扶壁挡土墙基坑钢板桩支护方案.docx
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扶壁挡土墙基坑钢板桩支护方案
扶壁式挡土墙基坑钢板桩支护
专项施工案
**********
工程项目经理部
1、编制依据及规？
2、工程施工概况?
3、基坑支护设计?
4、基坑支护施工案？
5、基坑监测?
6、施工质量保证措施?
7、安全文明施工措施?
附：
基坑支护计算结果
一、编制依据及规
1、相关设计施工图纸
2、《岩土工程勘察报告》
3、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—2012）
4、《建筑地基基础设计规程》（GB50007—2002）
5、《建筑地基处理技术设计规程》（JGJ79-2002、J220—2002）
6、《锚杆喷射混凝土支护技术规》（GB50086-2001）
7、《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）
二、工程施工概况
1、工程概况
在桩号K2+720〜K2+980路段，道路右侧为泄洪通道，泄洪道外侧为厂房，本次改造工程实施后需占用泄洪渠，为避免占用泄洪通道，道路右侧设置薄壁式挡土墙，沿线道路右侧边缘设计高程位置距泄洪道床底约为7.1米，考虑挡土墙基础埋深不小于1米，挡土墙高度取为8.5米，为满足结构抗滑移稳定性要求，基底下设置有高0.4米的榫块。
此段扶壁挡土墙处在现有泄洪沟中间，泄洪沟左侧为老路路基，目前加之基坑开挖较深，属于深基坑开挖，开挖且不能扰动原路路基，拟采用钢板桩+桩锚杆支护基坑案。
2、边环境概况
1、支护围无重要的建筑物和构筑物。
2、本次案拟定路面以下2.5m开始打入锚杆，经管线单位确认和现场实际调查，2.5m以下无管线。
3、工程地质概况
该建筑场地位于位于大道（原206国道），呈东低西高，黄海高程在12.5~15.5米之间，地貌单元属长江II级阶地。
根据岩土工程勘察资料揭示，在基坑支护围地层共分3层，对各
层结构及特征描述如下表：
层
号
岩土名称
承载力特征值fak（KPa）
天然容重
YKN/m3）
粘聚力
c（kpa）
摩擦角
机度）
压缩模量
Es（MPa）
变形模量[Eo（MPa）]
基底摩擦系数
渗透系数
k（cm/s）
①2
填土
70
18.4*
7.0*
10.0*
3.0
/
/
②
粉质粘土
260
20.3
37.6
13.1
7.57
0.30
7.5*X10-6
③
砾
350
21.5
/
/
[36.0]
0.35
1.8*X10-1
4、场地水文地质条件概况
拟建场地在勘察期间测得地下水位埋深1.0~1.2米，高程在
11.10~12.10米之间。
第①1层填土和第①2层填土含少量上层滞水，主要接受大气降水补给为主，水量较小。
承压水主要赋存于第③层砾中，埋深11.80~12.30米，高程0.40~1.10米，补给式以大气降水和地下迳流为主，该层透水性强，富水性中等，水量中等。
根据临近场取地表水水样水质资料分析测试报告，该场地地下水和土对建筑材料微腐蚀性，水位年变化幅度为0.50~1.00米左右。
三、基坑支护设计
1、设计原则
（1）、满足基坑安全使用功能的要求。
（2）、可操作性强，切实能指导施工。
（3）、确保边环境（地下管线、边建筑物）的安全。
（4）、施工速度快，节约工期，降低造价。
2、基坑支护设计案施工主要材料及设计技术参数
本工程设计案采用钢板桩排桩+锚杆支护形式，主要施工材料及设计技术参数如下：
（1）、拉森式钢板桩：
