型钢桩钢板支护（精选8篇）
型钢桩钢板支护 篇1
由型钢和水泥搅拌桩共同组成复合挡土桩体的一种基坑支护形式，近几年在我市适用条件下的深基坑侧壁支护工程中正得到推广应用。该支护形式不仅结构上安全可靠，而且价格适中偏低，在工期、施工、环保等方面比混凝土桩 (沉管或冲<钻>孔灌注桩）支护明显优越。
1、工程概况
该工程主体为一座8～1 8层临街商住楼，设一层地下室，地下室底板面设计标高为-5.2 (-3.6) m，实际基坑开挖深度5.5 (3.9) m，基坑侧壁安全等级为二级。
2、支护结构选型
根据本基坑特点和业主对本支护工程工期、造价方面的要求，基坑支护主要考虑两种形式：土钉墙和钢桩f钢板和型钢) 支护。土钉墙支护造价低，施工简单，便于土方挖运，但在软土条件下（尤其对本场地厚层淤泥），锚固力小，坑壁位移较大，安全性差。钢桩（力口单层内支撑）支护相对土钉墙造价高些，水平支撑对土方开挖和地下室底板结构施工也会有一定的影响，但其结构稳固，水平抗力大，坑壁位移小，安全性好。为确保支护结构和周建筑和设施安全，保证地下室施工顺利进行，也基于本场地地质条件、施工场地和周边环境等因素综合考虑，决定选用H型钢桩加水泥搅拌桩的复合支护形式。
3、支护结构设计思路和计算
本支护设计思路为H型钢桩加水泥搅拌桩（单排壁状) 和单层钢管内支撑 (对撑) 两部分结构组成的空间受力体系，水泥搅拌桩设置于H型钢桩外侧，它除了主要与H型钢桩共同组成复合排桩，承受基坑侧壁水平荷载外，同时又起止水帷幕作用。本支护结构主要依据《建筑基坑支护技术规程》中有关排桩（桩墙）支护规定的计算方法计算。考虑到基坑外围实际施工条件，故地面附加荷载按20kN/m2取用。土压力按朗肯土压力理论分层计算，并采用水土合算。土压力计算中不考虑工程桩对被动土压力的影响。
经计算，桩身承受最大弯矩计算值（下同）为126.33kN.m/m（基坑开挖面为3.9m部分略小），腰梁按简支梁计算（计算跨度暂不考虑八字撑1），最大弯矩为223kN.m，腰梁处水平支点反力为75kN，水平支撑承受最大轴力为938kNf，其他内力数据略1。根据各构件受力性状，保证构件抗弯 (压) 刚度和满足支护结构体系稳定性要求，支护结构设计如下： (1) 钢排桩选用日产400×400和350×350H型钢f坑壁深3.9m段1，排桩间距为1000mm，桩长12m。 (2) 水泥搅拌桩径600mm，桩长9m，相互搭接长度100mm。 (3) 腰梁采用400×400H型钢，腰梁中心距自然地面1.4m； (4) 基坑呈近长条形，纵向跨度不大，设计三道单向水平对撑，对撑选用Φ609×12钢管，对撑支撑点采用H型钢封头，两端施加300kN预紧力：相邻支撑间距大于4m，支撑端部增设八字撑；对撑跨中点处设一350×350H型钢立杆，杆长12m，伸入到第4层中砂层中；对撑之间设两道350×350H型钢连杆，基坑四角设两道水平角撑，内角撑采用350×350H型钢，外角撑采用Φ609x12钢管。
4、支护结构施工
施工流程：水泥搅拌桩——H型钢排桩——H型钢腰梁——钢管水平
支撑 (含立杆、连杆、角撑）。
4.1 水泥搅拌桩
由于场地系旧厂房杂地，故桩位放样后，应先对桩位范围内地下障碍物进行全面清理，以保证成桩顺利进行。搅拌桩施工过程主要控制好桩位偏差和垂直度偏差，严格按照设计要求的水泥标号、所需水泥掺量、搅拌时间、搅拌提升速率以及桩体搭接长度和复拌次数施工，保证水泥桩强度均匀性和帷幕连续性，达到增强钢桩间土体强度和有效止水的双重效果。
4.2 H型钢桩施工
H钢桩施工方法相对简单，工艺要求不高，主要是控制桩位偏差、垂直度偏差。压桩起点顺序尽可能与搅拌桩成桩起点顺序相一致，以保证水泥桩体固结所需足够的龄期。
4.3 H型钢腰梁安装
由于本基坑拟采取一次性开挖到底的施工方案，因此，基坑土方全面开挖前，在钢桩内侧先开挖一道供安装腰梁的沟槽，沟槽深度和宽度以满足安装操作时基本工作面的需要即可。安装过程主要控制腰梁设置位置、安放水平度和钢桩接触面的焊接质量，腰梁与钢桩存在空隙待水平支撑全部安装完成时，采用C 2 5细石混凝土充填。
4.4 钢管水平支撑安装
按设计水平支撑位置开挖沟槽，沟槽深度和宽度视安装需要而定。在钢管支撑跨中位置先压入H型钢立杆至设计深度。压入时，主要控制立杆压入垂直度和压入深度，确保立杆具有足够轴向承载力。立杆压入完好后安放钢管；钢管端部由H型钢封头与腰梁相接，连接就位后，钢封头处施加预紧力，预紧力经现场确认无误和连接处的缝隙塞入钢锲锚固后，拆卸油压千斤顶，而后再进行施焊加固。接着安装焊接端部八字撑和水平对撑之间的连杆。支撑安装过程，主要控制立杆与支撑、支撑与腰梁连接点处的安装焊接质量，尽量减少因安装误差或安装不牢固产生的较大偏心弯矩对支撑稳定性的影响。角撑跨度较小，没有设立支承立杆和施加预紧力，其安装方法和质量要求与水平对撑基本相同。
5、土方挖运
本基坑土方挖运主要以机械开挖为主，只有基坑修底部分和基础承台及其他加深部分采用人工开挖。按规定和设计要求，土方应分层均衡开挖。但由于本基坑开挖深度内以软土为主，分层开挖不但对机械化施工有一定的困难，且开挖工期较长。为了节省工期，也基于本基坑开挖规模、深度和施工条件等实际情况，根据施工单位要求，经业主、监理部门商定后，最后还是采用了一次性开挖到底的做法。然而，由于一次性开挖到底土坡高差过大，坡度过陡，在土体自身应力释放和挖土机座推力的共同作用下，引起土体向坑内侧移，结果7根超长未截工程桩被推断，部分工程桩严重偏位，影响了基桩工程质量，给基础承台施工造成了很大的困难。
6、换撑层素砼带施工、钢管水平支撑拆解和钢桩起拔
换撑层系位于地下室底板与围护桩之间一条素砼带，其设计厚4 0 0 m m C 2 0。当水平支撑拆除后，换撑层便替代钢管支撑承受支护桩外水平荷载。因此，该砼带施工时，主要控制好换撑层厚度和砼浇注质量 (包括浇后养护等) ，确保砼强度，满足传力要求。钢管支撑拆解时要逐步释放预紧力并注意构件的吊放安全，避免支撑体滑落或重放，确保底板砼不受过大振动影响其质量。地下室剪力墙和顶板砼基本达到设计强度后，剪力墙外坑按设计要求的填料分层回填并夯实，之后起拔钢桩，并及时用砂回填灌实桩坑。
7、基坑监测
本基坑共设有坑顶位移、桩体测斜和支撑轴力三个监测项目。监测单位在土方开挖起先阶段曾对桩体测斜项目作过数次监测，但由于包括测斜孔被破坏没有及时补设等种种原因，监测工作被迫中止，故没有提供基坑监测成果报告。基坑支护结构变形及坑壁位移等情况不详。但从基坑土方开挖到地下室结构工的整个过程的现场观察，支护结构体系始终处于正常使用状态，没有出现桩身明显弯曲变形、桩顶位移和坑外地面下陷等异常情况。搅拌桩桩身完整，止水效果较好，整个施工过程没有出现坑内渗水现象。
8、结束语
