钢板桩基坑支护专项施工方案

钢板桩基坑支护专项施工方案

目录

第一章、工程概况┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 2

一、工程概况┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 2 第二章、本方案编写依据┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 6

1、编写依据┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 6

2、基本原则┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 6 第三章、基坑支护危险源分析及相关措施┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉8

一、基坑支护危险源的辨识┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉8 第四章、基坑支护方案┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉11

1、基坑支护方案选型┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉11 第五章、钢板桩支护┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉12

一、设计思路及要点┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉12

二、基坑稳定性换算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉12 第六章、钢板桩施工┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉14

一、材料选择┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉14

二、钢板桩检验┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉14

三、钢板桩吊运及堆放┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉14

四、施工工艺流程┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉14

五、操作方法┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉15

六、资源投入计划┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉16

七、施工工艺技术┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉17 第七章、基坑开挖监测┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉19

一、基准网的建立┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉20

二、基坑支护变形沉降观测┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉20

三、观测方法┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉20

四、基坑周围建（构）筑物等的监测措施┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉20 第八章、施工工期┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉22 第九章、质量保证措施┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉23 第十章、安全施工措施┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉25

第一章工程概况

一、工程概况

拟建的某污水处理厂（一期）提标改造工程加药间位于某污水处理厂厂区内，该项目基坑长31.7m，宽24m，基坑深度约 3.0~3.60m 。基坑侧壁安全等级为二级，基坑支护重要性系数二级。

1、基坑设计使用年限 1 年。

工程参建单位：

建设单位：

设计单位：

基坑支护设计单位：

监理单位：

施工单位：

2、工程地质条件

（1））场地地形地貌拟建场地原地貌为海成一级阶地地貌单元，场地较开阔平坦。

（2））场地岩土地层

ml

m

m

本场地基坑支护影响深度范围内主要地层有：

第①层，杂填土（ Q ）：杂色（褐黄、灰、灰黄色等），由砂、粘性土和建筑

垃圾及生活垃圾组成，回填时间少于 10年，松散，土质不均匀。各钻孔均有揭露，层厚 1.70 ～3.80m ，平均层厚 2.07m ，在各钻孔表层揭露。

第②层，粗砂（ Q 4

）：褐黄、灰黄色，饱和，松散～稍密，石英质，亚圆形，

粘粒含量 3～ 8%，局部夹有细、中砂和淤泥质粘土。层厚 2.00 ～6.10m ，平均层厚 3.16m ，层顶埋深 1.70 ～ 2.30m ，层顶标高 1.29～2.07m 。，除 ZK14钻孔未揭露以外，其余钻孔均有揭露。

第③层，淤泥质粉质粘土（ Q 4

）：灰褐、灰色，软塑，切面稍光滑，干强

度高，韧性高，夹有粉细砂薄层或与粉细砂呈互层结构。大部分钻孔有揭露， 层厚 2.20～ 4.40m ，平均层厚 3.31，层顶埋深3.80 ～ 4.60m ，层顶标高 -0.77 ～ -0.19m ，除 ZK1～ Z K3钻孔未揭露以外，其余钻孔均有揭露。

m

第④层，粗砂（Q 4 ）：灰黄、灰白色，饱和，松散～稍密，石英质，亚圆形，

粘粒含量 5～10%，局部夹有中、砾砂和淤泥质粘土。层厚 2.20 ～5.50m ，平均层厚 3.53m ，层顶埋深 6.30 ～8.60m ，层顶标高 -2.71 ～ -4.98m ，在各钻孔中均有揭露。

m

第⑤层，淤泥质粘土（ Q 4 ）：灰褐、灰色，软塑，切面稍光滑， 干强度高，

韧性高， 局部夹有粉细砂薄层或与粉细砂呈互层结构。 层厚 6.00 ～8.50m ，平

土层编号土层名称

天然重度

内聚力 C

r

（K Pa）

（K N/m3）

内摩擦角

φ

（°）

摩阻力标准值

（KPa）m

均层厚6.85m，层顶埋深9.80 ～12.00m，层顶标高-6.13 ～-8.34m，在各钻孔中均有揭露。

第⑥层，粘土(Q1 ) ：灰色，硬塑（野外特征），切口稍有光泽，干强度中等、韧性中等，无摇震反应，局部夹薄层或团状粉细砂。层厚 2.40 ～8.20m，平均层厚6.12m，层顶埋深17.60 ～18.20m，层顶标高-13.98 ～-14.60m 。除ZK14钻孔未揭露以外，其余钻孔均有揭露。 2.4 水文地质条件地下水赋存于①层杂填土、②层粗砂、④层粗砂和⑦层粗砂中，属孔隙潜水。地下水的补给来源是大

