深基坑拉森鋼板樁支護(hù)專項(xiàng)施工方案

深基坑拉森鋼板樁支護(hù)專項(xiàng)施工方案.公用工程中山市岐江河水環(huán)境綜合整治工程（雨污分流）某某片區(qū)市政污水管工程安全文明施工專項(xiàng)方案編制單位：中山公用工程有限公司編制日期：2013年7月20日目錄一、工程概況二、施工工藝及方法1.鋼板樁施工的一般要求2.鋼板樁施工的順序3.鋼板樁的檢驗(yàn)、吊裝、堆放4.鋼板樁施打5.挖土6.鋼板樁的拔除7.鋼板樁土孔處理三、安全施工措施四、拉森扣板樁受力驗(yàn)算1.代表性地質(zhì)斷面情況表2.拉森鋼板樁參數(shù)工程概況本工程包括某某片區(qū)市政污水管工程，總長(zhǎng)XXX米，管徑XXXmm，采用雨污分流工藝。施工地點(diǎn)位于岐江河X(jué)XX段XXX岸，起點(diǎn)為XXX路，終點(diǎn)為XXX路。施工工藝及方法1.鋼板樁施工的一般要求鋼板樁施工時(shí)，必須先確定樁的位置和高程，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工。2.鋼板樁施工的順序鋼板樁施工的順序應(yīng)按照從近到遠(yuǎn)、從淺到深的原則進(jìn)行，保證施工的連續(xù)性和穩(wěn)定性。3.鋼板樁的檢驗(yàn)、吊裝、堆放鋼板樁在使用前需要進(jìn)行檢驗(yàn)，檢查其長(zhǎng)度、直線度、彎曲度等是否符合要求，同時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)定的吊裝方法進(jìn)行吊裝，并在堆放時(shí)注意防止變形和損壞。4.鋼板樁施打鋼板樁施打時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行試打，檢查樁的垂直度和位置是否符合要求，然后按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施打，保證樁的牢固性和穩(wěn)定性。5.挖土挖土?xí)r應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，注意防止土方塌方和對(duì)周邊環(huán)境的影響。6.鋼板樁的拔除鋼板樁拔除時(shí)，應(yīng)先清除樁周土方，然后按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行拔除，注意防止對(duì)周邊環(huán)境的影響。7.鋼板樁土孔處理鋼板樁土孔處理時(shí)，應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，注意防止土方塌方和對(duì)周邊環(huán)境的影響。安全施工措施施工前應(yīng)制定詳細(xì)的安全施工方案，并進(jìn)行安全教育和培訓(xùn)，提高工人的安全意識(shí)。在施工過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照安全規(guī)定進(jìn)行操作，確保施工過(guò)程中的安全。拉森扣板樁受力驗(yàn)算1.代表性地質(zhì)斷面情況表根據(jù)代表性地質(zhì)斷面情況表進(jìn)行拉森扣板樁的受力驗(yàn)算，確保樁的受力安全。2.拉森鋼板樁參數(shù)根據(jù)拉森鋼板樁參數(shù)進(jìn)行受力驗(yàn)算，確保樁的受力安全。2、鋼板樁施工順序在進(jìn)行鋼板樁施工時(shí)，需要按照以下順序進(jìn)行：（1）進(jìn)行鋼板樁位置的定位放線；（2）施打鋼板樁；（3）挖土；（4）進(jìn)行排污管和檢查井的施工；（5）拔除鋼板樁回填中的粗砂。3、鋼板樁的檢驗(yàn)、吊裝和堆放在進(jìn)行鋼板樁的施工前，需要進(jìn)行以下工作：（1）進(jìn)行鋼板樁的檢驗(yàn)，包括材質(zhì)檢驗(yàn)和外觀檢驗(yàn)，以確保鋼板樁符合要求；（2）進(jìn)行鋼板樁的吊裝，采用兩點(diǎn)吊的方式，每次起吊的鋼板樁根數(shù)不宜過(guò)多，并應(yīng)注意保護(hù)鎖口免受損傷；（3）進(jìn)行鋼板樁的堆放，需要選擇在不會(huì)因壓重而發(fā)生較大沉陷變形的平坦而堅(jiān)固的場(chǎng)地上，并便于運(yùn)往打樁施工現(xiàn)場(chǎng)。