(1) 通过该支护形式在本支护工程的实践，认为此支护形式对基坑平面形状相对简单、软土场地、施工条件和基坑周边环境条件差以及基坑侧壁安全等级二级以下条件下的深基坑支护较为适宜，它基本上符合基坑支护作为一种临时性结构既要安全又要经济的原则。
(2) 从保护工程桩质量的角度考虑，尽可能地避免因基坑土方开挖造成工程桩的断裂或桩位严重偏移等质量缺陷，减少基础承台施工麻烦，基坑土方分层均衡开挖还是很有必要的。尤其是场地工程地质条件较差时更是如此。分层开挖虽然比一次性开挖工期长，但它能够有效保护工程桩质量，比起一次性开挖到底所造成的工程桩质量缺陷而不得不采取人工挖孔接桩或通过加大加深基础承台等补强措施所带来的经济和工期上的损失划算的多。
摘要：本文通过型钢和水泥搅拌桩复合支护结构在深基坑侧壁支护实例工程中的应用, 表明该支护形式在适用条件下的深基坑支护工程中具有安全、经济、节工、施工方便等优点, 值得推广应用。
关键词：支护结构,H型钢桩,水泥搅拌桩,施工
型钢桩钢板支护 篇2
【关键词】市政工程；深基坑；钢板桩；基坑支护
0.工程概况
某沿江公路市政排水管道工程施工，场地地表大部分都为耕土，结构松散，局部地区为鱼塘，场地范围内土体多为黏性土，遇水后会迅速变为流沙状。在市政道路排水管道施工过程中，依据设计要求，需在部分鱼塘区段开挖深度8m左右的基槽，排水管道单趟长度约380m。整个沿江公路市政排水管道的管径处于400～2400mm的范围内，本区段内管道管径均不小于1800mm，采用钢筋混凝土企口管连接形成，排水管道基础为混凝土现浇基础形式。经多次组织专家组进行设计和计算，最终采用钢板桩对管道深基坑进行支护。
1.基坑支护的必要性
（1）根据该沿江公路市政排水管道工程的施工场地具体情况，结合场地土体地质和水文条件和基坑的深度范围综合考虑，为保证该滨海新区整个沿江公路市政排水管道工程施工的安全进行，以确保市政工程达到预期的建设目标，该管道深基坑需采用“密排桩加丁字桩”联合支护的方法进行基坑的整体支护。
（2）基于本施工场地区段处于鱼塘的地段，场地范围内土体多为黏性土，强度和稳定性都不高，且该区段范围内的排水管道管径均都为不小于1800mm的大管径，所以，在进行该区段的排水管道深基坑的施工过程中，不仅需要考虑钢板桩支护体系自身的强度和稳定性能是否满足要求，还应综合考虑如此大的管径的钢筋混凝土排水管道安装施工过程中，对施工作业面的要求及施工技术人员的安全。
（3）滨海新区该沿江公路是城市的主干道，在市政排水管道工程基坑施工时，基坑开挖过程中对道路的变形控制要求高，工期短，施工场地狭窄。采用钢板桩基坑支护技术，对保证市政排水管道工程的施工质量，减少施工过程中对道路交通的不良影响，有效控制项目的投资成本，实现市政工程社会效益和经济效益的优化组合有着重要的现实意义[1]。
2.深基坑钢板桩支护施工技术
2.1施工流程[2]
根据深基坑钢板桩支护施工技术的要求，首先应做好桩位的现场测量放线工作；在对施工场地既有的各种管道管线位置掌握清楚后，接着可采用专业挖掘机机械沿测量标记好的桩位线进行桩沟挖掘，桩沟的挖掘深度控制在0.6m左右，宽度控制在1.2m左右；区段内总体采用分段措施进行钢板桩的打桩施工，每个施工区段长度定位100m，沿江依次按从下游到上游的方向顺序进行施工。为确保挖掘机能正常进行施工，钢板桩之间的间距定为4.5m；钢板桩打桩施工完成后，即可进行基坑开挖施工；本管道基坑施工分步进行，第一步挖至土层深度1.5m处暂停开挖，待基坑杂土清理完毕后立刻进行顺水支撑的焊接施工，在进行的支顶施工；两个方向的支撑焊接施工完成后，开始第二步的基坑开挖，开挖至距混凝土排水管道管顶标高位置50cm处时，进行第二道顺水支撑和横向支撑的焊接施工；焊接完成后继续开挖至基坑底部设计标高位置，待杂土清理完毕后可开始管道的混凝土基础施工，然后进行排水管道安装施工，安装完成后进行基坑回填，继续下一分段的施工。
2.2现场勘测和桩位放线
在排水管道工程基坑施工开始前，应与相关的市政工程建设单位和相关管理部门进行相应的调查摸底，明确掌握施工场地范围内的地下管道和管线的分布情况，并绘制出详细具体的分布图纸，以确保在管道基坑开挖施工过程中，能明确知道各管道管线等市政基础设施的确切位置，开挖之前应做好明显标记。根据排水管道工程的铺设施工图及施工现场场地地质勘测资料，准确做好施工放线工作。现场放线工作内容应包括施工场地内的各种市政既有管道、管线，待开挖基坑两侧的钢板桩中位线等，均应做好明确、详细的长久性标记，并同时做好书面记录。
2.3挖沟、打桩
选用小型挖掘机沿桩位中线进行挖沟施工，桩沟深度为0.6m，宽1.2m，开挖结束后应安排人工对沟底进行相应的杂土清理和沟底平整。
区段内总体采用分段施工方式，每段长约100m，沿江由下游向上游的方向顺序进行施工。为确保挖掘机能正常进行施工，钢板桩间距定为4.5m。
（1）钢板桩选用60C工字钢，长度为12m，选用的钢板桩应通长顺直，桩体不得存有扭曲、变形的现象，如发现钢板桩存有扭曲、变形的缺陷，使用前应进行更换或调直。整个工程采用液压振动式打桩机进行钢板桩打桩施工。
（2）整个管道基坑采用密排桩加丁字桩联合支护体系进行基坑支护，依据放线定位出来的桩位线依次进行打桩，桩与桩之间应咬口衔接紧密，每三根横桩增设一根丁字桩。
（3）进行钢板桩打桩施工时，应保证桩体垂直打入，防止出现扭曲和斜入的现象，并同时控制好钢板桩打入速度，打入时如遇到障碍物等异常情况，应立即停止施工，待采取有效措施后再继续进行打桩施工。
2.4基坑开挖
钢板桩打桩施工结束并且桩位确认无误后，可开始基坑开挖，第一步开挖至深度1.5m标高后，人工进行杂土清理，进行第一道双向支撑焊接；完成后可开始第二步基坑开挖，开挖至距离管顶标高50cm处，进行人工清理，焊接第二道支撑体系；然后继续基坑开挖，直至挖至基坑设计标高处。基坑开挖产生的土体调运至基坑周边10m范围外的空地，以减小土体对基坑周围土体的侧向压力。
基坑开挖过程中应安排专人指挥，随时注意场地内既有的地下市政管道、管线等障碍物，发现施工异常时应立刻停止开挖施工，待实施相应有效措施后继续，整个开挖过程中应全程动态监测钢板桩支护体系的变形情况，变形超出警戒值时应立即停止施工，并及时进行支护体系的补强加固处理措施[3]。
2.5支撑焊接
管道基坑开挖至地下1.5m深度时停止下挖，进行相应顺水支撑的焊接施工，采用对焊钢板桩进行顺水支撑的焊接，在基坑两侧的工字钢上进行点焊。顺水支撑要求水平、顺直。焊接完成后，开始横向支撑的支顶施工，横向支撑采用直径为180mm的圆钢管，每4.5m一道在顺水对焊的工字钢上进行点焊，横向支撑钢管两端部应加焊铁板进行加固补强。横向支撑设置在顺水支撑中部位置，与顺水支撑垂直焊接牢固，并使其与顺水支撑处于同一水平面上。