规格为400x360x14.8x10伽，每延米板桩截面面积为236cm2，为每延米板桩壁惯性矩39600cm,每延米板桩抗弯模量2200cm，桩长10.5m，打桩全线长度为260m。
（2）、锚杆：
锚杆直径巾150mm,锚杆体钢绞线强度为1860级，直径①15.20m,预应力钢筋弹性模量2.0x10MPa，土与锚固体粘结强度分项系数1.3，锚索材料弹性模量为1.95x105MPa，灌浆砼
为C30,灌浆砼的弹性模量3.0x104MPa。
锚杆设置表如下:
锚杆编号
水平距离
（m）
竖向间距
（m）
入射角
（°）
总长（m）
锚固段长
（m）
1
2.0
2.5
15
14.5
8.0
2
2.0
2.5
15
18.0
12.0
（1）、整体稳定计算
（2）、锚杆锚固长度计算
（3）、抗倾覆稳定计算
（4）、抗隆起稳定计算
（5）、嵌固及桩长计算
计算简图如下：
4、结构计算软件及施工工况
（1）、计算软件采用理正深基坑7.0版本。
（2）、本次计算采用5种施工工况，工况表如下:
工况名称
工况容
工况1
从路面标高开始，向下开挖2.5m。
工况2
加横檩支撑1、加锚杆1。
工况3
继续向下开挖2.5m。
工况4
加横檩支撑2、加锚杆2。
工况5
继续向下开挖3.5m，至基坑底部。
四、基坑支护施工案
1、钢板桩施工技术质量保证措施
（1）、场地平整，清除障碍物
进入施工现场，首先配备钩机将场地平整，在施工围清除地下及地上障碍物；
（2）、放线定位
按设计要求，基坑开挖边线，以确保点位准确。
（3）、拉森式钢板桩施工
1）、施工准备完成以后，机械液压振动打拔桩机（设备型号：
坤行350）进入现场，按预先定好的桩位将钢板桩振动压入，保证钢板桩垂直度。
2）、打桩前，在钢板桩的锁口涂抹油脂，以便打入拔出。
3）、打桩时，格控制支护桩打入的垂直度在打桩过程中，为保证钢板桩的垂直度，用两台水准仪在两个向上进行控制；为防止锁口中心线平面位移。
4）、水平位置的控制，采用双向控制，施工前将支护桩位置撒灰线，然后每间隔10米左右打1根支护桩，在支护桩上挂线，确保支护桩前后位移不超过5cm。
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法调正时，拔起重打。
5）、钢板桩施打采用屏风式打入法施工。
屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高。
施工时，将10-20根钢板桩成排插入导架，使他呈屏风状，然后再施打。
通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度，并格控制垂直度。
屏风式打入法的施工顺序有正向顺序、逆向顺序、往复顺序、中分顺序、中和顺序和复合顺序。
施打顺序对板桩垂直度、位移、轴线向的伸缩、板桩墙的凹凸及打桩效率有直接影响。
因此施打顺序是板桩施工工艺的关键之一。
其选择原则是：
当屏风墙两端已打设的板桩呈逆向倾斜时，应采用正向顺序施打；反之，用逆向顺序施打；当屏风墙两端板桩保持垂直状况时，可采用往复顺序施打；当板桩墙长度很长时，可用复合顺序施打。
总之，现场应根据实际情况变化施打顺序，采用一种或多种施打顺序，逐步将板桩打至设计标高。
6）、打完桩后，按设计工况开挖地面，逐一施加横檩支撑钢板，采用角铁焊接在拉森钢板桩钢板上，要保证焊接长度。
7）、基坑回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。
拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩法顺序和拔桩时间及土处理。
