某污水池工程钢板桩基坑支护施工方案

某污水池工程钢板桩基坑支护施工方案目录1编制依据…………………………………………………………………………22工程概况…………………………………………………………………………23工程地质水文情况………………………………………………………………24基坑支护结构设计………………………………………………………………35基坑支护结构的主要技术参数及技术要求……………………………………35.1钢板桩…………………………………………………………………………35.2支撑体系………………………………………………………………………46钢板桩支护施工…………………………………………………………………46.1钢板桩支护施工流程…………………………………………………………46.2钢板桩的吊运及堆放………………………………………………………56.3钢板桩的打设………………………………………………………………56.4基坑土方开挖………………………………………………………………76.5内支撑安装…………………………………………………………………76.6基坑排水降水措施…………………………………………………………106.7拔桩…………………………………………………………………………107基坑监测………………………………………………………………………118基坑验收………………………………………………………………………129施工注意事项及要求…………………………………………………………1210深基坑施工安全措施…………………………………………………………1211基坑工程钢板桩支护计算书…………………………………………………1412应急救援预案………………………………………………………………151编制依据行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)；行业标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120－99)；国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）；广东省zs市xxxx油库工程污水处理水池施工图纸。2工程概况本项目污水处理水池为地下构筑物，顶板面标高-0.3m，底板面标高-4.5m，长度尺寸13.7m，宽度尺寸6.7m，底板厚0.3m，垫层厚0.1m，池壁厚0.35m。由总图可知室外地面标高3.2m为该处±0.000，现场自然土面标高约为2.6m，低于污水池顶板面标高0.3m，则开挖深度为4.3m；开挖平面尺寸在污水池结构尺寸的基础上每边加1m，即基坑长度15.7m，基坑宽度8.7m。污水池外壁采用水泥浆和1:2水泥砂浆做5道防水，防水层厚25，施工时安排在拆支撑和回填土前完成。本工程普遍采用管桩基础，目前基本完成，基坑开挖边线距周边其他拟建构筑物最近距离为6m。3工程地质水文情况3.1地质条件根据钻探揭露，场地地层可分为：人工填土层、耕表土层、第四系海陆交互相沉积层、燕山期基岩风化层。现场表面已由建设单位完成约50cm厚石屑填土层。(1)人工填土层（Qml）为灰褐色素填土，由粉细砂粒及粘粒组成，土质较均一，欠压实，饱和，松散状。分布于地表，平均厚度为1.07米。(2)耕表土层（Qpd）为褐灰色，土黄色，由粘性土及中细砂组成，土质较均一，湿～饱和，软可塑，见大量植物根系，为中等压缩性土。全场分布广泛，平均厚度为1.01米。(3)第四系海陆交互相沉积层（Qmc）场地内第四系海陆交互相沉积层厚度巨大，为场地主要地层，根据其岩土特征可分为：淤泥、淤泥质土、粉质粘土、淤泥质土、中砂、粗砂六个亚层，厚度巨大。淤泥平均厚度为13.41米；淤泥质土平均厚度为15.29米；粉质粘土平均厚度为5.49米；中砂平均厚度为4.34米；粗砂平均厚度为4.04米；(4)燕山期基岩（γ52）场地下伏基岩为燕山期，岩性为中粒花岗岩。本次勘察揭露到强风化花岗岩、中风化花岗岩二个亚层。各层间层面起伏较大，呈渐变过渡关系，层位不稳定。强风化泥质粉砂岩平均揭露厚度为4.36米，呈青灰色，褐黄色，岩芯破碎呈碎石夹土状，裂隙发育，岩块手可折断；中风化泥质粉砂岩，未揭穿，平均揭露厚度为1.10米，呈青灰色，褐黄色，坚硬。