基坑H型和A型钢板桩组合钢板桩支护系统施工工法

基坑H型和A型钢板桩支护系统施工工法

1 前言

钢板桩作为深基坑支护和地下围护结构的一种新型施工工艺，在深基坑开挖中得到了日益广泛的应用，特别是淤泥质土、杂填土等不良地质条件下凸显出较好的优势。青岛建设集团有限公司承建的蓝泰·海乐府工程濒临胶州湾，场区地貌属滨海浅滩，后经人工回填改造，为不影响道路、管线等设施以及避免开挖过程中大面积塌方，减小基坑受潮汐的影响，在确保安全施工的情况下降低基坑支护费用，采用了钢板桩支护系统施工工艺。结合实际施工过程、场地条件、设计、施工方案进行了研究分析，在此基础上编写了本工法。

2 工法特点

2.0.1钢板桩构成的连续支护系统刚度高且韧性好，钢板桩之间联接锁扣紧密，防渗性好。

2.0.2 钢板桩作为基坑的垂直支护结构，可减少基坑开挖土方量，减少基坑护坡面积。

2.0.3钢板桩机械化作业程度高，施工速度远快于传统的支护系统。

2.0.4 钢板桩可多次重复循环利用，可达到降耗节能的目的。

2.0.5 钢板桩能够保证淤泥、浅滩等流塑状土层基坑支护的安全施工。

3 适用范围

本工法适用于流塑状土层条件下，对周边设施及建筑物有保护性要求的工业与民用建筑工程的基坑支护和地下围护结构工程。

4 工艺原理

4.0.1钢板桩护坡围护结构体系主要由箱型钢板桩、H 型钢板桩和 A 型钢板桩组合形成，既作为基坑边坡支护和止水钢帷幕，又作为地下室外墙部分。箱型钢板桩采用两根

HZ775B-12 型钢板桩和握裹式锁口钢条拼装焊接而成，翼缘板两侧加焊互握式锁口条，主要 用于离基坑较近的建筑物周边作为支护体和地下结构围护墙体区域；H 型钢板桩采用一根独 立的 HZ775B-12 型钢板桩，并在两翼加焊互握式锁口条，主要用于基坑周边没有固定建筑 物和静载、动载较小的区域；A 型钢板桩采用两片 Z 形钢板桩加带互握式锁口拼装连接而成， 它穿插在两根 H 型钢板桩或箱型钢板桩之间。

4.0.2钢板桩施工中，首先划分整个场地打桩区域，并对场地进行平整或置换处理， 然后测量确定每一段钢板桩的具体桩位，铺设打桩机的轨道板，安放固定钢板桩围檩导架， 利用带有高频振动锤的专业打桩机械将箱型或 H 型钢板桩吊装入位，垂直找正后将其振动锤 击至设计深度，完成一段 H 型或箱型钢板桩后，再将 A 型钢板桩贯入箱型钢板桩或 H 型钢板 桩之间，形成钢板桩护坡围护体系结构。

5 工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

施工准备→场地平整→导轨布设→钢板桩打设→偏差纠正→拔桩。

5.1-1 H型钢板桩施工图

5.2操作要点

5.2.1 施工准备：

1 浅层杂填土挖掘换土回填

1）根据现场地质条件和地质资料提供的数据，分析、了解实际场地情况，确定换土回 填施工顺序和置换厚度。

2）先将表层旧基础和杂填土挖掘外运，置换纯净的沙土进行回填分层夯实，回填夯实 程度必须满足设计回填值（回填压实系数 93℅），达到重型施工机械的行走安全要求。

2 测量放线

1）根据给定的现场坐标红线定位点和基础平面图，先引测出建筑物四周定位角点。

2）依据建筑物四周定位角点，再分别测设出建筑物基础边线和护壁钢板桩的基准线。

3）钢板桩定位基准线测设完后，必须引测埋设半永久性的测量控制桩和控制点，以便于钢板桩施工时随时进行监测校核，控制钢板桩的位移和误差。

4）测量控制桩点要牢固可靠，且通视条件较好、不易受到破坏的位置。

5）测量控制桩点必须加强保护，定时与原始坐标点进行复核校对，调整无误差。

5.2.2 桩机道板铺垫

1 在钢板桩测量定位的同时，可以测定出打桩路线，打桩顺序。确定打桩部位和起点， 然后在打桩位置的侧向进行打桩机行走路线混凝土轨道板的铺设。如图 5.2.2-1 所示。