在后续基坑开挖过程中，对钢板和支撑的变形情况应保持动态的监测观察，发现变形超过范围时应立即停止开挖，并及时采取加固措施，保证支撑体系的安全。
2.6拆除支撑、拔桩
待区段内混凝土排水管道铺设完成完，及时回填渣石等材料至管顶30cm处，再进行支撑拆除工作，拆除时应先拆横向支撑，再拆顺水支撑。下道支撑拆除结束后，再分层进行回填，至距离上道支撑30cm处时，先拆除上道横向支撑，再拆顺水支撑；待所有支撑拆除结束后，继续回填比重为10%的石灰土直至钢板桩顶部。
支撑拆除过程中，必须将各种连接、补强构件拆除干净，焊接点应进行充分清除，并安排专人现场指挥拆割施工，保证整个支撑拆除施工的安全。
待石灰土回填施工结束后，开始拔桩施工。拔桩时按先打先拔的顺序进行，且基坑两侧对应位置同时进行，不得漏拔。拔桩过程中必须确保桩体被垂直拔起，严禁扭拔、斜拔，防止地下管道基础和管道自身受到扰动，拔桩结束后立刻进行中砂回灌，防止基坑内混凝土管道基础开裂。
3.结语
采用钢板桩支护施工技术对该排水管道基坑工程施工段取得了有效的支护，保证了基坑内大管径钢筋混凝土排水管道安全高效的完成了安装，实现了市政工程社会效益和经济效益的优化组合；通过该基坑支护工程的应用实践，总结了深基坑钢板桩支护体系的施工经验，为同类市政管道工程的安装施工积累了丰富经验。
【参考文献】
[1]成凤兰.浅谈深基坑的支护[J].山西建筑，2008，34（33）.
[2]王曙光.深基坑支护处理经验录[M].北京：机械工业出版社，2005.
型钢桩钢板支护 篇3
某工程位于城市中心地带,地皮价格可谓是寸土寸金,开发商为充分利用规划用地,地下室的边线离规划用地红线的最近距离大约为3 m～4 m,红线外为待拆迁的2层～3层居民楼。该工程为了尽可能的给上部结构腾出施工空间及施工道路,前期仅对地下室的基坑进行了支护,待上部主体结构施工完成后才单独对位于地下室以外的车道基坑进行支护。车道外墙轴线离3层居民楼外墙边线的最近距离为2.40 m,支护区域开挖深度为2.00 m～3.50 m。
2 场地岩土工程条件
根据勘察报告,场地地貌上属长江Ⅲ级阶地,与基坑支护有关的地层从上至下依次为:(1)杂填土(Qm),呈松散状态;(2)粉质粘土(Q4al),呈可塑～硬塑状态;(3)粘土(Q3al+pl),呈硬塑状态。地下水主要为赋存于(1)层杂填土中的上层滞水,主要受大气降水、生活用水等补给,其水位、水量随季节而变化。地层的计算参数见表1。
3 基坑支护设计
3.1 方案选择
由车道外墙轴线离3层居民楼外墙边线的最近距离为2.40 m,上部结构已封顶,车道基坑施工场地狭小,不便于大型机械的进场和施工;坑底为硬塑状态的老粘土、坑壁主要为可塑～硬塑状态的粉质粘土和硬塑状态的老粘土;基坑开挖深度为2.00 m～3.50 m,结合该地区的基坑设计相关经验并考虑施工可行性及经济性的前提下,采用悬臂压浆型钢桩作为支护方式。
3.2 基本理论
考虑场地的平面布置及施工作业条件,地面超载按15 k Pa考虑,居民楼楼层荷载按每层15 k Pa考虑。基坑分段进行支护设计计算。土压力采用朗肯土压力,水土合算。
支护计算时,桩的入土深度根据等值梁法和桩端嵌固的土层性质综合确定,采用弹性抗力法(杆件有限元法)计算桩身内力和桩的变形,其模型如图1所示。
土抗力弹簧的水平反力系数可按下式计算:
式中:m———土的水平反力系数的比例系数,k N/m4,对多层土,按不同土层分别取值;
z———计算点距地面的深度,m;
ho———计算工况下的基坑开挖深度,m。
第i土层的水平向抗力系数随深度变化的比例系数m(k N/m4)可按下列经验公式计算:
式中:φik———第i土层内摩擦角标准值,(°);
cik———第i土层粘聚力标准值,k Pa;
Δ———基坑底面处位移量,可取10 mm;
ξ———经验系数,一般粘性土取1.0;老粘性土取1.8。
3.3 支护结构设计
支护桩采用28a工字钢,桩排间距500 mm,桩长4.5 m～9.0 m。基坑支护计算采用《天汉软件》ver2005.1中“桩锚2005”模块,各段具体计算及设计参数见表2。桩顶锁口梁按构造要求,采用2根28a工字钢焊接组成。
3.4 地下水处理设计
场地地下水为上层滞水,基坑开挖后,可对坑壁产生侵蚀和渗透破坏,应采取封堵和疏导措施,具体如下:
1)在坡顶设置截排水沟,过水断面尺寸为300 mm×300 mm,采用红砖砌筑;
2)在坑底设置若干集水坑进行明排,汇集上层滞水后,用水泵抽排至坑顶明渠;
3)对场内周围地面进行硬化,设置50 mm厚C15混凝土。
4 基坑支护施工及监测要求
4.1 压浆型钢桩施工要求
压浆型钢桩桩排施工采取跳打法,其具体施工程序如下:
1)采用钻机引孔成桩,成孔直径350 mm,将工字钢压入孔内前按500 mm间距错位打花眼;
2)工字钢置入孔内后,应预埋高强注浆管(至工字钢底部),充填粒径20 mm～30 mm碎石,最后压力注入水泥浆;
3)注浆应使浆液从孔内溢出较浓的带有碎石的浆液为止,以确保钢桩桩体与桩外土体能形成整体。
4.2 土方开挖要求
基坑开挖前,应做好坑顶周边截排水的设施,对坡顶1 m～2 m范围内的地面采用厚3 cm～5 cm的C15混凝土作硬化处理,防止地表雨水对坑壁浸润冲蚀;基坑开挖中应做好坑内积水排放。
土方开挖必须和土钉挂网支护施工密切配合,减少无支护暴露时间,采取分层分段开挖,每层开挖深度应满足施工要求,每日开挖长度应满足当日支护作业能力,不得超挖。
基坑开挖后,地下室土建单位应尽早进场,作好下步土建施工的各项准备工作,减少基坑暴露时间。
4.3 基坑监测要求
本基坑虽然开挖深度不深,但由于离3层居民楼较近,基坑开挖过程中及土方开挖完成后应加强监测。
监测内容包括:
1)支护桩桩顶地面水平位移及沉降观测;
2)居民楼的地面沉降观测;
3)土体及支护桩深层水平位移观测(测斜)。
监测频率不得少于2 d一次。当暴雨阶段或出现异常情况时应增加监测次数,监测结果(包括图表)及时反馈给设计、监理等有关各方。
水平位移及沉降警报值:总变形为20 mm,或连续2 d～3 d以上变形速率达到5 mm/d。
5 结语
1)基坑支护设计是一项理论与实际联系紧密的工作,既要考虑支护的安全性、经济性,又要考虑现场实际的施工可行性。
2)采用压浆型钢桩进行基坑支护,具有施工占地空间小、对周边环境影响较小等优点。
摘要：根据某车道基坑场地狭小、周边环境复杂的特点,选用小型钻机即可施工的压浆型钢桩对该基坑进行支护,并对压浆型钢桩的施工进行了阐述,为类似条件下的基坑支护设计提供一定的参考。
关键词：复杂环境条件,基坑支护,压浆,型钢桩
参考文献
[1]DB42/159-2004,基坑工程技术规程[S].
