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建筑基础加固钢板桩挡墙施工方案

泗阳财富广场12a#12b#楼

建筑物基础加固钢板桩挡土墙施工

育才.竹岛二期地下室及6#、7#、8#楼”水、电施工施工组织设计施工单位宿迁市大地基础工程有限公司

三、钢板桩挡土墙设计 6

3.1、支护结构设计原则 6

3.2、挡土墙支护结构设计详图及钢板桩选材 7

3.3挡土墙支护结构设计验算 8

四、钢板桩挡土墙设计的保证条件 15

五、钢板桩挡土墙施工 15

5.1、现场条件 15

5.2、施工工艺流程 15

5.3、形象施工步序 16

5.3.1、开挖至原有建筑物基础底部并凿除部分原有基础 16

5.3.2、倾斜打入钢板桩,对桩后及原有基础下方土体进行注浆加固 16

5.3.3、土方开挖，同步钢板桩端支撑加固 17

5.3.4、新建工程外侧基础承台施工 17

5.3.5、新建工程基础承台、桩外侧同步浇注混凝土 18

5.3.6、拆除支撑，割除多余板桩，回填土，基础进入常规施工 18

5.4、钢板桩施工前期准备 19

5.4.1、钢板桩、支撑加固材料进场 19

5.4.2、钢板桩挡土墙定位 19

5.4.3、主要施工机械设备进场 20

5.4.4、主要劳动力配备 20

5.5、土方开挖 20

5.5.1、土方开挖的前提条件 20

5.5.2、土方开挖的步骤 20

5.5.3、土方开挖注意事项 20

5.6、钢板桩施工 21

5.6.1、钢板桩施工顺序 21

5.6.2、钢板桩施打 21

5.6.3、钢板桩支撑的安装 22

5.6.4、钢板桩施工验收 22

六、钢板桩挡土墙施工监测 22

6.1、基准网的建立 22

6.2、支护变形观测 23

6.2.1、观测点设置 23

6.2.2、观测网建立 23

6.2.3、观测方法 23

6.3、周边建（构）筑物监测 23

6.4、监测的时间控制 23

6.5、检测报警控制 24

七、施工进度控制 24

八、钢板桩施工质量保证措施 24

8.1、施工质量控制标准 24

8.2、施工质量保证措施 25

九安全生产、文明施工措施 25

9.1、安全生产责任制度 25

9.2、安全技术交底制度 26

9.3、特种人员上岗制度 26

9.4、安全生产检查制度 26

9.5、安全防护配备制度 26

9.6、安全用电管理制度 26

9.7、安全生产目标制度 27

9.8、钢板桩施工专项安全措施 27

十、基坑事故应急预案 27

10.1、应急预案的目的 27

10.2、组织网络及职责 28

10.3紧急情况发生后注意事项 28

10.4、基坑监测与应急措施 29

10.3.1、对人员的施救 29

10.3.2、对基坑的施救 29

10.5、应急物资 30

10.6、通讯联络 30

十一、配合协调措施 30

11.1、与建设单位的协调措施 30

11.2、与监理单位的协调措施 30

11.3、与设计院工作的协调措施 31

建筑物基础加固钢板桩挡土墙施工专项方案

1.8、新建建筑物基础设计图纸

1.9、原有建筑物设计图纸

1.10、新建建筑物岩土工程勘察报告

拟建泗阳财富广场12a#12b#楼为两幢商住楼,位处泗阳县淮海路南侧，人民路东侧，21层框架结构，由宿迁市嘉龙房地产开发有限公司投资兴建，宿迁市建筑设计研究院有限公司设计，江苏九鼎环球建设科技集团有限公司总承包。钢板桩挡土墙的施工由宿迁市大地基础工程有限公司提供技术服务。

本工程挡墙开挖深度约在2.3m左右，挡墙紧邻原有建筑物基础。原有建筑物为二层建筑，浅基础，基础埋深约0.5米,与新建建筑物基础高差2.3米。本工程支挡采用拉森钢板桩作为围护体系，型钢作为支撑体系。挡墙采用4.5米长拉森钢板桩，挡墙共长约115延米。