图 5.2.2-1 混凝土轨道板 图 5.2.2-2 铺垫好的轨道

2 铺设桩机道板时，桩机与将要施工的钢板桩的位置和距离，然后确定道板铺垫位置。

3 桩机道板铺垫必须平整，道板与路基要完全接触，不能有隔层和空隙，保证桩机在上面平稳行走。如图 5.2.2-2 所示。

5.2.3 钢板桩可调节围檩导架安放找平固定

1 桩机道板铺垫完成后，使用汽车吊将拼装好的钢板桩围檩导架吊放在需要打钢板桩的

位置。如图 5.2.5-1 所示。

2 安放固定围檩导架时，先用水准仪测出导架一端标高，然后将导架下方垫平垫实，以此点作为基准点，然后再根据此点标高逐个将围檩导架找平垫实。

3 围檩导架安放找平完后，然后用四根 2m 长工字钢锁楔插入导架四角锁孔，压入土层1.5-1.8m,使导架固定牢靠，在沉桩过程中，确保导架不会偏移。如图 5.2.5-2 所示。

图 5.2.5-2 钢板桩单层围檩导架的安装固定

5.2.4 打桩机就位

1 打桩机行走入轨道板上，伸出液压支腿，固定好机身；

1. 打桩机打桩架伸展到垂直位置，三角支撑臂调整定位，保证打桩架的垂直度。
2. 打桩机的打桩架端头安装高频振动锤。
3. 振动锤头处安装箱型或 H 型钢板桩专用液压钳。

5.2.5 H 型钢板桩贯入施工

图 5.2.6-1 钢板桩打桩机就位

1 钢板桩用汽车吊转运至桩机能够吊装的最佳位置，使桩机减少来回走动的时间。

2 桩机落钩，将钢板桩加焊吊钩的一端朝向桩机，然后将钢丝绳（主绳）穿入吊钩锁上卡环；将另一根钢丝绳（保险绳）捆锁在钢板桩的中部，检查安全后，开始起吊钢板桩。如图 5.2.6-1

所示。

3 钢板桩喂入液压钳锁紧

1）桩机振动锤头先提升到钢板桩总高度的位置，钢板桩起吊直立稳定后，将钢板桩上 端喂入锤头下端的液压钳口内，自动加压锁紧钢板桩，松去保险绳，保留起吊钢板桩的主绳 不解除，防止液压钳口脱落而产生危险。

2）钢板桩提升到位，检查液压钳口是否锁紧钢板桩，然后稳定设备，准备带桩开始行 走。

4 带桩行走转向就位

1）桩机设备带桩行走至设定的打桩位置，与桩位平行，然后将附着钢板桩的桩机动力 锤头转向桩位，与桩位垂直。

2）等桩机稳定后，再慢慢将钢板桩底端喂入到围檩导架内所要打桩的位置。

5 板桩入檩桩身垂直找正

1）钢板桩底端喂入到围檩导架内后，将桩机锤头慢慢下落，使钢板桩下端插入土层50-100cm，然后进行钢板桩找正。

2） 钢板桩必须满足两个相邻的方向保持垂直； 利用桩机本身的液压三脚支撑导杆进行垂直找正。

3） 垂直找正完后， 再一次复核桩位中心点，确认无误后，开始缓降锤头，轻启振动锤，缓慢将钢板桩压入土层。

6 H 型钢板桩打桩施工

1） 钢板桩振动锤击前，在距离钢板桩 1m 位置处安放振动监测设备，同时在邻近的建筑物窗口处也安放振动监测设备。

2） 钢板桩在振动锤击过程中，要随时观测调整钢板桩的垂直度， 使用经纬仪对施工过程中未打入地下的钢板桩进行不间断监测，利用埋植在钢板桩上的测斜管，对钢板桩打入土内的部分每 4 米进行测斜测量，发现偏差，及时调整打桩设备，保证钢板桩垂直打入土内，认真记录监测的结果，整理较为合理的设备参数，指导后续施工， 降低钢板桩的倾斜和误差。

