地铁桩支护 篇1
1 工程概况
5号线全线为环线, 起止于西站街站, 线路全长约40.23km, 设车站32座, 其中换乘站15座;平均站间距约1.26km。
5号线市政配套工程包含西站街站、西站街站-沙口路站部分区间AK0+341~AK1+200 (与黄河路西延线隧道合建部分) 、花园路站、紫荆山路站、陇海西路站共计4站1区间。
陇海西路站为5号线市政配套工程第四座车站, 车站布置在桐柏路与陇海西路交叉口处, 沿桐柏路南北向呈一字型布置, 为地下二层车站, 车站上方为市政下穿隧道。该站在设计初期, 充分听取了规划部门的意见, 需协调好地铁车站与该处的高架桥、市政下穿隧道在设计、施工期间的关系, 避免重复开挖造成的工程浪费, 为工程实施创造良好的条件。经过多方协调, 最终确认市政下穿隧道设计车站上方, 两者同期设计、分阶段施工。车站有效站台中心处轨面标高为91.32m, 埋深24.63m, 车站顶板以上为市政下穿隧道, 距地面约11.45m, 车站高度为14.94m, 底板底埋深为25.19m。地貌单元为黄河冲洪积平原, 微地貌为风积砂丘。
水文地质:地层由上向下依次为杂填土层、粉土层、细砂层、粉质黏土层及粉土层。地下水位在17.1m~26.0m之间, 稳定水位标高在85.25m~96.11m, 水位年变幅在2.0m左右。
围护桩作为基坑开挖及主体结构回筑期间的支挡结构, 承受全部的土压力及附加活载产生的侧压力, 应根据开挖工况和施工顺序逐阶段计算其内力及变形, 支护体系应满足整体稳定、抗倾覆、抗隆起等要求。经计算并结合工程类比情况, 本站主体围护结构支护参数拟定如下:标准段围护桩采用Φ1200@1400钻孔灌注桩, 桩间设网喷层;支撑体系采用两道砼支撑+四道16厚Φ609钢管撑, 局部加设一道钢管撑。
2 施工难点
该站区地下有各种动力、通讯、照明、燃气、自来水、污水等管线, 地表以下障碍物颇多。在车站围护结构施工过程中个别围护桩受管线影响无法施工, 需在车站土方开挖过程中采取有效措施进行补强施工以确保围护结构的整体稳定性及管线在土方开挖过程中的安全性。
3 方案比选
结合国内地铁车站施工的经验, 同时考虑车站上方高架桥的高度限制, 可采取的围护结构补强措施有钢筋混凝土逆做墙+土钉、锚索+补充桩施工工艺。
3.1 逆做墙施工
1955年哈尔滨地下人防工程中首次应用了逆做法的施工工艺, 随后在20世纪70~80年代对逆做法进行了研究和探索。我国的台湾地区和香港地区也有很多基坑工程尝试采用了支护结构与主体工程相结合的方法[1]。
本地铁车站围护桩补强施工吸取相关工程施工经验, 制定逆做墙+土钉施工措施方案, 具体措施如下 (逆做墙处理侧视图见图1, 逆做墙钢筋绑扎示意图见图2) :
3.1.1 凿桩。
剥除两侧桩体表面杂土, 使用风镐竖向每30cm凿除两侧桩体弧顶以内7~9cm位置及内侧混凝土保护层, 露出桩体竖向主筋。
3.1.2 钢筋绑扎。
用C25螺纹钢制成“U型”钢筋作为挡墙受力主筋, 与桩体竖向主筋采用单面搭接焊焊接, 单面搭接焊焊缝长度不小于10d。
在挡墙主受力筋内侧竖向安装C25构造筋, 构造筋和主受力筋之间采用点焊连接, 连接点位不少于50%。
上下段竖向钢筋采用直螺纹套筒连接, 锚杆与水平受力主筋焊接牢固单面搭接焊焊缝长度不小于10d[2]。
3.1.3 预埋注浆管 (导水管) 。
在本次浇筑土钉墙段预埋5根注浆管和1根导流管, 注浆管采用φ50mm钢管, 分布情况如图3所示, 2根靠上, 1根居中, 2根靠下;根据现场实际, 中部注浆管位置有水从土体向外渗流, 在该管旁边增加1根导流管, 导流管采用φ50mm白胶管;注浆管外露30cm, 迎土测用棉絮封头, 以免浇筑砼时堵塞注浆管。逆做墙注浆管埋设图见图3。
