武威地區(qū)拉森鋼板樁支護施工綜合方案一、工程概況1.1項目背景與地理位置本工程位于甘肅省武威市涼州區(qū)，地處河西走廊東端沖積平原，場地地貌單元屬祁連山北麓洪積扇前緣。施工區(qū)域地下水位埋深3.5-5.2m，土層分布自上而下依次為：①素填土（厚0.5-1.2m，松散）、②粉細砂（厚2.8-4.5m，稍密-中密，滲透系數(shù)1.2×10?3m/s）、③卵石層（厚3.0-6.8m，密實，最大粒徑150mm），下伏基巖為第三系泥巖。根據(jù)地質(zhì)勘察報告，場地土類別為Ⅰ1類，地基承載力特征值200kPa，地下水中氯離子含量0.03%，對鋼結構具弱腐蝕性。1.2氣候與環(huán)境條件施工區(qū)域?qū)贉貛Т箨懶愿珊禋夂?，年均降水?58mm，蒸發(fā)量達2020mm，最大凍結深度1.42m。極端氣候參數(shù)包括：夏季最高氣溫38.5℃，冬季最低氣溫-29℃，50年一遇基本風壓0.55kN/m2。每年3-5月為風季，主導風向西北風，最大風速18m/s。根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》，本場地抗震設防烈度8度，設計基本地震加速度值0.20g，設計地震分組第三組。1.3支護設計參數(shù)本工程基坑開挖深度7.8m，采用Ⅳ型拉森鋼板樁支護體系，具體參數(shù)如下：鋼板樁規(guī)格：SP-IV型，截面寬度400mm，高度170mm，厚度16mm，理論重量76.1kg/m，材質(zhì)Q235B樁長配置：主基坑采用12m長鋼板樁，支護有效深度9.5m，嵌入卵石層不小于2.0m支護結構：單排密扣式鋼板樁，樁頂設置一道內(nèi)支撐，采用H400×400×13×21型鋼圍檁+Φ609×16mm鋼管支撐，支撐間距3.0m止水措施：鋼板樁鎖口采用黃油-鋸末混合物密封，接縫處輔以高壓旋噴樁（Φ600mm，間距450mm）補強二、施工準備2.1技術準備組織技術團隊完成以下工作：編制專項施工方案并通過專家論證，針對8度抗震設防要求，對支撐體系進行罕遇地震工況驗算建立三級測量控制網(wǎng)，采用全站儀按二級導線精度布設平面控制點，用水準儀按二等水準精度建立高程控制網(wǎng)進行鋼板樁鎖口通過性試驗，采用2m標準樁對進場樁體進行100%鎖口通過檢查，通過率需達98%以上制定季節(jié)性施工措施：冬季施工采用-10℃抗凍液壓油，夏季施工設置遮陽棚及液壓系統(tǒng)冷卻裝置2.2材料與設備配置2.2.1主要材料計劃材料名稱規(guī)格型號數(shù)量質(zhì)量要求拉森鋼板樁SP-IV型，12m386根鎖口無變形，表面銹蝕深度≤1mm圍檁型鋼H400×400×13×21186m腹板垂直度≤1/1000鋼管支撐Φ609×16mm42根屈服強度≥345MPa焊接材料E4303焊條860kg符合GB/T5117-2012標準2.2.2關鍵施工設備沉樁設備：25t履帶吊（配備DZ60振動錘，激振力600kN）土方設備：PC200挖掘機（帶液壓破碎錘）、3m3裝載機測量設備：徠卡TS16全站儀（測角精度0.5″）、TrimbleDiNi03水準儀監(jiān)測設備：振弦式測斜儀（量程±30°，分辨率0.01°）、鋼筋應力計（量程0-300MPa）輔助設備：柴油發(fā)電機（200kW）、空氣壓縮機（12m3/min）、液壓扳手（扭矩范圍500-3000N·m）2.3現(xiàn)場準備場地平整：清除地表植被及障礙物，碾壓處理行車道路（壓實度≥93%）排水系統(tǒng)：設置300m臨時排水溝，配備4臺Φ150mm污水泵（揚程15m，流量50m3/h）防風措施：搭建2.5m高防風障，采用彩鋼板+