3） 钢板桩入土过半时， 停止锤击。稍作机械设备的调整和钢板桩与液压钳口处的高热

冷却后，再次将钢板桩打入设计标高深度。

1. 钢板桩打入设计深度后，缓慢停止振动锤击，松开液压钳口和吊钩卡环，桩机转入下一根钢板桩作业。如图5.2.6-1

5.2.6-1 钢板桩打到设计标高

7 完成一段钢板桩作业后，用吊车将围檩导架吊开，移至下一段安装固定。

5.3 钢板桩施工的其他注意事项

5.3.1 钢板桩进场后必须进行检查，要保证每块钢板桩的完整平直，对有缺陷的钢板桩要做

到及时调整，弯曲变形的可用液压千斤顶或是用气焊烘烤等方法进行校正。还应确保锁口的

通畅顺直。

5.3.2 H 型钢板桩在打桩之前，应将桩底部锁口槽用钢板封闭，避免泥土挤入锁口内，使 A

型钢板桩在打入时能够不受更多更大的阻力；锁口槽内应提前涂抹封闭油膏和润滑剂，对于

永久性的支护桩兼围护结构使用的钢板桩，还应作防锈和防腐处理。

5.3.3 钢板桩码放要平整，采用垫木逐层码放，分规格码放，钢板桩堆码时要考虑留出行车

吊装通道。

5.3.4 钢板桩打桩要划分出流水段，流水段不宜设置过长，这样积累的误差较大，轴线位移

也相应较大；因此，应缩短流水线长度，增加合拢点，同时采取先边后角的打桩方法，可保

证墙面的相对距离，以不影响围檩导架的安装精度，对于打桩的累计偏差可以在转角处作轴

线调整和修正。

6 材料与设备

6.1材料

本工法主要材料有：H 型钢板桩型号 HZ775B-12， 桩长 24m， 板高 775mm,腹板厚度 13mm;翼缘板宽 460mm,钢板厚度 18mm，自重 249kg/m。钢板桩锁扣条分互握式和握裹式两种，如图6.1-1、6.1-2所示。

图6.1-1 互握式锁口

图6.1-2 握裹式锁口

6.2机具

6.2.1施工设备及操作工具：打桩机、汽车吊、小型挖掘机、导向引孔螺旋钻机、震动液压锤头、液压钳、水准仪、经纬仪、卷尺、开关箱等。如图6.2.1-1、6.2.1-2所示。

图6.2.1-1液压震动锤头

图6.2.1-2钢板桩液压钳

7 质量控制

7.1质量标准

7.1.1本工法采用的标准及规范如下

7.1.2材料要求：现场施工所采用的材料其性能指标符合要求。

7.1.3施工质量：合格，符合设计要求和国家相关规范规程要求，一次性验收合格率100%。

7.2质量控制措施

7.2.1钢板桩的施工技术要求见下表：

7.2.2 板桩打设的公差标准：

7.2.3质量保证体系

1 建立以公司总工为首的质量保证体系，工程部负责对工程进行定期检查，控制宏观质量状况，项目经理是工程质量总负责人，项目责任工程师协助项目负责人抓好质量管理，质检员对工人的质量状况进行巡回跟踪检查，负责指导和督促操作工人进行自检、互检、交接检，从而形成专管成线，群管成网，人人都有质量责任和质量目标，形成严格而又科学的质量保证体系，上下通力合作，确保质量目标的实现。

2 建立以项目部为领导的施工、技术、安全和质量管理小组，开展质量教育工作，使每个职工都树立良好的质量意识。每道工序严格把关，保证施工质量，以优质高速完成工程。

3 强化质量意识，认真落实质量责任，使大家从企业生存和发展的高度充分认识质量工作的重要性，从而产生责任感、紧迫感，自觉从本职工作做起，形成一个人人为企业、全员管质量、质量争上游的大好局面，推动质量管理和工程质量不断提高。同时层层签订质量责任书，明确质量责任，按规定奖惩，同各级工作人员的收入挂钩，使质量目标的实现落实到每一个人。