3.1.4 模板施工。
在挡墙钢筋外侧安装模板, 模板位置大致位于两侧桩体弧顶之间, 模板安装后保证挡墙主筋保护层厚度5cm左右;立模时保证模板表面平整, 错缝处采用双面胶粘贴;浇注下层挡墙混凝土时, 下层模板顶部预留下料口。逆做墙模板下料口示意见图4。
3.1.5 混凝土浇筑。
混凝土采用商混C30混凝土, 气泵泵送;考虑预留浇筑洞口较小无法采用常规混凝土振动棒振捣, 但应在浇筑时插捣及振捣外侧模板等方法使混凝土填充密实;浇筑时应连续作业, 以免留下冷缝。
3.1.6 模板拆除。
待混凝土终凝后达到1.2MPa后方可拆除, 然后进行下一层土方开挖, 开挖过程中注意保护已施工完成逆做墙墙体。
3.2 锚索+补充桩施工
坑深度约26.0m, 桩间距为1 400mm, 因施工期间管线改迁滞后, 未避开管线, 围护桩采取跳打的方式施工。现根据现场施工需求及主管部门要求, 在管线未改迁、遗留围护桩未施工的情况下, 进行铺盖系统施工。为保证后期开挖安全需要, 对目前存在问题进行处理, 制定方案如下:
(1) 根据基坑支护计算, 为满足围护桩弯矩和剪力满足工程安全需要, 在原未施工桩位外侧补桩。因管线与已施工围护桩的位置关系, 管线基本居中, 故需在管线两侧增补围护桩。
(2) 根据增补围护桩的方案, 需在桩净间距超出1 000mm的桩间墙处设置锚索支护。
(3) 根据桩间管线与已施工围护桩的位置关系, 采取补桩的方式来弥补缺桩问题。
(4) 新增桩间网喷厚度调整为500mm, 且桩净间距超出1 000mm时, 需对桩间网喷墙采取附加锚索支护 (锚索+补充桩施工见图5) 。
以上两种围护桩桩间补强措施均具有实际可操作性, 各自都有其优缺点。
4 方案选择
4.1.1与其他支护形式相比, 锚杆支护+补充桩具有以下特点: (1) 提供开阔的施工空间, 极大地方便土方开挖和主体结构施工。锚杆施工机械及设备的作业空间不大, 适合各种地形及场地; (2) 对岩土体的扰动小;在地层开挖后, 能立即提供抗力, 且可施加预应力, 控制变形发展; (3) 锚杆的作用部位、方向、间距、密度和施工时间可以根据需要灵活调整; (4) 用锚杆代替钢或钢筋混凝土支撑, 可以节省大量钢材, 减少土方开挖量, 改善施工条件, 尤其对于面积很大、支撑布置困难的基坑; (5) 锚杆的抗拔力可通过试验来确定, 可保证设计有足够的安全感。
4.1.2逆做墙+土钉具有以下优点: (1) 施工过程中对周边管线扰动小, 降低事故的发生概率; (2) 墙体结构与两侧围护桩连接牢固, 围护结构整体性强; (3) 模筑混凝土施工表观质量好, 为下一步施工提供良好的基面; (4) 逆做墙施工所需机具设备与车站主体施工共用, 利于施工作业的开展。
4.2 方案的选择
考虑现场施工安全要求, 土方开挖过程中暴露的桩间土体越少越安全, 对基坑稳定性越有利。锚杆+补充桩可将桩间土方外露量及外露时间降到最低, 确保土方开挖过程中的基坑稳定性。故现场采取该种措施进行施工围护结构补强施工。
5 结语
本地铁车站现场施工采用锚杆+补充桩施工工艺后在基坑土方开挖过程中, 车站周边监测点显示基坑数据正常, 同时锚杆施工完成后可立即进行下一循环作业, 节约间隔时间。该种施工工艺在以后的地铁施工过程中具有实用价值, 能指导复杂管线情况下地铁车站施工。
参考文献
[1]刘国彬, 王卫东.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.