[2]JGJ120-99,建筑基坑支护技术规程[S].
地下通廊基坑钢板桩支护验算 篇4
某电厂工程输煤系统通廊基坑支护工程,通廊北段-7.0 m以下部分长92 m,通廊底标高由南向北约为-7.0 m～-12.5 m,通廊高约2.5 m,宽9 m左右。该通廊施工基坑支护采用“拉森”钢板桩,钢板桩规格为500×200×19.5,单根长12 m,重约1.26 t/根。打桩机械采用50 t履带吊,桩锤为振动锤。由于基坑太深,钢板桩支护时需进行土方表层卸载。建设单位委托中铁十七局集团山西兴华建筑设计院有限公司做基坑支护验算。
2 输煤系统地段地质情况
①层杂填土(Q
②-1-a层粉土(Q
②-1层粉土(Q
②-2层粉砂(Q
③-1层粉土(Q
③-2层粉砂(Q
③-3层粉土(Q
3 基坑支护验算
已知土质饱和重度γ=20 kN/m3,内摩擦角φ=20°,不考虑内聚力,基坑深度H=12.5 m,卸载深度h=7 m,支护净深H1=5.5 m。土压力如图1所示。
1)取计算单位宽为1 m。
Ka=tg2(45°-18°/2)=0.49。
Kp=tg2(45°+18°/2)=2.04。
yd=3.0×tg(45°+20°/2)=4.3 m。
Ea1=γKaH12/2=20×0.49×5.52/2=148.2 kN。
Ea2=γKah(H1-yd)=20×0.49×7×1.2=82.3 kN。
e1=γKaH=20×0.49×12.5=122.5 kN。
2)经初步计算,在-8 m处设一道支撑,求土压力为0处反弯点O。
t0=γHKa/[γ(KB·Kp-Ka)]
=20×12.5×0.49/[20×(1.6×2.04-0.49)]=2.2 m。
则:Ea3=e1t0/2=122.5×2.2/2=134.8 kN。
Ea=Ea1+Ea2+Ea3=365.3 kN。
3)O点弯矩Mc=0,则:
5.2N=(5.5/3+2.2)Ea1+(1.2/2+2.2)Ea2+(2.2×2/3)Ea3
N=(597.7+230.4+197.7)/5.2=197.3 kN。
4)求钳固深度Hd及桩长。
O点剪力:Qo=Ea-N=365.3-197.3=168 kN。
由Mo=0,得E2=3Qo,即:
γ(KB·Kp-Ka)t12/2=3Q。
20×(1.6×2.04-0.49)t
Hd=1.1×(t0+t1)=1.1×(2.2+4.26)=7.1 m。
桩长:5.5+7.1=12.6 m,未考虑土的内聚力,偏于安全,选用12 m桩。
5)钢板桩选用与验算。选用“拉森式”钢板桩,规格为500×200×19.5,每延长米截面矩参见拉森Ⅴ型,取W=3 000 cm3。求钢板桩最大弯矩Mmax。
设P点剪力为0,由γhKa(y-4.3)+γKay2/2=N,得:
20×0.49×7(y-4.3)+20×0.49y2/2=197.3
y=5.23 m。
Mmax=197.3×(5.23-2.5)-20×0.49×5.233/6-20×7×0.49×0.932/2=275.3 kN·m。
则f=Mmax/W=275.3×103/3 000
=91.8 MPa<0.5[f]=105 MPa(满足要求)。
6)支撑验算。钢板桩支撑横梁采用两根型钢2HW400×400,A=2×21 950 mm2,WX=2×3 340 cm3;横梁受均布荷载q=197.3 kN/m,支撑每6 m设置一道。横梁受力简图如图2,图3所示。
横梁验算,将横梁视为多跨连续梁,内力计算如下:
梁最大弯矩为:
7)支护结构。基坑支护采用“拉森”钢板桩,规格为500×200×19.5,桩长12 m,最深处桩顶标高为-7.0 m;支撑结构采用双型钢2HW400×400作横梁,横梁中心标高为-9.5 m;对挺支撑选用700钢管制作的专用支撑。
摘要：对某电厂工程输煤系统通廊基坑支护工程的具体情况进行了介绍,探讨了输煤系统地段的地质情况,对该工程地下通廊基坑钢板桩支护进行了验算,以保证基坑工程施工安全,从而保证施工顺利进行。
关键词：深基坑,钢板桩,地质情况,验算
参考文献
[1]GB 50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].
钢板桩在基坑支护工程中应用 篇5
1 工程概况
该工程以规划河道为界限, 将其分为两个独立的地下室, 其中东面地下室为一层, 西面地下室为两层结构, 基坑深度范围为5.2到7.3米。
基坑范围内地层自上而下为:厚度为1.80到5.40米的杂填土层、厚度为1.60到15.70米的淤泥层、厚度为13.10到15.5米的淤泥质土夹薄层粉砂层。
该基坑采用一层内撑式钢板桩围护体系, 采用SMW工法 (钢板桩外侧加搅拌桩) , 钢板桩采用H型钢HW350x350x12x19, 桩长15m, @1000mm;周边搅拌桩采用￠600水泥土搅拌桩, 桩长8m, 搭接150mm, 桩距450 (由于地质情况复杂, 搅拌桩无法施工的, 采用高压旋喷工艺) ;河道采用拉森钢板桩400X170X15, 桩长15m;腰梁、角撑和八字撑采用350X350H型钢, 水平支撑采用￠609X14钢管, 立柱采用350X350H, 柱长18m, 每道支撑施加预应力350k N的支撑体系。
2 施工流程
本工程具有一定的地形限制, 一些工程桩的位置位于驳岸以及河道中。在基坑支护施工过程中, 必须事先将驳岸砌石清理, 同时在河道相应位置进行拉森钢板桩施工。所以, 该工程基坑施工工序如图1所示:
3 施工工艺及技术措施
3.1 围护钢板桩施工工艺及技术措施
(1) 施工工艺流程:安装导向回檩→起吊→振动锤钳口对桩夹紧→起吊定位→垂直沉桩到设计标高→以此类推完成整个沉桩作业。
(2) 技术措施: (1) 在沉桩前需要对导向装置进行合理的调整, 确保沉桩顺利进行, 提升受力; (2) 严格控制沉桩的垂直度与标高, 其中垂直度应该控制在1.5%, 标高需要控制在-50毫米、+100毫米; (3) 在钢板桩沉桩过程中, 需要随时的对其平面位置进行检查, 同时检查其沉桩的垂直度, 遇见倾斜情况需要及时采取纠正或拔起重打等纠偏措施; (4) 当地层硬度太大是, 可以先利用预钻孔的方式, 然后进行打桩, 避免沉桩过程过度震动, 消除沉桩过程对周围建筑物的影响。
