钢板桩支护开挖专项施工方案

    2

1.2地下水情况

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3.1.6基坑土方施工安全措施    15

3.2.1钢板桩工程质量保证措施    16

1、工程概况：

截流污水干管管总长约6200米，管径为DN300～DN800的HDPE钢带增强（PE）螺旋波纹管，埋深为3.0～4.86米，根据现场实际情况，管道中心线在公路正下方，又近高压电杆、建筑物及公共设施，不具备放坡开挖条件，为了不破坏相应建筑及设施，采取拉森钢板桩及槽钢支护开挖形式。

1.1地质条件

根据地质资料，管道沿线地层可划分为四层：人工填土层（Qml）、第四系冲洪积层（Qal+pl）、第四系残积层（Qel）,下伏基岩为侏罗系泥质砂岩（J）及震旦系混合岩（Z）。各岩土层的主要特征详见岩土工程详勘报告及测量成果报告。

1.2地下水情况

拟建场地地下水含水量丰富，地下水的补给来源为临区外围含水层及侧向排洪渠及河涌水的渗流补给，管道沿线距排洪渠及河涌较近，场地地下水与排洪渠及河涌水具互补关系。此段管线根据地勘报告，地下水位在2.3～3.5m，地下水位较高。

2 施工方案

根据本工程地质、水文条件和管道敷设设计要求，考虑沿途的工作面有限，地下水位较高，且在粉细砂层开挖时易产生流砂、突涌和坍塌现象，决定采用拉森IV钢板桩或槽钢支护开挖施工，按开挖深度选用6m长度。

沟槽开挖为：机械+人工。

人工清底厚度为20—30cm。

2.1 施工程序

测量定位——钢板桩施打——倒退法挖掘——桩围檩和支撑——排降水系统设置——管道基础——管道安装及试验——验收回填——拆拔钢板桩

2.2 施工方法

2.2.1测量定位

1、钢板桩定位

钢板桩选用防水型，沿管线延长线（中心轴线方向）密扣排布置，按规范要求基坑底的宽度为600+1000=1600mm。考虑到地下水位丰富，故槽底需设排水沟，工作面宽度应适当增加，故基坑底宽度采用1800mm。

2、测量放线

进行施工放样测量，定出沟槽中线及井位并引出水准基准点，作为整个排水工程的控制点。每次测量均要闭合，按规范严格控制闭合误差。

测量管沟中心轴线、标高；并放出管沟基槽边线，在边线设置小木桩。沟渠放线，每隔20m设中心桩。必要时设置控制桩。沟槽测量工作应有正规的测量记录本，认真详细记录，必要时应附示意图，并应将测量的日期、工作地点、工作内容以及记录、对点、拉练、扶尺等参加测量人员的姓名记录，测量记录均应有专人妥善保管，随时备查，作为工程竣工的原始资料。

（1）平面控制网

根据业主提供的控制点，采用导线传递法建立现场平面测量控制网，控制网至少设多个稳定的现场一级控制桩，由一级控制桩引测至管道、构筑物控制点。在传递过程中，项目总工程师必须进行技术复核，做好记录。

测量仪器采用全站仪、经纬仪、精密水准仪、钢卷尺等。测量工作由专门的测量组完成。

现场设的平面测量控制桩，其位置必须设在通视良好，不易破坏的地方，尽量避开施工道路及材料堆场。我公司将根据业主提供的资料和控制点进行复核测量，以保证测量的准确性，通过现浇混凝土加固等方式保护好原始控制点。

（2）高程控制网 

根据业主提供的测量基准点建立临时水准点作为工程控制的基点，在沉降观测及高程测量时必须闭合或进行附合检测，并进行闭合差或附合差分配。所有的测量结果达到规范要求的精确度。

高程传递时，应反复校核，并作好记录。

根据业主提供的资料和水准点进行复核测量，以保证所提供资料的准确性，通过现浇混凝土加固等方式保护好原始的水准点。该水准点为场内永久性水准点，作为本工程高程控制及竣工后沉降观测的依据。