钢板桩挡土墙方案的选定须综合考虑本身的特点及周围环境的要求，在满足土建施工及周围环境安全可靠的前提下，尽可能达到经济合理、方便施工、提高工效要求。

钢板桩施工完成后，进入新建建筑物基础的施工，为尽量减少钢板桩施工对原有建筑物基础的扰动，不考虑拔桩。

部分新、原建筑物结合平面图：

根据场地岩土工程勘察报告（后附），基坑开挖影响范围土层分布大致如下：

（2）粉土青灰色，湿，中密，摇震反应中等，无光泽反应，干强度及韧性低，土质较均匀。该层全场分布，层厚1.8m~3m。

（3）粘土灰色，可塑，无摇震反应，稍有光泽反应，切面稍有光滑，韧性及干强度中等，土质较均匀。该层全场分布，层厚1.6m~4.3m。

（4）粉土灰黄色~青灰色，湿，中密~密实，摇震反应中等，无光泽反应，干强度及韧性低，土质较均匀。该层全场分布，层厚1.2m~2.1m。

场地地下水埋深较浅，根据勘察报告地下水埋深为地表下0.9～1m，主要接受大气降水和地表水渗入补给的孔隙潜水；基坑开挖时应采取地下水的止水措施。

本挡土墙，紧邻原有建筑物基础。原有建筑物为二层建筑，浅基础，基础埋深约0.5米。，环境狭窄，施工难度较大。

钢板桩施工前，根据该场地的工程地质条件、周边环境、地面变形控制要求，对所有管线应尽可能外移或改道。

3.1、支护结构设计原则

本工程挡土墙采用拉森钢板桩作为挡土墙体系。

（1）遵循动态设计与信息化施工相结合的方法进行。挡土墙支护工程施工过程中应加强现场监测，根据现场监测反馈的住处及时进行分析，达到动态设计和信息化施工的目的。

（2）保证挡土墙结构自身的稳定性，有效地控制变形，保证挡土墙安全。

（3）合理地确定挡土墙范围，采用常规的挡土墙支护方法，从工期、材料、设备等方面保证工程经济的合理性。

（4）合理地布置水平支锚，尽量地满足机械化施工的需求，以缩短工期。

3.2、挡土墙支护结构设计详图及钢板桩选材

（2）挡土墙内侧由上至下共设置1层围檩及支锚，围檩采用双拼32b槽钢。

3.3挡土墙支护结构设计验算

3.3..1支护类型及参数设置

3.3.1.1计算模型

3.3.1.2基本计算信息

基坑侧壁重要性系数γ0

├每延米板桩截面面积A(cm2)

├每延米板桩壁惯性矩I(cm4)

└每延米板桩抗弯模量W(cm3)

财富广场新建楼房紧邻为原有三层浅基础楼房，因此新建基础基坑一侧考虑15X3＝45kpa的附加荷载。因新建基础竖向部分重叠，现场场地空间不足，钢板桩需倾斜20度打入，如下图所示与垂直时相比，桩背后增加了一个土体楔块。考虑基坑底部一点A，自A点取一土体单元，其所受土体楔块竖向应力为：

σa在垂直于板桩方向的分力为:

此分力等效为土体在水平方向的应力为:

根据库仑定律，极限状态下土体的水平应力σ3与竖向应力σ1关系为：

由以上分析计算中地面超载选取为82KPa。

3.3.1.4土层参数

3.3.1.6土压力模型及系数调整

弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:

3.3.2.各工况计算分析

本计算共有三个计算工况：

工况1：开挖至原基础下1米；

工况3：开挖至设计标高。

3.3.3内力位移包络图

3.3.5整体稳定验算

条分法中的土条宽度:0.40m

整体稳定安全系数Ks=1.276

圆弧半径(m)R=5.006

圆心坐标Y(m)Y=2.807

3.3.6抗倾覆稳定性验算

Mp——被动土压力及支点力对桩底的弯矩,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。

Ma——主动土压力对桩底的弯矩;

注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

Ks=10.545>=1.200,满足规范要求。

四、钢板桩挡土墙设计的保证条件

钢板桩的设计意图是保证原有建筑物基础的地基不受扰动，而原有建筑物是框架结构，外墙部分的荷载不大，只要地基不受扰动，原有建筑物的纵向框架梁也会对外墙部分的荷载起到反挑的作用，因此采用钢板桩的目的在于利用钢板桩的挡土和止水，保证原有建筑物基础的地基不受扰动，从而保证原有建筑物的安全。

钢板桩的设计是建立在新建建筑物基础周边设置封闭深层搅拌围护桩的基础上，钢板桩施打结束，土方开挖施工前应采用深井降水，使土方开挖在干作业的状态下进行，施工过程中对钢板桩、深层搅拌围护桩封闭不好、深层搅拌围护桩封闭与钢板桩连接处采用切实可靠的封堵，避免突发的水土流失。

