钢板桩基坑支护

大成食品（天津）有限公司静海分公司粮食加工项目工作塔深基坑方案

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工作塔深基坑支护施工方案

一、编制依据

现行规范：《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97） 《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008） 行业标准：《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120－99)； 国家标准：《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）； 中国汽车技术研究中心新院区建设项目汽车安全试验室施工图纸 天津天勘建筑设计所编制的设备基础基坑支护设计 建设单位所发地质勘察报告 二、工程概况

建设单位：大成食品（天津）有限公司 工程地点：天津市静海开发区庶海道东侧 设计单位：郑州粮食食品工程建筑设计院 结构类型：钢筋混凝土框剪结构 建筑面积 2821.76 m2

质量目标：国家施工验收规范合格标准 承包方式：建筑工程施工总承包

工作塔结构类型为：框架混凝土结构，桩基础；建筑高度为：44.3米，长度尺寸为23.4米，宽12.7米，建筑±0.000相当于大沽标高1.852m，现地面大沽标高平均为1.25m，相当于建筑标高-0.6m，基

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坑底标高为-8.4m（局部底标高为-8.5m），基坑深7.8m（局部基坑深7.9米）。拟建工作塔北侧为筒仓（桩基础），与工作塔桩间距为3米；南侧为卸粮坑，与工作塔的桩间距18米，现已施工完毕。 三、 工程地质水文情况 1 、地质条件

根据地质勘察报告，场地地层由上向下可分为：素填土层、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉质粘土、粉质粘土。

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2、 水文条件

四、基坑支护结构设计

基础基坑较深，根据地质资料不宜采用自然放坡开挖，且考虑到开挖土体卸荷后对业已完成的相邻桩基础有不利影响，基坑必须采取支护措施，具体施工步骤为：

测量放线→打降水井→开挖土方（至-3.6m，平面范围为从基础侧壁向外5m）→打钢板桩→支撑位臵处开沟槽→围檩及内支撑施工→分层挖土（至8.4m）→人工挖土、清平 五、基坑支护结构的主要技术参数及技术要求

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(1)、 钢板桩的支护方式（一顺一丁），见下图：

(2) 材料要求

钢板桩采用40C工字钢为基坑围护体系，桩间距450mm，桩长12米，桩顶建筑标高为-3.60m，嵌入基坑底土体7.2m。进场钢板桩需进行外观检验及桩身缺陷矫正；用于基坑临时支护的钢板桩，主要进行外观检验，包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等，新钢板桩必须符合出厂质量标准，重复使用的钢板桩应符合检验标准要求，否则在打设前应予以退场替换。 (3) 打桩作业要求

选择对周围影响较小的振动锤施打，我项目部根据现场实际情况选择自带振动锤的神钢400型、神钢450型的挖掘机施打； (4) 拔桩作业要求

选用上述设备进行拔桩；为防止拔桩后地面沉降及对其它地面桩产生影响，同时进行空隙注浆填实工作。

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2 、支撑体系 (1) 材料要求

基坑内侧在顶部设臵1层钢环梁及钢支撑，钢环梁采用2根40C工字钢，钢支撑采用Φ508钢管、壁厚10。中心标高为-3.850m。型钢均采用Q235-B级，焊条E43，钢构件所有对接焊缝及坡口焊缝质量等级均为二级，其余焊缝质量等级为三级。 六 、钢板桩支护施工 1、 钢板桩支护施工流程

测量放线→开挖第一层土方（至-3.6m）→板桩测量放线→安装导向架→打钢板桩→拆除导向架→支撑位臵处开沟槽→内支撑安装→土方开挖至基坑底设计标高（预留30cm人工清平）→钢筋砼底板、外壁防水层施工、待砼强度大于70%后回填土至支撑底→拆除支撑→钢板桩拔除

2、 钢板桩吊运及堆放

装卸钢板桩采用两点吊。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。在堆放时要注意：

(1) 堆放的顺序、位臵、方向和平面布臵等应考虑到以后的施工方便； (2) 钢板桩要按型号、规格、长度、施工部位分别堆放，并在堆放处设臵标牌说明；

(3) 钢板桩应分别堆放，每层堆放数量不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距为3m，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度