否则由于拔桩的振动影响，拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，并影响路基、地下管线的安全。
1）、拔桩法
本工程采用振动锤拔桩：
利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩围土的粘聚力已克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将
桩拔除
2）、拔桩注意事项：
①根据情况确定拔桩起点，必要时用跳拔的法，拔桩的顺序最好与打桩时相反。
②振打与振拔：
拔桩时可先用振动锤将板桩锁口振活以减少土的粘附，然后边振边拔。
③供振动锤使
用的电源为振动锤本身额定功率的1.2-2倍。
④对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的法，每次振动15分钟，振动锤连续不超过1.5小时。
8）、对拔桩后留下的桩，必须及时回填处理。
回填的法采用填入法，材料为屑。
2、钢板桩质量控制措施
（1）、原材料具有出厂合格证
（2）、钢板桩的质量检验标准应符合下表规定
钢板桩施工质量检测标准单位:
mm
项目
序号
检杳项目
允偏差或允值
检查法
主
控
法
1
钢板桩间距
±50
用尺量
2
长度
±100
用尺量
般项目
1
钢板桩材质检验
抽样送检
2
垂直度
L%
用尺量
3、锚杆施工技术质量保证措施
（1）、施工工艺
锚头制作-钢绞线下料-锚杆体制作-钻机就位准备-钻进注
浆锚杆体跟进-反循环注浆退出钻杆-腰梁安装-锁定拉
（2）、施工技术措施
1）、锚头制作
锚头采用钢板焊接制作，锚头长350mm,直径①150锚杆，锚头
叶片展开直径不小于120m
2）、钢绞线下料
根据施工设计进行下料，钢绞线长度L=L0+1.0m-0.35m,
L---钢绞线下料长度；L0---施工设计长度
施工时钢绞线外漏1.0米；下料如下图：
锚杆设计长度
锚杆1:
14.5m;锚杆2:
18.0m
锚杆下料长度
锚杆1:
15.15m;锚杆2:
18.65m
3）、锚杆体制作、组装
待锚头制作、钢绞线下料完成后，钢绞线穿过锚盘，锚头用冷挤
压对锚盘进行固定，锚杆体制作、组装完成。
4）、钻机就位，施工准备
1、施工作业前，根据设计要求和土层条件，定出位，做出标记
2、作业面场地要平坦、坚实、有排水沟，场地宽度大于4m<
3、钻机就位后，应保持平稳，导杆或立轴与钻杆倾角一致，并在同一轴线上，锚杆倾角应为150。
4、钻进用的钻具，采用地质部门使用的普通岩芯钻探的钻头和
管材系列。
为了配合跟管钻进，应配备足够数量的长度为0.5-1.0m
的短套管。
5）、钻进注浆锚杆体跟进
锚杆的施工应采取钻进、注浆、搅拌锚杆体跟进一次完成的法。
送浆泵的压力应为1.5MPA;注浆材料选用P.O32.5R水泥冰灰比为0.7水泥浆液应搅拌均匀，并在出凝前注浆完毕，为加快施工速度，加入早强减水剂（HSM）,掺量为水泥用量2%。
使强度3天达70%。
施工时使锚杆体跟进，并保证钢绞线不缠绕在钻杆上，防止反循环退出钻杆时带出钢绞线。
边退出钻杆边注浆，直至水泥浆从口溢出，退出钻杆，锚杆施工完成。
6）、腰梁安装
施工锚杆时现场制作腰梁，采用2根116#工字钢钢焊接为一体如下图：
7）、锁定拉
1、锚头台座的承压面应平整，并与锚杆轴线向垂直；
2、锚杆拉前应对拉设备进行标定；
3、锚杆拉时应有序进行，拉顺序应考虑临近锚杆的相互影响，所
以在砼桩侧应从一端开始隔根拉后再返回重新在隔根拉.
4、锚杆正式拉前，应取0.1-0.2轴向拉力设计值NT对锚杆预拉
1-2次，使杆体完全平直，各部位接触紧密.