4、鋼板樁施打鋼板樁施打是本工程施工最關(guān)鍵的工序之一，需要注意以下施工要求：（1）全線采用Ⅲ型5米及Ⅳ型9m長(zhǎng)密扣拉森鋼板樁，采用履帶式挖土機(jī)（帶震動(dòng)錘機(jī)）施打；（2）在打樁前，需要對(duì)鋼板樁逐根進(jìn)行檢查，剔除連接鎖口銹蝕、變形嚴(yán)重的鋼板樁，不合格者待修整后才可使用。（3）基槽護(hù)壁鋼板樁的平面布置形狀應(yīng)盡量平直整齊，避免不規(guī)則的轉(zhuǎn)角，以便標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁的利用和支撐設(shè)置。各周邊尺寸盡量符合板樁模數(shù)。（4）在整個(gè)管道施工期間，嚴(yán)禁碰撞支撐，禁止任意拆除支撐，禁止在支撐上任意切割、電焊，也不應(yīng)在支撐上擱置重物。1.對(duì)于封閉式鋼板樁墻，拔樁起點(diǎn)應(yīng)離角樁5根以上。在沉樁過(guò)程中，可以確定拔樁起點(diǎn)，必要時(shí)也可以使用跳拔的方法。拔樁的順序最好與打樁時(shí)相反。2.在拔樁時(shí)，可先使用振動(dòng)錘將板樁鎖口振活，以減小土的粘附，然后邊振邊拔。為及時(shí)回填拔樁后的土孔，當(dāng)把板樁拔至比基礎(chǔ)底板略高時(shí)，暫停引拔，用振動(dòng)錘振動(dòng)幾分鐘，盡量讓土孔填實(shí)一部分。3.對(duì)于引拔阻力較大的鋼板樁，采用間歇振動(dòng)的方法，每次振動(dòng)15分鐘，振動(dòng)錘連續(xù)不超過(guò)1.5小時(shí)。4.拔樁后，需要及時(shí)采用中粗砂灌入密實(shí)來(lái)處理樁孔。5.在基坑頂周邊需要設(shè)置連續(xù)封閉的安全護(hù)欄，以防止人員墜落?？拷穹刻幮枰M(jìn)行觀測(cè)。在開挖前，先進(jìn)行圍檁施工，做好支撐后才能開挖至設(shè)計(jì)深度。6.為切實(shí)保證施工人員的安全，應(yīng)樹立“安全第一，預(yù)防為主”的思想，按照國(guó)家建設(shè)部頒發(fā)的安全檢查評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)制定具體措施。建立安全保證體系，設(shè)立安全管理機(jī)構(gòu)、安全小組和安全員，形成一個(gè)健全的安全保證體系。工地的安全管理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)工地日常的安全工作，定期組織安全檢查，對(duì)不符合要求的要及時(shí)發(fā)出整改通知，指導(dǎo)工程項(xiàng)目部和班組安全員的工作，對(duì)違章作業(yè)者進(jìn)行批評(píng)教育和處罰。7.優(yōu)化安全技術(shù)組織措施，包括改善施工勞動(dòng)條件、防止傷亡事故和職業(yè)病的一切技術(shù)措施，如積極改進(jìn)施工工藝和操作方法，改善勞動(dòng)條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，消除危險(xiǎn)因素，機(jī)械設(shè)備應(yīng)設(shè)有安全裝置。8.機(jī)械操作人員必須持證上崗，各種作業(yè)人員應(yīng)配帶相應(yīng)的安全防護(hù)用具及勞保用品，嚴(yán)禁操作人員違章作業(yè)，管理人員違章指揮。9.