承台深基坑开挖专项施工方案一、工程概况我局管段新建兰新铁路甘青段二标，陆地承台开挖深度4M以上时采取钢板桩支护；水中墩先设草袋围堰施工桩基础，承台开挖时再设钢板桩支护。

二、施工方案1、钢板桩支护1）钢板桩的选用采用拉森III型钢板桩（B＝400mm，H=125mm，t＝13mm）。

考虑地质情况和开挖深度的需要，先用不同长度的钢板桩。

钢板桩示意图及钢板桩围堰示意图见下图。

钢板桩锁口2）钢板桩的插打总体施工流程：施工准备→测量定位→打钢板桩→钢板桩内支撑→清淤→封底→垫层→钢筋绑扎→模板安装→混凝土浇筑→钢板桩围堰拆除钢板桩采用逐片插打逐渐纠偏直至合拢，插打时利用挖掘机或吊车附带钢丝绳吊起后，液压振动捶夹板夹住钢板桩到位，按要求沿承台四周每边外放1.25米要求,振动锤边振动边插打。

为了确保插打位置准确，第一片钢板桩要从两个互相垂直的方向同时控制，确保其垂直度在1%内，然后以此为基础向两边插打。

考虑到水位高的因素，转交处使用特制角桩插打，整个承台钢板桩形成一个整体，达到安全止水的最佳效果。

3）钢支撑结构形式为了确保基坑开挖及钢板桩安全可靠，钢板桩围堰支撑尤为重要。

具体支撑及安装位置见附图，支撑结构材料如下：⑴、承台四周钢支撑采用GB/T11263-1998HW宽翼缘H型钢350mm×350mm型钢材，每个对角采用三块300mm×300mm×10mm钢板连接；对角斜撑采用Φ400mm壁厚10mm的钢管，对角处用四块250mm×250mm×10mm钢板连接；承台中间水平方向沿承台宽度方向采用Φ400mm壁厚10mm顶管1根支护用钢板连接。

⑵、钢支撑安装，在钢板桩竖向放出横梁安装标高位置，焊接牛腿12个，四周每边3个，确保四根安装围囹位于同一平面，四个角用钢板连接；其次，将四个对角斜撑分别防在型钢四个角上，保证其与型钢呈等边三角形，斜撑两侧用钢板与型钢连接；最后将宽度方向顶管两根放置焊接在型钢中间，整个结构均用钢板连接，形成整体。

4）、基坑开挖基坑开挖前将圈梁与钢板桩连接牢固，以防圈梁下沉。

开挖采用长臂挖掘机，开挖过程中，严禁挖掘机齿斗碰、挂钢板桩和内撑，挖掘不到位的采用人工配合。

基地开挖到位后，及时测量坑底标高，如达到设计底标高，机械开挖不到位的地方，用人工清除剩余土体。

人工在基底四周平整横坡，基坑底四周设20厘米深,30厘米宽的排水沟,并在对角设积水坑,利用潜水泵及时将积水排除。

当基坑开挖达到要求后，进行封底施工。

封底时在钢板桩内侧支模，封底混凝土强度等级采用C20，厚度为0.2m。

见图片：5）、钢板桩的拔除基坑由于开挖深，危险系数高，承台边回填，钢板桩边拔除的方法，待承台施工完毕全部回填杂土后，挖掘机或吊车利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。

三、承台钢板桩设计计算书按承台开挖深度7.33 m 为例说明计算方法。

（一）已知条件：1、施工水位：+17.50m2、平台土围堰标高：+19.00m ；承台底面标高：+11.67m ；承台厚4.8 m 。

3、土的重度为：18.8KN/ m 3，内摩擦角Ф=20.1°4、距板桩外1.5m 均布荷载按20KN/ m 2计。

5、围堰内50cm 厚C20封底砼。

6、拉森Ⅳ型钢板桩W=2037cm 3，（二）钢板桩平面布置、板桩类型选择，支撑布置形式，板桩入土深度、基底稳定性设计计算如下：(1)作用于板桩上的土压力强度及压力分布图ka=tg а（45°-φ/2）= tg а（45°-20.1/2）=0.49 Kp= tg а（45°+Ф/2）= tg а（45°+20.1/2）=2.05 板桩外侧均布荷载换算填土高度h1，h1=q/r=20/18.8 =1.06m+17.50m 以上土压力强度Pa 1：Pa 1=r*(h1+1.5)Ka=18.8*(1.06+1.5)*0.49 =23.6KN/m2+17.50m 以下土压力强度Pa 2：Pa 2=[r*(h1+1.5)+（r-rw ）*（17.5-11.67）]*Ka=[18.8*(1.06+1.5)+()18.8-10*5.83]*0.49 =48.7KN/m 2水压力(围堰抽水后)Pa 3：Pa 3=rw*(17.5-11.67)=10*5.83 =58.3 KN/m 2则总的主动压力(土体及水压力)Ea ：Ea=(23.6*2.56)/2+23.6*(2.56+5.83)+(48.72-23.6)*5.83/2+58.3*5.83/2 =471.4 KN/m 2合力Ea 距承台底的距离y ：471.4*y=23.6*2.56*5.83+2.56/3+23.6*5.83*5.83/2+(48.72-23.6)/2*5.83*5.83/3+58.3*5.83/184289260733钢板桩内支撑封底砼11.6717.5019.0015050最大开挖线10.8750～8017.50钢板桩土压力分布图q=20KN/㎡211628130.62KN/㎡2*5.83/3 =2.28m(2)确定内支撑层数及间距按等弯距布置确定各层支撑的间距,根据拉森Ⅳ型 钢板桩能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h:h= 6[f]w rka3 = 6*200*2037*10518.8*103*0.493=298cm =2.98m h1=1.11h=1.11*2.98=3.3m h2=0.88H=0.88*2.98=2.62m h3=0.77h=0.77*2.98=2.3m 根据具体情况，确定采用的布置如右图所示： （3）各内支撑反力采用简支梁法近似计算各内支撑反力P1=23.6×2.56/2+23.6×(0.34+2.89/2)+31.22×0.34/2+31.22× 2.89/2+(95.97-31.22)/2× 2.89/2 =146.15 KN/mP2=95.97×（2.6/2+2.89/2）+（130.62-95.97）/2×2.6/2-（95.97-31.22）/2×2.89/2 =227.11KN/m（4）钢板桩入土深度： 土的重度考虑浮力影响后，取r=8.8KN/m 2Kn=r(Kp-Ka)=8.8*(2.05-0.49)=13.73 KN/m 3 则r*( Kp-Ka)*X*X*X*2/3*1/2=2.28*471.4 得X=6.12取安全系数K=1.1X=1.1*6.12=6.73m所以钢板桩的总长度L 为：L=6.73+1.06+7.33=14.76m 选用钢板桩长度16.0m ，7号墩考虑为18.m 。