3.2水文条件场地已经填整，地表水不发育。场地地表水主要为水沟水、河涌水、塘水，水深约2m。拟建场地地下水属潜水—承压水类型。中上部第四系土层含孔隙水，下部基岩含裂隙水。地下水的补给主要靠大气降水及地表水的渗入和地下侧向迳流，排泄则以侧向地下径流方式排泄至邻区或河涌及大气蒸发为主。地下水与地表水水力联系微弱。砂层水与基岩裂隙水水力联系密切。勘察期间测得地下水的稳定水位埋深0.05～0.70米，标高-2.23～2.02米。根据长期观察资料，地下水水位标高一般为0.60m。在长期浸水条件下对钢筋混凝土结构中钢筋有弱腐蚀性；对钢结构有弱腐蚀性。4基坑支护结构设计污水池基坑较深，根据地质资料不宜采用自然放坡开挖，且考虑到开挖土体卸荷后对业已完成的相邻管桩基础有不利影响，基坑必须采取支护措施，先支护、后开挖。拟采用拉森Ⅳ型钢板桩作为基坑围护体系，桩长9米，嵌入基坑底土体4.5m。基坑内侧由上至下共设置2层围檩及内支撑，围檩采用热轧宽翼缘30H型钢，内支撑与角撑采用Φ273无缝钢管、壁厚10。第一层位置为基坑顶往下1m(高出池壁上部施工缝位置20cm)，第二层距第一层2.2m(高出池壁下部施工缝位置20cm)。在基坑顶部适当位置用砌块砌筑排水沟，用以拦截地表水，并排出场外，基坑底部沿支护桩侧用砌块砌筑临时排水沟，基坑底部各拐角点设置集水井，用以排除基坑内积水。5基坑支护结构的主要技术参数及技术要求5.1钢板桩(1)材料要求钢板桩选用拉森Ⅳ型，截面抵抗矩W=2270cm3；进场钢板桩需进行外观检验及桩身缺陷矫正；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。(2)打桩作业要求宜选择对周围影响较小的振动锤施打；为保证板桩的垂直度及咬口闭合，选用屏风式打入法；为保证转角处咬口的闭合可通过轴线或板桩块数来调整。(3)拔桩作业要求宜选用振动锤进行拔桩；为防止拔桩后地面沉降及对其它构筑物的影响，应及时回填。5.2支撑体系(1)材料要求型钢均采用Q235-B级。(2)构件的连接①支撑体系的节点均采用平接方式进行焊接。所有节点内角处还应加设水平长度为300mm的连接钢板。②构件连接处采用接触边满焊，焊缝高度不小于8mm。③在围檩与支撑连接处的腹板上加焊厚度为10mm的肋板，以增强腹板的稳定性及抗扭刚度。(3)为使围檩与板桩之间接触紧密，传力均匀，水平支撑杆件设置时应在相应部位对围檩施加预加应力。(4)为保证水平支撑体系的安装精度及施工便利，基坑开挖至支撑高度后，应在板桩相应部位设置钢牛腿，围檩及支撑构件安装就位及校核高程后方可进行构件节点的连接，钢牛腿的尺寸及型号详见施工图纸。(5)钢制构件的施工及安装应有严格的质量检验措施，质量检验应符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）的规定。6钢板桩支护施工6.1钢板桩支护施工流程钢板桩的打设虽然在基坑开挖前已完成，但整个板桩支护结构需要等地下结构施工和回填完成后，在许可的条件下将板桩拔除才算完全结束。因此，对于钢板桩的施工应考虑打设、挖土、支撑、地下结构施工、回填、支撑拆除及板桩的拔除。测量放线→打钢板桩→土方开挖至第1层内支撑标高→第1层内支撑安装→土方开挖至第2层内支撑标高→第2层内支撑安装→土方开挖至基坑底设计标高→钢筋砼底板与导墙施工→外壁防水层施工、回填土方→拆除第2层内支撑→钢筋砼池壁施工至上部施工缝处→外壁防水层施工、回填土方→拆除第1层内支撑→上部池壁与顶板施工→外壁防水层施工、回填土方→拉森钢板桩拔除6.2钢板桩吊运及堆放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，注意保护锁口免受损伤。钢板桩应堆放在平坦而坚固的场地上，必要时对场地地基土进行压实处理。在堆放时要注意：(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、施工部位分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；(3)钢板桩应分别堆放，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3～4m，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2m。