深基坑拉森钢板桩支护方案(最终)

1/40诚信优质超越创新深基坑拉森钢板桩支护施工方案一、工程概况南沙河桥起点桩号为K13+064.25，终点桩号为K13+460.490，上跨南沙河，规划南沙河上口宽152米，下口宽120米，两侧设置6米巡河路。本桥与南沙河斜交，斜交角为27度，全桥长396.24米，宽度为34.5米。桥梁上部结构为13*30米预应力砼简支箱梁，下部结构为柱式桥墩、肋板式桥台，钻孔灌注桩基础。南沙河桥跨越海淀区与昌平区，其中7#、8#轴位于昌平区境内。二、工程地质情况南沙河桥7#承台位于南沙河北巡河路上，南侧约2.6米处为南沙河，北侧10.5米处为改移军缆，左侧21.8米处为占地界，右侧6.8米处为占地界，四周无建筑物，为林地。基坑开挖深度约为：地面高程38.937m-承台底高程31.65m=7.287m，周长99.4m,面积466.84m2根据地质详勘得知：左侧高程35.27m-32.37m=2.9m及右侧高程36.15m-32.95m=3.2m范围内为粉细砂，粉细砂层液化等级为严重，液化抵抗系数0.58～0.59。且第二层水位位于标高为32.76~37.00处。辨别此粉砂层遇水后即为“流沙层”。桩基设计参数地层岩性密度(g/cm3)P0压缩模量(MPa)天然快剪地基土抗力系数的比例系数m和m0（kN/m4）P0～P0+100P0～P0+200粘聚力c（kPa）摩擦角φ(°)粉细砂（1.90）（6.0）（7.0）（0）（7）5000注:此参数从北京勘查设计院报告中查得。2/40诚信优质超越创新此层极易坍塌，遇水后液化严重。根据现场实际情况，下挖至1.5m处出现地下水基坑边坍塌，同时发现沙层。同时放坡占地界不够以及7#与8#轴之间有一条横穿的军缆，基坑开挖不能随意放坡，需采用支护开挖，支护原则需封水封沙，故我标拟对7#轴承台基坑开挖采用拉森钢板桩支护。由于8#轴地质情况与7#轴相同，我标拟对8#轴承台基坑开挖也采用拉森钢板桩支护。平面图和断面图附后，地质详勘见附表。7#轴巡河路军缆位置10.47721.8286.8122.628南沙河南沙河桥7#、8#轴平面图占地界8#轴3/40诚信优质超越创新钢板桩两排16的槽钢做斜支撑两根φ60钢管钢板桩支撑平面图注：此图尺寸以cm计钢板桩转角大样图钢板桩剖面图4/40诚信优质超越创新基坑截水沟两根16的槽钢入土深度不小于690cm地面地面钢板桩支护A-A断面图钢板桩承台（4.84cos27°）*2+2截水沟5/40诚信优质超越创新地面地面钢板桩支护B-B断面图钢板桩截水沟三、编制依据1.京包高速公路（五环～六环路段）工程招标文件2.京包高速公路（五环路～六环路段）工程施工图设计3.京包高速公路（五环路～六环路段）工程项目处及监理下发文件4.《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1—2004）5.《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076—95）6.《公路桥涵施工技术规范》(JTJD041-2000）7.《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33—2001）8.《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46—2005）9.《北京市市政工程施工安全操作规程》（DBJ01—56—2001）10.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）11.《建筑基坑工程监测技术规范技术规程》（GB50497-2009）6/40诚信优质超越创新12.《建筑基坑支护技术规程》（DB11/489-2007）13.《建设工程安全生产管理条例》（国务院第393号令）14.《北京市建设工程施工现场管理办法》（政府令第72号）15.《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）16.