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超过2m。

⑷在打设钢板桩过程中，由于施工现场地面不适合汽车及吊车行驶，项目部计划配备一台专用挖掘机以拖拽形式倒运钢板桩。 3、钢板桩的打设

施工机械采用自带振动锤的神钢400型、神钢450型的挖掘机施打。 (1) 打桩围檩支架（导向架）的设臵：为保证钢板桩沉桩的垂直度及施打板墙墙面的平整度，在钢板桩打入时应设臵打桩围檩支架，围檩支架由钢围檩、围檩桩、连接板组成。其中钢围檩、围檩桩采用40C工

字

钢

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号

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钢围檩围檩桩钢。

打桩围檩支架平面图

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钢围檩围檩桩钢板桩连接板打桩围檩支架剖面

围檩采用双面布臵形式，双面围檩之间的净距应比插入板桩宽度放大10mm，围檩设在离地面约500mm处，围檩与围檩桩之间用连接板焊接。 (2) 钢板桩打设

采用单桩打入法施工，用单层围檩每10—20块钢板桩组成一个施工段，先将两端2块钢板桩打入，严格控制其垂直度，每打入1m应测量一次，然后再进行中间部位钢板桩施工，逐块插打，直至工程结束，这种打入方法施工简便，可不停顿地打，桩机行走路线短，速度快。具体施工步骤如下：

先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；

② 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；

③ 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。同时在预先算出每块板桩的位臵，在围檩上

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用石笔做好标记，以便随时检查校正；

④ 开始打设的一、二块钢板桩的位臵和方向应确保精度，以便起到样板导向作用，故每打入1m应测量一次，打至预定深度后应立即用钢筋与围檩支架焊接固定。 (3) 钢板桩的转角和封闭合拢

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，采用轴线修整法解决。

轴线修整法通过对板桩墙闭合轴线设计长度和位臵的调整，实现封闭合拢，封闭合拢处最好选在短边的角部。具体作法如下：

① 沿长边方向打至离转角桩约沿有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； ② 在短边方向也照上述办法进行；

③ 根据长、短两边水平方向增加的长度和转角桩尺寸，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；

④ 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；

⑤ 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臵处。 ⑷钢板桩施工常见问题、产生原因、预防措施及治理方法 ①.打桩受阻（打桩阻力大，不易贯入）

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产生原因：

⑴在砂层或砂砾层打桩 ⑵钢板桩连接锁口锈蚀、变形 预防措施及治理方法：

⑴打桩前对地质情况做详细分析，确定钢板桩可能贯入的深度 ⑵打桩前对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀和严重变形的钢板桩 ⑶施工时可用高压水或振动法辅助沉桩 ⑷在钢板桩的锁口内涂油脂

②．桩身倾斜（钢板桩头部向打桩进行方向倾斜） 产生原因：

在打钢板桩时，由于连接锁口处的阻力大于钢板桩周围的阻力，打桩进行方向对钢板桩的贯入阻力小，钢板桩桩头部便向阻力小的方向位移

预防措施及治理方法：

⑴施工过程中用仪器随时检查、控制、纠正钢板桩的垂直度 ⑵发生倾斜时，用钢丝绳拉住桩身，边拉边打，逐步纠正 ③.桩身扭转（钢板桩的中心线变为折线形） 产生原因：

钢板桩锁口实铰式连接，在下插和锤击作用下产生扭转和位移，并牵连相邻已打入钢板桩的位臵，使中心轴线成为折线形 预防措施及治理方法：

⑴在打桩行进方向用卡板锁住钢板桩的前锁口

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⑵在钢板桩与围檁之间的两边空隙内，设一只定榫滑轮支架，制止钢板桩下沉中的转动

⑶在两块钢板桩锁口扣搭处的两边，用垫皮和木榫填实

⑷桩身扭转严重时，可将扭转部分的钢板桩拔出，采用上述预防扭转措施之后，重新打桩

带桩下沉（打钢板桩时，连带已打入的相邻钢板桩一起下沉） 产生原因：因钢板桩倾斜弯曲，连接锁口处阻力增加，致使相邻钢板桩被连带下沉 预防措施及治理方法： ⑴钢板桩发生倾斜时及时纠正