5、锚杆拉至1.0设计值NT保持2min,然后卸荷至锁定设计值
0.8NT,拉荷载和位移观测时间见下表
锚杆拉荷载分级和位移观测时间
设计长度
拉何载设计
值（KN）
拉荷载锁定
值（KN）
何载分级
位移观测时
间（min）
荷载加速率
（KN/min）
锚杆1为
14.5m
0.1-0.2Nt
2
不大于100
120
96
0.8Nt
2
不大于100
1.1Nt
2
不大于50
锚杆2为
18m
0.1-0.2Nt
2
不大于100
136
0.8Nt
2
不大于100
1.1Nt
2
不大于50
4、施工质量控制措施
1）、原材料具有出厂合格证
2）、材料现场抽检试验报告满足要求
3）、施工完成后，应做锚杆拉拔实验，不同锚杆设计值各抽检根。
4）、锚杆的质量检验标准应符合下表规定
锚杆工程质量检验标准:
项
目
序号
检杳项目
允偏差或允值
检验法
主
控
1
锚杆杆体长度（伽）
+100
-30
用钢尺量
项
目
2
锚杆拉力设计值
设计要求
现场抗拉实验
般
项
目
1
锚杆位置（mm）
±100
用钢尺量
2
钻倾角（0）
±1
测斜仪等
3
浆体强度
设计要求
检测
4
注浆量
大于理论计算浆量
检查设计数量
5
锚杆体插入长度
不小于设计长度98%
用钢尺量
五、基坑监测
（1）、本基坑监测项目
包括支护结构的水平位移、围地下管线的变形、地下水位、桩力、支撑轴力、土体分层位移等。
（2）、监测点的位置及数量
1、在基坑顶部各转角处应设置沉降、倾斜及水平位移观测点;
2、地下水位的观测宜在基坑四设四个观测井。
3、基坑底部回弹及隆起观测视现场情况确定。
（3）、监测与测试的控制指标
1、支护桩顶水平位移累计不大于30mm，位移速率不大于3mm/d。
②、围道路及管线水平位移总量不大于
30mm；
③、地下水位应低于设计指标。
（4）、监测要求
①、在围护结构施工前精确测定初始值。
2、施工中应加强对测试点及测试设备的保护，防止损坏；
3、应采取有效措施保证测试基准点的可靠性及测试设备的完
好，以确保测试数据的准确性。
4、应及时向设计人员提供监测数据及最终测试评价成果，以便进行分析及采取相应的防措施。
（5）、监测期
从基坑土开挖至基坑回填土。
1、在围护施工时，正常情况下，临近监测对象每2天观测1次，当日变化量或累计变化量超警戒值时，监测频率适当加密，每天观测1次。
特殊情况如监测数据有异常或突变，变化速率偏大等，适当加密监测频率，直至跟踪监测。
2、在地下结构施工阶段，各监测项目观测频率为2〜3次/,支
撑拆除阶段1次/天。
六、施工质量保证措施
1、格遵守和执行有关施工质量规。
2、格执行公司质量管理体系，实行“三检制”。
3、配专业质检员，具体负责质量管理工作，格按照公司质量管理体系进行施工管理。
4、使用拼接接长的钢板桩时，拼接接头不能在同一断面上，相
邻的两根桩要错开至少2米。
七、安全文明施工措施
1、机械设备操作人员和指挥人员必须格遵守安全技术操作规程，
不擅离职守。
2、机械设备发生故障后及时抢修，绝不带故障运行，不违规操作，杜绝一切机械事故。
3、进入施工场地必须佩带安全帽。
4、在基坑边设置连续封闭的安全护栏，防止人员坠落。
5、在主要路口设置醒目的安全警示标志。
基坑支护计算结果
1、各施工工况力及位移结果：
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2、地表沉降量结果:
3、锚杆力计算结果
锚杆名称
锚杆最大力
锚杆最大力
锚杆力
锚杆力
弹性法（kN）
经典法（kN）
设计值（kN）
实用值（kN）
锚杆1
78.33
56.54
107.70
107.70
锚杆2
120.06
36.11
165.09
165.09
锚杆名称
钢绞线计算面
积（mm）2
钢绞线选用型
号
钢绞线使用面
积（mm）2
是否满足
锚杆1
360
3根1x7①15.2
420
满足
锚杆2
551
4根1x7①15.2
560
满足
4、整体稳定验算
輾「1
jTxxj*-.-■■.■■■-■■■"■.■■T--
计算法：
瑞典条分法
应力状态：
总应力法
条分法中的土条宽度：
0.40m
滑裂面数据
整体稳定安全系数Ks=1.270
圆弧半径（m）R=15.305
圆心坐标X（m）X=0.096
圆心坐标Y（m）Y=8.702
5、抗倾覆稳定性验算
抗倾覆安全系数
Mp
KsMa
Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩，对于支撑支点力由支撑