《北京市实施危险性较大的分部分项工程安全管理办法规定》（京建施[2009]841号）四、施工计划1.7#轴施工计划序号工序时间（天）备注1打入钢板桩72基坑开挖及支护23承台墩柱施工154基坑回填25拔除钢板桩36总共292.8#轴与7#轴施工工序、施工时间相同五、钢板桩的支护思路及要点根据本工程场地地质情况特点，本工程钢板桩主要作用是保证基坑边的稳固同时隔绝地下水流入基坑，起到支护边坡的作用。设计要点如下：1.采用拉森式Ⅲ型钢板桩，桩长15m；2.钢板桩穿过粉砂层，进入粘土层；7/40诚信优质超越创新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，钢板桩入土深度不小于6.9m.六、施工方法1.钢板桩的选用根据工程所在地场地特点，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：W=1350cm3，g=60kg/m，依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度15m长，要求钢板桩入土深度不小于6.9m。2.打桩设备采用2台振动锤，用两台吊车配合进行打桩施工。3.确定基坑等级：根据建筑基坑支护技术规程（DB11/489-2007）的基坑等级划分规定基坑侧壁安全等级划分开挖深度h（m）环境条件与工程地质、水文地质条件α＜0.50.5≤α≤1.0α＞1.0ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢh15一级一级一级10＜h≤15一级一级二级一级二级h≤10一级二级二级三级二级三级注：①h———基坑开挖深度。②α———相对距离比α＝ｘ/ｈａ。为管线、邻近建（构）筑物基础边缘（桩基础桩端）离坑口内壁的水平距离与基础底面距基坑底垂直距离的比值.③工程地质、水文地质条件分类：Ⅰ复杂──稍密以下碎石土、砂士和填土，软塑～流塑粘性土，地下水在8/40诚信优质超越创新基底标高之上，且不易疏干；Ⅱ较复杂──中密碎石土、砂土和填土，可塑粘性土，地下水位在基底标高之上，但易疏干；Ⅲ简单──密实碎石土、砂土和填土，硬塑～坚硬粘性土，基坑深度范围内无地下水。由上述规定结合我工程实际情况得知,本基坑侧壁安全等级为三级。4.施工工艺流程本工程基坑施工工艺流程为：放坡打桩定位放线施打钢板桩土方开挖安装围檩及支撑承台施工回填土方拔起钢板桩5.整平：在施打钢板桩之前，先用装载机和挖机配合将原地面整平，然后进行钢板桩施工。6.钢板桩施工方法1)测量放线由测量人员放出钢板支护结构的轴线和边线，然后在边线位置撒上白灰进行钢板桩的打设。2)钢板桩的打设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Ⅲ型15m长密扣拉森钢板桩。拉森钢板桩采用振打入法，采用单桩逐块打设。施工时，先用吊车吊起振动锤，振动锤将钢板桩上端夹紧。然9/40诚信优质超越创新后将钢板桩吊至插桩点进行插桩，插桩时对准锁口后将钢板桩振动打入。施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况。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油脂，以方便打入拔出。④在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。⑤钢板桩施打采用屏风式打入法施工。屏风式打入法不易使钢板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。施工时，将10-20根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再施打。通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上，然后在中间按顺序分1/3或1/2板桩高度打入。屏风式打入法的施工顺序有正向顺序、逆向顺序、往复顺序、中分顺序、中和顺序和复合顺序。施打顺序对板桩垂直度、位移、轴线方向的伸缩、板桩墙的凹凸及打桩效率有直接影响。因此，施打顺序是板桩施工工艺的关键之一。