气降水、侧向迳流和河、海水，排泄途径主要是地表蒸发、侧向迳流或排入河、海中。勘察期间测得地下水稳定水位为 2.70 ～3.00m(标高0.66 ～1.07m)，根据当地建筑经验，地下水位受季节性影响而变化，地下水的变化幅度约为

2.00m。

各岩土层详细水文地质情况与水文参数见《某污水处理厂一期提标改造工程岩土工程勘察报告》。

岩土层力学参数表

○1 ○1 1 粉质黏土素填土

水

18.8

/

16.1

/

11.1

/

15.3

/

○1 2 淤泥/ / / / ○2 粉质粘土19.1 21.0 13.7 20.1 ○3 粉质粘土19.5 28.9 16.0 15.7 ○3 1 中砂/ / / /

○3 2 淤泥质粉质粘土17.4 / / / ○4 中砂/ / / / ○4 1 粉质粘土19.6 30.3 16.6 16.2 ○4 2 淤泥质粉质粘土17.3 / / / ○5 中砂/ / / / ○5 1 粉质粘土19.6 35.7 20.5 / 地下水情况：场地水文地质条件简单，工程场地存在上层滞水及基岩裂隙水。上层滞水主要赋存于素填土层之中，主要由粘性土组成，结构松散，局部渗透性较好。主要受大气降水的垂直入渗补给，向场地周边低洼地段及蒸发排泄，水位及富水性随气候变化大，无连续的水位面，可采用集水明排等降、排水措施，坡面设置泄水孔（管）。

第二章本方案编写依据

1、编写依据

(1) 《某污水处理厂一期提标改造工程加砂高密度沉淀池基坑支护工程设

计》施工图；

(2) 《某污水处理厂一期提标改造工程岩土工程勘察报告》；

(3) 《某污水处理厂一期提标改造工程加砂高密度沉淀池施工图》；

(4) 《某污水处理厂一期提标改造工程加砂高密度沉淀池项目施工组织设计》；

(5) 《建筑施工组织设计规范》（GB/T 50502-2009）；

(6) 《建筑深基坑工程施工安全技术规范》（JGJ311-2013）；

(7) 《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012）；

(8) 《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-200）9 ；

(9) 《建筑桩基工程技术规范》(JGJ94-2008) ；

(10) 《钢筋焊接及验收规范》(JGJ18-96) ；

(11) 《混凝土强度检验评定标准》（GBT5010）7 ；

(12) 《混凝土结构工程质量验收规范》（GB50204-200）2；

(13) 《建筑施工土石方工程安全技术规范》（JGJ 180-2009）；

(14) 《建筑与市政工程地下水控制技术规范》（JGJ 111-2016）；

(15) 《工程测量规范》（GB50026-2007）；

(16) 《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33－2001）；

(17) 《建筑施工安全检查标准》（JGJ59－2011）；

(18) 《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2011）；

(19) 《混凝土强度检验评定标准》（GB/T 50107-2010 ）；

(20) 《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2018]37 号）；

(21) 现场踏勘和调查所获得的资讯。

2 、基本原则

(1) 完全履约：确保安全、质量、工期、满足合约要求。

(2) 突出重点，兼顾平衡：资源配置、施工计划，均确保关键工程优先。

(3) 科学合理：积极协调，措施得力；不断优化，动态管理。

第三章基坑支护危险源分析及相关措施

一、基坑支护工程危险源的辨识

基坑工程是一项危险性较大的分部分项工程，涉及基坑支护、土方开挖、内支撑结构、地下水处理等多个环节和因素，专业技术的要求非常高。据统计，全国建筑工程中，深基坑坍塌事故均属于易导致发生群死群伤重特大施

