钢板桩基坑支护专项方案.doc

　　　保利中辰大厦一、二期

核心筒基坑支护专项方案
（悬臂式钢板桩）

　　　　　建 设单 位：佛山市保利恒信房地产有限公司

施工单位：广州富利建筑安装有限公司

编 制 人：

编制日期：

　　　　　　　　　　　　　　　　目录

　一、编制根据 1
二、工程概况 1
三、地质条件 1
四.悬臂式板桩和板桩稳定性计算书 2
五.悬臂式钢板桩施工技术办法 7
六、安全文明施工办法 9

　　　　　　　　　第一节、编制根据
本方案重要根据施工图纸及如下规范及参照文献编制:
《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97），《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），《建筑软弱地基基本设计规范》（DBJ10-89）。

第二节、工程概况
本项目之地块位于广东省佛山市顺德区大良新城区新城区彩虹路与国泰路交汇处2#地块，工程规模：共2栋高层及附属裙房，其中1＃楼为公寓，共30层，楼高97.8米；2＃楼为办公楼， 共24层，楼高99.9米；整体地下室三层，标高为-14.4米。总建筑面积约11万平方米。

本工程由佛山市保利恒信房地产有限公司投资建设，广东省设计研究院设计，佛山禅建监理有限公司监理，广州富利建筑安装工程有限公司组织施工。
　　地下室电梯井开挖深度最深为1＃塔楼1/9~1/10-1/12~1/13轴交1/B之间电梯井基坑，基坑深度3.7米，长度16.2米，宽度15.5米。为保证基坑施工安全拟采用钢板桩支护。现以1＃塔楼最深基坑进行验算，其她各栋电梯井基坑均参照此方案施工。
第三节、地质条件
依照附近 Z2K28钻勘资料显示，电梯井基坑开挖深度3.0米，开挖面均位于淤泥、粉细沙层中，水位在-1.19~3.14米之间。开挖深度内土质状况如下：

序号
名称
形状
厚度m
均厚mh
1
淤泥
灰色，很湿，稍密，饱和，含少量粘土
0.43~1.94
1.18
2
粉质粘土
灰色，深灰色，很湿，流塑状态
1.7~8.5
5.1
3
强风化泥岩
黄色，灰色，湿，泥质胶结，某些夹中风化岩块
2.6~4.6
3.60

第四节、悬臂式板桩和板桩稳定性计算书

一、编制根据
《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
《土力学与地基基本》（清华大学出版社出版）等编制
施工图纸及有关地勘资料
二、参数信息
重要性系数：1.00； 开挖深度度h：3.0m；
基坑外侧水位深度hwa：3.0m； 基坑内侧水位深度hwp：3m；
桩嵌入土深度hd：4.5m； 基坑边沿外荷载形式：荷载满布
土坡面上均布荷载值q0：1.00kN/m2；
悬臂板桩材料：25a号槽钢； 弹性模量E：206000N/mm2；
强度设计值[fm]：205N/mm2； 桩间距bs：0.10m；
截面抵抗矩Wx：269.6cm3； 截面惯性矩Ix：3369.62cm4；
基坑土层参数：
序号 土名称 土厚度 坑壁土重度 内摩擦角 内聚力 浮容重
(m) (kN/m3) (°) (kPa) (kN/m3)
1 淤泥 0.43 18 20 10 20
2 粉质粘土 8.5 20 25 15 21
三、土压力计算

