钢板桩施工专项方案63181
德秀轩一期10-12、15-17#楼工程
钢板桩施工
专项方案编制人：杜明慧
审核人：费继新
编制单位：中国铁建大桥工程局集团有限公司
编制日期：2015.09.05
目录
1编制的目的和依据 (1)
2工程概况 (1)
3施工流程 (1)
4钢板桩施工方法 (1)
5基坑土方开挖 (5)
6机械设备 (6)
7质量标准及保证措施 (6)
8安全管理制度 (7)
9安全技术措施 (7)
10钢板桩的验算 (9)
1编制依据
1.1业主提供的设计图纸及其指定的图集。
1.2相关规范及法律法规
《地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2002）
《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46—2005）
《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33—2012）
《建筑施工安全检查评分标准》（JGJ59—2011）
《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
《工程测量规范》（GB50026—2007）
国家和政府部门制定的劳动保护和安全生产政策、法令和规章制度；国家及地方有关的强制性条文。
1.3类似工程的施工经验。
2工程概况
2.1 建设概况
建设单位：天津市天山房地产开发有限公司
设计单位：天津市正石建筑设计有限公司
勘察单位：天津华北工程勘察设计有限公司
监理单位：石家庄东方工程监理有限公司
总包单位：中国铁建大桥工程局集团有限公司
2.2 工程概况
德秀轩一期10-12、15-17#楼工程，建设地点在天津市津南区小站镇天山大街与昌盛路交汇处，一期工程总建筑面积28107.42㎡。包含6栋七层（局部六层）带阁楼住宅及部分公建商用。局部地下一层，建筑高度为21.6m。基础采用桩径400㎜先张法预应力砼管桩。
本工程15#16#17#的±0.000标高相当于大沽高程3.700米，10#11#12#的±0.000标高相当于大沽高程3.700米，地下结构部分的开挖深度为-5.000米（相对于±0.000标高），无地下结构的部位开挖深度为-1.60米（相对于±0.000标高），无下返梁（个别部位如电梯井坑、集水坑部位的开挖深度详见各栋图纸细部）。
3施工流程
施工准备→→→→测量放样→→→→钢板桩施工→→→→基坑土方开挖→→→→地下室结构施工→→→→土方回填→→→→钢板桩拔出
4钢板桩施工方法
4.1钢板桩施工要求
（1）钢板桩的位置要符合设计要求，便于基础施工，即在基础最突出的边缘外留有施工工作面，本工程钢板桩施工位置见附图。
（2）钢板桩采用36b型钢，长为10米，钢板桩施工前应查明并避开已施工完成的工程桩。
4.2钢板桩的吊装、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。
③钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根，堆放的总高度不宜超过2米。
4.3钢板桩施打
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要求：
（1）钢板桩采用履带式挖掘机（带震动锤机）施打，施打前一定要熟悉地下工程桩的情况，认真测量标示出准确的支护桩中线。
（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，不合格者待修整合格后才可使用。
（3）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。
钢板桩施工的误差标准如下表所示。
钢板桩施工误差标准
4.4
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位移，可能给已施工完成的地下结构带来损害，并影响临近原有承台或工程桩的安全。
（1）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。
（2）拔桩时应注意事项
①振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将钢板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。对较难拔除的钢板桩可先用振动锤将桩振下100mm~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。
②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。
③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。
④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。
4.5、钢板桩土孔处理
对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。回填的方法采用填入法。填入法所用材料为石屑。5基坑土方开挖（详见《土方开挖及降水施工方案》）
5.1施工准备
(1)做好土方开挖前的测量放线工作。
(2)施工设备及工具的准备，如挖掘机、手推车等。