施工中所有機(jī)械、電器設(shè)備必須達(dá)到國(guó)家安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，自制設(shè)備、設(shè)施應(yīng)通過(guò)安全檢驗(yàn)，一切設(shè)備應(yīng)經(jīng)過(guò)工前性能檢驗(yàn)合格后方可使用，并由專人負(fù)責(zé)，嚴(yán)格執(zhí)行交接班制度，并按規(guī)定定期檢查保養(yǎng)。10.所有進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的人員都必須戴上安全帽，正確使用“三寶”。要配合公司安全月檢工作，工程項(xiàng)目部要實(shí)行周檢，項(xiàng)目點(diǎn)要日檢，施工中應(yīng)抽檢，及時(shí)消除安全隱患。11.嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)安全操作規(guī)程，施工前要進(jìn)行安全交底，每月定期進(jìn)行安全教育，加強(qiáng)工人的安全意識(shí)教育。在主要入口處掛醒目的安全防火宣傳語(yǔ)牌。12、為確?，F(xiàn)場(chǎng)施工的電氣安全，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定。采用“三相五線”制供電，設(shè)立“一機(jī)一閘一漏電保護(hù)開關(guān)”制度。所有電器設(shè)備及金屬構(gòu)架均應(yīng)按規(guī)定設(shè)置可靠的接零及接地保護(hù)，施工現(xiàn)場(chǎng)所有用電設(shè)備必須按規(guī)定設(shè)置漏電保護(hù)裝置，并定期檢查，及時(shí)處理問(wèn)題。電線不得隨地走，所有電掣應(yīng)有門、有鎖，有危險(xiǎn)標(biāo)志。13、加強(qiáng)安全教育和監(jiān)督，堅(jiān)持經(jīng)常性的安全交底制度，提高施工人員的安全生產(chǎn)意識(shí)，并及時(shí)消除事故隱患。14、在施工過(guò)程中，要定期觀察測(cè)試地面沉降和支護(hù)位，加強(qiáng)對(duì)支護(hù)的監(jiān)控。15、所有施工人員應(yīng)掌握安全用電基本知識(shí)和設(shè)備性能，用電人員各自保護(hù)好自用設(shè)備的負(fù)荷、地線和開關(guān)箱，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)找電工解決。非專業(yè)電氣操作人員嚴(yán)禁亂動(dòng)電器設(shè)備。16、配電系統(tǒng)應(yīng)分級(jí)配電，本電箱、開關(guān)箱外觀必須完整、牢固，防雨防塵。17、多機(jī)作業(yè)用電必須分閘，嚴(yán)禁一閘多機(jī)和一閘多用。施工現(xiàn)場(chǎng)電纜、電線必須按規(guī)定架設(shè)，嚴(yán)禁拖地和亂拉亂搭。18、各種機(jī)械要有專人負(fù)責(zé)維修、保養(yǎng)，并經(jīng)常對(duì)機(jī)械運(yùn)行的關(guān)鍵部位進(jìn)行檢查。19、使用機(jī)械時(shí)，操作員要密切注意機(jī)上的儀器、儀表、指針是否超出安全范圍，機(jī)體是否有異常振動(dòng)及發(fā)出異響。出現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)進(jìn)行停電關(guān)機(jī)處理，不得擅離職守，隱瞞不報(bào)。20、設(shè)備基礎(chǔ)必須平穩(wěn)、牢固，基本的錨固、支撐措施必須齊全，嚴(yán)禁使用臨時(shí)支撐。高大機(jī)械在多風(fēng)季節(jié)前應(yīng)設(shè)纜風(fēng)繩。四、為確保施工安全，對(duì)拉森扣板樁支護(hù)進(jìn)行了受力驗(yàn)算。針對(duì)本工程施工區(qū)靠近民房情況復(fù)雜，且無(wú)明顯變化界限的情況，選取有代表性的地質(zhì)斷面分別計(jì)算荷載，取最不利荷載進(jìn)行驗(yàn)算，作為最終支護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。