（3）施工测量措施

成立现场测量专业组，专业组隶属于项目总工程师管理。

测量仪器按照其有效期限由工地测量员定期送当地仪器检测所检查、校正。

建立测量复核制度，每次控制点引用时，须经项目总工组织复核，关键性的复核邀请项目经理参加，细部尺寸由各单位施工负责人组织复核。

每次测量均需完整的详细的记录，作为主要的工程技术资料进行归档保管。

2.2.2钢板桩施打

本工程沟槽采用拉森钢板桩支护，沟槽支护结构大样图详见附图。

1、钢板桩施工顺序

钢板桩的打设虽然在基坑开挖前已完成；但整个钢板桩支护结构需要等地下结构施工完成后，在许可的条件下将板桩拔除才算完全结束。因此，对于钢板桩的施工应考虑打设、挖土、支撑、地下结构施工、支撑拆除及板桩的拔除。

板桩定位放线→挖沟槽→安装导向架→沉打钢板桩→拆除导向架支架→第一层支撑位置处开沟槽→安装第一层支撑及围檩→挖第一层土→安装第二层支撑及围檩→挖第二层土→……→安装最后一层支撑及围檩→挖最后一层土(至开挖设计标高)→基础施工→回填或换撑→拆除最下层支撑→拆除全部分支撑→回填→拔除钢板桩

2、钢板桩打设

打桩围檩支架（导向架）的设置。为保证钢板桩沉桩的垂直度及施打板桩墙面的平整度，在钢板桩打入时应设置打桩围檩支架，围檩支架由围檩及围檩桩组成。

围檩系采取双面布置形式。沿高度上布置两层到三层，这样，对钢板桩打入时导向效果更佳。一般下层围檩可设在离地面约500mm处，双面围檩之间的净距应比插入板桩宽度放大8-10mm。围檩支架一般均采用型钢H 300×300，围檩桩的入土深度6m，间距2.5m。

打桩流水段的划分。打桩流水段的划分与桩的封闭合拢有关。流水段长度大，合拢点就少，相对积累误差大，轴线位移相应也大；流水段长度小，则合拢点多，积累误差小，但封闭合拢点增加。一般情况下，应采用后一种方法。另外采取先边后角打设方法，可保端面相对距离，不影响墙内围檩支撑的安装精度，对于打桩积累偏差可在转角外作轴线修正。

钢板桩打设:先用吊车将钢板桩吊至插点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩帽，轻轻加以锤击；在打桩过程中，为保证钢板桩的垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制；为防止锁口中心线平面位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。同时在围檩上预先算出每块板桩的位置，以便随时检查校正；开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精确，以便起到样板导向作用，故每打入lm应测量一次，打至预定深度后应立即用钢筋或钢板与围檩支架焊接固定。由于板桩墙的设计长度有时不是钢板桩标准宽度的整数倍，或板桩墙的轴线较复杂，或钢板桩打入时的倾斜且锁口部有空隙，这些都会给板桩墙的最终封闭合拢带来困难，往往要采用异形板桩、轴线修整等方法来解决。

3、异形板桩法

在板桩墙转角处为实现封闭合拢，往往要采用特殊形式的转角桩—异形板桩。它是将钢板桩从背面中线处切开，再根据选定的断面进行组合而成。由于加工质量难以保证，打入和拔出也较困难，所以应尽量避免采用。