(3)开挖前应进行测量放线，设置控制定位轴线桩，放出挖土边线，经检查并办完预检手续。
(4)夜间施工时，根据需要设置照明设施。在危险区域设置警戒标志。
5.2施工方法及要点
土方开挖的顺序、方法必须与施工方案相一致。
（1）在基坑土方开挖过程中，人工及时清理桩间高差土方，保证开挖深度均匀，以免造成土方横向挤压工程桩。
（2）基坑土方开挖过程中，挖土机不可紧贴工程桩挖土，工程桩周边土体采用人工挖除，以保证工程桩不受碰撞。
（3）本工程土方开挖采用机械与人工辅助开挖的方法。
（4）基坑开挖施工中，应经常测量和校核其平面位置、水平标高是否符合设计要求。平面控制桩和水准点也应定期复测是否正确。
（5）基坑开挖注意不扰动基层土，以免土体变动。
5.3钢板桩围护基坑排水措施
5.3.1为保证开挖后的基层质量，避免开挖后的表层土雨水下渗等情况发生，钢板桩围护基坑开挖后在基坑侧边留出临时排水沟和集水坑，以便抽水。
5.3.2地下水及雨水的排水：坑中坑内采用坑内设集水坑用水泵降水方式排水。底板排水采用明沟及集水坑用水泵降水方式排水。
6主要机械设备
本项目拟投入的主要机械设备如下表示。
主要机械设备计划表
序号机械设备名称规格型号单
位
数
量
备注
一开挖机械
1挖掘机PC200台1
2长臂挖掘机PC120台1
3自卸汽车20T台3
二钢板桩施工机械
1挖掘机（带震动锤
机）
350型台1
2运输汽车20T台1
3电焊机BX1-500台2
三测量设备
1经纬仪J2-2台1
2水准仪S32Ⅱ台1
7质量标准及保证措施
7.1、严格遵守和执行有关的施工质量规范。
7.2、根据ISO9001标准要求推行全面质量管理建立质量保证体系提高全员质量意识确保质量管理惯彻整个施工过程。坚持质量自检、互检、交接检“三检”制。
7.3、实行质量管理项目部负责制配置专职质检员具体负责质量管理工作。严格按项目部管理体系进行施工管理。
7.4、钢板桩施打前必须进行选材，对有变形的进行矫正。
7.5、钢板桩质量要求
a、桩的垂直度控制在2%以内。
b、桩底高程误差控制在10cm左右。
c、沉桩要连续，不允许出现不连锁现象。
d、桩的平面位移控制在10cm以内。
8安全管理制度
遵守国家及地方关于安全生产的规定，为保证施工现场安全作业，避免发生安全事故，制定如下管理制度：
8.1、安全生产负责制
在项目经理部领导下，安全员、机长、班组长、操作工人，逐级建立安全管理责任制度。分工明确、责任到人。
管理者坚持安全生产“五到位”：即“健全机构到位，批阅安全文件到位，深入现场到位，检查到位，处理问题到位”。实行“四全”管理，即：“全员、全过程、全方位、全天候”安全管理。
8.2、建立安全教育制度
对所有进场的职工、民工进行入场安全教育，针对不同工种分别进行安全操作规程教育，建立安全教育卡片。需持证上岗的特殊工种工人首先经过培训考试，在取得有关部门颁发的合格证书后上岗。每天上班前，由机长进行安全施工教育。
8.3、坚持安全交底制度
技术人员在编制施工方案、技术措施时，同时编制详细的、有针对性的安全措施，并向操作人员进行书面交底。
8.4、安全预防制度
在编制施工组织设计，制定施工方案和下达施工计划时，同时制定和下达施工安全技术措施。
对机具设备经常进行保养和定期维修，消灭一切安全隐患。施工现场设安全标志。
8.5、坚持安全检查制度
每周由项目副经理牵头对工地进行一次安全大检查，专职安全员每天进行检查。对检查出的问题做好文字记录，落实到人限期整改，对危及人身安全的隐患立即整改，整改完毕后由安全员进行验证。
9安全技术措施
9.1、施工现场机械管理
（1）建筑机械要按其技术性能要求正确使用。缺少安全装置或安全装置已失效的机械设备不得使用。
（2）对机械设备要做到“三勤、三不准”，即：勤保养，勤检查，勤维修，不准在运行中保养，不准带病运行，不准超负荷使用。
（3）机械操作人员和配合操作人员，都必须按规定穿戴劳动保护用品，长发不得外露。严禁酒后作业。
（4）现场施工负责人为机械作业提供道路、水电、临时机棚或停机场地等必须的条件，并消除对机械作业有妨碍或不安全的因素。夜间照明必须保证有充足的照明。
（5）当使用机械设备与安全发生矛盾时，必须服从安全的要求。
9.2、施工机械安全技术交底
重点是向机械操作者交待机械的安全技术操作规程和安全防护措施，并对主要机械性能和操作要点作简要说明。安全技术交底必须表格化，并有交底人和机手签字。
施工机械的保养和修理是减少机械磨损，延长使用寿命，提高机械完好率，保证安全生产的主要措施。在施工期间，必须坚持“养修并重，以防为主”，以保证施工机械良好的工作性能。所有的施工机械定期由工长、安全员做施工机械现场安全检查记录。
要把交通运输安全作为重点，抓紧抓好，严格各项管理制度，汽车驾驶员必须做到“四不准”即：不准抢装，不准抢卸，不准强超车，不准抢道行驶。严禁酒后开车。
9.3、安全保证措施
（1）进入现场人员一律佩戴安全帽，不准穿拖鞋、高跟鞋，不得赤脚作业。高空作业人员佩带并系好安全带，穿防滑鞋。施工时严禁嬉戏、打闹。
（2）进入施工现场人员一律佩带安全上岗证。
9.4、施工用电安全
（1）所有电力线路和用电设备由持证电工安装。由专职电工负责日常检查和维修保养，禁止其他人员私自乱接、乱拉电线。
（2）现场施工用电线路一律采用绝缘导线。移动式线路使用胶皮电缆。使用时提前认真检查确保电缆无裸露现象。地上线路架空设置，以绝缘固定。
（3）现场所有电动机械设备使用前按规定进行检查、试运转，作业完拉闸断电锁好电闸箱，防止发生意外事故。