鋼管架結構，抗風載0.55kN/m2安全設施：設置雙層防護棚（抗沖擊荷載10kPa）、臨邊防護欄桿（高度1.2m，兩道橫桿）材料堆放：鋼板樁分層堆放，每層5根，層間墊200×200mm方木，堆放高度≤2m三、主要施工流程3.1鋼板樁施工工藝3.1.1導架安裝采用雙層槽鋼導架體系，具體做法：定位樁：采用Φ200mm鋼管樁，長6m，入土深度4.5m，間距2.5m導梁設置：上下層導梁均采用[25a槽鋼，下層導梁距地面0.5m，上層導梁距下層1.2m連接方式：采用∠100×8角鋼焊接剪刀撐，節(jié)點焊縫高度8mm，滿焊處理精度控制：軸線偏差≤±10mm，導梁高程偏差≤±5mm，平面彎曲≤1/20003.1.2沉樁施工采用屏風式打入法，施工步驟如下：樁體處理：清除鎖口內(nèi)鐵銹及雜物，涂抹黃油-石墨混合物（配比1:1），對局部變形樁采用液壓矯正器校正，校正后彎曲度≤1/1000試樁工藝：首根樁施工前進行試打，確定振動錘頻率（15-20Hz）、振幅（3-5mm）及貫入度控制標準（最后30cm貫入度≤5cm/min）插樁作業(yè)：采用單點吊法（吊點距樁頂1/3樁長處），樁身垂直度偏差控制在0.5%以內(nèi)，每插打3根樁用全站儀復核一次振動沉樁：分三次打入至設計標高，首次插打至2-3m深度，二次插打至8m深度，最終打至設計標高。樁頂標高允許偏差±50mm，軸線偏差±100mm轉(zhuǎn)角處理：采用Y型異形樁+標準樁組合方式，異形樁現(xiàn)場切割角度，焊接后進行鎖口通過性試驗，接縫處采用雙道防水焊條密封3.1.3支撐安裝內(nèi)支撐施工流程：基坑開挖：采用"分層開挖，先撐后挖"原則，每層開挖深度≤2m，機械開挖至距設計標高20cm處改為人工清理圍檁安裝：測量放線→安裝托架（∠100×8角鋼）→吊裝H型鋼圍檁→焊接固定→安裝鋼楔（間隙≤2mm）鋼管支撐：采用25t吊車吊裝，支撐兩端安裝活絡頭，用液壓千斤頂預加軸力（設計軸力的50%，即850kN），鎖定后焊接防松裝置節(jié)點處理：支撐與圍檁連接處設置30mm厚肋板，焊縫高度10mm，采用UT探傷檢測，Ⅰ級焊縫合格率100%3.2特殊地質(zhì)條件處理針對場地卵石層施工難點，采取以下專項措施：預鉆孔輔助沉樁：對卵石密集區(qū)采用Φ200mm螺旋鉆預鉆孔，深度5-6m，孔徑比樁徑大100mm，孔內(nèi)填入級配砂石振動參數(shù)調(diào)整：遇孤石時降低錘擊頻率至12-15Hz，延長單次振動時間至60s，必要時采用"振-停-振"間歇法施工樁端加固：對樁尖進行淬火處理（硬度HRC45-50），或焊接合金鋼刀頭，提高穿透能力應急處理：配備2套Φ200mm地質(zhì)鉆，遇無法穿透的地下障礙物時，采用鉆孔取芯后回填夯實再施工3.3鋼板樁拔除工藝基坑回填至設計標高后進行鋼板樁拔除，具體流程：拔樁準備：清除樁頂附著物，檢查振動錘夾嘴磨損情況，更換磨損超過10%的夾片拔樁順序：采用與打樁相反的順序，從基坑長邊中部開始，對稱向兩端拔除，角樁最后拔除振動松樁：先振動1-2分鐘使鎖口松動，再緩慢提升，拔樁速度控制在0.5-1.0m/min樁孔處理：采用中粗砂（含泥量≤3%）從樁孔底部向上分層灌注，灌注高度超過地面0.5m，同時采用振搗棒輔助密實樁體修復：拔除的鋼板樁進行分類檢修，對鎖口變形樁采用專用矯正機修復，銹蝕嚴重部位進行噴砂除銹（Sa2.5級）后涂環(huán)氧富鋅底漆（干膜厚度≥80μm）四、質(zhì)量控制體系4.1原材料質(zhì)量控制鋼板樁驗收：每批進場鋼板樁需提供出廠合格證及材質(zhì)單，按5%比例抽樣進行力學性能試驗（屈服強度≥235MPa，抗拉強度375-500MPa，伸長率≥26%）鋼材檢驗：圍檁及支撐鋼材按GB/T700-2006標準驗收，每60t為一批次進行拉伸、彎曲試驗焊接材料：采用E43系列焊條，使用前經(jīng)350℃×1h烘干，存入80-100℃保溫筒，超過4h重新烘干防腐材料：黃油、石墨等密封材料需提供出廠檢測報告，耐溫范圍需覆蓋-30℃至+60℃4.2施工過程控制4.2.1關鍵工序控制點工序名稱控制項目允許偏差檢驗方法檢驗頻率導架安裝軸線位置±10mm全站儀每20m一點鋼板樁插打樁身垂直度≤0.5%線錘+經(jīng)緯儀每根樁樁頂標高±50mm水準儀每5根樁支撐安裝支撐軸力±5%設計值軸力計每道支撐支撐間距±100mm鋼卷尺每5個節(jié)點基坑開挖基底標高+0/-50mm水準儀每200m2一點4.2.2焊接質(zhì)量控制焊工持證上崗，考試合格后方可施焊，每半年復核一次資質(zhì)焊接接頭按5%比例進行無損檢測，其中UT探傷Ⅰ級合格，MT探傷100%合格雨天焊接設置防雨棚，風速≥8m/s時停止作業(yè)，低溫焊接（環(huán)境溫度＜0℃）需進行預熱（預熱溫度80-120℃，預熱范圍≥100mm）4.3驗收標準與程序分項工程驗收：鋼板樁施工完成后，組織監(jiān)理、設計單位進行隱蔽工程驗收，驗收內(nèi)容包括樁長、垂直度、鎖口嚴密性等止水效果驗收：基坑開挖后觀察滲漏水情況，單個滲漏點涌水量≤0.1L/min，總滲漏量≤5m3/d承載力檢測：采用慢速維持荷載法進行單樁水平承載力試驗，試驗數(shù)量3根，水平位移≤10mm時承載力需≥設計值1.2倍竣工驗收：提交完整的施工資料，包括原材料合格證、施工記錄、檢測報告等，驗收合格簽署《鋼板樁支護工程驗收記錄》五、安全保障措施5.1專項安全防護5.1.1高空作業(yè)防護設置作業(yè)平臺：采用[16槽鋼搭設寬度1.2m的環(huán)形操作平臺，滿鋪5cm厚木板，臨邊設置1.2m高防護欄桿+18cm高擋腳板防墜落措施：作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶，平臺外側(cè)張設安全網(wǎng)（網(wǎng)目密度2000目/100cm2），上下設置專用爬梯（踏步間距30cm）吊裝作業(yè)：設置吊裝警戒區(qū)（半徑10m），配備專職安全員，吊裝半徑內(nèi)嚴禁站人，起吊前檢查吊具（鋼絲繩安全系數(shù)≥6）5.1.2臨時用電安全采用TN-S接零保護系統(tǒng)，設置三級配電兩級保護，配電箱距離地面1.5m，電纜埋地深度≥0.7m，過路處穿Φ100mm鋼管保護振動錘等設備設置漏電保護器（動作電流≤30mA，動作時間≤0.1s），每臺設備單獨設置開關箱，實行"一機一閘一漏"防雷措施：在塔吊、臨時宿舍區(qū)設置避雷針（高度≥15m），接地電阻≤10Ω，定期檢測（每月一次）5.2季節(jié)性施工安全5.2.1冬季施工措施機械設備：液壓系統(tǒng)采用-10℃抗磨液壓油，水箱添加防凍液（冰點-35℃），每日班前預熱15-20分鐘焊接作業(yè)：當環(huán)境溫度低于-10℃時，停止焊接作業(yè)；-10℃至0℃間焊接需對母材進行預熱（預熱溫度100-150℃）防滑措施：腳手架、操作平臺鋪設防滑墊，雪后及時清理，坡道設置防滑條（間距30cm）5.2.2風季施工措施預警機制：與氣象部門建立聯(lián)動，提前24小時獲取大風預警，風速≥10.8m/s（6級風）時停止吊裝作業(yè)設備防護：振動錘、吊車等設備停放于避風處，吊鉤升至最高位置，設置防風纜繩（直徑≥16mm鋼絲繩）臨時設施：防風障采用雙層彩鋼板（中間夾50mm保溫棉），基礎埋深1.2m，抗風載按0.65kN/m2設計5.3抗震安全措施支撐系統(tǒng)：在圍檁與鋼板樁