绍兴市上虞区滨江小学体育馆新建项目
消防水池和泵房钢板桩围护方案
一、工程概况
绍兴市上虞区滨江小学体育馆新建工程，框架二层，建筑面积：7711.2㎡，建筑高度：17.10m；因消防水池和泵房挖深算至承台垫层底约4.93m；深度较深，挖深范围内以粉质粉土为主，土层中含水量较高，本基坑采取拉森钢板桩加支撑支护，在坑内采用深井降水。
二、工程地质特征
滨江小学消防水池周边承台较密，特别是西边大承台靠近消防水池地下室外墙仅0.6m；西侧有一个游泳池，靠近消防水池较近，最近处约2.3m；土层内以粘质粉土为主，含水量较高。综合以上特点，本基坑采取拉森钢板桩加支撑支护，在坑内采用深井降水，此围护方法对周边环境影响小，坑内降水不会引起周边地层沉降，挖土方量小，且施工速度快。基坑支护平面图见附图。
三、基坑钢板桩支护思路及要点
根据围护设计说明，若采取放坡结合降水的围护方法，主要有如下缺点：
1、基坑开挖深度较深，放坡要采取两级放坡，土方量较大，且后期回填土的质量不能保证，可能对底板造成不均匀沉降；
2、西边游泳池靠近消防水池外墙较近，大放坡会造成游泳池下部土方卸除，后期在游泳池的使用过程中也有可能造成不均匀沉降；
3、西边大承台靠近消防水池较近，放坡会影响大承台的桩侧摩阻力，对桩的受力有影响；
4、若不采取隔水措施，大范围降水会造成地层不均匀沉降，对周边环境有影响；
综上，本基坑采取拉森钢板桩加支撑支护。
钢板桩具体施工范围见钢板桩支护平面图附图。 施工要点：
1.钢板桩类型采用拉森钢板桩（SKSP-Ⅳ），壁厚13mm；
2.拉森钢板桩采用履带式挖土机施打，施工前一定要调查清楚地下管线、构筑物的情况，认真放出准确的支护桩中线；
3.打桩前应对钢板桩逐根进行检查，提出连接锁扣处的锈蚀、变形严重的钢板桩，待修整合格后方可使用；；
4.现场准备水平支撑，开挖后如发现局部钢板桩位移异常，及时架设支撑； 5.为保证钢板桩施打完后有较好的止水效果，在钢板桩施打过程中严格做好过程控制，施打前必须放线，检查钢板桩咬口部分是否有弯曲等质量缺陷，如有弯曲变形，必须经过校正后方可使用。
四、施工方法
1. 钢板桩的选用根据工程所在地场地特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑，选用的拉森Ⅳ型钢板桩，拉森Ⅳ型钢板桩宽度适中，抗弯性能好，其主要技术参 数为：W=2270cm3/m，g=76kg/m，要求钢板桩开挖后入土不小于钢板桩整体受力长度的三分二； 2.施工工艺流程 本工程基坑施 工工艺流程为：
放坡→打桩定位放线→施打钢板桩→土方开挖→基础施工→抵抗强施工→回填土方→拔起钢板桩
3.整平：在施打钢板桩之前，先用装载机和挖机配合将原地面整平，挖出导沟，然后进行钢板桩施工。 4.钢板桩施工方法
1)测量放线：由测量人员放出钢板支护结构的轴线和边线，然后在边线位置撒上白灰进行标记。
2)钢板桩的打设：拉森钢板桩施工关系到施工止水效果和施工安全，是本工程施工最关键的工序之一，要求在施工中要注意以下施工有关要求：
1、采用Ⅳ型密扣拉森钢板桩。拉森钢板桩采用振动打入法，采用单桩逐
块打设。施工时，先用吊车吊起振动锤，振动锤将钢板桩上端夹紧，然后将钢板桩吊至插桩点进行插桩，插桩时对准锁口后将钢板桩振动打入，施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况；
2、打桩前，对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩，不合格者待修整后才可使用；
3、在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过 1%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，必须拔起重打；桩顶标高偏差控制在100mm左右，轴线偏差控制在100mm左右。
总之，施工中应根据具体情况变化施打顺序，采用一种或多种施打顺序， 逐步将板桩打至设计标高，一次打入的深度一般为 0.5-3.0 米。
钢板桩施工允许偏差
板桩入土深度（cm） 板桩轴线偏差 板桩垂直度 支撑位置偏差 受力长度的三分之二 ±5cm 8%，不超 10cm ±20cm 5、密扣且保证开挖后入土不小于 受力部分长度的三分之二，保证钢板桩顺利合拢，特别是在基坑四角要设置转角钢板桩。
五、基坑支护计算