钢板桩稳定性计算书
一、编制依据
本计算书的编制参照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），《土力学与地基基础》（清华大学出版社出版）等编制。
二、参数信息
重要性系数：1.00；开挖深度度：3.80；基坑下水位深度：0.50；
基坑外侧水位深度：3.00；桩嵌入土深度：5.60；
基坑外侧土层参数：（参照空港地区土层分布）
序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角内聚力饱和容重
(m) (kN/m3) (°) (kPa) (kN/m3)
1 填土 1.6 17 14 8 19.2
2 粘性土 1.8 19.1 8.4 15 20.1
3 粘性土 1.3 18.7 13.8 14.5 19.6
4 粘性土 4.4 19.3 30 6.2 20.4
5 粘性土8.4 18.9 12.7 14.9 20.6
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内聚力饱和容重
(m) (kN/m3) (°) (kPa) (kN/m3)
1 粘性土 1.3 18.7 13.8 14.5 19.6
2 粘性土 3.7 19.
3 30 6.2 20.4
3 粘性土8.7 18.9 12.7 14.9 20.6
三、主动土压力计算
K ai=tan2(450-14.000/2)=0.61；
临界深度计算:
计算得z0=2×8.00/(17.00×0.611/2)-0.00/17.00=1.20；第1层土计算：
σajk上=0.00 kPa；
σajk下=σajk下=0.00+17.00×1.60=27.20 kPa；
e ak上=0.00×0.61-2×8.00×0.611/2=-12.50 kPa；
e ak下=27.20×0.61-2×8.00×0.611/2=4.10 kPa；
E a=(0.00+4.10)×(1.60-1.20)/2=0.81 kN/m；
K ai=tan2(450-8.400/2)=0.75；
第2层土计算：
σajk上=σajk下=27.20 kPa；
σajk下=σajk下=27.20+19.10×1.40=53.94 kPa；
e ak上=27.20×0.75-2×15.00×0.751/2=-5.63 kPa；
e ak下=53.94×0.75-2×15.00×0.751/2=14.29 kPa；
E a=(0.00+14.29)×1.40/2=10.01 kN/m；
第3层土计算：
σajk上=σajk下=53.94 kPa；
σajk下=σajk下=53.94+19.10×0.40=61.58 kPa；
e ak上=53.94×0.75-2×15.00×0.751/2=14.29 kPa；
e ak下=61.58×0.75-2×15.00×0.751/2=19.99 kPa；
E a=(14.29+19.99)×0.40/2=6.86 kN/m；
K ai=tan2(450-13.800/2)=0.61；
第4层土计算：
σajk上=σajk下=61.58 kPa；
σajk下=σajk下=61.58+18.70×0.40=69.06 kPa；
e ak上=61.58×0.61-2×14.50×0.611/2=15.12 kPa；
e ak下=69.06×0.61-2×14.50×0.611/2=19.72 kPa；
E a=(15.12+19.72)×0.40/2=6.97 kN/m；
第5层土计算：
σajk上=σajk下=69.06 kPa；
σajk下=σajk下=69.06+18.70×0.00=69.06 kPa；
e ak上=69.06×0.61-2×14.50×0.611/2=19.72 kPa；
e ak下=69.06×0.61-2×14.50×0.611/2=19.72 kPa；
E a=(19.72+19.72)×0.90/2=17.75 kN/m；
K ai=tan2(450-30.000/2)=0.33；
第6层土计算：
σajk上=σajk下=69.06 kPa；
σajk下=σajk下=69.06+19.30×0.00=69.06 kPa；
e ak上=69.06×0.33-2×6.20×0.331/2=15.86 kPa；
e ak下=69.06×0.33-2×6.20×0.331/2=15.86 kPa；
E a=(15.86+15.86)×4.40/2=69.79 kN/m；
K ai=tan2(450-12.700/2)=0.64；
第7层土计算：
σajk上=σajk下=69.06 kPa；
σajk下=σajk下=69.06+18.90×0.00=69.06 kPa；
e ak上=69.06×0.64-2×14.90×0.641/2=20.34 kPa；
e ak下=69.06×0.64-2×14.90×0.641/2=20.34 kPa；
E a=(20.34+20.34)×0.30/2=6.10 kN/m；
求所有土层总的主动土压力：
∑Eai=118.28kPa;
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；
根据公式计算得，合力作用点至桩底的距离ha=3.51m。
四、基坑下的被动土压力计算