工事故的类别危险源，近年来，这类事故已呈现出频发、多发的态势。

基坑施工，因为支护、支撑等设施失稳，坍塌，不但造成施工场所破坏、人员伤亡，往往还引起地面、周边建筑设施的倾斜、塌陷、坍塌等意外。基

坑开挖、施工降水，造成周围建筑物因地基不均匀沉降而倾斜、开裂、倒塌

等意外。

1、基坑支护工程危险源的分类

本基坑开挖深度 3.0 ～3.6 米，为二级基坑。本次基坑支护主要目的是控制基坑边坡变形，确保基坑基础及建筑物的施工安全，基坑支护的安全等级

为二级，基坑钢板桩支护的设计使用期限为60天，为临时支护。基坑支护工程危险源的分类见下表：

基坑支护工程危险源分类表

危险源造成后果危险程度支护设施已经变形未及时调整坍塌重大基础施工未有效排水措施坍塌一般

基坑施工未有防止临近建筑物沉降措施坍塌一般基坑边堆物小于有关规定坍塌一般机器设备在坑边小于安全距离坍塌一般

人员上下无专用通道或通道不符合要求高空坠落一般未按规定进行支护变形检测坍塌一般未按规定对毗邻管路进行沉降检测其他伤害一般基坑内作业人员无安全立足点各类事故一般

垂直作业上下无隔离物体打击一般

现场未有足够的照明其他伤害一般

3、基坑支护工程的控制和整治

基坑施工前，必须编制专项施工组织设计，经审批后，方可按专项组织

设计施工；并应由技术总工制定可靠措施，再向有关人员交底后，方可施工。

基坑发生整体或局部土体滑塌失稳。应在有可能条件下降低土中水位和

进行坡顶卸载，加强未滑塌区段的监测和保护，严防事故继续扩大。

加强对坑周地面和建筑物的观测，以便继续采取有针对性的处理，保护

相邻建筑物。

基坑加固支护体为临时性工程，设计应用时间为 2 个月。根据本工程所处的位置、工程地质及水文条件以及基坑开挖深度和周边环境，按《地区建

筑基坑支护技术规定》（G JB02-98）的规定，加药间F 轴靠近加砂沉淀池基坑，离塔吊基础不足 1 米，基坑支护安全等级为二级，基坑侧壁重要性系数 1.0 ，①轴靠近厂区内道路路边 1 米，⑦轴靠近围墙 4 米左右其它地段基坑支护安

全等级为三级，基坑侧壁重要性系数0.9 。

该基坑总体土质较差，为杂填土及粉泥沙层属于较差土层。

根据基坑开挖深度、工程地质条件、周边环境及水文条件，本着安全、

经济、施工简便等原则，加之加药间 F 轴靠近加砂沉淀池和塔吊基础不到位

1 米，①轴靠近厂区内道路路边也不足 1 米不能进行放坡开挖，⑦轴靠近围

墙4 米左右，不能进行大面积放坡开挖，故本基坑建议采用“钢板桩”支护。

4、设计思路及要点

根据本工程场地地质情况特点, 本工程钢板桩主要作用是为了隔绝

-1.4m ～-7.5m 砂层地下水流入基坑，同时支护边坡防止流砂涌动，起到支

护边坡的作用。设计要点如下：

（1））、采用拉森式(U ) 型钢板桩，桩长9m；（2））、钢板桩穿过砂层，进入粉质粘土层；

（3））、钢板桩沿基坑四周连续设置成封闭的帷幕周长约111ｍ；（4））、为保证基坑安全，钢板桩帷幕上设置一道连续的工字钢或槽钢围檩以加强钢度及整体性。

第四章基坑支护方案

1、基坑支护方案选型

基坑加固支护体为临时性工程，设计应用时间为 2 个月。根据本工程所处的位置、工程地质及水文条件以及基坑开挖深度和周边环境，按《地区建

筑基坑支护技术规定》（G JB02-98）的规定，加药间F 轴靠近加砂沉淀池和塔吊基础 1 米处基坑支护安全等级为二级，基坑侧壁重要性系数 1.0 ，①轴靠近厂区内道路路边 1 米，⑦轴靠近围墙 4 米左右其它地段基坑支护安全等级为三级，基坑侧壁重要性系数0.9 。

2、该基坑总体土质较差，整体土层工程力学性质均比较差。

根据基坑开挖深度、工程地质条件、周边环境及水文条件，本着安全、

经济、施工简便等原则，加之加药间 F 轴靠近加砂沉淀池基坑比较近（ 3 米左右），离塔吊基础不足 1 米，基坑支护安全等级为二级，基坑侧壁重要性系数1.0 ，①轴靠近厂区内道路路边 1 米，⑦轴靠近围墙 4 米左右，都不能进行放坡开挖，支护长度约111 米，按1:1 ～1:1.25 放坡，基坑深约30～4.0 米，故本基坑采用“钢板桩”支护。

第五章钢板桩支护

一、设计思路及要点

根据本工程场地地质情况特点, 本工程钢板桩主要作用是为了隔绝-4m ～-12m 砂层地下水流入基坑，同时支护边坡防止流砂涌动，起到支护边坡的作用。设计要点如下：

1、采用拉森式(U ) 型钢板桩，桩长9m；

2、钢板桩穿过砂层，进入粉质粘土层；

3、钢板桩沿基坑四周连续设置成封闭的帷幕周长约111ｍ；

4、为保证基坑安全，钢板桩帷幕上设置一道连续的工字钢或槽钢围檩以加强

钢度及整体性。

二、基坑稳定性换算

1、基本参数:

a) 支护入土深度h :5.0m ；b) 基坑深度t :3.6 ；c) 土体平均密度r :16KN/m 3；d) 地面荷载q :0 ；e) 钢板桩长度L :9m ；f) 软土内聚力C:5Kpa ；g) 软土内mc 摩擦角0:8o ；h) 角支撑钢梁Φ300, 长度约24.5m；i)