地铁桩支护 篇2
高层建筑项目比重日趋增多, 深基坑开挖或桩基础施工应用比较普遍。往往在基坑施工过程中场地狭小无法放坡, 需要用到排桩支护。作为一种基坑支护形式, 其在基坑回填后使命即告结束, 其投资额巨大、效用时间短暂的特点从经济学角度分析是不合理的。现将灌注桩设计为工程桩兼支护桩的复合支护方式进行分级土方开挖。利用工程桩及上部的承台连梁将排桩连成整体, 基槽开挖时对边坡起支护作用, 基槽内部结构施工完后再用作外侧结构的桩承台基础, 实现了一桩两用。节约支护桩造价的同时提高了工程施工效率, 具有较高的技术、经济和社会效益。
2 工艺流程及操作要点
2.1 工艺流程
现场勘测, 确定初步方案, 经过受力验算、专家论证后, 进行首层桩基施工、首层承台连梁施工。在首层桩基支护下, 开挖第一级土方。第一级土方开挖完后, 施工下一层桩基, 以此类推。施工过程中, 每道工序都严格按照施工方案及相关规范进行桩基及基坑沉降、位移变形观测, 如图1所示。
2.2 操作要点
2.2.1 钻孔灌注桩施工要点
1) 施工前应按设计要求、岩土工程勘察资料及桩基技术规范等制定专项施工方案, 并组织专家论证。2) 做好定位放样、护筒埋设及校正工作, 并保持垂直, 周围用粘土填实, 中心偏差不大于2 cm。3) 在桩位复核正确, 护筒埋设符合要求, 护筒、地坪标高已测定的基础上, 钻机才能就位;桩机定位要准确、水平、垂直、稳固, 钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。4) 钻进成孔。a.成孔前必须检查钻头保径装置, 钻头直径、钻头磨损情况, 施工过程对钻头磨损超标的及时更换, 并根据工况选择合理钻头;b.根据土层情况正确选择钻斗底部切削齿的形状、规格和角度。根据护筒标高、桩顶设计标高及桩长, 计算出桩底标高, 以便钻孔时加以控制;c.成孔过程中, 按试桩施工确定的参数进行施工, 设专职记录员记录成孔过程的各种参数, 如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。5) 钢筋笼制作、吊放。a.经检验合格后的钢筋应根据规格、型号分别堆放, 并作标识;b.钢筋笼焊接前, 应先进行钢筋调直, 钢筋切割, 箍筋制作, 螺旋筋制作, 钢筋清污处理;c.钢筋笼分笼身、笼头两个部分, 在开工时分段进行制作。待成孔完毕后, 确定钢筋笼的长度, 按实际的长度进行笼身、笼头连接, 钢筋笼主筋采用搭接焊接连接, 钢筋笼下端主筋的端部应加焊加强筋一道, 以防止下端钢筋笼在下入时插入孔壁或在导管提升时卡挂导管;d.钢筋笼吊放应缓慢进行, 要对准孔位, 避免碰撞孔壁, 不得强行下放;e.钢筋笼安装完毕以后, 必须立即固定;笼子到位 (孔底) 时要复核笼顶标高。6) 灌注桩混凝土施工。现场混凝土浇筑采用串筒, 遇见地下水及塌孔时采用导管。混凝土采用罐车运输并向桩内浇筑, 浇筑混凝土时应连续进行, 分层振捣密实。一般第一步宜浇筑到扩底部位的顶面, 然后浇筑上部混凝土, 分层高度以捣固的工具而定, 但不宜大于1.5 m。混凝土浇筑到桩顶时, 应适当超过桩顶设计标高, 以保证在剔除浮浆后, 桩顶标高符合设计要求。7) 后注浆施工。开启注浆管, 在压力作用下, 注浆泵将浆液通过预埋在桩身中的注浆管, 经桩端的预留压力注浆装置向桩端地层均匀地注入, 当注浆压力达8 MPa~10 MPa时, 停止注浆。
2.2.2 分层开挖施工要点