4 按公司质量管理文件和质量保证手册编写本工程质量计划，制定详细的创优计划，制定质量控制要点并严格按照执行，使分部分项工程质量有目标，有标准，把质量目标的实现建立在科学可靠的基础之上。

5 强化技术质量工作，严格按《规范》、《规程》、《标准》组织施工和验收。做到施工按规范，操作按规程，质量达标准，层层把关，一抓到底。按规定整理技术资料。

6 强化质量社会监督意识，虚心接受业主、监理和政府质检部门和社会的监督指导。建立信息反馈系统，定期征求业主、监理和质检部门的意见，并及时整改。

7 杜绝不合格无证件材料入场，认真执行原材料三方见证随机取样、封存送检。

7.2.4质量管理机制

1 施工准备过程中的质量控制

⑴按优化的施工组织设计进行准备工作。

⑵做好图纸会审、施工前审查工作，并将发现的问题提出交招标单位代表，做好技术交底及技术培训工作。

⑶实行两级技术交底

项目技术负责人对工长：施工组织设计交底，重点为任务、技术质量交底。

工长对班组：操作交底。

⑷各项施工准备考虑质量控制因素。

2 施工过程中的质量控制

⑴严格按设计图纸施工，施工用各种材料必须先经过招标单位代表（工程监理）的检查认可。严格按照国家现行施工规范、规程、标准和天津市有关规定进行施工，以保证工程的质量。

⑵严格执行见证取样制度，确保试件样准确反映工程本身质量状况。

⑶重视施工过程中数据的收集、积累、整理，分阶段进行技术分析总结，反馈给项目班子及上级领导。

⑷重要分项工程质量验评标准发到有关人员。

⑸实行项目“三检制”和工序“三检制”。

项目三检制：施工单位项目自查（全部普查）、监理公司检查（复查、抽查）、招标单位检查（复查、抽查）；

工序三检制：本道工序班组自检、专职质检员检查、下道工序班组对上道工序交接检查。

3 质量检验与技术措施

⑴各分项工程质量严格执行“三检制”，层层把关，做好质量等级的验评工作。

⑵所有隐蔽工程检验记录，必须经招标单位、质监站（或监理公司）及有关验收单位签字认可，才能组织下道工序施工。

4 计量管理制度

⑴计量器具的购置由专业工程师提供型号、表度等级，材料部门购买。

⑵购买的计量器具必须有出厂合格证，有计量部门认定的许可证。入库前，再到计量部门指定的检测单位进行复检校正。

⑶计量器具应定期检验，合格后方可使用。

⑷存放计量器具的库房应有一定的湿度、温度，防止损坏，并建立台帐。

⑸施工中如对计量器具有怀疑或损坏，应及时送检。

5 资料管理制度

⑴资料与工程进度同步进行。资料的内容必须完整，按照技术档案的要求整理，各专业、各部门提供资料，资料员归纳整理。

⑵资料的书写工整美观，签章和日期准确，装订整齐，满足招标单位和公司存档要求。

⑶档案按密级保管，不得随意外借，不得销毁丢失。

8 安全措施

8.0.1严格执行安全操作规程，坚持持证上岗制度。

8.0.2所有工作人员进入施工现场，必须戴安全帽，穿工作服和工作鞋，高空作业必须佩戴安全带。

8.0.3注意安全用电，施工用电按照JGJ46-88《施工现场临时用电安全技术规范》设置，防止触电事故的发生。施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作，电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器，在配电器处设立标志牌。

8.0.4现场各种电器设备要加盖防水蓬布防潮、防水，下班前必须切断电源，电缆线接头处要架空离地并树立标志牌。

8.0.5现场工作人员必须坚守岗位，不准串岗。

8.0.6机械设备操作人员对机械的传动装置、制动装置必须进行检查。

8.0.7桩机的螺丝、销扣要每周普检一次，如有松动、损坏、不灵要及时修复或更换。

8.0.8特殊工种作业，需持特殊工种操作证上岗，如电工、焊工、架子工等。

8.0.9对易燃易爆的材料，按要求运输、保管、使用，并做好防火防爆工作。配备足够数量的消防设施，作好防火减灾的预防工作。

8.0.10夜间施工应有足够的照明。

8.0.11现场专职安全检查员在施工前和施工中进行检查，发现问题及时处理，安全员对违反安全生产规章制度，不听劝告者，有权停止其工作，并报项目经理批准给予经济处罚。