4、轴线修整法

通过对板桩墙闭合轴线设计长度和位置的调整，实现封闭合拢的方法。封闭合拢处最好选在短边的角部。轴线调整的具体作法如下：

沿长边方向打至离转角桩约尚有8块钢板桩时暂时停止，量出至转角桩的总长度和增加的长度；

在短边方向也照上述办法进行；

根据长、短两边水平方向增加的长度和转角桩的尺寸，将短边方向的围檩与围檩桩分开，用千斤顶向外顶出，进行轴线外移，经核对无误后再将围檩和围檩桩重新焊接固定；

在长边方向的围檩内插桩，继续打设，插打到转角桩后，再转过来接着沿短边方向插打两块钢板桩；

根据修正后的轴线沿短边方向继续向前插打，最后一块封闭合拢的钢板桩，设在短边方向从端部算起的第三块板桩的位置处。

2.2.3钢板桩支护

    1.沟槽钢板桩围檩的设置安装主要根据沟槽的深度及宽度、土质结构、沟槽与附近建筑物（以及其它设施）的距离、设计要求等方面而确定。

2.支护形式见（见附图一），标准断面于距桩顶以下1.0～2.0米设置支撑。

3.沟槽支护安装。采用H300×300×11×19型钢作围檩（横梁）及横撑，横梁与钢板桩之间采用牛腿支托，支托间隔1.5米。两侧横梁的安装高度一致，并处于同一水平面，每一件横梁长度不宜小于6米。横撑水平间距为3米（见附图二）。

4.横撑长度以现场两侧横梁间净距尺寸下料，横撑两端面在与横量焊接前应打磨干净，焊接部位100mm以内不应有泥土、锈蚀、油污等影响焊接质量的杂物。

5.圈梁和钢板桩间视情况情况间断焊接固定，各焊接节点必须按要求施焊合格，在通过验收后方可进行下一工序。支护构件及其尺寸在施工中根据现场情况可做适当调整。下管部位可通过沟深及管材长度计算后，横撑间距适当放宽。

2.2.4管道沟槽开挖

1、管道沟槽开挖

 管道定位测量和放线结束后，经建设单位和监理单位等复测合格后，可以按施工图要求进行沟槽开挖。

在施工前采取挖探和钻探的方法查明与施工相关地下情况，调查的主要内容有：各沟槽段的地下水位和土质情况，地下各种电缆的具体位置，施工沟渠与已建的沟渠、构筑物衔接的平面位置和高程校对等，以便合理地采取相应的措施。沟槽开挖的方法有两种，即人工开挖与机械开挖，应根据沟槽的断面形式、地下的复杂程度、土质坚硬程度、工作量和施工场地的大小以及机械配备、劳动力条件等条件确定。

开挖沟槽用反铲挖掘机进行开挖（90%），人工辅助配合（10%）。在开挖过程中由管理人员在现场指挥并经常检查沟槽的净空尺寸和中心位置，确保沟槽中心偏移符合规范要求。

管沟槽底层开挖的宽度按本次管槽需要保证的工作面进行开挖。开挖时，随时测量监控，保证开挖边坡、基坑尺寸，轴线、槽底的高程应达到沟槽验收规定的要求。

2、机械开挖沟槽注意事项

为保证槽底土壤不被扰动或破坏，在用机械挖土时，要防止超挖，挖至离设计标高20～30cm时用人工开挖、捡平，尽量避免超挖现象。若有超挖，应将扰动部分清除，并必须用中砂或石屑回填，并用平板震动器振实。开挖要保证连续作业，衔接工序流畅，同时要注意边坡土体变化，出现问题及时处理。减少意外事故。