1) 冠梁施工。排桩施工完毕, 基槽开挖到冠梁底位置, 清除多余桩头, 清理连接面的残渣、浮土, 在冠梁底部铺筑垫层, 而后弹出中线, 经验线后方可安装钢筋, 封闭模板, 浇筑冠梁混凝土, 如图2所示。2) 开挖前准备。a.土方开挖前将地下、地上障碍物清除和处理完毕。b.复查建筑物的位置或场地的定位控制线 (桩) 、高程桩及开槽的灰线尺寸, 检验合格并办完预检手续。c.基坑支护桩施工完毕, 并且桩身混凝土强度达到设计要求强度。3) 土方开挖。a.开挖施工步骤如下:定位放线、验线→机械挖土→人工修理→截桩头→人工修边和清底→基底放线→验槽。b.基槽土方开挖前必须对桩基及承台连梁混凝土进行抗压试验, 确保混凝土强度达到100%后方可开挖。c.挖土时要分层、分段进行开挖, 每层开挖深度不能超过1.2 m, 分段长度一般在10 m左右, 不能一次性或局部开挖过深;挖到设计标高时应及时封底, 这样能有效的防止基坑侧壁的变形, 严禁暴露时间过长, 基坑侧壁做挂网防护 (见图3, 图4) 。
2.2.3 变形观测
1) 基坑开挖时开始对桩基及基坑进行变形观测, 平均每日观测4次, 监测警戒值如表1所示。2) 施工期间在坡顶设变形观测点, 观测点固定铝箔纸, 观测点间距15 m左右, 且每边不少于3点。3) 基准点的设置:基准点设在平行于基坑边线并通过观测点或离观测点距离较近的视线上, 每条视线至少1个工作基点。4) 检核点的设置:检核点应选设在变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置, 每个基准点布设的检核点不得少于2个。5) 定向点的设置:在通过工作基点的视线上、基坑对面的稳定建筑物或围墙上或地面上设置定向点, 作为观测视线定向的依据。
3 质量控制
3.1 混凝土灌注桩 (钢筋笼) 与桩顶连梁质量要求
1) 主筋间距:±10 mm, 钢尺检查。2) 长度:±100 mm, 钢尺检查。3) 钢筋材质检验:符合设计要求, 检查合格证及检验报告。4) 箍筋间距:±20 mm, 钢尺检查。5) 直径:±10 mm, 钢尺检查。
mm
3.2 混凝土灌注桩质量要求
桩顶标高至少要比设计标高高出0.5 m, 每根桩必须1组混凝土试件。灌注桩平面位置和垂直度允许偏差见表2。
孔深+300 mm, 只能深不能浅, 测钻杆、套管长度或重锤测。
3.3 其他质量控制要求
1) 沉渣厚度:≤100 mm。用吊锤测量。2) 混凝土坍落度:灌注水下160 mm~220 mm, 灌注前坍落度仪测量。3) 钢筋笼安装深度:±100 mm, 尺量检查。4) 混凝土充盈系数:>1。计量检查每根桩的实际灌注量与桩理论体积相比。5) 桩顶标高:+30 mm, -50 mm。水准仪测量。扣除桩顶浮浆层及劣质桩体。
4 工程应用及效益分析
某工厂氧化铝仓及包装堆栈工程结构为平面尺寸38.0 m×60.0 m的半地下钢筋混凝土槽仓, 仓上结构为20 m高、38 m跨度的A型钢框架, 仓下为两条5.3 m×3.5 m的暗道, 基础形式为桩筏板基础。南北端墙及隔墙高度为25.3 m, 东西剪力墙仓壁高度为16.5 m。斗提间平面尺寸6.0 m×7.0 m, 高度为地下16 m, 地上26 m, 共2个, 钢筋混凝土框架结构, 基础形式为桩筏板基础。由于该氧化铝仓位于高回填土区域, 群桩密集工程结构复杂, 相邻基础标高落差大, 基坑开挖深度17 m, 主要分四级开挖, 其中第一级开挖到-1.6 m;第二级开挖到-7.1 m, 一、二级均采用单排桩支护;第三级开挖到-13 m, 采用双排桩支护, 双排桩受力时还需考虑第二级土层对其产生的影响;第四级开挖到-17 m。采用该方法顺利完成施工任务, 缩短工期8%以上, 节省造价15%左右, 约80万元, 取得了显著的经济、环保和社会效益, 如图5所示。