8.0.12自觉接受、积极配合工程建设指挥部和工程监理对施工安全的监督检查。

8.0.13当发生质量安全事故时，应立即向总公司及招标方汇报事故原因，并尽快处理解决。

9 环保措施

9.1现场粉尘的控制

9.1.1对场地每日撒水压尘，及时清除建筑垃圾，保持现场的清洁。

9.1.2对建筑物实行全封闭围护，减少施工中粉尘扩散。

9.1.3对废弃物集中收回，运至指定地点。

9.2现场污水的控制

9.2.1在现场设置冲洗车辆设施，以保持出场车辆的清洁杜绝车辆对市政道路的污染。

9.2.2泥浆按招标单位要求外排至招标方指定地点。人人做到文明施工，为维护企业形象而努力工作。

9.3减少扰民，降低环境污染和噪声的措施

9.3.1 对相邻的建筑物要提前做好加固和防范工作，对现场道路要随时清理清洗，避免泥土赃物带出现场污染道路。
9.3.2 在现场必须设置洗车设备，对出场车辆必须清洗干净。
9.3.3 夜间禁止超出规定噪音的施工，尽量避免夜间施工。
9.3.4 施工废水不能随便泼洒，随意排放到市政管道内；必须经过储水沉淀。严格禁止清洗设备的油污排入市政管道。
9.3.5 对于尘土较多较大的施工现场，必须派专人洒水防尘。

10 经济、社会效益分析

10.0.1钢板桩施工机械化程度较高，能够大大削减人工和劳动力。施工速度较快， 工作效率要比地下连续墙快三分之二，施工工艺和施工程序要比地连墙简便快捷；减少挖土和土方外运，减少使用泥浆护壁费用和其它设施费用，大大缩减了施工成本，经济效益非常明显。

10.0.2钢板桩在经济效益方面，也是非常可观的。它可也缩短工期，为后续工作创造更多施工准备和时间；节约人工；与螺旋钻孔护坡桩、旋喷桩、 地连墙相比较， 节约了紧张狭窄的施工场地和部分相应的配套施工设备以及施工用水， 使现场不再产生泥浆，减少了淤泥和泥浆外运；降低了混凝土浇筑风险；也降低了施工成本。
其次，还可以减少基坑开挖土方量，有利于施工排水，对于临时工程，可以拔出来回收，多次周转，重复利用；作为地下结构围护墙的钢板桩，还可以当作混凝土的外墙模板使用，既经济又实用，大大减少了模板的使用量，降低了材料购置成本，也节省了大量的材料费和人工费，使项目成本在很大程度上得到有效的缩减，并从中获得更大的利润空间。

11 工程实例

11.1 青岛蓝泰·海乐府项目

11.1.1工程概况。蓝泰·海乐府（欢乐滨海城C-5-02地块）项目由青岛蓝泰置业有限公司投资开发建设，拟建场区位于青岛市四方区欢乐滨海城内南区，西侧距离胶州湾约150米。拟建项目包括1栋17层办公楼，4栋18层住宅楼，8栋3层办公楼和1栋2层商业楼。拟建地块整体设1层地下室/地下车库。拟建项目设计±0.00为6.40米，设计室外整平标高4.20～6.15米，周边已有道路标高约4.00米，设计基底标高约0.00米，基坑开挖深度约4.00米，建筑外墙线周长约753米。

图11.1.1-1 青岛蓝泰·海乐府项目效果图

11.1.2 施工情况。该工程自2014年02月20日开工建设，总工期670天，本工程基坑施工及帷幕、桩基施工垫层回填总工期为130天，施工工期短，达到合同及规范要求。

11.1.3 实施效果。本工程施工完毕后，施工的成本降低，施工工期比预计提前，得到了工程各方的一致好评。

来源：地基基础工程