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三亚市南山创意新城10#路给排水工程钢板桩支护方案海南省建设工程股份有限公司1二〇壹三年三月二十日三亚市南山创意新城10#路给排水工程钢板桩支护方案海南省建设工程股份有限公司2钢板桩支护施工方案一、工程概况本工程为三亚市南山创意新城（南山产业园）10#路市政排水工程；起始于涯州湾，向东北延伸到与3#路相交（起始桩号：K0+000至K1+770），管网全长约1.8km，管道基坑深约3.7m。污水管径有：DN300、DN400，雨水管径有：D600、D800、D1000、D1200、D1500。本标段内管道埋深约在3.7m，基坑地层以中粗砂层、粉砂层为主，土的粘聚力较小，透水性大，土质稳定性差，基坑开挖较深，由于受土质限制，不具备自然放坡条件，为确保开挖时基坑内施工作业的安全和对周围路床面造成影响及危害，根据现场实际情况，与甲方、设计单位及监理单位研究，决定采用拉森钢板桩Ⅲ型，它具有强度高，结合紧密，堵水性好，速度快等特点。二、编制依据1、三亚市南山创意新城（南山产业园）市政工程10#路给排水工程设计图纸；2、三亚市南山创意新城（南山产业园）10#路《地质勘察报告》；3、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》；4、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）三、工程地质条件三亚市南山创意新城10#路给排水工程钢板桩支护方案海南省建设工程股份有限公司3根据地形勘察报告，该场地范围内地层自上而下分为：中粗砂层、粉砂层、粘土质砂层、低液限粘土层、卵石层。1、中粗砂层：平均层厚0.5m；2、黑色淤泥层：平均层厚2.94m；3、粘土质砂层：平均层厚9.06m；4、低液限粘土层：平均厚度3.49m；5、卵石层：平均层厚约11.6m；四、基坑稳定性计算1、参数信息开挖深度：约3.7m桩嵌入土深度5.9m2、基坑地质参数基坑外侧土层参数：序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角粘聚力饱和容重(m)(kN/m3)(°)(kPa)(kN/m3)1中粗砂层0.519.720.42黑色淤泥层2.9419.916.723.621.2基坑以下土层参数：序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角粘聚力饱和容重(m)(kN/m3)(°)(kPa)(kN/m3)1粘土质砂层9.0619.544.320.8三亚市南山创意新城10#路给排水工程钢板桩支护方案海南省建设工程股份有限公司42低液限粘土层3.4917.147.520.43卵石层11.63、主动土压力计算Kai=tan2(450-18.000/2)=0.53；临界深度计算:计算得z0=2×10.00/(18.50×0.531/2)-0.50/18.50=1.46；第1层土计算：σajk上=0.50kPa；σajk下=σajk下=0.50+18.50×3.00=56.00kPa；eak上=0.50×0.53-2×10.00×0.531/2=-14.27kPa；eak下=56.00×0.53-2×10.00×0.531/2=15.03kPa；Ea=(0.00+15.03)×(3.00-1.46)/2=11.57kN/m；第2层土计算：σajk上=σajk下=56.00kPa；三亚市南山创意新城10#路给排水工程钢板桩支护方案海南省建设工程股份有限公司5σajk下=σajk下=56.00+18.50×0.70=68.95kPa；eak上=56.00×0.53-2×10.00×0.531/2=15.03kPa；eak下=68.95×0.53-2×10.00×0.531/2=21.87kPa；Ea=(15.03+21.87)×0.70/2=12.91kN/m；Kai=tan2(450-12.500/2)=0.64；第3层土计算：σajk上=σajk下=68.95kPa；σajk下=σajk下=68.95+17.25×1.00=86.20kPa；eak上=68.95×0.64-2×12.50×0.641/2=24.35kPa；eak下=86.20×0.64-2×12.50×0.641/2=35.46kPa；Ea=(24.35+35.46)×1.00/2=29.90kN/m；第4层土计算：σajk上=σajk下=86.20kPa；σajk下=σajk下=86.20+17.25×0.00=86.20kPa；eak上=86.20×0.64-2×12.50×0.641/2=35.46kPa；eak下=86.20×0.64-2×12.50×0.641/2=35.46kPa；Ea=(35.46+35.46)×7.30/2=258.86kN/m；求所有土层总的主动土压力：∑Eai=313.24kPa;每一土层合力作用点距支护桩底的距离为hai；则所有土层总的合力作用点距支护桩底的距离为ha；三亚市南山创意新城10#路给排水工程钢板桩支护方案海南省建设工程股份有限公司6根据公式计算得，合力作用点至桩底的距离ha=3.76m。4、基坑下的被动土压力计算根据公式计算得Kp1=tan2(450+12.500/2)=1.55；基坑下土层以上的土层厚度之和与水位深度进行比较∑hi=5.90hwp=3.00,经比较可知，水位在本土层中；上层土压力计算：上层土的计算高度为：3.00m；上层土的土压力为:σp1k上上=0.00kPa;σp1k上下=0.00+17.25×3.00=51.75kPa；根据公式计算得ep1k上上=0.00×1.55+2×12.50×1.551/2=31.15kPa；根据公式计算得ep1k上下=51.75×1.55+2×12.50×1.551/2=111.49kPa；式中c1----第一层土的粘聚力；根据公式计算得第1层土上层土总的土压力为Ep1上=(31.15+111.49)×3.00/2=213.96kPa；本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；Hpi1上=5.52；下层土压力计算：三亚市南山创意新城10#路给排水工程钢板桩支护方案海南省建设工程股份有限公司7下层土的计算高度为：4.30m；σp1k下上=σp1k上下=51.75kPa；σp1k下下=51.75+(7.30-3.00)×21.00=142.05kPa；下层土的土压力为：根据公式计算得ep1k下上=51.75×1.55+2×12.50×1.551/2=111.49kPa；根据公式计算得ep1k下下=142.05×1.55+2×12.50×1.551/2=251.68kPa；式中c1----第一层土的粘聚力；所以，第1层土下层土总的土压力为：根据公式计算得Ea1下=(111.49+251.68)×4.30/2=780.80kPa；本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；Hpi1下=1.87；∑Epi=994.76;每一土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；则所有土层总的合力作用点距支护桩底的距离为hp；根据公式计算得，合力作用点至桩底的距离hp=2.66。三亚市南山创意新城10#路给排水工程钢板桩支护方案海南省建设工程股份有限公司85、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；2.66×994.76-1.2×1.00×3.76×313.24=1230.00；满足公式要求！6、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！7、结构计算（1）结构弯矩计算弯矩图(KN.m)三亚市南山创意新城10#路给排水工程钢板桩支护方案海南省建设工程股份有限公司9变形图(m)支护结构弯矩Mc=20.95kN.m；（2）截面弯矩设计值确定：截面弯矩设计值M=1.25×1.00×20.95=26.18；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。8、截面承载力计算（1）材料的强度验算：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:233.80cm3σmax=M/(γx×Wx)=26.18/(1.0×233.80×10-3)=111.99MPaσmax=111.99Mpa[fm]=205.00Mpa;经比较知，材料强度满足要求。（2）支护结构的挠度计算：三亚市南山创意新城10#路给排水工程钢板桩支护方案海南省建设工程股份有限公司10根据连续梁计算，最大挠度为:0.39m。五、钢板桩施工方案（一）施工顺序沟槽基坑钢板桩支护施工顺序为：施工准备拉森钢板桩支护基坑边开挖边支撑管基施工雨、污水管安装土方换填拔除支护钢板桩（二）、施工准备1、根据施工图纸测量放线，确定钢板桩支护段沟槽边线，在边线上每20m设基线桩，然后撒白灰线，作为管沟打支护桩之依据。2、做好临建设施和安全、文明措施，为施工时的排水、用电准备工作。4、作好施工机械及设备的调试运转工作。（二）、打支护桩1、打桩机械选择根据工程规模、土质情况、作业能力，作业环境打拉森式钢板桩，采用振动冲击打桩机械，即采用PC200履带式挖土机带油压振动锤打桩。2、打桩方式的选择打桩方式采用单桩打入法，施工简便、可不停地打、桩机行走路线短、速度快，但是容易倾斜，对此可在一根桩打入后，把它与前一根焊牢，既防止倾斜又避免被后打的桩带入土中。三亚市南山创意新城10#路给排水工程钢板桩支护方案海南省建设工程股份有限公司113、打桩深度、开挖宽度的确定施工时可根据具体情况对桩长进行调整，拉森钢板桩选用Ⅲ型钢板桩，［32c槽钢做顶部支撑，开挖支护桩断面图如下：管径与开挖宽度对应表D（mm）300~800100012001500B（mm）3500400040004000钢板桩尺寸（mm）型号bhtⅢ45022014.5三亚市南山创意新城10#路给排水工程钢板桩支护方案海南省建设工程股份有限公司12挖深H=3~3.7m顶部支撑圆桩配置表H（m）T（m）钢板桩型号桩长（m）槽钢型号4.53.1Ⅲ4［32c4．基坑支护工程的现场监测（1）基坑观测的内容基坑监测是本工程施工中一个必不可少的环节，施工中应观测基坑的稳定性，周围建筑物的变形等。其中基坑的稳定观测包括基坑外围土体位移、沉降的观测。施工中要进行全面观测，施工前在基坑四周设置观测点，按照设计要求，每隔25m设置一个观测点，边施工边观测，保证基坑施工的安全。（2）基坑观测点的布置按照设计要求每隔约25m设置一个观测点，观测点成直线布置，观测点的制作要求规范美观，并用水泥砂浆围筑，观测点做好后，施工中不得碰撞并加于保护。（3）监测频率三亚市南山创意新城10#路给排水工程钢板桩支护方案海南省建设工程股份有限公司13基坑监测的频率要随土方开挖进度和基坑变化情况作调整，基坑监测点布设两天后开始读测原始值，且应不少于2次。当基坑开始挖土时，监测次数要增加，当基坑边坡位移出现突变量，增加观测次数，当边坡位移趋于稳定时，测量间隔时间可延长至5～10天。基坑的监测时间为从基坑开挖至污水管道安装完成，观测结果务必全面、真实、整洁，并整理成册。5、钢板桩的支撑（1）支撑安装开挖支撑施工是决定深基坑工程成败优劣的关键工序，基槽两侧之间设横压梁（围檩）加支撑的方法支护，应边开挖边支撑，围檩应沿挡墙周边连续走通设置，围檩用32c槽钢焊接钢梁，支撑用D250圆钢围檩支架，每5.0m设一根。支撑应随挖随撑，并严密顶紧牢固，严禁挖好后一次支撑。支撑的拆除，应按回填顺序依次进行，经回填夯实后，再拆除支撑时，拆除支撑时应注意防止附路床的坍塌、下沉和破坏。开挖支撑施工时，应注意以下措施：⑴要分层开挖，每挖一层及时加好一道支撑；⑵在每层土开挖中，同时开挖的部分，在位置及深度上，要以保持对称为原则，防止基坑支护结构承受偏载；⑶在施工管理中，加强对支撑构件的生产及安装质量的保证措施；⑷规定施工场地、土方、材料、设备的堆放场地及堆放量，限定基坑边的超载。（2）拆除支撑三亚市南山创意新城10#路给排水工程钢板桩支护方案海南省建设工程股份有限公司14为了防止变形，拆除支撑时一般要采取逐层换撑