悬臂式板桩荷载示意图
1、水平荷载
（1）、积极土压力系数：
Ka1=tan2（45°- φ1/2）= tan2（45-20/2）=0.49；
Ka2=tan2（45°- φ2/2）= tan2（45-25/2）=0.41；
Ka3=tan2（45°- φ3/2）= tan2（45-25/2）=0.41；
（2）、土压力、地下水以及地面附加荷载产生水平荷载：
第1层土：0 ~ 0.43米；
σa1上 = P1Ka1-2C1Ka10.5 = 1×0.49-2×10×0.490.5 = -13.51kN/m；
σa1下 = (γ1h1+P1)Ka1-2C1Ka10.5 = [18×0.43+1]×0.49-2×10×0.490.5 = -9.72kN/m；
第2层土：0.43 ~ 3.0米；
H2' = ∑γihi/γ2 = 6.45/20＝0.322；
σa2上 = [γ2H2'+P1]Ka2-2C2Ka20.5 = ［20×0.42+1］×0.41-2×15×0.410.5= -15.68
σa2下 = [γ2(H2'+h2)+P1]Ka2-2C2Ka20.5 = ［20×(0..41+2.57)+1]×0.41-2×15×0.410.5 = 5.31kN/m2
第3层土：3.0~ 7.5米；
H3' = ∑γihi/γ3 = 96.25/20 = 4.81；
σa3上 = [γ3H3'+P1+P2a2/(a2+2l2)]Ka3-2C3Ka30.5 = [20×4.81+1+0]×0.41-2×15×0.410.5 = 20.31kN/m2；
σa3下 = [γ3H3'+P1+P2a2/(a2+2l2)]Ka3-2C3Ka30.5+γ'h3Ka3+0.5γwh32 =
[20×4.81+1+0]×0.41-2×15×0.410.5+21×3×0.41+0.5×10×4.52 = 147.39kN/m2；
（3）、水平荷载：
Z0=(σa2下×h2)/(σa2上+ σa2下)=(20.31×2.14)/(15.68+20.31)=1.21m；
第1层土：Ea1=0kN/m；
第2层土：
Ea2=0.5×Z0×σa2下=0.5×1.21×20.31=12.29kN/m；
作用位置：ha2=Z0/3+∑hi=1.21/3+4.5=4.90m；
第3层土：
Ea3=h3×(σa3上+σa3下)/2=3×(20.31+147.39)/2=251.55kN/m；

作用位置：ha3=h3(2σa3上+σa3下)/(3σa3上+3σa3下)+∑hi=3×(2×20.31+147.39)/(3×20.31+3×147.39)+0=1.12m；
土压力合力：Ea= ΣEai= 12.29+215.55=227.84kN/m；
合力作用点：ha= Σ(haiEai)/Ea=(12.29×4.9+251.55×1.67)/227.84=2.11m；
2、水平抗力计算
（1）、被动土压力系数：
Kp1=tan2（45°+ φ1/2）= tan2（45+25/2）=2.46；
（2）、土压力、地下水产生水平荷载：
第1层土：3.0~ 7.5米；
σp1上 = 2C1Kp10.5 = 2×15×2.460.5 = 47.09kN/m；
σp1下 = γ1h1Kp1+2C1Kp10.5 =20×3×2.46+2×15×2.460.5 = 194.86kN/m；
（3）、水平荷载：
第1层土：
Ep1=h1×(σp1上+σp1下)/2=4.5×(47.09+194.86)/2=544.3kN/m；
作用位置：hp1=h1(2σp1上+σp1下)/(3σp1上+3σp1下)+∑hi=4.5×(2×47.09+194.89)/(3×47.09+3×194.89)+0=1.79m；
土压力合力：Ep= ΣEpi= 544.3=544.3kN/m；
合力作用点：hp= Σ(haiEpi)/Ep= (544.3×0.95)/544.3=0.95m；
四、验算嵌固深度与否满足规定
依照《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)规定，验证所假设hd与否满足公式；
hpEp - 1.2γ0haEa ≥ 0
0.95×544.3-1.2×1.00×1.41×227.84=131.58；

满足公式规定！
五、抗渗稳定性验算
依照《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)规定，此时可不进行抗渗稳定性验算！
六、构造计算
1、构造弯矩计算

弯矩图(kN·m)