5 结语
将工程桩兼作支护桩, 符合了工程结构的要求, 又保证了基槽边坡的稳定性, 并可以减少排桩使用量。土方分级开挖, 最大限度的利用现有空间, 减少深基坑内土方的倒运次数, 大大提高了工程施工效率。
摘要：针对某特殊基坑工程中传统支护方式的局限性, 提出了围护桩与工程桩分级复合支护方法, 全面阐述了该技术的工艺流程及操作要点, 并通过工程实例验证了该复合支护方式的可行性。
关键词：超深基坑,工程桩,复合支护,施工
参考文献
地铁桩支护 篇3
关键词:临近既有线;深基坑;钢板桩支护
中图分类号:TU473文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)11-0030-05
1 工程概况及地质情况
1.1 工程概况
新建沪宁城际铁路镇江站无柱雨棚位于现有镇江站南侧,起止里程为DK65+25~DK65+475,相对既有京沪线里程区间约为K1214+415~K1214+865。雨棚桩基础为钢筋混凝土灌注桩及独立承台基础,承台尺寸为4 000×6 400,承台基础26个,6桩承台。
本工程无柱雨棚PB轴(临近既有线侧)桩基及承台基础施工于2009年10月25日开始,于2009年11月30日结束,工期为45天。
1.2 地质情况
本工程原地面以下地质情况如下(自上而下):
(1)素填土:结构松散,场地内表层均有分布,厚约0.8 m～4.0 m。
(2)1粉质黏土:可塑～硬塑,该层局部缺失,厚约2.0 m～7.7m。
(2)2粉质黏土:可塑～软塑,该层局部缺失,揭露厚度2.3 m～10.9 m。
(3)2粉质黏土:可塑～软塑,该层局部有分布,揭露厚度
1.5 m～5.7 m。
(3)3粉质黏土:硬塑,全场地均有分布,揭露厚度9 m～21.9 m。
(4)粉质黏土:硬塑,局部地段有分布,揭露厚度2.5 m～
3.5 m。
(5)1全风化粉砂质泥岩,岩石风化剧烈,岩芯呈土状,揭露厚度0.7 m～4.3 m。
(5)2强风化粉砂质泥岩,岩石风化剧烈,锤击易碎,揭露厚度2 m～5.8 m。
2 既有线侧相对关系
根据现场测量定位结果,雨棚PB轴与既有线(4)道的中心距离为11.35 m,与临时过渡接触网立柱中心线距离为8.15 m。承台最外侧边缘与既有线(4)道中心线距离为8.15 m,与临时接触网支柱中心线距离4.95 m。雨棚钢管柱与临时过渡接触网支柱距离均为8.15 m,距既有(4)道中心线为11.35 m。见图1、图2。
3 钢板桩施工注意事项
3.1 槽钢钢板桩选型
根据镇江站无柱雨棚地质勘查报告及线下施工单位路基开挖情况,地下水位较低,承台基坑支护采用槽钢钢板桩,槽钢采用40 b型,桩长12 m,深入基坑底部不小于8 m。采用Z550型液压沉桩机。
3.2 槽钢外观检验
施工前,对槽钢外观进行检验,不符合形状要求的要进行矫正,以减少打桩过程中的困难。外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端头矩形比、平直度等内容。
3.3 槽钢钢板桩吊运
装卸槽钢宜采用两点吊。吊运时,每次起吊的钢板桩根数不宜过多,并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有多捆起吊和单捆起吊、钢筋捆扎、专人指挥。
3.4 槽钢堆放
槽钢堆放的地点,要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上,并便于运往打桩施工现场。
3.5 操作方法
(1)在基坑边上定出轴线,留出以后施工需要的工作面,确定槽钢钢板桩施工位置。