对地下管线和各种构筑物应尽量能临时迁移，如无法迁移，必须挖出使其外露，须采取吊、托等加固措施，同时对挖掘机作详细交底，如无把握，应改为人工挖土。

在工作量不大、地面狭窄、地下有障碍物或无机械施工条件等情况下，采用人工开挖。人工开挖沟槽，应集中人力尽快挖成，转入下一工序施工。

3、人工开挖时应注意下列事项

沟槽应分段开挖，并应确定开挖顺序和分层开挖深度，若有坡度，应由低向高处进行，当接近地下时，应先开挖最低处土方，以便在最低处排水。

开挖人员不应分布过密，以间隔5m为宜，在开挖过程中和敞沟期间应保持沟壁完整，防止坍塌，必要时应支撑保护。

开挖沟槽遇有管道、电缆或其它构筑物时，应严加保护，并及时与有关单位联系，会同处理。

沟槽检查验收：沟槽开挖完成后，进行检查验收。检查项目包括开挖断面、槽底标高、轴线位置、沟槽边坡等。沟槽开挖允许偏差和检查方法见下表：

沟槽开挖允许偏差和检查方法

排水管道施工完毕并经检验合格后，沟槽应及时进行回填。

沟槽回填施工质量的好坏，直接影响今后排水管道的使用寿命和工程运行的好坏，是极其重要的环节。

回填时夯实两边填料，动作不能过猛，以免挤坏管道接口，而且应尽量让两人沿管对称填筑，该部分的密实度应达到95%。回填还应注意：

管顶以上0.7m范围内，必须用人工回填、夯实，严禁使用机械推土滚压回填；管顶0.7m以上部位的回填，可采用机械从管道轴线两侧同时回填、夯实或碾压。

回填前应将沟内积水排净，将管沟内的砖、石、木块等杂物清除干净。

2.2.6拔钢板桩

在沟槽回填至设计标高后，进行钢板桩的拔除施工。

1、拔桩阻力计算

拔桩阻力F包括钢板桩与土的吸附力FE及上一段钢板桩与土的侧面阻力Fs。

F=FE+FS

式中  FE—钢板桩与土的吸附力；

FE=ULT

U—钢板桩的周长；

LT—钢板桩的长度；

FS—钢板桩与各土层吸附力按土层厚度的加权平均值(L范围内)。对于静力拔桩取静吸附力；

Fs—钢板桩与土的侧面阻力；

Fs=1.2eaBhu

ea—作用在钢板桩上的主动土压力强度，按h范围内土层厚度的加权平均值 (KN／m2)；

B—钢板桩的宽度(m)；

h—钢板桩桩顶至坑底的长度(m)；

μ—钢板桩与土的摩阻阻力系数，取0.35-0.40。

2、拔桩方法

（1）静力拔桩法。静力拔桩一般可采用独脚把杆或人字把杆，并设置缆风绳以稳定把杆。把杆顶端固定滑轮组，下端设导向滑轮，钢丝绳通过导向滑轮引至卷扬机，也可采用倒链用人工进行拔出。把杆常采用钢管或格构式钢结构，对较小、较短的板桩也可采用木把杆。

静力拔桩技术要求较高，特别是在拔桩开始阶段，由于静摩阻力与吸附力很大，初始起拔时往往会发生卷扬机负荷过大或钢丝绳绷断的现象，因此宜将卷扬机间歇起动，减小拔桩阻力，渐渐将钢板桩拔出，起动后则尽可能保持匀速拔升。

（2）振动拔桩法。振动拔桩是利用振动锤对板桩施加振动力，扰动土体，破坏其与板桩间的摩阻力和吸附力并施加吊升力将桩拔出。这种方法效率高、操作简便，是广泛采用的一种拔桩方法。

振动拔桩主要选择拔桩振动锤，一般拔桩振动锤均可作打、拔板桩之用。

3、拔桩顺序

对于封闭式钢板桩墙，拔桩的开始点离开桩角5根以上，必要时还可间隔拔除。拔桩顺序一般与打桩顺序相反。

4、拔桩要点

（1）拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的阻力，然后边振边拔。对较难拔出的板桩可先用柴油锤将桩振打下100-300mm，再与振动锤交替振打、振拔。有时，为及时回填拔桩后的土孔，在把板桩拔至此基础底板略高时(如500mm)暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分。