变形图(m)
悬臂式支护构造弯矩Mc=22.86kN·m；
最大挠度为:0.03m；
2、截面弯矩设计值拟定：
M=1.25γ0Mc
截面弯矩设计值M=1.25×1.00×22.86=28.57；
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。
七、截面承载力计算
1、材料强度计算：
σmax=M/(γxWx)
γx-----塑性发展系数，对于承受静力荷载和间接承受动力荷载构件，偏于安全考虑，可取为1.0;
Wx-----材料截面抵抗矩：269.60 cm3
σmax=M/(γx×Wx)=28.57/(1.0×269.60×10-3)=105.98 MPa
σmax=105.98 MPa<[fm]=205.00 MPa;
经比较知，材料强度满足规定。
第五节、悬臂式钢板桩施工技术办法

一、悬臂式钢板桩施工技术办法规定：
本工程支护采用9米长25a槽钢进行基坑边坡支护，钢板桩施打深度至少进入基坑底4.50米以上。由于基坑开挖深度为3米，基坑内不需设立内支撑，（详见下图）

　1、施工工序：工程放线定位→钢板桩定位→安装导向钢围檩→打设钢板桩→ 拆除钢围檩→挖土→基坑内排水施工→底板施工→基本施工→完毕后回填土→拔除钢板桩。
2、钢板桩打设： 采用自行振动式钢板桩专用机械插打。 第一根钢板桩插打：桩机前臂吊起钢板桩，打开桩机头夹板夹住桩头，垂直后在设计位置通过打桩机液压振动锤将钢板桩插入至设计深度。 后续钢板桩插打：第一根桩打插完毕后来，后续钢板桩沿前一根 桩扣槽插入至设计深度，直至形成封闭基坑钢板桩围护体系；基 坑转角处用大扣方式连接，使钢板桩持续。 在钢板桩施工中，打设容许误差为：桩顶标高偏差±100mm， 钢板桩轴线偏差±100mm，钢板桩垂直度偏差为1%；在打设过程中， 应监测与否在容许误差范畴内，超过时及时纠正。
3、钢板桩打设完毕后，安装好支撑装置。然后进行基坑开 挖施工，规定如下： 基坑土方开挖应遵循分层分段开挖，每层开挖深度不得超过1.5米。基坑开挖采用机械开挖，人工配合修整。挖至基本底标高，留有300mm 厚土方由人工修挖，为了减小变形，挖出后应尽快浇筑混凝土垫层，垫层能起到某些底支撑作用，以减少钢板桩变形。 机械开挖要注意挖斗等不能碰撞钢板桩桩及工程桩桩身。
4、排水办法：
基坑开挖完毕后在基坑底四周做300*300砖砌明沟，并做2个1*1*1米集水井，通过排水沟使坑底水汇集于集水井中，分别用型号QX25－75－5.5功率5KW潜水泵及时有效把坑内积水排出坑外。集水井、排水沟见下图：

二．监测办法： 基坑开挖及承台施工期间必要保证基坑安全， 应采用监测办法 ，用监测数据反馈来调节解决施工中突发状况。 水平位移监测及垂直位移监测设4个检测点 （所有检测点均为第一次施工前就设立） 详细监测技术规定等应符合 《JGJ120-99 规程》。 水平和垂直位移超过3cm，应及时停止施工，采用加固办法。
第六节、安全文明施工办法
一、 临边围护：
1、 挖出土要随挖随运走，不得在坑边堆放。
2、 基坑周边不得堆放弃土和材料设备等，堆放重物距基坑边不得少于4m。
3、 距基坑边1.5m外用钢管直径48*3插入地下做立杆搭设0.6m，1.2m高2道水平栏杆，并用密目式安全网全封闭。立杆间距不得超过3m.
4、 夜间在防护栏杆上部挂红灯警示。
二、 基坑监测:
设一名专职监护人员，进行全天监测，并做好沉降记录。如发既有松动、变形、裂缝现象，立即撤离现场作业人员，并及时报告上级关于部门，采用防范办法，保证安全生产。
三、 上下通道：
用钢管和桥板搭设人行坡道，坡道两侧搭设扶手和防护栏杆。