桩基础施工已完成，桩基础测试正在进行中，土方在自然地面，尚未开挖，深层搅拌围护桩施工结束，已排除地下管线因素，基本具备钢板桩施工的条件。

本挡墙设计为永久性挡土结构，钢板桩的打设在挡土墙开挖前已完成，整个板桩支护结构在主体结构施工完成后并不拔除。

5.3.1、开挖至原有建筑物基础底部并凿除部分原有基础

5.3.2、倾斜打入钢板桩,对桩后及原有基础下方土体进行注浆加固

5.3.3、土方开挖，同步钢板桩端支撑加固

5.3.4、新建工程外侧基础承台施工

5.3.5、新建工程基础承台、桩外侧同步浇注混凝土

5.3.6、拆除支撑，割除多余板桩，回填土，基础进入常规施工

5.4、钢板桩施工前期准备

5.4.1、钢板桩、支撑加固材料进场

钢板桩选用SLSP400型钢板桩，每延米的截面抗弯模量不小于440cm3/m。

由于本工程采用的钢板桩用于基坑的临时支护和防水，进场钢板桩不需作材质检测，只进行外观检验，对不符合要求的桩身缺陷进行矫正，以减少打桩过程中的困难。

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，注意保护锁口免受损伤。

钢板桩应堆放在平坦而坚固的场地上，必要时对场地地基土进行压实处理。

(2)、支撑加固体系材料选用

5.4.2、钢板桩挡土墙定位

考虑到新、原建筑物间的距离，对钢板桩的定位要求较高，因此测量员应充分熟悉图纸和钢板桩加固方案的具体要求，精确测量，桩位偏差不大于5cm。

理论计算→复测控制点、水准点→引测设置临时控制点→引测设置临时水准点

临时控制点确定桩位，临时水准点控制桩标高。临时控制点的设置必须相对永久牢固。

确定桩位采用J2经纬仪，标高测量采用高精度水准仪。

钢板桩施打前应会同监理单位复核桩位及标高，确保准确。

5.4.3、主要施工机械设备进场

5.4.4、主要劳动力配备

5.5.1、土方开挖的前提条件

土方开挖前施工单位应在明确钢板桩施工设计意图的基础上，编制较为详细的开挖方案，经项目部技术负责人签字认可后方可实施。

土方开挖应在干作业的状态下进行。

土方开挖前施工现场应配备足够用于堵水的砂袋。

用于监测的各项预警设施配备齐全。

5.5.2、土方开挖的步骤

第一次开挖至原有建筑物基础底部，钢板桩施打结束后，第二次开挖至新建建筑物基础底部。

5.5.3、土方开挖注意事项

(1)、施工区域应设置排水明沟，排水明沟不得沿钢板桩、深层搅拌围护桩边设置。

(2)、临近钢板桩、深层搅拌围护桩的土方应采用人工挖除、修平。

(3)、土方应分段开挖，且与斜向支撑的安装同步进行。

(4)、开挖过程中钢板桩、深层搅拌围护桩处出现渗水，应及时采用砂袋封堵。在挡土墙开挖过程中，随时观察钢板桩的变化，若有明显的倾覆或隆起状态，立即回填处理。查明原因及时处理后方可继续施工。

(5)、土方开挖过程中，应对基坑稳定及周边环境的变化进行跟踪监测。施工时发现地质情况与钻探资料相差较远，应立即会同业主、设计、监理等单位商量研究解决。应作好可能发生事故的预防和抢险准备工作。

(6)、开挖到位后，应及时施工主体结构，严禁挡土墙暴露时间过长。

(7)、做好挡土墙内的排水工作，必须准备足够的抽排水设备。

(8)、土方开挖期间，应采取有效的管理手段及可靠的保证措施防止挖土机械碰撞支护结构。

5.6.1、钢板桩施工顺序

机械就位→安装导轨→钢板桩施打→第二次土方开挖→支撑焊接加固→新建工程基础施工

5.6.2、钢板桩施打

针对本工程挡墙设计紧贴现有楼房基础，且带有一定角度，可能难以采用常规施打方式的情况，在工厂内对钢板桩设计辅助送桩装置（导轨）以满足现场的施工条件。

钢板桩施打应选择对周围影响较小的振动锤施打。本工程采用450型机械手实施打送钢板桩。

钢板桩施打时，用液压锤钳口钳住钢板桩，将桩吊入导轨，准确的在桩位线上开始打入第一根桩，第一根桩应确保沉桩到位，为保证桩的倾斜度，施工中可采用经纬仪加以控制，其余桩依次施打。