（2）起重机应随振动锤的起动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限。

（3）供振动锤使用的电源应为振动锤本身电动机额定功率的1.2-2.0倍。

（4）对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续工作不超过1.5h。

2.2.7竣工验收

验收时应提交以下资料：

（1）竣工图和设计变更文件；

（2）材料出厂合格证明和实验记录；

（3）工程施工记录、隐蔽工程验收记录和有关资料；

（4）工序、部位（分部）、单位工程质量检验评定记录和工程质量评定表；

（5）工程质量事故处理记录。

3 质量、安全保证措施

3.1安全技术措施

3.1.1施工现场的安全措施

（1）施工现场入口处要设“施工现场安全管理规定”的安全牌及其它警示标志。

（2）在施工区域和生活区域及道路上设置照明系统，保证夜间照明。施工区域内按有关规定建立消防责任制，按照有关防火要求布置临设，配备足够数量的消防器材，并设立明显的防火标志。

（3）施工现场的安全设施，如安全网、护栏等，必须齐全有效，并且不得擅自拆除或移动，因施工确实需要移动时，必须经工地负责人同意，并需采取相应的临时安全措施，在完工后立即恢复。

（4）对深基坑开挖、基坑侧向位移进行定时定点观测。

（5）一切施工器具、材料都应该合理分类堆放，整齐稳固。各类材料的堆放不得超过规定高度。严禁靠近场地围护墙及其他建筑物墙壁堆置，且其间距应在50cm以上，两头空间应封闭，防止有人入内，发主意外伤害事故。

（6）作业中使用剩余器材和余料、废料等都应随时清理回收再分类集中堆放。

（7）各类设备应处于完好的使用状态，应有限位、防超负荷、超速和失灵保护装置，钢丝绳的安全使用要符合有关规定，勤加检查。起重设备的焊缝、连接螺栓、滑轮、制动防滑装置，均需经常检查，发现后及时处理。

（8）各项施工作业完成后，安全设施、防护装置确认不再需要时，经批准后，方可拆除。同时，要划定危险区域，设立警告标志。

3.1.2安全用电

（1）施工现场临时用电要有施工组织设计或方案，按规范的要求进行设计、验收和检查。临时用电要有安全技术交底及验收表，要有变更记录，健全安全用电管理制度和安全技术档案。

（2）临时用电应落实三项技术措施：

第一、防止误触带电体的措施；

第二、防止漏电措施；

第三、实行安全电压措施。

（3）严格用电管理，现场临时电线路按规范要求布设，必须由持证的专职电工上岗操作，采用三相五线制供电系统，各类电器设备均安设安全保险装置，严格执行一机一闸一保护。

（4）现场电工要每天对用电设施进行检查，按规定对接地电阻进行定期测试，并作记录。

3.1.3现场防火、防雷的措施

（1）、对职工经常进行治安、防火及防雷教育，培训消防人员，必要时现场设安全通道。

（2）、现场配备齐全消防器材，易燃易爆物品处有专门消防措施。

（3）、施工现场氧气与乙炔瓶距明火作业点不少于l0m，并要有防回火装置。

（4）、施工现场内临设修建符合防火要求，水源配置合理。

（5）、施工现场及生活区不得乱拉电线，接用电热器具。

（6）、实行逐级消防责任制，并检查执行处理隐患，奖罚分明。

（7）、与当地治安消防部门建立密切联系，并协助其工作。

（8）、机电设备的电闸箱要采取防雨、防潮等措施，并安装接地保护装置， 

（9）、机械设备必须执行工作接地和重复接地的保护措施。

3.1.4加强设备管理

（1）施工现场应实施机械安全管理及安装验收制度。使用的施工机械、机具和电气设备，在安装前应当按照规定的安全技术标准进行检测，经检测合格后方可安装；机械安装要按平面布置图进行。在投入使用前，应按规定进行验收，并办好验收手续登记。经验收，确认机械状况良好，能安全运行的，才准投入使用。