3.2 搅拌桩施工工艺及技术措施
(1) 施工工艺流程:定位→预搅下沉 (带喷浆) →提升喷浆搅拌→重复下降搅拌→重复提升搅拌→成浆结束。
(2) 技术措施: (1) 基于基坑平面设计图, 在开工前确定桩位, 做好放线与标高确定工作;基于施工现场地下管线分布图, 在施工前将地下障碍物进行处理, 对于以下地下管线需要做好相关的标记; (2) 具体的施工过程中, 严格按照搅拌桩施工规范, 满足桩体施工垂直性、连续性等要求, 同时保证掺入水泥浆的均匀性, 起到良好的止水效果; (3) 利用切割搭接的方式进行水泥搅拌桩施工, 后续搭接桩施工应该在前端水泥桩没有固化前进行。通常情况下搭接长度比设计要求长150毫米, 保证相邻桩体之间施工时间间隔小于10个小时; (4) 施工前需要对土体进行充分预拌, 控制预拌速度, 保证土地破碎率, 一般其与水泥搅拌的均匀性; (5) 确保水泥浆液不发生沉淀现象, 严格按照预定配量进行配制。配制前需要事先将水泥中的结块筛除, 然后将筛选过后的水泥送入灰浆机中, 等到压浆前将其缓缓的送入集料斗中; (6) 在压浆过程中严禁出现断浆、输浆管堵塞等现象, 保证注浆的均匀性;另外对设计确定的相关数据严格要求, 控制水泥的掺入量;对搅拌过程中的提升与下降速度严格控制, 保证土体搅拌充分、均匀; (7) 为确保壁状加固体的连续性, 应采取以下措施:严格按设计要求, 相邻加固体要搭接一定长度 (不小于150mm) , 相邻桩体搭接时间不大于10h;如遇特殊情况超过上述时间, 应在第二根桩施工时增加注浆量20%, 同时减低提升速度;如时间太长, 第二根桩无法搭接施工, 应在设计单位认可后采取局部补桩或注浆措施;垂直度偏差≤0.5%, 桩位偏差﹤50mm。
3.3 内支撑体系施工工艺及技术措施
(1) 施工工艺流程:放样→开挖围檩槽→测定围檩→焊接牛腿→安装围檩→开挖钢管内支撑槽→安装钢管内支撑→施加内支撑预应力→安装八字撑。
(2) 技术措施: (1) 钢支撑安装过程需要保证连贯性, 保证围檀符合设计标高要求, 保证围檀与支撑处于同一条直线上。在俺咋混个钢支撑前需要拉通线, 用红漆在围檀中标出中线。严格的控制钢支撑安装误差, 其中标高误差需要控制在3厘米以内, 平面轴线偏差需要控制在10厘米以内; (2) 焊接过程中保证焊缝表面没有裂纹、夹渣、气孔、肉瘤等, 在焊接完成后按照相关的质量验收标准进行验收。在每道工序完工前, 施工人员需要进行自检, 发现问题及时的采取措施处理, 然后通知有关部门进行验收; (3) 在钢管内支撑轴向方向上添加350kn±50k N的预应力, 以降低基坑的位移量; (4) 在施工完工验收阶段, 需要对支撑体系的稳定性进行检测, 严禁在钢支撑上堆放或悬挂重物, 同时避免钢支撑与机械物件发生碰撞, 避免其下沉、位移。
3.4 钢板桩的拔除施工工艺及技术措施
(1) 施工工艺流程:清除桩顶周围障碍物→振动锤对桩夹桩→振动拔桩→平放H钢板桩→卸除保险钢丝绳扣→拔下一根H钢板桩。
(2) 技术措施: (1) 在进行拔桩过程中, 需要保证振动锤持续30秒振动, 在H钢板桩松动后进行拔桩; (2) 拔桩时, 需要将H钢板桩、振动锤以及钢丝绳保持在一个垂直线上, 以减少拔桩过程的摩擦力; (3) 当无法拔桩时, 需要在该钢板桩四周打入H钢板, 使桩体松动, 便于拔桩。
4 基坑开挖过程注意的事项
在基坑开挖施工过程中, 需要注意的事项主要体现在以下两个方面:第一, 确保围护结构外侧地面超载不超过10k N/㎡, 这就需要在基坑开挖过程中, 避免重型的机械、建材等对方在基坑边缘;对于挖土机械进入基坑过程中, 还需要采取有效的加固措施, 避免发生超压现象。第二, 当土方开挖到设计标高时, 需要及时的进行放线以及砌筑砖胎等工作, 尽可能的减少基坑外露的时间。同时保证封底混凝土仅仅的抵住围护桩, 做好隔离H桩的工作。
5 结论
(1) 在基坑围护施工完工后实施土方开挖, 然后由相关的检测部门对基坑以及基坑周围建筑物沉降、位移等进行监测, 保证其满足设计规范要求。
(2) 由于该工程地形的特殊性, 有接近百分四十的基坑位于河道上, 同时处于对钢板桩之间缝隙处理的综合考虑, 将原来的H钢板桩加插钢板改为拉森钢板桩。通过这样设计不仅能发挥钢板桩支护效果, 同时具有更好的止水作用。
参考文献
[1]林培源.钢板桩在建筑工程深基坑支护中的应用研究[J].建材与装饰, 2013 (7) :131-132.
钢板桩在基坑支护中的应用 篇6
近年来，随着各类地下管道的大量兴建，管道基坑围护工程越来越多，而管道的埋深也日益加深，开挖环境日趋复杂，这无疑都会给管道基坑支护带来严峻的考验。在管道基坑工程中，应用较多的支护型式主要有放坡开挖、水泥搅拌桩支护、喷锚支护等[1,2]。然而，在某些工程中，受场地条件所限，上述支护型式无法满足现场施工条件，这时需要一种既能满足强度条件，又能满足施工条件，且经济和效益好的支护型式，而钢板桩支护正好满足了这种需求。工程实践表明，钢板桩应用于管道基坑支护，既可达到止水的目的，亦可达到支护的目的，且可获得良好的经济效益。本文分析钢板桩的特点，然后针对具体工程实例，论述了其钢板桩的设计、施工，可为类似的工程提供参考。
1 钢板桩支护力学原理[3,4]
钢板桩作为基坑支护结构的一种，它具有强度高，适应性强，结合紧密、不漏水性好，施工简便，速度快，对临时工程可以多次重复使用等特点。
1.1 钢板桩支护设计主要的计算内容
(1）钢板桩内力计算；（2）支撑系统内力计算；（3）稳定性计算；（4）变形估算。
1.2 钢板桩内力计算
对钢板桩进行内力分析的方法很多，设计时应根据支护的构造形式选择合适的分析方法，本文仅对普遍采用的等值梁法作简要介绍。
(1）钢板桩反弯点位置。假定钢板桩上土压力为零的点为反弯点的位置，设其位于基坑开挖面以下y处，则有：
式中，γ1，γ2-坑内外土层的容重加权平均值；H-基坑开挖深度；Ka-基坑开挖深度；Kpi-基坑开挖深度。
(2）钢板桩最小入土深度。等值梁法计算简图如图1。由等值梁BG求算板桩的入土深度，取ΣMG=0,
由上式求得：
桩的最小入土深度：