钢板桩施打过程中如出现少量（1～2根），地下有障碍打不下去，可以忽略，继续向前施打，土方开挖中处理。如出现连续多根打不下去，应进行局部清理后，再继续向前施打。

已打入的钢板桩，应及时焊接上部横梁，既可保证钢板桩的整体性，也为斜向支撑的安装提供了条件。

5.6.3、钢板桩支撑的安装

本工程采用内撑钢板桩挡土墙。其主要由钢板桩、支撑二部分组成，钢板桩起承受水平土压力和防止土体沿滑动面移动作用。它的稳定主要靠钢板桩顶部和中间两道钢支撑使钢板桩保持垂直、稳定，并确保土体不向基坑内发生位移，钢板桩应插入土体一定深度，防止土体滑动和基坑向上隆起。

支撑式钢板桩支挡结构简单且便于施工，整个支挡系统钢板桩上部的横梁均在基坑开挖之前完成，斜向支撑的安装与第二次土方开挖同步进行。

(1)、支撑体系的节点均采用平接方式进行焊接。

(2)、构件连接处采用接触边满焊，焊缝高度不小于8mm。

(3)、在横梁与支撑连接处的腹板上加焊厚度为10mm的肋板，以增强腹板的稳定性及抗扭刚度。

(4)、支撑安装时应使横梁与板桩之间接触紧密，传力均匀。

(5)、为保证水平支撑体系的安装精度及施工便利，挡土墙开挖至支撑高度后，应在板桩相应部位设置钢牛腿，横梁与支撑构件安装就位及校核高程后方可进行构件节点的连接，钢牛腿的尺寸及型号详见施工图纸。

5.6.4、钢板桩施工验收

1、钢板桩挡土墙验收应采取分步验收法进行，每道工序完成经检查验收合格后方可进行下道工序的施工。

2、验收应符合《建筑基坑支护技术规程》及相关验收规范的规定。

六、钢板桩挡土墙施工监测

为了科学的预测基坑支护的稳定和周边环境的变化，及时预报和提供准确可靠的变形数据，必须建立基坑支护施工过程中相关环境变形与沉降观测网，定期进行变形沉降观测，确保施工安全。

6.2.1、观测点设置

在原有建筑上布置基准线，柱上设置基准点，既作为变形观察点，同时也作为沉降观察点。

6.2.2、观测网建立

利用远离场区的城市高程系水准控制点或独立水准点作为沉降观测的起算点，与以上点联测，构成沉降观测网。

周边附近各布置四个沉降观测点，与周边浅埋基础建（构）筑物、重要管线监测点一起构成检测周边环境的沉降观测网。

分别在基线点四个角上设站，用J2型经纬仪四边网的水平角度（四边形内角），并与城市的大地控制网三角点联测水平夹角，检查基线点是否发生移位，在基线点正确无误的情况下，同时在四角测端上分别以对应的相邻角点定向，并观测定向基线上各预埋点的水平移位量初始读数。

对挡墙边上的各点及周边点建立的沉降观测网的测量方法为：首先自远离基坑的城市水准控制点开始观测，引测至挡墙后，按编定的各点观测次序观测，最后测至一水准控制点符合，观测仪器采用S3型精密水准仪。

6.3、周边建（构）筑物监测

本工程对基坑周边50米范围内的所有建（构）筑物进行监测，并特别对临边坑边1.5H~2.0H范围内建（构）筑物，包括道路、市政管道、电力电缆、电信官网等加强监测力度。具体监测措施是：

（1）对建（构）筑物，定期进行沉降变形观测。

（2）施工前，了解地下管线的分布情况，对整个场地的地下管线进行摸底，并在地面投影其轴线走向，布置变形观测点进行监测；对某些变形要求较高及紧邻基坑开挖边缘的重要管线，预先做好加固处理措施。

6.4、监测的时间控制

土方开挖前，应对相关的原始数据进行收集、检测、记录，土方开挖进入监测阶段中建的施工组织设计（98P）.doc，前两个施工段作为严控阶段，每天监测不少于三次，无异常情况情况，后续施工段可降为每天一次。雨天和雨后或当位移出现发展趋势或接近预警值时，应加大监测的频率。直至新建建筑物基础施工完毕。

根据设计规定，报警值如下：

a、累计位移30mm，连续3日位移速率大于3mm/d，并且有发展趋势。

b、沉降累计35mm，或变化速率连续三天超过3mm/d。

当位移接近或达到预警值时，或建筑物底部或周围土体出现可能导致剪切破坏的迹象或其他可能影响安全的征兆（如流砂、涌土、隆起、陷落等）时，应立即报警，确定可能采用的应急措施，排除险情。

本工程原有建筑物实行一级监控，地面最大沉降实行三级监控，周边建筑实行二级监控。

GB50166-2007 火灾自动报警系统施工及验收规范基坑变形的监控值（mm）