⑵不是一次把钢板桩打到标高，留一部分在地面，待全部钢板桩入土后，用屏风法把余下部分打入土中

⑶把连带下沉的钢板桩和其他一块或数块已打好的钢板桩，用型钢焊接在一起

⑷在连接锁口处涂油脂，减少阻力 ⑸运用特殊塞子防止土砂进入连接锁口

⑹钢板桩被连带下沉后，应在其头部焊接同类型钢板桩补充其长度不足

⑤拔桩困难（打入的钢板桩在回收时，难以从地基土中拔出） 产生原因：

⑴打入的钢板桩连接锁口锈蚀、变形严重 ⑵钢板桩打入在硬土或密实的砂土层中

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⑶基坑开挖时，支撑不及时，使钢板桩变形很大

⑷拔桩时，拔桩设备的重量及拔桩时对地基的反力使钢板桩受到侧向压力，从而增大了拔桩阻力 预防措施及治理方法：

⑴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 ⑵打桩前在钢板桩的锁口内涂油脂

⑶基坑内土建施工结束回填土时，尽可能使钢板桩两侧土压平衡 ⑷拔桩时，拔桩设备同钢板桩保持一定距离，必要时在拔桩设备下放臵路基箱或垫木，以减小钢板桩受到的附加侧压力

⑸将钢板桩用振动锤等重复打一次，以此克服土的粘结力，并消除钢板桩上的铁锈

⑹要按打桩顺序的相反的次序拔桩

⑺钢板桩承受土压一侧的土较密实，可在其附近并列地打入另一根桩，使原来的桩容易拔出

⑻在钢板桩两侧开槽，灌彭润土泥浆，使拔桩阻力减小

4 、基坑土方开挖

土方开挖应配合内支撑的安装分二次进行出土，选用1台斗容量1m3的挖机于基坑顶作业，较深部位的掘土换用1台长臂挖机施工；出土立即外运至现场指定位臵。

第一次挖土，从自然土面(建筑标高-0.6m)向下挖3.4m至钢板桩打设位臵；挖土机械应小心避开方桩外露部分，方桩外皮200mm范围内由

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人工挖除。

第二次挖土，从内支撑安装位臵向下挖3m至-6m处，预留人工清理土层厚度约30cm。土方开挖完成后，应立即排除积水，平整填实后及时浇筑砼垫层进行固化保护。 5 、内支撑安装

基坑内侧顶部设臵单层钢围檩及内支撑，钢围檩采用40C工字钢，内支撑采用Φ508钢管、壁厚10。钢制构件的施工及安装应有严格的质量检验措施，质量检验应符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）的规定。

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6、基坑排水降水措施

根据地勘资料，本场地地下水位较浅，现场局部开挖施工过程中可见有地下水涌出，因此深基坑开挖前与开挖过程中，需采取相应排水降水措施，以确保基坑施工的安全。在基坑开挖前，按下图布臵大口井降水：

在基坑顶部具坑边1 m位臵用砌块砌筑排水沟(截面净尺寸为400*400mm)，用以拦截地表水，并排出场外，在土方开挖完毕后，基坑底部沿支护桩侧设臵排水盲沟，利用基坑角部位臵原大口井作为基坑底部集水井，用以排除基坑内积水，中间大口井应及时封堵。基坑顶与基坑内的排水沟布臵如下图所示。 7 、 拔桩 ① 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。拔桩要点：

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(1) 拢桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的阻力，然后边振边拢。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。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机功率的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 桩孔处理

由于基坑周圈混凝土地面桩、承台桩比较密集，钢板桩拔除后留下的土孔应同时回填处理，本工程采用注浆填充。

七、 基坑监测

本工程监测人员：监测人 专职测量员谢博亮 复测人 质量员熊正名

在基坑开挖前应由监测人、复测人分别测得初始值，核对无误后进行下一步施工。 1、 本基坑监测项目

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包括支护结构、钢板桩外侧9m范围内的地面桩、承台桩的水平位移、桩内力、支撑轴力、土体分层位移等。 2、 监测点的位臵及数量