連接處設置抗震緩沖墊（氯丁橡膠墊，厚度20mm），允許水平位移±30mm材料堆放：鋼板樁堆放高度不超過2m，每層設置通長墊木，垛間間距≥1.5m，距離基坑邊≥3m應急加固：儲備20根Φ200mm臨時鋼支撐，遇地震預警時快速加固基坑四角及長邊中部六、施工監(jiān)測方案6.1監(jiān)測內(nèi)容與頻率監(jiān)測項目監(jiān)測點數(shù)量監(jiān)測頻率預警值控制值鋼板樁頂水平位移12點開挖期間1次/天30mm40mm鋼板樁深層水平位移6點開挖期間1次/2天50mm65mm支撐軸力8點開挖期間1次/天80%設計值100%設計值地下水位4點1次/2天500mm/d800mm/d周邊地表沉降24點1次/2天30mm40mm6.2監(jiān)測方法與儀器水平位移監(jiān)測：采用全站儀極坐標法，測角精度2″，測距精度2mm+2ppm，基準點設置在距基坑30m以外穩(wěn)定區(qū)域深層位移：采用測斜儀（分辨率0.02mm/m），測斜管采用Φ70mmPVC管，埋深15m，每0.5m記錄一次數(shù)據(jù)軸力監(jiān)測：在鋼管支撐中部安裝振弦式軸力計，頻率精度±0.1Hz，溫度補償范圍-20℃至+60℃水位監(jiān)測：采用投入式水位計（測量精度±1cm），數(shù)據(jù)實時傳輸至監(jiān)測終端6.3數(shù)據(jù)處理與反饋建立三級預警機制：黃色預警：監(jiān)測數(shù)據(jù)達到預警值80%，加密監(jiān)測頻率（1次/12小時），分析變化趨勢橙色預警：監(jiān)測數(shù)據(jù)達到預警值，立即停止開挖，啟動應急加固措施，2小時內(nèi)提交分析報告紅色預警：監(jiān)測數(shù)據(jù)達到控制值，啟動應急預案，組織人員撤離，采取緊急支護措施監(jiān)測數(shù)據(jù)實行日報制度，繪制時態(tài)曲線，當出現(xiàn)異常情況（日變化量超過5mm）時，立即通知設計、監(jiān)理單位研究處理。七、應急預案7.1常見風險處置7.1.1鋼板樁傾斜超標應急措施：立即停止開挖，在傾斜一側(cè)堆載反壓（堆載高度1.5m，寬度3m），采用2臺50t千斤頂進行糾偏，糾偏速率≤0.5mm/min根本處置：增設臨時斜撐（Φ273×10mm鋼管），調(diào)整后續(xù)開挖順序，采用"分段跳槽"開挖方式，段長≤10m7.1.2支撐軸力突增應急措施：啟動備用支撐系統(tǒng)，在原支撐間增設臨時支撐，采用液壓千斤頂預加軸力至設計值的60%系統(tǒng)處理：分析軸力突增原因，必要時調(diào)整支撐間距（由3m加密至2m），對圍檁進行應力監(jiān)測（每2小時一次）7.1.3基坑管涌局部管涌：采用沙袋反壓（袋內(nèi)裝級配砂石），鋪設彩條布，注入速凝混凝土（初凝時間≤15min）大面積管涌：立即停止開挖，回填基坑，采用雙液注漿（水泥-水玻璃漿液，體積比1:0.8）加固，注漿壓力0.5-1.0MPa7.2地震應急響應預警階段：接到地震預警后（預警時間≥10秒），立即停止作業(yè)，組織人員撤離至安全區(qū)（距基坑20m以外開闊地帶）震后處置：地震結束后1小時內(nèi)，對支護結構進行全面檢查，重點檢查支撐節(jié)點、鋼板樁變形、地面裂縫等恢復措施：對受損支撐進行更換，采用低應變動測法檢測鋼板樁完整性，確認安全后方可恢復施工7.3應急資源配置物資儲備：200m3級配砂石、500條編織袋、100m彩條布、50m注漿管、20套液壓千斤頂（50-200t）設備配置：應急發(fā)電機（200kW）、柴油水泵（流量100m3/h）、應急照明系統(tǒng)（連續(xù)照明≥12小時