头位置应错开1M以上，且宜间隔放置打桩。5、围檩、拉杆、角撑为加强钢板桩墙的整体刚度，沿钢板桩墙全长设置围檩，围檩用槽钢或角钢组成，通过内对撑（钢管撑梁）进行加固。为稳妥起见，在钢板桩墙五个转角上另用槽钢或角钢做角撑，如右图。⑴施工钢板桩后，根据钢板桩的实际打入位置进行内支撑的切割。⑵必须完成型钢内支撑体系后方可进行土方开挖。⑶钢内支撑安装必须严格按照设计的焊缝高度由专业焊工进行焊接连接，并由设计与项目经理检查后方可进行土方开挖。⑷内支撑采用起重机进行吊装，施工过程中必须注意施工安全。⑸土方开挖过程中挖土机机械臂不得触碰内支撑。内支撑安装完成后不得在上面进行操作，不得放置施工设备和材料等。八．钢板桩拔除基坑回填后，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第5页共11页位移，会给己施工的地下结构带来危害，并影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。㈠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。㈡拔桩时应注意事项⑴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。⑵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100－300mm，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。⑶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。⑷供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的1．2-2.0倍。⑸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。⑹拔桩过程中桩孔必须边拔边及时用砂回填，防止松动造成上部土钉墙结构不安全。九．基坑支护观测1.基坑支护监测由测量员谭业恒负责。各监测项目、测点布置和精度要求等要求见下表：监测项目位置或监测对象仪器监测精度测点布置1支护结构水平位移支护结构上端部设观测点，下部采用吊线锤的方法进行监测经纬仪1.0mm每边4点2周边土体沉降支护结构周边土体水准仪1.0mm每边4点3沉降、倾斜原基坑支护结构经纬仪、水准仪1.0mm现场确定2.各监测项目在基坑施工影响前应测得稳定的初始值，且不应少于两次。3.各项监测工作的时间间隔根据施工进程确定，在土方开挖阶段，至少每1天测一次并加强观测。电梯井承台浇筑完成后可逐步延长。当变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测。当有危险事故征兆时，则需进行连续监测。每次监测工作结束后，及时提交监测简报及处理意见。支护结构累计水平位移达到25mm或日变形大于10mm/日或变形持续加大为报警情况，应立即通知项目，并加强观测；支护水平位移30mm为最大位移监控值，根据测量情况采取措施加固支护结构。4.基坑周围地表裂缝：目测。第6页共11页5.支护结构的裂缝：目测，发现问题及时报项目处理。6.原支护结构的沉降：设观测点观测，用水准仪观测。发现沉降大于20mm立即停止基坑施工，报项目处理。十．基坑支护应急方案1、基坑开挖前，应作好基坑抢险加固准备工作，包括：建立基坑监测信息反馈系统；储备止水堵漏的必要器材；加固用的钢材、水泥、编制袋等。2、应急机械：基坑开挖完成后现场应配备一台挖土机备用，发现特殊情况立即对基坑进行回填处理。3、当电梯井基坑支护结构变形超过允许值或有失稳前兆时，应立即采取加固措施。可采用加密内支撑的方案进行处理。4．当发现原支护结构的变形超过监控值时，应立即停止电梯井筒施工，并对原支护结构进行加固。第7页共11页钢板桩稳定性计算书一、参数信息重要性系数：1.00；开挖深度度h：3.50m；基坑外侧水位深度hwa：1m；基坑下水位深度hwp：4.00m；桩嵌入土深度hd：5.5m；基坑边缘外荷载形式：无荷载板桩材料：拉森III型钢板桩；弹性模量E：206000N/mm2；强度设计值[fm]：205N/mm2；截面抵抗矩Wx：878.9cm3；截面惯性矩Ix：17577.90cm4；二、基坑土层参数：序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角内聚力浮容重(m)(kN/m3)(°)(kPa)(kN/m3)1细砂151828021三、土压力计算1、水平荷载（1）、主动土压力系数：Ka1=tan2（45°-φ1/2）=tan2（45-14/2）=0.61；Ka2=tan2（45°-φ2/2）=tan2（45-14/2）=0.61；（2）、土压力、地下水以及地面附加荷载产生的水平荷载：第8页共11页第1层土：0~1米；σa1上=-2C1Ka10.5=-2×8×0.610.5=-12.501kN/m2；σa1下=γ1h1Ka1-2C1Ka10.5=17.5×1×0.61-2×8×0.610.5=-1.818kN/m2;第2层土：1~9米；H2'=∑γihi/γ2=17.5/17.5=1；σa2上=γ2H2'×Ka2-2C2Ka20.5=17.5×1×0.61-2×8×0.610.5=-1.818kN/m2；σa2下=γ2H2'×Ka2-2C2Ka20.5+γ'h2Ka2+0.5γwh22=17.5×1×0.61-2×8×0.610.5+18×8×0.61+0.5×10×82=406.08kN/m2；（3）、水平荷载：Z0=(σa2下×h2)/(σa2上+σa2下)=(406.08×8)/(1.818×406.08)=7.964m；第1层土：Ea1=0kN/m；第2层土：Ea2=0.5×Z0×σa2下=0.5×7.964×406.08=1617.079kN/m；作用位置：ha2=Z0/3+∑hi=7.964/3+0=2.655m；土压力合力：Ea=ΣEai=1617.079=1617.079kN/m；合力作用点：ha=ΣhiEai/Ea=(1617.079×2.655)/1617.079=2.655m；2、水平抗力计算（1）、被动土压力系数：Kp1=tan2（45°+φ1/2）=tan2（45+14/2）=1.638；Kp2=tan2（45°+φ2/2）=tan2（45+14/2）=1.638；（2）、土压力、地下水产生的水平荷载：第1层土：3.5~7.5米；σp1上=2C1Kp10.5=2×8×1.6380.5=20.479kN/m；σp1下=γ1h1Kp1+2C1Kp10.5=17.5×4×1.638+2×8×1.6380.5=135.157kN/m；第2层土：7.5~12.5米；（3）、水平荷载：第1层土：Ep1=h1×(σp1上+σp1下)/2=4×(20.479+135.157)/2=311.271kN/m；作用位置：hp1=h1(2σp1上+σp1下)/(3σp1上+3σp1下)+∑h