1、金鹰南京百家湖凤凰港项目核心筒坑中坑钢板桩支护工程施工组织方案江苏东合南岩土工程技术研究有限公司2013 年 4 月 9 日金鹰南京百家湖凤凰港项目核心筒坑中坑钢板桩支护施工组织方案1、工程概况南京金鹰国际集团有限公司拟建南京百家湖凤凰港项目。项目占地面积近 40000，地面以上分为三个部分，商业裙房 5 层，框架结构，最大柱网为 11.0x8.6m，预估最大单柱荷载为 7000KN；酒店 21 层，框剪结构；住宅 23 层，框剪结构。酒店和住宅高度均为100 米，地下室三层，开挖深度约 17.3 米，纯地下室及酒店、住宅和商业部分为统一的大整盘地下室。地上建筑面积近 15 万。 剪力墙荷载为
2、 2000KN/m，柱荷载不详，0.0=11.28m。该项目核心筒坑中坑部分由于落深较大需另行进行坑中坑设计。考虑现场目前坑中基坑整平后相对标高-16.60m，核心筒部分底板垫层底标高为-20.50-22.50m，基坑开挖深度 3.90m5.90m。图 1 项目现场平面布置图31.2 基坑工程安全等级根据开挖深度，综合场地周边环境、破坏后果、基坑开挖深度、场地工程地质和水文地质条件，按照相关规范综合判定：基坑侧壁安全等级确定为二级，即重要性系数 o=1.0。2 工程地质、水文地质概况2.1 工程地质概况 2.1.1 地形、地貌拟建场地位于江宁双龙大道百家湖地铁站西侧，百家湖东侧，场地地势较平坦
3、，地面标高在 10.50 米左右。拟建场地地貌单元为河漫滩相地貌类型。2.1.2 工程地质条件根据野外钻探、原位测试，结合室内土工试验综合分析，拟建场地岩土层在钻探控制深度范围内共分五大层，现自上而下分述如下：-1 层杂填土:杂色，松散，夹大量碎石，建筑垃圾，很不均匀，为新近堆积土，堆积时间不大于 5 年，欠固结。场区部分地段分布，该层层厚:0.404.10m，层底埋深:0.404.10m。-2 层素填土:灰黄色，局部灰色，湿，可硬塑状态，含铁锰斑，稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，本层土质不均匀，为新近堆积土，堆积时间 5 年左右，欠固结，呈中偏高压缩性，工程性质差。场区大部分地段
4、分布，该层层厚:0.5012.90m ，层底埋深:1.0012.90m。-1 层粉质粘土:黄褐色，灰黄色，稍湿，硬塑状态，局部可塑，含铁锰斑，稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，本层土质较均匀，呈中偏低压缩性，工程性质较好。场区部分地段分布，该层层厚:0.306.30m，层底埋深:4.007.20m。-2 层粉质粘土:灰黄黄灰色，湿，可塑状态，局部软塑，含铁锰斑，稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，本层土质不甚均匀，呈中等压缩性，工程性质一般。场区部分地段分布，该层层厚:0.407.80m，层底埋深:4.5012.40m。-3 层粉质粘土:灰色，湿，饱和，软流塑状态，稍有光泽，无摇振反应
5、，干强度中等，韧性中等，本层土质不甚均匀，呈中高压缩性。场区部分地段分布，该层层厚:0.408.90m，层底埋深:5.6014.00m。-1 层粉砂夹粉土:灰黄青灰色，稍中密状态，饱和，夹灰色稍中密状粉土，含云母碎片，少量腐殖质等，本层局部夹层厚5mm 左右的灰色软塑状态粉质粘土，层理发育。场区普遍分布，该层层厚:2.2011.20m，层底埋深:15.9017.10m。-2 层粉质粘土夹粉土:灰色，湿，软流塑状态，夹稍密状态粉土，层理发育，粉土层厚一般为 530mm ，极不均匀，局部为粉质粘土与粉土互层或相变为粉土，稍有光泽，稍有摇振反应，干强度韧性较低。场区普遍分布，该层层厚:7.8014.