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倾覆弯矩。
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
工况1：
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号
支锚类型
材料抗力（kN/m）
锚固力（kN/m）
1
锚杆
0.000
0.000
2
锚杆
0.000
0.000
4970.4150.000
Ks一408.861一
Ks=12.>=1.200,满足规要求。
工况2：
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算
序号
支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
锚杆
150.796
4970.4151165.266
a—408^6—
Ks=15.006>=1.200,满足规要求。
工况3：
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号
支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
工况4:
Ks=6.664>=1.200,满足规要求。
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算
工况5：
Ks=8.959>=1.200,满足规要求。
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算
Ks=3.016>=1.200,满足规要求。
安全系数最小的工况号：
工况5。
最小安全Ks=3.016>=1.200,满足规要求
6抗隆起验算
Prandtl（普朗德尔）公式（忑>=1.1〜1.2），注：
安全系数取自《建筑基坑工程技
术规》YB9258-97（冶金部）:
LjDNqeNc
Ks7hDq
Nqtan45。
&
2
2
9.604
3.142tan9.604
Nq
tan452
e
2.383
NeNq1
1
tan卩
1
Ne2.38318.174
tan9.604
20.3002.0002.38322.858
8.174
Ks19.6308.5002.0005.000
Ks=1.343>=1.1,满足规要求
Terzaghi（太沙基）公式（Ks>=1.15〜1.25），注：
安全系数取自《建筑基坑工程技
术规》YB9258-97（冶金部）:
Ks
Nq
DNqcNc
tan|
Nc
2.590
1
1
tan
9.395
9.604
Ks
20.300
2.000
2.59022.858
9.395
19.630
8.5002.0005.000
Ks=1.515>=1.15,满足规要求
n
0.5
875
1
r~
D
0.04
0.54
6-
i1'
ihi
q
125
6.37（ctan
3
6
H
i1
式中S基坑底面向上位移（mm）;
n从基坑顶面到基坑底面处的土层层数；
ri第i层土的重度（kN/m3）；
地下水位以上取土的天然重度（kN/m3）；地下水位以下取土的饱和重度
（kN/m3）;
hi第i层土的厚度（m）;
q基坑顶面的地面超载（kPa）;
D桩（墙）的嵌入长度（m）;
H基坑的开挖深度（m）;
c桩（墙）底面处土层的粘聚力（kPa）;
桩（墙）底面处土层的摩擦角（度）;
r桩（墙）顶面到底处各土层的加权平均重度（kN/m3）;
8751
165.55.0
36
S=51（mm）
0.5
2.00.040.54
1256.3719.637.6tan13.10
8.5
7、嵌固深度及桩长计算
按《建筑基坑支护技术规程》圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度：
圆心（-1.161,4.887），半径=5.511m，对应的安全系数K=1.685>1.3
嵌固深度计算值h0=0.5m
嵌固深度设计值hd=a汕。
=1.1X1.1X0.5
=0.605m
当前嵌固深度为：
0.605m。
依据《建筑基坑支护技术规程》，
多点支护结构嵌固深度设计值小于0.2h时，宜取hd=0.2h=1.7m。
本次设计嵌固深度取为：
2.0m。
开挖高度为8.5m，因此桩长为10.5m。
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