钢板桩抗弯强度( 抗森Ⅲ ) δ:

2、基本力学数据计算:

a)K a=tg2(45-0/2)=tg41=0.72 。

b)K b=tg2(45+0/2)=tg249=1.323 。

c)h0=2c/r Ka=2 ×5/16 ×765

d)E a1/2(KaHa2)=1/2 ×0.756 ×3.52=4.63Kpa 。

e)E p=1/2(KpHp2)=1/2 ×1.323 ×3.52=8.1Kpa 。

M max=Eaha〃S—Ep〃hp〃S

f) 钢板桩桩身最大弯矩

=Ea〃ha〃H·L—Ep〃hp〃H·L

=3.92KNM

g) 桩身最大剪力

U max=QHδ/ =6.6mm。

h) 桩顶最大水平位移

=QH=12Mp。a

i) 钢板桩身应力强度δ

<38.6 。

3、结论:

a) 土体作用于桩身的应力强度δ=12Mp<钢板桩抗弯强度[ δ](182Mpa), 钢板桩支护不会折断。

b) 桩顶最大位移U max:6.6mm,符合安全规范。

c) 钢支撑L/D=38.6<120 的规范要求, 技术可行。

尺寸（mm）重量（kg/m）惯性矩Ir

单单

截面抵抗矩单

型号宽

度

b

高度

h

腹板翼缘

厚t 1 厚t 2

截面积

A 单根

cm2

根

c

m

每米宽

4

根

c

m

每米宽

4/

cm M

4

根

c

m

每米宽

4/

cm M

4

拉森U型9000

第六章钢板桩施工

一、材料选择：采用拉森式(U 型) 钢板桩

二、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。

三、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，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单捆起吊、钢筋捆扎、专人指挥。钢板桩堆放的顺序、位置、方向和平面布置应考虑到以后的施工

方便，并按型号、规格、长度施工部位分别堆放，堆放的高度不宜超过2M。

四、施工工艺流程

基线确定→定桩位→钢板桩施打→围檀、拉杆、角撑→土建施工→拔五、操作方法

⑴、基线确定: 施工员的在基坑边龙门架上定出轴线，留出以后施工需要的工作面，确定钢板桩施工位置。

⑵、定桩位。按顺序标明钢板桩的具体桩位，洒灰线标明。

⑶、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）、钢板桩施打时，由于钢板桩制作本身的误差、打桩时的偏差、施

工条件的限制，使帷幕的实际长度无法保证按钢板桩标准宽度的整数倍，故

此钢板桩帷幕最终封闭合拢有相当难度。调整的办法，一般有采用异形钢板

桩来闭合或通过调整帷幕轴线用标准桩实现闭合。由于本工程钢板桩墙精度

要求不高，故采用后一方法来实现转角的闭合，即在转角处两侧各以10 根钢板桩的宽度来调整轴线实现闭合。如出现部分钢板桩长度不足，可采用焊接

接长，一般用鱼尾板焊接法。接长时避免相邻两桩接头在同一深度，接头位

置应错开1M以上，且宜间隔放置打桩。

五、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，围檩用槽钢或

角钢靠近基坑操作，故须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。

六、资源投入计划

1、机械设备投入计划

序号设备名称数量规格型号主要工作性能指标

1 电焊机 4 台BX3-300-

2 15kW

2 钢筋切断机 1 台JQ40-B φ10~φ40、6kw

3 钢筋弯曲机 1 台GJB7-40 φ10~φ40、5.5kw

4 钢筋调直机 1 台GJ4-4/14 φ6- φ10、5.0 kw

5 汽车吊车 1 台20t

6 导管 1 套250mm 80m

7 空气压缩机 1 套VV3m315kW

8 混凝土喷射机 1 台50kW

9 反铲挖机 2 台PC210-8 斗容量1m3

10 自卸汽车15 台斗容量18-24m3

11 潜水泵13 台QY-25 6kW

12 污水泵 4 台4BA-18 4kW

13 钻机 1 台MZ-2型钻机40kW

14 工程地质钻机 2 台XY-1、2

2、劳动力投入计划

班组名称每班组人数班组数总备注

机长 1

钻孔桩施工施

工

机手 1

普通助 1

泥浆泵 1

2 4 4 人/ 班

人钢筋笼加工员电焊工 4 2 8 4 人/ 班电工 1 1 1

钢筋工16 1 16

混凝土工 2 1 2

土方开挖司机 2 2 4 2 人/ 班杂工 4 1 4