根据坑底的土质条件，入土深度应乘以系数1.1～1.2。
1.3 支撑系统内力计算
支撑系统内力计算主要是分析围檩和杆件（或拉锚）的内力，围檩为受均布荷载作用的连续梁，均布荷载的大小可按下式计算：
式中，qk-第k层围檩承受的荷载；H-围檩至墙顶的距离；hk+hk+1-围檩至墙顶的距离。
撑杆按偏心受压构件计算其内力即可，作用力为：
1.4 稳定性计算
支护体系的稳定性验算是基坑工程设计计算的重要环节，这里主要简述整体稳定性和抗倾覆稳定性
(1）整体稳定性。整体稳定性验算一般采用土层的圆弧滑动面计算，它不同于边坡的滑移面计算，由于受支撑或锚杆的影响，圆心位于坑壁面上方，靠内侧附近。考虑支撑作用时，可不进行整体稳定性计算。考虑支撑作用时，可不进行整体稳定性验算，当无支撑或者不考虑支撑作用时，可通过下式计算：
式中，ci-第i条土的粘聚力；li-第i条土的圆弧长度；qi-第i条土的地面荷载；ri-第i条土的重力密度，水面以下取浮重度；bi-第i条土的宽度；hi-第i条土的高度；ai-第i条土圆弧中心点切线与水平线的夹角；φi-第i条土的内摩擦角；K-整体稳定性系数。
(2）抗倾覆稳定性。抗倾覆稳定性是验算最下道支撑以下的主动、被动土压力绕支撑点的转动力矩是否平衡，按下式计算：
式中，
KQ-抗倾覆安全系数；MRC-基坑内侧抗倾覆力矩；MQC-基坑外侧抗倾覆力矩。
1.5 变形估算
当基坑附近有建筑物和地下管线时，必须对支护结构进行变形估算，以确保建筑物及管线的安全，基坑周围土体的变形应根据土质、支护情况及当地经验采用合适的估算方法。
2 工程实例
2.1 工程概况
拟建工程位于广州市荔湾区芳村东沙南淑村西侧，基坑呈狭条状，基坑开挖宽度为6.0～10.4米，开挖深度7.20米，基坑周边环境空旷。具体见图2所示。
2.2 场地工程地质与水文地质
根据拟建场地的岩土工程勘察报告，场地岩土层自上而下为人工填土层、淤泥质土层、淤泥质砂层、砂层、粉质粘土层。下伏基岩为泥岩。基坑开挖影响深度范围内的土层主要为人工填土层、淤泥质土层、淤泥质砂层及砂层。
场区在揭露深度范围内，水文地质条件较复杂，表层填土中，含上层滞水；往下为淤泥质土为相对隔水层，下部砂层富含承压水。
2.3 基坑支护方案
根据本基坑工程的特点，经过经济、技术及工期等综合比较优选了钢板桩加钢管内撑的支护方案，并在坑内设置了格栅式搅拌桩进行了坑内加固。
钢板桩采用密扣拉森Ⅳ钢板桩，桩长为16米和17米两种（以进入强风化岩面0.5米为控制）。内撑采用Φ600δ12的钢管，设置在基坑顶面下1.8米处。基坑支护典型的剖面如图3所示。
2.4 基坑监测
基坑施工完毕后的监测结果显示，钢板桩桩顶最大水平位移累计值为18.2mm，位移较小。因此，采用钢板桩加内撑的基坑支护方案取得了较好的效果。
3 结语
钢板桩以其施工机具简单、施工速度快、造价低等优点，在基坑支护工程中被广泛采用。工程实践也进一步证实，钢板桩在基坑支护中能取得良好的支护效果。
摘要：从力学原理角度分析了钢板桩支护的特点,并结合具体的工程实例,概述了该基坑的支护方案,可为类似基坑支护工程提供参考。
关键词：钢板桩,设计,基坑支护
参考文献
[1]黄强.深基坑支护技术研究[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
[2]龚晓南.深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
[3]毛铠.格形钢板桩结构设计施工手册[M].北京:中国计划出版社,1996.
升降舞台基坑钢板桩支护施工技术 篇7
某武术馆项目建设工程升降舞台基坑开挖深度包括垫层在内 ( 自室外自然地坪) 为9. 20 m, 局部集水井部位挖深10. 20 m。整个基坑大开挖1. 35 m以后, 再在此基础上升降舞台基坑上部拟放坡 ( 1∶ 1) 开挖2. 55 m, 实际钢板桩支护深度为5. 3 m, 池底板结构外轮廓线尺寸: 长为29. 5 m, 宽为27. 3 m。
在进行基坑施工前, 应预先在现场放出池底板结构外轮廓线, 使钢板桩支护线与池底板结构外轮廓线保持1. 5 m的净距。
本方案拟采用单排止水帷幕+ 撤土放坡, 结合40b工字钢@450 mm作为支护桩, 一顺一丁布置的方案, 支撑系统为一道角斜撑, 采用40b工字钢与钢腰梁焊牢。场地周边3. 5 m范围内撤土2. 55 m。
2 工程特点和难点
1) 施工场地勘察期间地下水潜水水位测量情况如下:
初见水位不明显; 静止水位埋深0. 50 m ~ 0. 80 m, 相当于标高1. 89 m ~ 1. 21 m。地下潜水水位变化主要受大气降水补给, 地面蒸发、排泄等控制, 水位一般在0. 40 m ~ 1. 00 m左右。
2) 由于升降舞台基坑开挖深度约为9. 20 m, 考虑基坑上部为素填土, 土质较好, 因此, 基坑上部1. 35 m范围采用放坡开挖的方案, 地质编号1a, 1b, 4 的水平渗透系数为10- 4Kh ( cm/s) , 渗透性为弱透水, 防止坍塌, 根据基坑形状、尺寸、深度以及所处位置地下水位、周围环境状况等, 综合考虑分析基坑支护施工安全、经济成本、施工可行性等众多因素, 计划采用单排止水帷幕+ 撤土放坡, 钢板桩轮廓线外3. 5 m开始放坡, 放坡系数采用1∶ 1, 高度2. 55 m。基坑内部采用钢板桩支护方案, 第一次大开挖深度1. 35 m后, 再次在1. 35 m深度上向下放坡挖低2. 55 m, 中间设置一宽为3. 5 m的平台, 再进行钢板桩施打, 上部按1∶ 1 进行放坡。坡顶和坡脚均设置宽为0. 3 m的截水沟, 坡面均做 Φ6@ 300 钢筋网浇5 cm厚细石混凝土护坡。
止水帷幕 ( 水泥搅拌桩) 采用干法作业, 掺灰量为15% , 水泥采用P. O42. 5。选用40b钢板桩, 桩长12 m; 钢板桩穿过砂混粘性土层, 进入粉质粘土层; 钢板桩沿基坑四周连续设置排水沟, 周长约124. 4 m; 为确保基坑安全, 加强钢板桩的整体性及刚度, 在帷幕上再设置一道围檩及角支撑, 围檩采用连续双排工字钢。
3 钢板桩施工技术
1) 钢板桩的选用。
选用40b钢板桩, 桩长12 m, 因其具有抗弯性好且宽度适中、方便周转等优点, 故适用于本工程。