(5) 基坑底部的隆起验算考虑地基土质均匀,依据地质勘察资料,其土体力学指标如下: r=18.8 KN/m 3，c=21.1Kpa ，q=20 KN/m 2由抗隆起安全系数K=2πC/（q+rh ）≥1.2 则： h ≤(2πC -1.2q)/1.2r≤(2*3.14*21.1-1.2*20)/1.2*18.8 ≤ 4.8m即钢板桩周围土体不超过4.8m 时，地基土稳定，不会发生隆起。

实际施工中，尽量减小坑沿活载，同时适当降低板桩侧土体高度，以避免基坑底部的隆起。

（6）基坑底管涌验算ABC D 184289260733钢板桩内支撑封底砼D LB RG QN ＇B ＇O R ＇Kn xr（Kp-Ka）xt tA B C 基坑底部隆起验算简图 q GD O x根据不发生管涌条件：K=（h ＇+2t ）r ＇/ h ＇rw ≥1.5r ＇=rs-rw=18.8-10.0=8.8 KN/m 3, t=5.0m h ＇=7.0m rw=10.0 KN/m 3 则K=(7+2*5)*8.8/7*10 =2.13＞1.5即当钢板桩入土深度超过5m 时，不会发生管涌。

（7）坑底渗水量计算：Q=K*A*ι= K*A* h ＇/( h ＇+2t)根据设计地质资料，土的综合渗透系数取0.08m/d 则Q=(0.08*26*20*7)/(7+2*5) =17.12m 3根据其渗水量的大小，为到达较好的降水效果利于承台施工，在承台外侧与钢板桩之间设置8个降水井。

（8）整体抗浮稳定性检算：当停止降水或抽干基坑内积水时，封底层底面因受到静水压力作用，则要求 K=Pk/Pf=(0.9Ph+λ*L*∑f ι*h)/Pf ≥1.05=（0.9×842.8+0.6×（26+20）×14×21.1）/20×26×（17.5-11.67-0.8） =0.6＜1.05但由于在施工中，将在基坑内封底砼中设置降水井，降水工作不停止，降水后水位比封底砼底面要低，静水压力较小，从而不会发生整体上浮。

（9）封底砼强度验算将封底砼近似简化为简支单向板计算，封底砼抗拉强度：f=1/8*Q ι2/W=3ι2/4d[rw （h+d ）-rc*d] =3*20/4*0.5[10*5.03-22*0.5] =1260＜[f] =1500Kpa（10）围囹受力计算(26m):1、 支承力：P1=P/4=498.3/4=124.575t=124575kg2、 支承布置见右图。

3、 围囹采用Ⅰ36a ，同时腹板每隔1米两侧加焊一道，翼板间焊接2米通长钢板，加焊缀板后形成封闭箱型结构。

4、 弯矩Mmax=1/8q(l 2-4a 2) =1/8*19.165*(6.52-4*3.252)=0 5、 剪力Q=R/2=62287.5kgτ=Q*Sx/Ix*d=62287.5*514.7/15800*1.58 =1284.2kg/cm 2＜1300 kg/cm 2 6、 围囹分2段，每段12.9mR=P1=124.575tRR=P1=124.575tR钢板桩支承力R围囹Ⅰ36a7、 20m 布置，同样为2段，每段长度9.9m 。

（11）支承杆，采用φ600×10的钢管 1、 钢管截面积A=1/4π(D 2-d 2) =π/4*(602-582)=185.26cm 2 2、 钢管的回转半径ι=0.354*(D+d)/2=0.354*(60+58)/2=20.88cm 3、 钢管的长细比λ=μl/ι=650*1/20.88=31.13 Ф=0.957 4、 钢管的稳定性σ=e/ФA=124575/0.957*185.26 =702.647kg/cm 2＜2150 kg/cm 2 5、第一层、第二层采用相同的材料制作围囹和支承杆，第二层、第三层临时支承采用Ф600×6的钢管支撑在桩基护筒上，第二层采取逐步置换的方法，将支撑由桩上转化到过桥桩上，第三层钢管支撑浇筑封底砼后且达到一定强度后将支承杆拆除。