(2)定位桩打入后,在定位装上安装导架,导框采用在现场分段制作,现场组装的方式。
(3)槽钢钢板桩施打。采用单独打入法,即吊升第一支槽钢,准确对准桩位,振動打入土中,达到预定深度。吊第二支槽钢,卡好企口,振动打入土中,如此重复操作直至基坑钢板桩完成。
(4)钢板桩拔出。工程完毕后,再进行钢板桩的拔除。采用振动锤等来进行钢板桩的拔除,即利用振动锤产生的强迫振动扰动土质,破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力,依靠附加起吊的作用将其拔除。钢板桩拔除后留下的桩孔必须及时做回填处理,回填一般用挤密法或填入法,所用材料为中砂,按照“拔一填一”的原则进行。
3.6 注意事项
(1)支护钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐,避免不规则的转角,以便标准钢板桩的利用和支撑设置。
(2)整个基础施工期间,在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中,严禁碰撞支撑,禁止任意拆除支撑,禁止在支撑上任意切割、电焊,也不应在支撑上搁置重物。
(3)施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况,认真放出准确的支护桩中线。
(4)打桩前,对槽钢逐根检查,不合格者待修整后才可使用。
(5)在插打过程中随时测量监控每块钢板桩的斜度不超过2%,当偏斜过大不能用拉齐方法调正时,拔起重打。
3.7 钢筋混凝土承台开挖
经测设,站台面平均高程为16.24 m,地平面高程在15.0 m左右,无柱雨棚±0.000的绝对高程为14.84 m,承台底标高为10.64 m,开挖深度约为4.3 m,承台最外侧距既有线(4)道中心距离为8.15 m,对轨道线路稳定可能会存在影响。为避免事故发生,在承台周边设置槽钢钢板桩进行基坑围护(槽钢采用40 b型),打入基坑底部8 m,内设二道围檩,承台施工完成后,在取得工务部门同意后,将槽钢拔出,边拔边用细砂将孔注满。见图3、图4。
4 基坑支护受力计算
4.1 支护方案的选择
本工程采用连续挡墙式支护,支护材料采用40b型槽钢。结构计算简图见图5。
4.2 计算基本信息
(1)基本信息见表1。
(2)超载信息见表2。
3)土层信息见表3。
(4)土层参数见表4。
4.3 土压力模型及系数调整
4.4 结构计算
4.5 整体稳定验算
计算方法:瑞典条分法
应力状态:总应力法
条分法中的土条宽度:0.40 m
滑裂面数据
整体稳定安全系数Ks=1.906
圆弧半径(m)R=8.588
圆心坐标X(m)X=-1.031
圆心坐标Y(m)Y=2.868
4.6 抗倾覆稳定性验算
抗倾覆安全系数:
Mp:被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
Ma:主动土压力对桩底的弯矩;
Ks=5.068>=1.200,满足规范要求。
4.7 抗隆起验算
Prandtl(普朗德尔)公式(Ks>=1.1～1.2),注:安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部):
Ks=3.672>=1.1,满足规范要求。
Terzaghi(太沙基)公式(Ks>=1.15～1.25),注:安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部):
Ks=4.266>=1.15,满足规范要求。
4.8 隆起量的计算
注意:按以下公式计算的隆起量,如果为负值,按0处理!