其选择原则是：当屏风墙两端已打设的板桩呈逆向倾斜时，应采用正向顺序施打；反之，用逆向顺序施打；当屏风墙两端板桩保持垂直状况时，可采用往复顺序施打；当板桩墙长度很长时，可用复合顺序施打。总之，施工中应根据具体情况变化施打顺序，采用一种或多种施打顺序，逐步将板桩打至设计标高，一次打入的深度一般为0．5-3．0米。10/40诚信优质超越创新钢板桩施工允许偏差板桩入土深度（cm）不小于6.9m板桩轴线偏差±5cm板桩垂直度8%，不超10cm支撑位置偏差±20cm⑥密扣且保证开挖后入土不小于6.9m，保证钢板桩顺利合拢；特别是工作基坑的四个角要使用转角钢板桩。同时在四个角分别用两排16的槽钢做斜支撑。在两承台之间用两根φ600mm的钢管支撑钢板桩，加强中间段钢板桩的支撑力。7.南沙河桥7#、8#轴深基坑支护计算7#轴、8#轴属于深基坑，计划采用钢板桩进行支护，为减少土的侧向压力，在施工时削坡1.3米，此时顶面标高为37.65m，此时开挖深度为6m，施工机械在基坑内侧进行开挖对基坑坑壁影响小但是保守考虑施工机械对基坑壁的荷载取20kpa。土压力计算采用朗肯土压力理论，矩形分布模式。取素填土密度为2.0g/cm3，粘聚力为25，摩擦角为20°深度土层Kai1.5m素填土0.4900.7003.2m粉细砂0.7830.8852.4m粉质粘土0.5680.7541.7611.3273.1m粉质粘土0.5680.7541.7611.3274.7m粉质粘土0.4900.7002.0401.428kaikpikpi11/40诚信优质超越创新1）钢板桩内力计算作用于板桩上的土压力及水压力强度及压力分布见图。Ka=tg2（45o-Φ/2）=tg2（45o-20/2）=0.49Kpi=tg2（45o+Φ/2）=1.3tg2（45o+20/2）=2.65板桩外侧均布荷载换算填土高度h0,h0=q/r=20.0/20=1.0m。设定钢板桩上土压力及水压力合力为零的点为反弯点，设其位于开挖面以下y处，则y=KaKpiKaH212=49.02065.220)95.3295.383.1(49.020=1.656m按简支梁简化模型计算上部钢板桩，由0M得：R(3+1.656)=-0.5(25.2-10.5)1.5(6-1.5/3+1.656)-10.51.5(6-1.5/2+1.656)+0.5(86.76-39.15)3.2(6-23.2/3-1.5/3+1.656)+3.239.15(6-23.2/2-1.5/3+1.656)+0.5(32.07-17.7)1.3(6-23.2/3-1.5/3-21.3/3+1.656)+1.317.7(6-23.2/3-1.5/3-21.3/2+1.656)+0.532.071.6562/31.656+0.542.41.6562/31.656解得：R=214.84KN/mQ=(25.2+10.5)1.5/2+（39.15+86.76）3.2/2+(17.7+32.07)1.3/2+32.071.656/2+42.41.656/2-176.08=119.6kN/m设最大弯矩处距桩顶距离为x，则有：R=42.4x-（25.2-15.5）x+(86.76-39.15)x2/6/2+（32.07-17.7）x2/6/2解得x=5.58m所以，maxM=R(x-3)+(25.2-15.5)x2/2-42.4x2/2-0.5(86.76-39.15)x3/6/3-0.5（32.07-17.7）x3/6/3=154.88kN·m计算钢板桩的最小入土深度。12/40诚信优质超越创新)49.065.2(206.1196)(621KaKpiQ=4.076m考虑到桩端的土质情况应乘以系数1.1-1.2，为了保证施工安全最小入土深度t=1.2×（1.656+4.076）=6.878m2）钢板桩设计。采用拉森Ⅲ钢板桩，W=1350×103mm，折减系数取0.7，则：36maxmax1013507.01088.154WM=163.89＜[f]=200Mpa，满足要求，钢板桩支护不会折断。3）围檩设计因本工程为双层支撑，围檩所受荷载qk=R/2=88.04kN/m。选用两排16的槽钢，W=1168×103㎜3。按简支梁计算，最大弯矩Mmax=ql2/8=176.08×4.