雨水池基坑支护实施方案

基坑钢板桩支护方案
第一节工程概况
本工程为联合利华天津工业园二期项目，205雨水收集池地下室基坑深约5m，因场地狭小不具备放坡开挖条件项目部决定采用钢板桩进行支护，以达到止水挡土的目的。

第二节编制依据
一、联合利华天津工业园二期项目设计图纸；
二、核工业天津工程勘察院提供的联合利华（天津）有限公司联合利华天津工业园二期项目岩土工程勘察报告
三、《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012
第三节钢板桩支护设计思路及要点
污水池结构轴线尺寸长11.7米*宽6.7，外墙厚350mm，钢板桩围护设在雨水收集池北及东西三轴线外放1.5m处以及南侧轴线外放3m处，因此钢板桩围护结构长14.7m，宽11.2m。

首先在现场放出钢板桩位置线之后打入Ⅳ型拉森钢板桩，一顺一丁相扣打入基坑四周，起到支护和隔水的作用，钢板桩长度12.0米，之后将钢板桩外部4m 范围内降低1.5m自然土标高。

同时内部土方挖除1.5m，距钢板桩上口1米处设22双拼工字钢钢围檩以加强刚度及整体性。

四角设609钢管作为角撑。

基坑深度-5米；钢板桩顶标高约为±0.00米；入土
深度7米。

拉森钢板桩用吊车就位后采用履带式神钢450-6e的液压振锤的锤机施打。

第四节基坑稳定性换算
排桩支护
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[ 基本信息 ]
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规范与规程《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012内力计算方法增量法
支护结构安全等级二级
支护结构重要性系数γ0 1.00
基坑深度H(m) 5.000
嵌固深度(m)7.000
桩顶标高(m)0.000
桩材料类型钢板桩
├每延米截面面积A(cm2)236.00
├每延米惯性矩I(cm4)39600.00
└每延米抗弯模量W(cm3)2200.00
└抗弯f(Mpa)215
有无冠梁无
放坡级数0
超载个数1
支护结构上的水平集中力0
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[ 超载信息 ]
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超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m) 120.0000.00020.0000.000条形---
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[ 附加水平力信息 ]
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水平力作用类型水平力值作用深度是否参与是否参与
序号(kN)(m)倾覆稳定整体稳定
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[ 土层信息 ]
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土层数5坑内加固土否
内侧降水最终深度(m) 6.000外侧水位深度(m)8.000
内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(m)---
弹性计算方法按土层指定ㄨ弹性法计算方法m法
基坑外侧土压力计算方法主动
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[ 土层参数 ]
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层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角
(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)
1素填土 3.8018.8---16.2011.13
2淤泥质土 5.9017.87.811.709.80
3粘性土 6.0020.010.0------
4粘性土 2.0020.310.3------
5粉土 3.8021.511.5------
层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(kPa) 160.0---------m法 4.68---260.00.0033.00分算m法18.48---360.013.4917.93合算m法7.50---
4120.013.1518.50分算m法10.00---5120.010.3823.91分算m法10.00---
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[ 支锚信息 ]
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支锚道数1
支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段
道号(m)(m)(°)(m)长度(m)
1内撑 4.0000.200---------
支锚预加力支锚刚度锚固体工况锚固力材料抗力材料抗力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号调整系数(kN)调整系数1600.0015.00---2～---1000.00 1.00
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[ 土压力模型及系数调整 ]
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弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:
层号土类水土水压力外侧土压力外侧土压力内侧土压力内侧土压力名称调整系数调整系数1调整系数2调整系数最大值(kPa) 1素填土合算 1.000 1.0000.000 1.00010000.000 2淤泥质土分算 1.000 1.0000.000 1.00010000.000 3粘性土合算 1.000 1.0000.000 1.00010000.000 4粘性土分算 1.000 1.000 1.000 1.00010000.000 5粉土分算 1.000 1.000 1.000 1.00010000.000
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[ 工况信息 ]
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工况工况深度支锚
号类型(m)道号
1开挖0.700---
2加撑--- 1.内撑
3开挖 5.000---
---------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ]
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---------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ]
---------------------------------------------------------------------- 各工况：
内力位移包络图：
地表沉降图：
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[ 截面计算 ]
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[ 截面参数 ]
弯矩折减系数0.85
剪力折减系数 1.00
荷载分项系数 1.25
[ 内力取值 ]
段内力类型弹性法经典法内力内力号计算值计算值设计值实用值基坑内侧最大弯矩(kN.m)0.00148.440.000.00
1基坑外侧最大弯矩(kN.m)0.52138.140.550.55最大剪力(kN)12.9587.8316.1916.19
[ 截面验算 ]
基坑内侧抗弯验算(不考虑轴力)
σnei = Mn / Wx
= 0.000/(2200.000*10-6)
= 0.000(MPa) < f = 215.000(MPa) 满足
基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力)
σwai = Mw / Wx
= 0.549/(2200.000*10-6)
= 0.250(MPa) < f = 215.000(MPa) 满足
式中:
σwai———基坑外侧最大弯矩处的正应力(Mpa);
σnei———基坑内侧最大弯矩处的正应力(Mpa);
Mw ———基坑外侧最大弯矩设计值(kN.m);
Mn ———基坑内侧最大弯矩设计值(kN.m);
Wx ———钢材对x轴的净截面模量(m3);
f ———钢材的抗弯强度设计值(Mpa);
---------------------------------------------------------------------- [ 整体稳定验算 ]
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计算方法：瑞典条分法
应力状态：有效应力法
条分法中的土条宽度: 0.40m
滑裂面数据
整体稳定安全系数 K s = 1.938
圆弧半径(m) R = 8.367
圆心坐标X(m) X = -1.472
圆心坐标Y(m) Y = 1.236
---------------------------------------------------------------------- [ 抗倾覆稳定性验算 ]
---------------------------------------------------------------------- 抗倾覆安全系数:
= K s M p M a
M p——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。