[ 基本信息 ] 规范与规程 内力计算方法 基坑等级 基坑侧壁重要性系数γ0 基坑深度H(m) 嵌固深度(m) 墙顶标高(m) 连续墙类型 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012 增量法 二级 1.00 4.930 7.070 0.000 钢板桩 每延米板桩截面面积A(cm2) 236.00 每延米板桩壁惯性矩I(cm4) 39600.00 每延米板桩抗弯模量W(cm3) 2200.00 抗弯f(N/mm2) 有无冠梁 放坡级数 超载个数 支护结构上的水平集中力 -[ 放坡信息 ] 坡号 1 [ 超载信息 ] 台宽(m) 7.500 坡高(m) 2.500 坡度系数 2.000 215 无 1 2 0
超载 类型 序号 1 2 [ 土层信息 ] 土层数 超载值 作用深度 作用宽度 距坑边距 形式 (m) 6.000 --- (m) 0.000 --- 条形 --- 长度 (m) --- --- (kPa,kN/m) (m) 15.000 10.000 2.500 --- 7 5.100 ㄨ 主动 坑内加固土 外侧水位深度(m) 弹性法计算方法 是 3.500 m法 内侧降水最终深度(m) 弹性计算方法按土层指定 基坑外侧土压力计算方法 [ 土层参数 ] --------------------------------------------------------------------- 层号 1 2 3 4 5 6 7 土类名称 细砂 粉土 粉土 粘性土 粘性土 强风化岩 中风化岩 层厚 (m) 3.70 1.10 3.20 3.40 3.10 1.80 11.00 重度 (kN/m) 3浮重度 (kN/m) 3粘聚力 (kPa) 0.00 0.00 11.00 --- --- --- --- 内摩擦角 (度) 35.00 25.00 12.80 --- --- --- --- 20.0 12.6 17.3 19.4 20.4 22.0 23.0 9.1 10.6 7.3 9.4 10.4 12.0 13.0
层号 与锚固体摩 1 2 3 4 5 6 7 粘聚力 内摩擦角 水土 分算 分算 分算 合算 合算 分算 分算 计算方法 m,c,K值 抗剪强度 m法 m法 m法 m法 m法 m法 m法 21.00 10.00 3.10 4.00 4.00 4.00 4.00 (kPa) --- --- --- --- --- --- --- 擦阻力(kPa) 水下(kPa) 水下(度) 35.0 60.0 35.0 55.0 65.0 85.0 120.0 0.00 0.00 9.00 5.00 6.00 50.00 50.00 38.00 28.00 19.81 28.96 30.00 35.00 35.00 [ 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:
水土 水压力
内侧土压力 层号 土类 外侧土压力 外侧土压力 内侧土压力 1 2 3 名称 细砂 粉土 粉土 分算 分算 分算 调整系数 调整系数1 调整系数2 调整系数 最大值(kPa) 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0.000 0.000 1.000 1.000 1.000 1.000 10000.000 10000.000 10000.000
4 5 6 7 粘性土 粘性土 合算 合算 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 10000.000 10000.000 10000.000 10000.000 强风化岩 分算 中风化岩 分算 [ 工况信息 ] 工况号 1 [ 结构计算 ] 各工况：
工况类型 开挖 深度(m) 4.930 支锚道号 ---
内力位移包络图：
地表沉降图：
[ 截面计算 ]
---------------------------------------------------------------------- [ 截面参数 ] 弯矩折减系数 0.85
剪力折减系数 荷载分项系数 [ 内力取值 ] 段 内力类型 号 1 基坑内侧最大弯矩(kN.m) 基坑外侧最大弯矩(kN.m) 最大剪力(kN) 弹性法 计算值 0.00 145.38 62.14 1.00 1.25 经典法 计算值 0.00 183.25 53.05 内力 设计值 0.00 154.46 77.67 内力 实用值 0.00 154.46 77.67 [ 截面验算 ] 基坑内侧抗弯验算(不考虑轴力) σnei = M / W
= 0.000/(2200.000*10-6) = 0.000(kPa)
= 0.000(MPa) < f = 215.000(MPa) 满足 基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力) σwai = M / W