式中:δ:基坑底面向上位移/mm;
n:从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;
ri:第i层土的重度,kN/m3;
地下水位以上取土的天然重度,kN/m3;地下水位以下取土的饱和重度,kN/m3;
hi:第i层土的厚度/m;
q:基坑顶面的地面超载/kPa;
D:桩(墙)的嵌入长度/m;
H:基坑的开挖深度/m;
c:桩(墙)底面处土层的粘聚力/kPa;
φ:桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);
r:桩(墙)顶面到底处各土层的加權平均重度,kN/m3;
5 施工基坑监测
做好路基沉降观测工作,本工程在既有线路肩处共设置50个路基观测桩,每隔2 h观测一次,报警值为2 mm,施工结束后每周观察一次,若发现水平位移和垂直位移应采取相应措施,施工结束后趋于稳定。
6 结束语
采用钢板桩支护,不但有效保证了基坑开挖对既有线的行车安全,尽可能的减小位移和沉降,而且施工速度明显加快,同时具有造价低、经济实用等优点,所以应用前景非常广泛。
Application of the Steel Sheet Pile Supports and Protections in Approach Already in the Wired Deep Hole Excavated for Building Foundation Supports and Protections
Zhang Jilin
Abstract: This paper has already obtained from the geological situation, elaborated in detail the 40b die steel pile supports and protections technology’s utilization,and introduced its construction technique and the quality control main point,to already has the roadbed to subside carries on the observation,guarantees the hole excavated for building foundation side slope the security.
基坑钢板桩支护方案 篇4
一、工程概况及周边环境
（一）、本工程为张浦镇周巷路商业用房1#、2#商铺，泵房、消防水池的深基坑工程，基坑尺寸为：深4m、宽5.7m、长48.5m。
（二）、基坑四周距离建筑物、道路较近，决定采用钢板桩进行支护。根据本工程场地情况特点，本工程使用钢板桩主要作用是对相邻道路及建筑物地基的保护，同时起到支护边坡的作用。
二、编制依据
（一）、周巷商业用房工程昆山市建筑设计院设计图纸；
（二）、本设计以江苏建材地质工程勘察院勘察报告（2010008）为依据。
（三）、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；
（四）、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；
三、工程地质条件
工程地质情况：持力层为3层淤泥质粉质粘土，避免对淤泥质土的扰动，基础施工时虚将虚土挖尽至3层土。
四、基坑支护设计
泵房、消防水池基坑较深，根据现场实际情况不宜采用自然放坡开挖，且考虑到开挖土体卸荷后对已建成的相邻建筑物地基及道路有不利影响，必须采取先支护，后开挖的措施。
昆山经济技术开发区建筑安装工程有限公司
(六)、基坑施工
1、本工程基坑采用直槽支撑开挖。
2、基坑开挖以履带式挖掘机为主，人工为辅的方法。
3、卸载1.0米厚土方后进行第一道槽型钢板加圆木支撑，圆木撑的直径在15cm以上，第二道支撑距第一层支撑距离2m。横撑的水平距离根据现场情况确定，在2.5-3米之间，槽型钢板桩横档两端要水平，每层支撑的高度应基本一致且两侧对称、牢固。