2) 设备与支护结构。
该工程设备采用MIL-2000 型液压振动沉桩机。
为了保证开挖基坑时的安全, 钢板桩下1 m采用围檩 ( 槽钢) 及角支撑加固。
3) 钢板桩围护结构的计算。
本工程钢板桩围护基坑开挖深度是7. 85 m, 桩长为12 m, 桩顶标高是- 9. 500 m。计算时考虑地面的超载为10 k Pa。
在桩顶标高下1 m位置设支撑一道, 支撑中轴线标高- 10. 500 m, 刚度5 MN / m2。
4 钢板桩施工工艺
4. 1 一般要求
1) 为方便该工程基础的施工, 为基础凸出位置处模板施工预留工作面, 钢板桩的打入位置应符合方案设计要求。
2) 钢板桩的整体布设形状应尽量平直整齐, 以便支撑的架设。各周边尺寸应尽量符合板桩模数。
3) 在施工基础工程全部工序的时候, 严禁碰撞、拆除支撑, 禁止在支撑上搁置重物或进行切割、电焊等其他施工作业。
4. 2 施工工序
依据施工图纸及高程要求放沉桩定位线→基坑开挖 ( 整个比武馆) 1. 35 m→升降舞台基坑开挖上部2. 55 m土方→设沉桩导向槽→平整机械施工道路→沉设围护桩→土方开挖→升降舞台结构施工 ( 第一次) →填土→拔除钢板桩→升降舞台结构施工 ( 第二次) 。
4. 3 钢板桩的布设及相关要点设计
1) 为了更安全起见, 先将整个地坪降低1 350 mm, 再在剪力墙外皮1 500 mm设钢板桩, 后退3. 5 m为下坡线, 在- 9. 5 m处起坡, 坡度系数1∶ 1。既起到了一定的卸载作用, 又将基坑开挖深度相应减少, 同时又满足了普通钢板桩的要求。同时, 考虑到该工程所处位置, 地下水含量大, 且复杂等因素, 难免在基坑侧壁出现渗水现象, 为此, 采取在基坑底四周设盲沟加集水井的应急措施排除渗水。还考虑到基础及外墙施工时, 应留有一定的工作面等因素, 最终确定出桩到基础外边的距离为1 m。
2) 考虑到挖运土方行走路线的设置。应有上下坡道。靠坡道的钢板桩不能高出地面, 以便于挖土设备上下行走。
3) 钢板桩的布桩形式如图1, 图2 所示, 要求一顺一丁形式紧密结合, 以免基坑侧壁局部渗水量过多, 影响正常施工。
4. 4 钢板桩的检查验收、吊装、堆放
1) 钢板桩的检验。
在钢板桩运到施工现场之后, 要先进行整理验收。清理钢板桩杂物, 修整对有缺陷等不满足施工要求的部位。
2) 钢板桩吊运。
吊运有成捆和单根两种起吊方式。现场装卸时采用单根两点起吊方式。起吊时要注意保护锁口, 避免损伤影响使用。
3) 钢板桩堆放。
钢板桩应在平旷、坚固的地带堆放, 并要方便施工现场运送。堆放时应注意:
a. 堆放的位置、顺序、方向等都要有所安排, 方便以后施工;
b. 不同型号、不同规格、不同长度的钢板桩要分开堆放, 并用标识牌示意清楚。
4. 5 施工时导向架的安装
为确保桩体轴线定位准确, 以及打入的垂直度和精度, 提高桩体贯入能力, 防止屈曲变形, 钢板桩支护施工时, 需设置施工围檩, 即“导向架”, 导向架主要由导梁和围檩桩等组成, 围檩桩的间距一般控制在2 m ~ 3 m间。施工围檩需坚固且有一定刚度。
4. 6 钢板桩打入
钢板桩施工时要选择正确的打桩方法和打桩机械, 划分流水段, 以便使打入精度更高, 桩墙刚度及防水性能更好。结合现场情况及工程特点, 本基坑钢桩采用单独逐根打入法。钢板桩的打入需确保平直, 封闭要合龙。
4. 7 土方开挖
1) 先开挖钢板桩支撑区域内的基坑土方, 土方应分层连续施工, 开挖区域应对称, 防止受力不均匀。土方开挖至桩顶标高下1 m时, 应停止开挖, 并进行支撑围檩施工。
2) 在钢板桩墙内壁, 顶部标高向下1 m处, 先焊接围囹托架及角支撑, 然后吊装工字钢, 与围檩及角支撑焊接进行加固。
3) 开挖基坑周围12 m的范围内禁止堆放荷载。
4) 地面、二次开挖面及坑内应设合理的排水措施。施工过程中严格按照排水沟图进行施工。
5) 土方开挖时, 每天派专人检查钢板桩的支护及受力变形情况。
6) 现场安全设专职安全员一名负责。
4. 8 钢板桩的拔除
钢板桩拔除在基坑回填后进行。拆除的钢板桩可重复使用, 节约成本。钢板桩拔除前, 应确定好拔桩采用的机械、方法、顺序及时间等技术措施, 避免桩体振动影响基坑, 或是桩体带土造成地面沉降与位移, 影响基坑结构。
钢板桩拔除采用吊车及振动锤配合, 先用拔桩机夹住预拔桩头, 振动锤在桩头部位振动, 使桩周围的土质慢慢松动, 粘聚力降低, 等土对桩的摩阻力减小后, 再慢慢往上拔, 边振边拔。当遇到拔桩比较困难时, 要及时停止, 采用的方法是可先向下稍微施打, 再进行上拔操作, 重复以上操作将桩拔出。
5 基坑监测的主要内容
为确保基坑支护的稳定, 施工中应及时观测基坑边坡的土体变化、围护顶部的水平位移情况, 周围邻近建筑、地下管线的变形情况, 以及基坑及支护结构各部位的沉降观测。
主要监测内容为:
1) 基坑周围地面、建筑物、道路的沉降;
2) 基坑边坡顶部的沉降及水平位移;
3) 基坑周围止水帷幕渗水情况;
4) 钢板桩竖向和侧向变形;
5) 边坡土体的顶部及底部的水平位移;
6) 基坑内外的地下水位;
7) 其他规范要求。
6 结语
本基坑工程工序复杂, 自2011 年11 月5 日开始, 2011 年12月28 日止, 自基坑开始施工至完工, 严格按照《建筑基坑支护技术规程》进行检查、监测, 结果均满足规范要求, 钢板桩拔出后可以在别的项目重复使用, 确保了工程质量, 降低了施工成本。
参考文献
[1]JGJ 120—99, 建筑基坑支护技术规程[S].
[2]GB 50007—2002, 建筑地基基础设计规范[S].
[3]GB 50202—2002, 建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].
[4]GJB 02—98, 天津地区建筑基坑支护技术规定[S].
[5]汪正荣.建筑地基与基础施工手册[M].北京:建筑工业出版社, 2005.
[6]张伯平, 党进谦.土力学与地基基础[M].西安:西安地图出版社, 2001.
[7]刘宗仁.土木工程施工[M].北京:高等教育出版社, 2003.