驗(yàn)算參數(shù)根據(jù)廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院提供的工程地質(zhì)勘察報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際開挖獲取的地質(zhì)資料提取。代表性地質(zhì)斷面情況見(jiàn)下表（按14m深度統(tǒng)計(jì)）：地質(zhì)鉆探孔號(hào) 地層名稱 人工回填土 ZK50淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 細(xì)砂 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 ZK56淤泥質(zhì)粉砂 粉質(zhì)粘土 人工回填土 粉土 ZK64淤泥質(zhì)粉粘土 粉質(zhì)粘土 全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖深度（m） 2.6 10.2 1.1 1.9 1.6 5.5 2.4 2.6 19.3 20.1 18.4 20.3 15.9 20.1 19.3 14.2 22.2 23 6.2 4.4 22.2 14.2 17.3 17.3 28 5.5 17.3 40.5根據(jù)3m深度處的最大主動(dòng)土壓力荷載計(jì)算，拉森鋼板樁型號(hào)為ZK64，其容重為19.09KN/m3，內(nèi)摩擦角為16.84°，凝聚力為5.5KPa。根據(jù)這些參數(shù)，可以計(jì)算出SKSPⅢ和SKSPⅣ型拉森鋼板樁的每延米截面積、慣矩、抵抗矩、容許彎曲應(yīng)力和容許剪應(yīng)力。最大懸臂長(zhǎng)度的計(jì)算需要根據(jù)SKSPⅢ型和SKSPⅣ型拉森鋼板樁的參數(shù)進(jìn)行，其中SKSPⅢ型拉森鋼板樁適用于開挖深度為3～4m的管道，而SKSPⅣ型拉森鋼板樁適用于開挖深度為4～6.5m的管道。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，SKSPⅢ型拉森鋼板樁需要加支撐，而SKSPⅣ型拉森鋼板樁的最大懸臂長(zhǎng)度需要根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)公式1/6*h*h*19.09*h*0.551*10000≦1340*210，可以得出h≦2.52m。由于SKSPⅣ型拉森鋼板樁用于開挖深度為4～6.5m的管道，大于其最大懸臂長(zhǎng)度，因此需要加支撐。在拉森鋼板樁入土深度方面，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，基槽開挖深度在3～4m采用9mSKSPⅢ型拉森鋼板樁，基槽開挖深度在4～6.5m采用12mSKSPⅣ型拉森鋼板樁。接下來(lái)，需要計(jì)算土的參數(shù)。針對(duì)9mSKSPⅢ型拉森鋼板樁（取土層最大影響深度9m），根據(jù)公式ZK50：ｒ＝（18.4×2.6＋15.9×6.4）/9＝16.22KN/m3，φ＝（23×2.6＋4.4×6.4）/9＝9.77，Ka＝tga2（45°－9.77/2）=0.710，Kp＝tga2（45°＋9.77/2）=1.409，ZK56：ｒ＝（18.4×1.9＋15.9×1.3＋19.3×5.8）/9＝18.62KN/m3，φ＝（23×1.9＋6.2×1.3＋4.4×5.8）/9＝14.64，Ka＝tga2（45°－14.64/2）=0.596，Kp＝tga2（45°＋14.64/2）=1.676，ZK64：ｒ＝（18.4×1.9＋20.3×1.6＋15.9×5.5）/9＝17.21KN/m3，φ＝（23×1.9＋6.2×1.6＋4.4×5.5）/9＝8.56，Ka＝tga2（45°－8.56/2）=0.741，Kp＝tga2（45°＋8.56/2）=1.350。