根据公式计算得K p1=tan2(450+13.800/2)=1.63；
基坑下土层以上的土层厚度之和与水位深度进行比较∑hi=1.30>hwp=0.50,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：0.50m；
上层土的土压力为:
σp1k上上=0.00kPa;
σp1k上下=0.00+18.70×0.50=9.35kPa；
根据公式计算得e p1k上上=0.00×1.63+2×14.50×1.631/2=36.99kPa；
根据公式计算得e p1k上下=9.35×1.63+2×14.50×1.631/2=52.19kPa；
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E p1上=(36.99+52.19)×0.50/2=22.29kPa；
本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；
H pi1上=5.34；
下层土压力计算：
下层土的计算高度为：0.80m；
σp1k下上=σp1k上下=9.35kPa；
σp1k下下=9.35+(1.30-0.50)×19.60=25.03kPa；
下层土的土压力为：
根据公式计算得e p1k下上=9.35×1.63+2×14.50×1.631/2=52.19kPa；
根据公式计算得e p1k下下=25.03×1.63+2×14.50×1.631/2=77.70kPa；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E a1下=(52.19+77.70)×0.80/2=51.96kPa；
本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；
H pi1下=4.67；
根据公式计算得K p2=tan2(450+30.000/2)=3.00；
由于前一土有水，所以该本土层完全有水，重度按浮容重计算；本层土压力计算：
本层土的计算高度为：3.70m;
σp2k上=25.03kPa；
σp2k下=σp2k上+r'×h2=25.03+20.40×3.70=100.51kPa；
本层土的土压力为：
根据公式计算得e p2k上=25.03×3.00+2×6.20×3.001/2=96.57kPa；
根据公式计算得e p2k下=100.51×3.00+2×6.20×3.001/2=323.01kPa；式中c2----第2层土的粘聚力；
所以，第2层土下层土总的土压力为：
根据公式计算得E p2上=(96.57+323.01)×3.70/2=776.21kPa；
本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；
H pi2=5.92；
根据公式计算得K p3=tan2(450+12.700/2)=1.56；
由于前一土有水，所以该本土层完全有水，重度按浮容重计算；本层土压力计算：
本层土的计算高度为：0.60m;
σp3k上=100.51kPa；
σp3k下=σp3k上+r'×h3=100.51+20.60×0.60=112.87kPa；
本层土的土压力为：
根据公式计算得e p3k上=100.51×1.56+2×14.90×1.561/2=194.42kPa；
根据公式计算得e p3k下=112.87×1.56+2×14.90×1.561/2=213.75kPa；式中c3----第3层土的粘聚力；
所以，第3层土下层土总的土压力为：
根据公式计算得E p3上=(194.42+213.75)×0.60/2=122.45kPa；
本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；
H pi3=4.10；
∑Epi=972.91;
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=5.61。
经过计算得出图如下：
五、验算嵌固深度是否满足要求
根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)的要求，验证所假设的hd是否满足公式；
5.61×972.91-1.2×1.00×3.51×118.28=4958.54；
满足公式要求！
六、抗渗稳定性验算
根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)要求，此时可不进行抗渗稳定性验算！
七、结构计算
1、结构弯矩计算
弯矩图(KN.m) 变形图(m)
悬臂式支护结构弯矩Mc=5.62kN.m；
2、截面弯矩设计值确定：
截面弯矩设计值M=1.25×1.00×5.62=7.03；
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。
八、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;
W x-----材料的截面抵抗矩: 919.00 cm3
σmax=M/(γx×W x)=7.03/(1.0×919.00×10-3)=7.65 MP a
σmax=7.65 Mpa<[fm]=235.00 Mpa;
经比较知，材料强度满足要求。
2、支护结构的挠度计算：根据连续梁计算，最大挠度为: 0.09 m。