M a——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。

注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

工况1：
序号支锚类型材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)
1 内撑 0.000 ---
= K s
+ 11498.662 0.000
2760.751
K s = 4.165 >= 1.200, 满足规范要求。

工况2：
序号支锚类型材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)
1 内撑 250.000 ---
= K s
+ 11498.662 2950.000
2760.751
K s = 5.234 >= 1.200, 满足规范要求。

工况3：
序号支锚类型材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)
1 内撑 250.000 ---
= K s
+
2661.875 2950.000
2760.751
K s = 2.033 >= 1.200, 满足规范要求。

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安全系数最小的工况号：工况3。

最小安全K s = 2.033 >= 1.200, 满足规范要求。

---------------------------------------------------------------------- [ 抗隆起验算 ]
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1) 从支护底部开始，逐层验算抗隆起稳定性，结果如下：
≥=
K s +m2l d
N q cN c
+m1()+h l d q 0
K he
=
N q ()
tan
(
)+45
o
2
2
e
tan
=N c ()
-N q 11
tan
支护底部，验算抗隆起：
Ks = 3.519 ≥ 1.600，抗隆起稳定性满足。

深度15.700处，验算抗隆起：
Ks = 4.096 ≥ 1.600，抗隆起稳定性满足。

深度17.700处，验算抗隆起。

Ks = 7.067 ≥ 1.600，抗隆起稳定性满足。

2) 坑底抗隆起按以最下层支点为转动轴心的圆弧条分法计算，结果如下：
≥∑()+c i l i ()+q i b i G i
cos i tan i ∑()+q i b i G i sin i K RL
Ks = 2.142 ≥ 1.900，坑底抗隆起稳定性满足。

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[ 嵌固深度计算 ]
---------------------------------------------------------------------- 嵌固深度计算参数：
是否考虑坑底隆起稳定性
√ 是否考虑最下层支点为轴心的圆弧稳定性 √
嵌固深度计算过程：
当地层不够时，软件是自动加深最后地层厚度(最多延伸100m)得到的结果。

1) 嵌固深度构造要求：
依据《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012,
嵌固深度对于单支点支护结构l d 不宜小于0.3h 。

嵌固深度构造长度ld ：1.500m 。

2) 嵌固深度满足抗倾覆要求：
按《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012单支点结构计算嵌固深度l d ：
1) l d 按公式：
≥=K E pk a p2
E ak a a2K em
=≥==K ⨯398.4447.358
⨯409.703 5.915 1.210K em 1.20
得到l d = 4.075m 。

3) 嵌固深度满足坑底抗隆起要求：
符合坑底抗隆起的嵌固深度l d = 1.000m
4) 嵌固深度满足以最下层支点为轴心的圆弧滑动稳定性要求：
符合以最下层支点为轴心的圆弧滑动稳定的嵌固深度l d = 3.800m 。

满足以上要求的嵌固深度l d计算值=4.075m，l d采用值=7.000m。

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[ 嵌固段基坑内侧土反力验算 ]
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工况1：
Ps = 658.298 ≤ Ep = 2857.400，土反力满足要求。

工况2：
Ps = 658.298 ≤ Ep = 2857.400，土反力满足要求。

工况3：
Ps = 545.036 ≤ Ep = 993.699，土反力满足要求。

式中：
Ps为作用在挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反力合力（kN）；
Ep为作用在挡土构件嵌固段上的被动土压力合力（kN）。

第五节钢板桩检验。

由于本工程为钢板桩用于基坑的临时支护和止水，故不需进行材质检验而只对其做外观检验，以便对不符合形状要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。

外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端头矩形比、平直度和锁口形状等内容。

检查中要注意：①、对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；②、有割孔、断面缺损的应予以补强；③、若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度，以便决定在计算中是否需要折减。

原则上要对全部钢板桩进行外观检查，对不符合要求的钢板桩需进行
矫正。

第六节钢板桩吊运及堆放
装卸钢板桩采用两点吊。

吊运时应注意保护锁口免受损伤。

吊运时应该有专人指挥。

钢板桩堆放在雨水收集池西侧道路，并按型号、规格、长度施工部位分别堆放，堆放的高度不超过2M。

第八节施工工艺流程
基线确定→定桩位→钢板桩施打→安装围檩、角撑→土建施工→回填→拔桩
第九节操做方法
1、基线确定：施工员的在基坑边定出轴线，留出以后施工需要的工作面，确定钢板桩施工位置。

2、定桩位。

按顺序标明钢板桩的具体桩位，洒灰线标明。

3、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（中）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。

4、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22号双拼工字钢组成,钢板桩上焊接牛腿柱，将围懔钢梁搁置在牛腿上，围檩和钢板桩之间的缝隙要用细石混凝土填充。

钢支撑采用609钢管，钢管支撑施加预应力顶至钢梁上。

5、钢板桩拔除。

土建工程完毕后即进行钢
板桩的拔除采用较大型的吊车与振动锤配合来进行钢板桩的拔除，即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，依靠附加起吊车的作用将桩拔除。

钢板桩拔除后留下的桩孔，必须即时做回填处理，回填一般用挤密法或填入法，所用材料为中砂。

第十节安全施工措施
1、基坑顶周边设置连续封闭的安全护栏，防止人员坠落，并搭设人员上下通道。

2、开挖至指定标高，先进行围檩施工，做好支撑后才能开挖至设计深度。

3、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。

4、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。

5、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。

6、基坑周边受限区域不准堆积荷载。