根據(jù)Ka×ｒ最大值選取最不利荷載ZK64土層參數(shù)作為計(jì)算依據(jù)。對(duì)于12mSKSPⅣ型拉森鋼板樁（取土層最大影響深度12m），根據(jù)公式ZK50：ｒ＝（18.4×2.6＋15.9×9.4）/12＝16.44KN/m3，φ＝（23×2.6＋4.4×9.4）/12＝8.43，Ka＝tga2（45°－8.43/2）=0.550，Kp＝tga2（45°＋8.43/2）=1.344，ZK56：ｒ＝（18.4×1.9＋15.9×1.3＋19.3×8.8）/12＝18.79KN/m3，φ＝（23×1.9＋6.2×1.3＋4.4×8.8）/12＝14.53，Ka＝tga2（45°－14.53/2）=0.599，Kp＝tga2（45°＋14.53/2）=1.670，ZK64：ｒ＝（18.4×1.9＋20.3×1.6＋15.9×5.5＋20.1×2.4＋19.3×0.6）/12。根據(jù)公式計(jì)算得到ρ=17.89KN/m3，φ=11.62，Ka=0.664，Kp=1.504。根據(jù)Ka×ρ的最大值選取ZK64土層參數(shù)作為計(jì)算依據(jù)。在鋼板樁入土深度方面，我們按照單錨淺埋板樁計(jì)算，假定上端為簡(jiǎn)支，下端為自由支承。這種板樁相當(dāng)于單跨簡(jiǎn)支梁，作用在樁后為主動(dòng)土壓力，作用在樁前為被動(dòng)土壓力。壓力坑底以下的土重度不考慮浮力影響。荷載力分布圖和彎矩圖如下：為了保持鋼板樁的穩(wěn)定，我們需要計(jì)算最小入土深度。在開挖4m深SKSPⅢ型拉森鋼板樁最小入土深度方面，我們將各參數(shù)分別代入彎矩平衡方程式得到t=4.2m，拉森鋼板樁4m開挖深度最小長(zhǎng)度為8.7m，故采用9mSKSPⅢ型拉森鋼板樁支護(hù)滿足3～4m基槽開挖深度的要求。在開挖5m深SKSPⅣ型拉森鋼板樁最小入土深度方面，我們同樣采用彎矩平衡方程式計(jì)算得到最小入土深度。經(jīng)過(guò)計(jì)算，拉森鋼板樁5m開挖深度最小長(zhǎng)度為11.3m，采用12mSKSPⅣ型拉森鋼板樁單支撐14支滿足4～5m基槽開挖深度的要求。對(duì)于開挖6.5m深SKSPⅣ型拉森鋼板樁，為保持鋼板樁的穩(wěn)定，需要滿足A點(diǎn)的力矩等于零。根據(jù)扣板樁受力平衡和扣板樁下端彎矩平衡的方程組，求得F1和F2的值，代入彎矩平衡方程式得到t的值為3.7m。因此，拉森鋼板樁5m開挖深度最小長(zhǎng)度為10.7m，采用12mSKSPⅣ型拉森鋼板樁雙支撐支護(hù)滿足5～6.5m基槽開挖深度的要求。在考慮坑底涌砂驗(yàn)算時(shí)，由于6.5m開挖范圍內(nèi)為粘土，沒(méi)有粉砂土或細(xì)砂等，因此基坑抽水時(shí)不會(huì)引起涌砂。對(duì)于拉森鋼板樁支撐腰梁驗(yàn)算，針對(duì)開挖4m深單支撐腰梁，計(jì)算參數(shù)為15HW400*400腰梁，其中Ix為66900cm4，Wx為3340cm3，[σw]為210MPa，[τ]為120MPa，S為219.5cm2。采用3等跨連續(xù)梁進(jìn)行受力驗(yàn)算，荷載分布圖和彎矩圖如上所示。經(jīng)過(guò)抗彎驗(yàn)算，最大彎矩Mmax為452KN*m，而Wx×[σw]為701.4KN*m，因此腰梁滿足抗彎要求。根據(jù)最大開挖寬度2.8m，自由長(zhǎng)度lo=0.5*(2.8-0.4)=1.00m，計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比λ=100/1.8=75<56，根據(jù)公式φ=1.02-0.55(λ+20)2/10000得到φ=0.702。容許壓應(yīng)力[σ]=140MPa，鋼管截面積Am=π/4*(D2-d2)=3.14/4*(0.3332-0.3252)=0.0041m2。計(jì)算得到N/Am=390.8/0.0041*1000=95.3MPa<φ*[σ]=140*0.702=98.3MPa。因此，在考慮土的粘結(jié)力的情況下，DN325*8鋼管雙支撐滿足6.5m挖