(1) 在基坑顶部各转角处应设臵沉降、倾斜及水平位移观测点；

上图为基坑观测点布臵图，要求观测点距钢板桩不小于15m，其中填充为圆形的点为观测钢板桩水平位移的观察点，主要测量仪器为经纬仪，填充为方形的点为观察地面桩、承台桩水平位移的观察点，具体观察方法如下：

①在开挖第一层土方过程中（至—3.6m），在筒仓混凝土桩顶部焊接一颗螺丝钉或钢筋（共6个），采用全站仪抄测其坐标点及水平点；开挖第二次土方过程中（至-8.4米）在基槽钢板桩中部设臵一个观测点（共4个），采用全站仪测量钉子与测量点的距离，做好记录。（现场NTS-372R型全站仪具备红外线测距功能，精度较高，1公里

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误差为±2mm）

②从基坑支护至基坑回填土完毕，项目部专职测量员应严格按照监测周期要求监测，如在测量距离过程中发现异常，应立即采用棱镜配合全站仪进行复测，如确定桩位移超过允许值，项目部应马上联系设计单位，及时采取有效加固处理措施。

(2) 支护板桩、支撑、围檩的应力及应变观测点应设臵在受力较大位臵，数量及位臵宜结合现场条件确定。 (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) 桩身、围檩、支撑构件及立柱的应力值不大于设计值的80%； (3) 周围地面桩、承台桩水平位移总量不大于30mm，位移速率不大于3mm/d； 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范措施。 5、 监测周期

从基坑土方开挖至基坑回填土。

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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。

在地下结构施工阶段，各监测项目观测频率为2～3次/周，支撑拆除阶段1次/天。 八、 基坑验收

1、 基坑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》(JGJ 120－99)及相关验收规范的规定。

九、 施工注意事项及要求

1 、基坑土方开挖应遵循分层、平衡、适时的原则，分层高度应与内支撑的竖向间距相对应，以内支撑下0.5米深为分层界限。采用机械开挖时，坑底设计标高以上20cm由人工清除，不得超挖。开挖到位后，应及时浇注砼垫层，严禁基坑暴露时间过长。 2、 做好基坑内的排水工作，必须准备足够的抽排水设备。 3、支护板桩施工应采取有效措施控制好桩位、垂直度及保证转角处的闭合。

4、钢结构的焊接，必须是持有特种作业上岗证的人员操作，确保安全与质量。

5、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

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土机械碰撞支护结构，基坑四周严禁堆土或堆载，地面施工荷载不超过15Kpa。

6、 应作好可能发生事故的预防和抢险准备工作。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。

7、 加强基坑监测，监测数据应及时通知有关人员。 十、 深基坑施工安全措施

1 深基坑施工属于负高空作业，必须遵守高空作业之规程。施工过程中及时作好基坑口的临边围护，禁止高空抛物、严防坠落。 2 进入工地一定要戴硬质反光安全帽，操作工必须手戴防护手套，电工戴电工专用绝缘手套。

3 用机械开挖时，应设专人盯测，以防坑底超挖。坑底的控制标高应比设计标高提高30厘米。

4 对设内支撑的基坑，在每层土开挖中，同时开挖的部分，在位臵及深度上，要保持对称，防止基坑结构承受偏载。基坑开挖应分层进行，高差不宜过大。土质越软，高差应越小。

5 基坑开挖到设计标高后，一定要将支护桩根部的淤泥清挖，否则会造成支护桩倒塌。

6 基坑底面不能暴露时间过长。基坑开挖中间间歇间过长，变形会随着时间不断增加。这种情况下，应考虑增加支护结构的强度。 7 遇有粉、细砂层时，及时通知设计，采用恰当的排水方式，以防产生流砂造成基坑坍塌。