6.3钢板桩的打设施工机械采用40T履带吊车，配合振动锤及200KW专用（三相220V）发电机施工。(1)打桩围檩支架（导向架）的设置。为保证钢板桩沉桩的垂直度及施打板墙墙面的平整度，在钢板桩打入时应设置打桩围檩支架，围檩支架由围檩及围檩桩组成。打桩围檩支架图(a)平面布置(b)剖面1围檩桩；2围檩；3钢板桩；4连接板围檩采用双面布置形式，双面围檩之间的净距应比插入板桩宽度放大8～10mm，如果对钢板桩打设要求较高，可沿高度上布置双层或多层，这样对钢板桩打入时导向效果更佳。下层围檩可设在离地面约500mm处。围檩支架采用H型钢。围檩与围檩桩之间用连接板焊接。(2)钢板桩打设单桩打入法以一块或两块钢板为一组，从一角开始逐块插打，直至工程结束，这种打入方法施工简便，可不停顿地打，桩机行走路线短，速度快。但单块打入易向一边倾斜，误差积累不易纠正，墙面平直度难控制。①先用吊车将钢板桩吊至插点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩帽，轻轻加以锤击；②在打桩过程中，为保证钢板桩的垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制；③为防止锁口中心线平面位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。同时在围檩上预先算出每块板桩的位置，以便随时检查校正；④开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精度，以便起到样板导向作用，故每打入1m应测量一次，打至预定深度后应立即用钢筋或钢板与围檩支架焊接固定。(3)钢板桩的转角和封闭合拢。由于板桩墙的设计长度有时不是钢板桩标准宽度的整数倍，或板桩墙的轴线较复杂，或钢板桩打入时倾斜且锁口部有空隙，这些都会给板桩墙的最终封闭合拢带来困难，采用轴线修整法解决。轴线修整法通过对板桩墙闭合轴线设计长度和位置的调整，实现封闭合拢，封闭合拢处最好选在短边的角部。具体作法如下：①沿长边方向打至离转角桩约沿有8块钢板桩时暂时停止，量出至转角桩的总长度和增加的长度；②在短边方向也照上述办法进行；③根据长、短两边水平方向增加的长度和转角桩尺寸，将短边方向的围檩与围檩桩分开，用千斤顶向外顶出，进行轴线外移，经核对无误后再将围檩和围檩桩重新焊接固定；④在长边方向的围檩内插桩，继续打设，插打到转角桩后，再转过来接着沿短边方向插打两块钢板桩；⑤根据修正后的轴线沿短边方向继续向前插打，最后一块封闭合拢的钢板桩，设在短边方向从端部算起的第三块板桩的位置处。轴线修整法示意图6.4基坑土方开挖土方开挖应配合两层内支撑的安装分三次进行出土，选用1台斗容量1m3的挖机于基坑顶作业，较深部位的掘土换用1台长臂挖机施工；出土没有外运，全部用于场内回填。第一次掘土，从自然土面(2.6m高程)向下挖1m至第一层内支撑安装位置；第二次掘土，从第一层内支撑安装位置向下挖2.2m至第二层内支撑安装位置；第三次掘土，从第二层内支撑安装位置向下挖至坑底，并预留人工清理土层厚度约20cm。最后一次掘土，挖土机械应小心管桩外露部分，不得破坏。土方开挖完成后，应立即排除积水，平整填实后及时浇筑砼垫层进行固化保护。6.5内支撑安装基坑内侧由上至下共设置2层围檩及内支撑和角撑，围檩采用热轧宽翼缘30H型钢，内支撑与角撑采用Φ273无缝钢管、壁厚10。第一层位置为基坑顶往下1m(高出池壁上部施工缝位置20cm)，第二层距第一层2.2m(高出池壁下部施工缝位置20cm)。钢板桩支护的平面布置如下图所示：基坑钢板桩支护平面布置图钢板桩支护断面图如下图所示：基坑钢板桩支护断面图钢板桩与内支撑连系节点①图牛腿焊接大样图6.6基坑排水降水措施根据地勘资料，本场地地下水位较浅，现场局部开挖施工过程中可见有地下水涌出，因此污水处理水池深基坑开挖前与开挖过程中，需采取相应排水降水措施，以确保基坑施工的安全。在基坑开挖前，沿开挖边线外布置轻型井点降水，降水井的作法如下图所示