= 154.464/(2200.000*10-6) = 70210.808(kPa)
= 70.211(MPa) < f = 215.000(MPa) 满足 [ 整体稳定验算 ]
----------------------------------------------------------------------
计算方法：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 = 3.306 圆弧半径(m) R = 17.692 圆心坐标X(m) X = 1.634 圆心坐标Y(m) Y = 10.749 [ 抗倾覆稳定性验算 ] 抗倾覆安全系数:
KsMpMa
Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 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：
2811.973 0.000Ks1561.253
Ks = 1.801 >= 1.200, 满足规范要求。
[ 抗隆起验算 ]
1) 从支护底部开始，逐层验算抗隆起稳定性，结果如下：
K
sm2ldNqcNchldm1q0Khe 2
Nqtan45o2 etan
NcNq11tan支护底部，验算抗隆起：
Ks = 25.562 ≥ 1.600，抗隆起稳定性满足。
深度16.300处，验算抗隆起。
Ks = 30.607 ≥ 1.600，抗隆起稳定性满足。
深度27.300处，验算抗隆起。
Ks = 31.808 ≥ 1.600，抗隆起稳定性满足。
[ 抗管涌验算 ]
----------------------------------------------------------------------
K2ld0.8D1hw'Kse
Kse———流土稳定性安全系数；安全等级为一、二、三级的基坑支护，流土稳
定性安全系数分别不应小于1.6、1.5、1.4；
ld———截水帷幕在基坑底面以下的长度(m)；
D1———潜水水面或承压水含水层顶面至基坑底面的垂直距离(m)； γ'———土的浮重度(kN/m3)；
Δh'———基坑内外的水头差(m)；
γw———地下水重度(kN/m3)； K = 8.110 >= 1.5, 满足规范要求。
[ 嵌固深度计算 ] 嵌固深度计算参数： 嵌固深度计算过程：
按《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012悬臂式支护结构计算嵌固深度ld值，规范公式如下：
KEpkZp1EakZa1Kem 697.2051.662K1.2011.200301.2933.204 得到ld = 5.200m，ld采用值为：6.900m 天然放坡支护
[ 基本信息 ] 规范与规程 基坑等级 基坑侧壁重要性系数γ0 基坑深度H(m) 放坡级数 超载个数 [ 放坡信息 ] ----------------------------------------------------------------------
《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012 二级 1.00 2.500 1 1
坡号 1 [ 超载信息 ] 台宽(m) 0.000 坡高(m) 2.500 坡度系数 2.000 ---------------------------------------------------------------------- 超载 类型 序号 1 [ 土层信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 土层数 内侧降水最终深度(m) [ 土层参数 ] ----------------------------------------------------------------------
7 3.500 坑内加固土 外侧水位深度(m) 是 3.500 超载值 作用深度 作用宽度 距坑边距 形式 (m) --- (m) --- --- 长度 (m) --- (kPa,kN/m) (m) 10.000 --- 层号 土类名称 层厚 1 2 3 4 5 6 7 细砂 粉土 粉土 粘性土 粘性土 (m) 3.70 1.10 3.20 3.40 3.10 重度 浮重度 (kN/m3) (kN/m3) 20.0 12.6 17.3 19.4 20.4 22.0 9.1 10.6 7.3 9.4 10.4 12.0 13.0 粘聚力 内摩擦角 (kPa) (度) 0.00 --- --- --- --- --- --- 35.00 --- --- --- --- --- --- 与锚固体摩 粘聚力 内摩擦角 擦阻力(kPa) 水下(kPa) 水下(度) 35.0 60.0 35.0 55.0 65.0 85.0 120.0 0.00 0.00 9.00 5.00 6.00 50.00 50.00 38.00 28.00 19.81 28.96 30.00 35.00 35.00 强风化岩 1.80 中风化岩 11.00 23.0