浅谈钢板桩在深基坑支护中的应用 篇8
在基坑支护中, 钢板桩由于能防水, 结合紧密, 不易漏水, 施工简便, 可全部机械化操作, 施工快, 而且可重复使用, 得到了广泛应用。但是在淤泥质软土地区, 由于不合理的开挖方式可能会导致围护结构过大变形, 对相邻建筑物、构筑物及地下管线的安全及正常使用造成严重影响。由于淤泥质软粘土具有较强的蠕变性, 将导致围护结构发生过大变形, 甚至引起围护体系失稳。所以, 研究淤泥质软土地区基坑开挖施工中如何根据现场情况采取一些合理措施, 以及有效地控制支护结构和土体的变形是十分必要的。
1 工程概况
南港工业区某雨水泵站出水管顶管井及进水箱涵基坑工程位于天津滨海新区南部片区的大港区, 顶管工程穿越景观河道及现状道路前进道。顶管工作井现状地面高程3.04m, 基坑底高程-5.46m, 深度8.5m;顶管接收井现状地面高程4.60m, 基坑底高程-5.45m, 深度10.05m;进水箱涵现状地面高程4.00m, 基坑底高程-5.60m, 基坑深度9.6m。根据《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ120-99) 及工程沿线现有构筑物分布情况, 确定基坑侧壁安全等级为二级。
2 工程地质条件
基坑周围其余方向为空地, 无现状建 (构) 筑物。勘察期间测得场区地下水稳定水位埋深为0.5～1.6米 (相应大沽高程2.31～2.59米) 之间。表层地下水属潜水类型, 主要受大气降水补给, 以蒸发为主要排泄方式, 水位随季节有所变化。一般年变幅在0.50～1.00m左右。本次勘察最大孔深为35.0米。按地层形成时代, 成因类型及工程地质特征划分为以下土层, 土层参数如表1。
3 支护方案比选
根据场地的地形地貌、水文地质、基坑深度、周边环境等相关工程条件, 可采用的基坑围护方式主要有以下几种类型:
(1) 土钉墙。对于地质条件较好区域, 土钉墙具有安全性高、施工工艺简便、工期短、工程造价低等优势。但由于南港工业区地下水位高, 流塑状淤泥质粘土较厚, 约14.2m, 含水量基本在40%以上, 为本工程基坑开挖影响最大、最不利土层。土钉墙无法起到有效围护的作用。 (2) 钻孔桩+支撑。具有安全性高的优点, 但施工干扰较大, 工程造价高, 工序较多。 (3) 钢板桩+支撑。施工工艺简便, 工期较短, 钢板桩可重复利用、回收, 工程造价低。
本工程基坑开挖深度均大于5米, 为深基坑。故采用钢板桩+支撑的围护结构形式。采用钢板桩的依据如下:
(1) 处理并解决挖掘过程中出现的一系列问题。 (2) 施工简单, 工期缩短。 (3) 降低对空间的要求。 (4) 使用钢板桩能提供必要的安全性, 而且 (救灾抢险的) 时效性较强。 (5) 使用钢板桩可以不受天气条件的制约。 (6) 在使用钢板桩的过程中, 能简化检查材料或系统性能的复杂程序。 (7) 保证其适应性, 互换性良好, 并且可以重复使用。
4 支护结构设计方案
4.1 顶管工作井
原地面1:3放坡下挖3.0m, 留6.0m宽平台, 采用Ⅰ40b工字钢桩加腰梁、支撑的支护体系, 工字钢桩间距250mm, 桩长16m。嵌固深度10.5m, 在桩顶以下0.5m及4.0m深处设两层支撑, 内支撑采用d600*14钢管支撑。腰梁采用两排并列Ⅰ40b工字钢, 施工中应注意各结点连接可靠, 每跨设两处焊接钢板连接, 钢板尺寸为100* (工字钢宽度2倍) *12。
4.2 顶管接收井
原地面1:3放坡下挖3.0m, 留6.0m宽平台, 采用Ⅰ40b工字钢桩加腰梁、支撑的支护体系, 工字钢桩间距250mm, 桩长18m。嵌固深度10.95m, 在桩顶以下1.0m及4.5m深处设两层支撑, 内支撑采用d600*14钢管支撑。腰梁上层支撑处采用三排, 下层支撑处采用两排并列Ⅰ40b工字钢, 施工中应注意各结点连接可靠, 每跨设两处焊接钢板连接, 钢板尺寸为100* (工字钢宽度2倍) *12。
4.3 进水箱涵
原地面1:3放坡下挖3.0m, 留6.0m宽平台, 采用Ⅰ40b工字钢桩加腰梁、支撑的支护体系, 工字钢桩间距250mm, 桩长16m。嵌固深度9.4m, 在桩顶以下1.0m及5.0m深处设两层支撑, 内支撑采用d600*14钢管支撑。腰梁采用两排并列Ⅰ40b工字钢, 施工中应注意各结点连接可靠, 每跨设两处焊接钢板连接, 钢板尺寸为100* (工字钢宽度2倍) *12。
5 钢板桩施工工艺
5.1 钢板桩选择
经过多方论证和比较, 钢板桩选用40#b工字钢, 具体尺寸:腰高400mm, 腿宽144mm, 腰厚12.5mm, 桩长12m, 理论重量73.878Kg/m, 要求钢板桩无穿孔, 修边调直后方可使用。
5.2 钢板桩施打
本工程采用打桩机进行打桩时, 开始打设的第一、二块钢板桩的打入位置和方向要确保精度, 它可以起样板导向作用, 随时测量位置是否正确, 不正确立即拔出重新打入。钢板桩一顺一丁, 相互咬缝, 依次施打, 保证钢板桩的整体性和稳定性, 施打到设计标高, 有效防止坑壁两侧地下水。打桩过程勤量测, 注意桩的位置, 标高, 整体线性是否正确, 观察桩的变形, 基坑内土体和水位的变化情况, 超出允许范围必须立即纠正, 出现较难处理情况, 停止施打, 将情况上报监理工程师, 待处理结果出来后再施打。
5.3 钢板桩加固 (钢支撑的安设)
(1) 支撑系统由钢支撑、钢腰梁等组成。 (2) 钢支撑均支顶在钢腰梁上。腰梁安装三角架、斜拉筋上部固定角钢;吊装钢腰梁, 紧靠墙身, 再安装斜拉筋并拉紧。 (3) 根据实测支撑长度合理组装钢支撑, 安装就位。 (4) 钢支撑采用直径600mm、壁厚14mm的钢管, 设计轴力为550kN。 (5) 为使支护桩、腰梁、支撑结合紧密, 并有效减少基坑外地层之沉陷及减少支护桩向内的位移, 支撑安设好后, 必须施加向外的预加轴力。钢支撑施加值范围应为设计值的50～70%。 (6) 预加轴力应根据施工监测情况分级施加, 避免围护桩桩体发生向基坑外侧过大的变形。要求施加预顶力的千斤顶在基坑施工的全过程中产生作用, 并根据监测结果随时调整预加力的大小, 保证基坑内外的变形值在允许的范围内。
5.4 施工监测
为确保围护结构正常工作, 防止钢板桩位移较大, 施工中对钢板桩偏移进行跟踪观测, 控制点选在较远处的稳定点。基坑的稳定观测包括支护结构的水平位移, 沉降, 周边构筑物的水平位移, 沉降, 地下水位等。各监测项目在基坑开挖前应测得稳定初始值, 且不应少于2次;从基坑土方开挖期间, 每1天观测2次, 稳定后每2～3天观测1次。当大暴雨、结构变形超过有关标准或场地条件变化较大时, 应加密观测。当有危险事故征兆时, 则需进行连续监测。根据设计要求及有关规范规程, 相应的警戒值暂定如表3。
5.5 钢板桩拔除
在拔除钢板桩前, 应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及对拔除后土孔的处理。否则, 由于拔桩的振动影响, 及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移, 会给已施工的地下结构带来危害, 并影响临近建筑物、构筑物或底下管线的安全, 因此, 设法减少拔桩带土十分重要。对拔桩后留下的桩孔, 必须及时回填处理, 回填采用材料为石屑。
6 结语
南港工业区某雨水泵站出水管顶管井及进水箱涵深基坑支护结构采用悬臂钢板桩支护结构, 相比放坡、土钉墙、钻孔桩等施工工艺, 具有对周围环境扰动小, 工艺简便, 工期较短, 材料重复利用率高、工程造价低的特点, 在整个工程中节约了造价及时间成本, 取得了较好的社会效益和经济效益, 对市政工程深基坑围护施工提供了经验。
摘要：以天津市南港工业区某雨水泵站出水管顶管井及进水箱涵基坑工程为例, 通过对地质条件和支护方案进行分析比选, 确定采用钢板桩支护方案。本文结合工程实例, 讨论深基坑支护中钢板桩的实施方法, 并提出了钢板桩支护结构施工便捷、节约材料的优点。
关键词：深基坑,钢板桩,支护体系
参考文献
[1]康华富.钢板桩在城市排水系统改造施工中的应用[J].广东科技, 2008 (3) :54～55.
[2]蔡鸿洁, 许翠霞, 李涛.基坑支护方案优化[J].山西建筑, 2009, 35 (18) :91～92.