（2）严格执行各类机械设备的专人管理和操作制度，并设专人负责维护、保养。

（3）所有施工机具设备和高空作业的设备均定期检查，并有安全员的签字记录。

3.1.5事故发生的急救措施

（1）发生任何人员伤亡事故时，首先由工地医疗站的医护人员进行紧急处理后立即送往当地医院。

（2）工地发生火灾时，一方面应立即报告当地消防队，另一方面充分利用工地消防器材紧急行动，进行扑灭工作。事故发生后，保护好现场，及时将事故发生情况上报业主、有关部门和工地安全生产领导小组，并立即组织人员进行调查，对于重大事故要上报当地、检察及劳动部门。要分析事故原因，追究当事人的责任。

3.1.6基坑土方施工安全措施

（1）、机械操作人员应经体验合格，并经过专业培训，考核合格并取得行政主管部门的操作证后，方可持证上岗。

（2）、作业前，应查时施工现场明、暗设置物（电线、地下电缆、管道、坑道等）的地点及走向，并采用明显标记表示，严禁在离电缆1m距离以内作业。

（3）、挖土作业时应注意使施工机械和架空输电线路间保持安全距离，施工机械的任何部分与架空输电导线的安全距离。

（4）、挖土时应按安全技术交底要求堆土，严禁在机身下方掏挖，履带或轮胎应与基坑边保持1.5m以上的安全距离。不得用铲斗吊运物料。

（5）、在施工中遇至下列情况之一时应立即停工，待符合安全条件后方可继续施工：

1）挖土区土体不稳定，有发生坍塌危险时；

2）气候突变，发生暴雨、水位坍涨时；

3）地面翻浆冒浆，出现陷车或因雨发生坡道打滑时；

4）工作面净空不足以保证安全作业时；

5）施工标志、防护设施损坏失效时；

3.2质量保证措施

3.2.1钢板桩支护工程质量保证措施

（1）钢板桩施打前，先对所用的钢板桩进行质量检查，其外观应无弯曲、重锈及裂痕等缺陷；

（2）钢板桩两侧的锁口是止水的主要部位，不应使用锁口有过度磨损的钢板桩，以免造成无法止水而造成地下水大量进入沟槽；

（3）在施工过程中，必须保证钢板桩的垂直度，偏差值不得超过1%。为保证垂直度，采用两台经纬仪在两个方向加以控制。检查垂直度满足要求后，可继续施压至设计要求。 

（4）所有的支撑构件应符合设计要求、无弯曲，切割端面应平直，其对接节点强度，丛向长度不应少于6米。

（5）两侧围檩在安装时高度一致，横撑水平安装，围檩与横撑之间的焊接符合相关规范要求。

3.2.2基坑开挖质量措施

（1）、基坑开挖严格按编制的基坑开挖方法组织施工，分层分段开挖。

（2）、基坑开挖至支撑设计标高时，及时架设相应的支撑，开挖时机械避免碰撞支撑。

（3）、为减少对支护结构的影响，基坑内靠近连续墙0.5m的土方采用人工开挖。

（4）、开挖过程中，周期性的对墙位点和埋设的水准点进行监测，并通过监测的数据控制开挖，减少基坑的变形。

（5）、开挖过程中按设计要求进行基坑降排水，确保基坑的整体稳定，开挖如发现支护间渗漏水，采用注浆及时封堵，防止基坑失水而造成对周围环境产生不利影响。

（6）、根据监测信息，必要时采取加密支撑等措施防止基坑围护桩变形过大。

3.2.3基坑土方成品保护

（1）、雨期施工应有槽底防泡、防淹措施。

（2）、槽底整平验收后，禁止人为扰动，并应及时进行下道工序施工。

（3）、如挖土完成后基础不能及时施工时，应在基底标高以上预留300mm土层不挖，使其保护基底待做基础时再挖。

（4）、土方开挖中应采取措施，防止周边构筑物变形或下沉，并进行必要的监测。土方开挖遇至文物时应立即停止作业，并进行保护，上报有关部门处理。

（5）、施工时，对定位标准桩、轴线控制桩、标准水准点、龙门板、构筑物等不得碰撞。并应定期复测检查控制点。