[ 整体稳定验算 ]
----------------------------------------------------------------------
天然放坡计算条件: 计算方法：瑞典条分法 应力状态：总应力法
基坑底面以下的截止计算深度: 0.00m 基坑底面以下滑裂面搜索步长: 5.00m 条分法中的土条宽度: 0.40m 天然放坡计算结果: 道号 1 整体稳定 安全系数 1.403 半径 R(m) 7.022 圆心坐标 Xc(m) -2.630 圆心坐标 Yc(m) 6.511 六、质量保证 1、开挖、安装过程中要密切注意土壤的移位变化，值得注意的是由于钢板桩在插打过程中受各种因素影响，整个围堰的侧面顺直度会出现一定的偏差，如局部需架设支撑，要设置围檩时，为保持钢板桩均匀受力，围檩与钢板桩之间的空隙要用型钢焊接，围堰的四角应加强处理。 2、钢板桩堵漏
钢板桩在插打不当或水压作用下会使锁口发生变形、胀缝，出现渗水的情
况。锁口不密封漏水时，应用木条、棉絮、麻绒等在板桩内侧嵌塞，或在漏缝外侧水中撒下大量的炉渣、木屑或谷糠等随水夹带至漏缝处，通过水流渗透自行填塞。也可用质量较好的塑料薄膜整块挂在围堰外侧进行挡水处理，减小渗水量。
3、钢板桩围堰施工的质量控制措施
1）拉森桩打入底标高，入土深度必须达到拉森桩桩长 2 分之 1 倍长度以上，紧密咬口式呈长方形，弯曲的拉森桩（桩身弯曲矢度大于 1‰桩长）不得使用。
2）围护拉森桩打好后，首先检查拉森桩的咬口，如发现有脱缝时在开口处 补插钢板桩，以减少缝隙中漏水、漏泥现象。其次检查水平联系围檩和支撑的安 装情况是否符合设计要求，待全部检查及准备工作完成之后，对堰身进行全面检 查后方可进行围堰内清淤。
3）在拆除围堰前，必须回沙及回土使围堰内相平后方可拆除围堰。 4）钢板桩施打过程中有时遇上大的块石或其它不明障碍物，导致钢板桩打 入深度不够，采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。
5）钢板桩挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜， 采取以下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔 l.0m～2.0m，再往下 锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石被振碎或使其发生位移，让钢板桩 的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。
6）钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据实际倾斜度进行焊接加工；倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。
7）在基础较软处，有时发生施工当时将邻桩带入现象，采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起，并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少阻力。 4、拔除和整理
在完成施工后，根据施工现场逐层拆除，根据现场实际情况搭设临时施工配合 QUY50A 履带吊 50 吨 DZ---45 振动锤拔出钢板桩。拔出的钢板桩清刷、修 补整理，并堆放在地面，严禁放入长廊内，及时运离施工现场。
七、安全保证措施
安全施工是关系到个人健康、家庭幸福、社会稳定、国家昌盛的大事。强化 安全知识的宣传教育，提高施工人员的安全技术素质，加强现场的安全管理力度， 加强安全防范措施等构成了施工安全工作的几个重要组成部分。 1、安全目标 本工程的安全目标，是在整个项目施工期间坚决杜绝各类重大责任事故、人身伤亡事故、消防事故、治保事故、交通事故、扰民事故及各类传染病发生。 2、安全组织措施
2.1 现场成立安全生产工作小组，设置专职安全员全面负责施工期间的安全 工作，各班组设立兼职安全员负责具体检查监督工作，现场建立安全生产保证体系。
2.2 坚持执行施工前的安全技术交底会议制度和开工前的安全教育制度，明 确本工程的安全目标，落实各个岗位的安全职责。