6、80m，层底埋深:24.8031.00m。5-3 层粉质粘土:灰色，湿，可塑状态，局部软塑，本层局部夹稍密中密状态粉土，粉砂，稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，呈中等压缩性。场区部分地段分布，该层层厚:0.905.10m，层底埋深:28.1031.80m。层中粗砂夹砾石:灰色，中密密实状态，混砾石，碎石，砾径0.57cm 左右，次棱角状，含量 1030%，不均匀，石英质，硅质，局部为灰色可塑状态粉质粘土混砾石。场区部分地段分布，该层层厚:0.303.20m， ，层底埋深:29.5033.40m。-1 层强风化砂岩:棕红色，灰黄色，强烈风化呈密实砂状，无明显结构，构造，含未风化基岩碎块
7、，本层实测标准贯入击数大于 50 击，浸水极易软化。场区普遍分布，该层层厚:0.506.00m ，层底埋深:30.7037.90m。-2A 层中风化砂岩:灰黄色，灰色，层状结构，块状构造，裂隙发育，多呈闭合状，偶有张裂隙，岩体破碎，呈块状，最大块体直径15cm，浸水极易软化。场区大部分地段分布，该层层厚:0.406.50m，层底埋深:32.0040.20m。-2B 层中风化砂岩:灰黄色，灰色，层状结构，块状构造，岩芯采取率约 90%，岩体较完整，浸水易软化。场区普遍分布，该层未穿透。图 2 典型工程地质剖面2.2 水文地质条件根据地下水的赋存、埋藏条件，勘察揭示地下水为孔隙潜水、微承压水和基岩
8、裂隙水。孔隙潜水主要赋存于-1、-2 层填土中，土层渗透性较差，涌水量小；微承压水主要赋存于-1、-2 及层土中，土层渗透性较好，涌水量较大；基岩裂隙水主要赋存于基岩孔隙中，由于裂隙多被泥质充填，涌水量较小。潜水、微承压水、基岩裂隙水水力关系较为密切。潜水的补给来源主要为大气降水，微承压水的补给来源主要为同一含水层的侧向补给，其次为含水层的垂直入渗补给。潜水排泄方式为自然蒸发和侧向径流，以及向微承压水垂直入渗。微承压水补给方式为侧向径流。地下水水位与大气降水及百家湖湖水密切相关，勘察期间实测潜水稳定水位埋深 1.372.03 米，初见水位一般比稳定水位高0.200.30 米，潜水年变幅 1.0
9、 米左右。勘察期间采用套管隔水法测7得微承压水水位埋深 3.00 米，当基坑开挖后，潜水与微承压水混合，微承压水水头略低于潜水水位，基坑开挖时一并采取降排水措施。据调查了解，丰水期的地下水最高水位埋深一般为 0.50 米，水位年变幅 1.0 米左右，建议设计最高水位按场地整平后地面下 0.50米考虑。由于大基坑采用全封闭止水帷幕，坑内设置疏干井，目前场地内地下水比较少，可以不考虑地下水的影响。3、基坑支护方案3.1 基坑特点1） 、本基坑开挖面积小，挖深较深。2） 、该项目需位于第二道支撑下施工，施工净空较小，对施工设备有一定要求。拔桩时第三道支撑完成，施工净空更小，需要采用有效措施才能拔桩。
10、3.2 基坑支护方案1） 、挖深 3.90m 区域采用 6.0m 拉森钢板桩，坑内一道钢支撑。围檩采用 400*400H 型钢，支撑采用 400*400H 型钢和 200*200*6 空心方钢；2） 、挖深 5.90m 区域采用 12.0m 拉森钢板桩，坑内一道钢支撑。围檩采用 400*400H 型钢，支撑采用 400*400H 型钢和200*200*6 空心方钢；3） 、立柱采用利用原有支护结构立柱、立柱桩处理；94、施工工况（1）坑中坑位置土方整平至-17.6m。（2）采用静压植桩机压入钢板桩，对于 12m 钢板桩，施工净空不够处，采用两根 6m 钢板桩焊接施工，即先压入一根 6m 钢板桩
11、，然后焊接另外一根 6m 钢板桩，之后压入钢板桩。（3）土方开挖：坑中坑先整体开挖 2.0m，然后施工围囹、连杆，立柱借用已有的立柱桩。之后土方从中间向两边、分段、退挖方法，分段长度一般不超过 4m。挖中间第一段（中间支撑下）方法：先施11工支撑，然后开挖至坑底，及时浇筑垫层，施工侧壁砖胎膜。重复第一段开挖步骤，然后分别向两边退挖，及时浇筑垫层，施工侧壁砖胎膜。（4）整体开挖至坑底后，进行底板钢筋绑扎、侧壁砖胎膜和防水施工、侧墙模板、钢筋施工，侧墙施工高度不超过-19.0m，浇筑混凝土。（5）-19.0m 以下主体混凝土结构达到强度的 70%，侧壁回填密实后，拆除钢支撑、围檩、连杆；然后继续施