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8 如果基坑开挖后，不能立即进行下一道工序施工时，可在基坑设计标高之上，预留0.15-0.3m厚的一层土不挖，待下一工序开始前，再用人工开挖至槽底的设计标高。否则在下雨时，基坑会浸水坍塌。 9 验收合格方可进行作业，未经验收或验收不合格不准作下一道工序作业。

10 打拔钢板桩安全操作规程

(1) 机械作业时发现异常，应立即停车检查。

(2) 作业点地面应平坦，地面不平应垫平，防止翻车事故。 (3) 吊桩时要用专用的钢丝绳和锁扣扣紧桩身，并轻起轻放。打拔桩前要检查震锤是否夹紧，防止应震锤未夹紧损坏钢板装或造成事故。 (4) 不得在架空输电线下面打拔桩。

(5) 作业范围内严禁站人，以防各种突发事件造成事故。

(6) 打拔桩严禁超负荷作业，不准超力矩，仰角也不得超过限度，以防“翻车”“折臂”事故。

(7) 不得在风力超过6级及大雨、雪、雾等恶劣天气下作业，材料及其它设施采取遮盖、压紧等措施。

(8) 严禁非司机作业。回转操作要平稳地接触回转离合器，尽量减少钢板桩的摆动，起吊时应先鸣笛示警，要稳妥操作。

(9) 做支撑要随挖随做，及时做好，不得拖延。支撑要水平直顺，不得倾斜弯曲。烧焊支撑时要注意动火作业安全和深基坑作业安全。 (10) 随时检查钢板桩和支撑是否完好，发现松动要及时补焊，发现弯曲要及时通知设计单位，采取加撑及采取安全措施。

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(11) 要统一信号，专人指挥，夜间作业，必须有良好的照明。 十一、 应急救援预案 1 成立基坑应急安全小组

应急小组职序号 姓名 项目职务 务 联系电话 医院急救电话：120 2、 基坑使用和维护要求

(1) 严格控制基坑周边和坡顶的荷载

① 施工总平面布臵必须征得业主、设计单位和监理单位的审批。 ② 基坑开挖过程中应严格控制周边荷载，基坑边荷载不得大于15KPa，在开挖过程中控制超载。

(2) 沿基坑坡顶浇筑1.5m宽，10cm厚素砼层，防止地表水对基坑边坡冲刷。

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(3) 按基坑设计方案要求，做好基坑内排水，开挖过程中修建临时排水沟，底板设排水孔，用潜水泵将基坑内积水抽至地面排水沟。在雨季施工，更应该加强基坑内积水抽排。

(4) 施工过程中应经常检查排水沟，确保排水通畅，并作好基坑边坡及临近构筑物、管桩基础的沉降、位移观测，发现变化异常时及时分析，进行补救。

(5) 恶劣天气暴雨前后对基坑支护结构做全面的安全检查，重点查看基坑周边、邻近的道路的沉降及开裂情况、支护桩的变形、渗漏等情况，如有异常，及时上报并作加固处理。 (6) 施工期间应按要求切实做好基坑的降水工作。

(7) 施工中若发现支护剖面段实际地层较设计选用的钻孔地层软弱，或有其它可能危及支护结构、基坑周边构筑设施的情况，应立即通知监理和设计人员，及时采取有效加固处理措施。 3、 应急措施

当监测项目超过控制值时，必须迅速撤离基坑内施工人员和设备(如有可能)，停止施工，会同监理、设计和建设单位有关人员查明原因，对支护方案进行修改，待加固后方能进行后续施工。一般应急措施有：

(1) 施工前准备好钢筋、水泥、足够的砂袋等加固材料，以及挖土机、水泵等工具，以备抢险用。

(2) 迅速回填或反压，保证位移值不再增大。 (3) 进行回固。

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(4) 坡顶支护结构后开挖卸载。

(5) 当支护结构因碰撞后出现渗漏水时，应及时进行止水处理，必须时原位回填。

(6) 必要时，采取深层搅拌桩加固或者进行水泥注浆。 4、 注意基坑的时空效应

根据以往的工程经验，基坑边坡的时效性问题比较明显，雨季更为显著。我公司将充分考虑土层的蠕变性，尽快完成支护结构施工。

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