2.3 每周召开安全工作会议，进行安全工作的总结和布置。
2.4 开展安全活动，在现场布置安全标语、横幅等，积极进行安全知识宣传教育。
2.5 认真执行安全规程和操作要求，施工人员必须戴安全帽，严禁违章作业， 杜绝各类事故发生。
2.6 对于各类安全违章行为坚决进行处理，限期整改。 2.7 做好每天的安全生产记录，并填写安全日记。
2.8 按照长兴安全质量监督站的要求，认真、如实、确切的填写安全管理资料。 3、用电措施
3.1 开工前，专业电工和技术负责人应指导现场施工用电。
3.2 所用配电箱采用国家建筑施工统一的配电箱，实行一机一闸一漏电保护装置。主要配电箱均作接地，以防止感应电伤人。
3.3 照明线路不能与动力线路混用，吊机、振动锤等使用的拖缆，必须严格 检查，不能使用绝缘性能差的或有破损的电缆。
3.4 机械设备（如振动锤、电焊机等）移位、电器检修时必须断电操
作，严 禁带电操作，并挂上警示牌。移位时，须有专人指挥，专人照看电缆，防止电缆 压坏损伤。
3.5 移动电器、修理电器由专业电工进行，非专业人员严禁操作。
3.6 所用配电箱漏电保护装置每天由专业电工进行检查，并在相应表格上记 录。
3.7 施工现场用电严格遵守《施工现场临时用电安全技术规范》。 4、消防安全措施
4.1 由项目经理、安全员组成现场消防安全领导小组，具体负责落实防火安 全工作，以备突发情况下迅速采取行动，减小影响程度。
4.2 健全消防制度，施工现场安排专人、专职负责，一旦发现隐患，立即进 行消除。
4.3 吊机、食堂、宿舍及材料仓库四周按照规定设置足够的灭火器，并由安 全员检查落实到位。
4.4 酸碱泡沫灭火器指定专人维护、管理、保养，定期调换药剂，标明换药 时间，确保灭火器效能正常。
4.5 场区或生活区，禁止私接电线，私接违章电器；严禁使用煤油炉、电炉 烧煮。
4.6 进行电焊、气割作业人员必须持证上岗，并实行动火申报制度，动火必 须具有“二证一器一监护”才能进行。
4.7 现场电焊、气割作业必须符合防火要求，严格执行“十不烧”规章制度。
4.8 工地中的易燃易爆物品（如汽油、氧气瓶、乙炔瓶等）都必须按照规定 设置，妥善保管。
4.9 调查清楚施工现场周围道路两侧的城市专用消防龙头；进入工地的道路
保持畅通，宽度不小于 3.50m。
4.10 加强警卫人员上岗责任心，每天上班后对工地临时设施进行一次防火 巡查，消灭事故隐患。 5、交通措施
5.1 现场材料运输车辆出入施工现场时出入口应安排专人指挥车辆进出，以 免交通事故的发生。
5.2 施工现场特别是材料出入口周围，应有一块比较大的空地，以利于材料 运输车辆转弯、调头、进出。
5.3 型钢运输车辆进入现场后，必须先观察好行进路线，将影响通行的物品 搬开，同时对软路基路面铺好路基钢板，确保畅通。 6、夜间施工措施
6.1 在现场四周设置 2 个镝灯和各类机台照明灯具，使任何一个操作和人行 角度都有足够的亮度。
6.2 在夜间施工期间，注意降低噪音，避免机具猛烈撞击，严禁大喊大叫等。
八、施工监测：
1、监测内容
1）、周围环境的监测：包括周围临时房和道路路面的沉降、倾斜、裂缝的产生和开展情况，以及地下管线设施的沉降、变形等。 2）、基坑深层土体位移监测。
3）基坑周边地表沉降观测及地下水位观测。
2、基坑开挖期间，每天监测次数不少于一次，紧急情况可视具体实情加密观测次数。
3、根据土层情况和结构特点，本工程监测预警值如下：
1）、围护体靠近累计最大深层位移控制值为30mm，连续三天水平位移速率大于3mm/d。
2）、围护体靠近累计最大地表沉降控制值为30mm，连续三天垂直沉降速率大于3mm/d。
3）、支护结构严重开裂变形，有破坏迹象，地下水位变化Δu≤0.5m/d。
九、应急措施：
场地内保证有一台挖土机可以随时调用，如发现开挖后，坡顶位移呈增大趋势且不收敛，立即用挖土机挖土向坡脚回填反压，直至位移稳定再采取加固
措施。平时备好一定数量的编织袋，一旦发现位移增大不稳定，可用沙袋回填反压。
十、施工机械
序号 1 2 3 4 5 6 7 名 称 挖掘机 机械式打桩机 履带吊 振动锤 气割设备 水平仪 电焊机 规 格 200 型 QUY50A DZ---45 BX-300/500 数量 1 台 2 台 1 台 1 套 2 套 2 台 2 台 十一、劳动力组织
序号 1 2 3 4 5 工 种 挖掘机司机 专职指挥 起重工 电焊工 专职安全员 人 数 1 人 2 人 3 人 2 人 1 人 工 作 范 围 开挖桩位沟槽、平整桩机作业面、材料短 指挥施工机械，把握施工流程 打拔桩 安、拆钢支撑 安全生产管理
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容