12、工侧墙和顶板，主体混凝土混凝土结构达到强度的 70%，侧壁回填密实后，拔除钢板桩。5、材料支护桩为拉森钢板桩四号桩，400*170*15.5，桩长 6m 和 12m。围囹、支撑、连杆为：H 型钢 400*400 和方钢 250*250*6 空心方钢，Q235 。400*400H 型钢参数H*B t1 t2 r截面面积（cm 2)理论质量（Kg/m)X-X Y-YIX(cm4)WX(cm3)ix(cm)IY(cm4)Wy(cm3)iy(cm)400*400 13 21 24 219.5 172 66900 3340 17.5 22400 1120 10.16、工程量统计钢板桩：50 根，6 米，
13、22.8t；112 根，12 米，102.3t；围囹，400*400H 型钢，64m，11t；支撑，400*400H 型钢，7 根 12m，共 84m，15t；方钢 2 根，24m，1.5t；连杆，方钢 2 根，64m，3.5t。临时支撑，2 根 400*400H 型钢，24m，4t，应急抢险用。合计支撑、围囹、连杆 35t。其中有 11 个支撑影响钢板桩的拔除。按每根支撑下有四根钢板桩不能拔除计算，约 44 根，40t。7、施工工艺7.1 施工设备根据本工程实际情况，采用静压植桩机 AT90 打设钢板桩。静压植桩机具有现对于普通静压桩机具有如下优点：机体轻小，易于施工狭窄地段或超低空间地段，
14、自走压入阶段无需配重，节约造价，可以辅助水刀或螺旋钻，适用于多种地质。打桩机技术参数：（1）静压植桩机最大压人力：800KN（82T） 。最大拔出力：900KN （92T ） 。压入速度：1.535.5m/min。拔出速度：1.550.5m/min。总质量：8550Kg 。（2）动力单元动力源：柴油引擎。额定输出：195kw（265ps）/1800min-1 （高功率模式） ；175kw（235ps）/1600min-1（环保模式） 。质量：7300kg 。（3）反作用力基座及配重反作用力基座质量：1250kg配重：F 铁块7.2 施工工艺（1）施工测控根据测控点进行钢板桩中心线、拐角点、端点
15、线的测设，布置测控觇标。钢板桩测控点用木桩.竹杆及测量三角旗竖立明显标志，石灰、油漆等标识明显记号。（2）场地整理根据现场的实地踏勘情况，进场后首先应进行施工场地的整理工作，主要包括场地的清理及平整，为钢板桩到场后的吊装堆放及桩机进场后的就位作好充分的准备。场地平整及清理采用人工配合机械作业。（3）桩位测设根据桩的设计位置及测量控制网的布设，绘制出桩位图、及测量放样资料，13按照国家测量规范，在实地放出桩中心点，设立明显的标志，并标出桩的编号，在插桩时，桩的中心须与所放中心点吻合，确保桩位的正确。（4）初期压桩 工程初期，将静压植桩机水平设置于反作用力基座之上，根据土质条件、桩长，将反力重块放
16、置于反作用力基座两侧，利用总重量作为反力压入第一根桩，之后静压植桩机自走前移，依次抓住植入的完成桩，当机身完全移到初期反力桩上后撤除反力重块及反作用力基座，完成初期压入。桩压入过程中修正桩的角度非常困难，因此就位时应正确安放。第一根钢板桩插入地下时，必须保持位置及方向正确。开始要轻压，认真检查，若有偏差应及时纠正，必要时要拔出重压。桩的垂直度安排专人采用用两台经纬仪进行监控，经纬仪应设置在不受打桩影响处，且大约互成 90的方向上，并经常加以整平，监测导架保持垂直，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。初压时如果下沉量较大，宜采取轻压，随着沉桩加深，沉速减慢，压力逐渐增加。（5）自走压桩将压入桩压至规定深度后，使上机身向前运行，架设下一支桩，开始压入作业。当正在压入的桩的支撑力可以充分支撑静压植桩机的重量之时，将抓住反力桩的固定夹打开，在夹住压入桩的状态下，使上机身上升后，将基座向前移动到下一反作用力桩的位置，然后下降至反力桩上，在确认调整水平度后，关闭固定夹，完成构筑新的反力基础，然后将压入桩压入至规定的深度。在整个压桩过程中，要使压杆、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心压力，以免管桩受弯。压桩较难下沉时，要检查桩架导杆有无倾斜偏心，桩身是否垂直，每根桩宜连续完成，以免难以继续下压。