4、在施工中如有钢板桩不在同一水平面上，土会从缝隙中挤出，应及时采取补救措施，我方将安排有丰富经验的施工技术人员负责。
5、泵房、消防水池施工过程中，如需要对支撑的受力杆件进行拆除时，必须提前对钢板桩支撑的连梁选择好新的支撑点并重新支撑完毕后，方可拆除影响施工的支撑杆件。严禁随意拆除支撑体系的主要受力杆件。泵房、消防水池施工完毕后，需将水池与支护之间的空间进行回填土方，土方回填完毕后，方可拆除支撑系统。(七)、拔钢板桩
支撑系统拆除后，方可进行钢板桩的拔出工作。拔桩时，需有专人监护，以保障对泵房、消防水池的成品保护和施工人员的安全。拔出的钢板桩要及时运出施工现场。
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（三）、观测方法
1、水平位移观测
分别在基线点四个角上设站，用J2型经纬仪观测四边网的水平角度(四边形内角)，并与城市的大地控制网三角点联测水平夹角，检查基线点是否发生位移，在基线点正确无误的情况下，同时在四角测端上分别以对应的相邻角点定向，并观测定向基线上各预埋点的水平位移量初始读数。
2、沉降观测
对基坑边上的各点及周边点建立的沉降观测网的测量方法为：首先自远离基坑的城市水准控制点开始观测，引测至基坑周围后，按编定的各点观测次序依次观测，最后测至另一水准控制点符合，观测仪器采用S3型精密水准仪。
（四）、基坑周围建(构)筑物等的监测措施
本工程对基坑周边50米范围内的所有建（构）筑物进行监测，并特别对临近坑边1.5H～2.0H范围内建（构）筑物，包括道路、市政管道、电力电缆、电信管网等加强监测力度。具体监测措施是：
1、对建（构）筑物，定期进行沉降变形观测。
2、施工前，了解地下管线的分布情况，对整个场地的地下管线进行摸底，并在地面投影其轴线走向，布置变形观测点进行监测；对某些变形要求较高及紧邻基坑开挖边缘的重要管线，预先做好加固处理措施。
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施工应急预案
施工过程中施工现场或驻地发生无法预料的需要紧急抢救处理的危险时，应迅速逐级上报，次序为现场、办公室、抢险领导小组、上级主管部门。由综合部收集、记录、整理紧急情况信息并向小组及时传递，由小组组长或副组长主持紧急情况处理会议，协调、派遣和统一指挥所有车辆、设备、人员、物资等实施紧急抢救和向上级汇报。事故处理根据事故大小情况来确定，如果事故特别小，根据上级指示可由施工单位自行直接进行处理。如果事故较大或施工单位处理不了则由施工单位向建设单位主管部门进行请示，请求启动建设单位的救援预案，建设单位的救援预案仍不能进行处理，则由建设单位的质安室向建委或政府部门请示启动上一级救援预案。
1、现场救援领导小组 组长： 副组长： 组员：
某基坑工程桩锚支护设计 篇5
拟建建筑物为5栋30层高层建筑物、1～3层低多层建筑多栋，局部为广场、通廊场地，地下室2层。
场地原始地貌属剥蚀残丘及其边缘地貌单元，场地地势大部分较为平坦，现状为闲置地、旧房场地等，局部起伏较大,拟建场地北面、东面、东南面均紧邻现有镇区道路，西南面、西北面为空地。与现有城镇道路连接，交通方便。
根据建筑结构专业图纸，本工程地下室底板板顶标高为-6.0 m，考虑到地下室底板厚度0.4 m、底板垫层厚度0.1 m后，本基坑坑底标高为-6.5 m。结合场地周边地形，基坑西侧、北侧、南侧开挖深度约为11.5 m，东侧开挖深度约为14.5 m(基坑平面布置图见图1)。
二、工程地质条件
1．地层岩性
在钻探深度范围内所揭露的土层主要有杂填土、素填土、淤泥质土、中砂、含砂粉质粘土、粉质黏土、砂质粘性土、花岗岩(全风化、强风化、中风化)。
2．场地地下水
勘察时测得混合静止水位埋深在0.20～3.90 m之间，标高在3.20～6.00 m之间，初见水位较静止水位大致高约0.1～1.0 m。水位受地形地貌、地表水、大气降水、自然蒸发及季节性等因素而变化。(岩土体力学性质指标取值见表1)
三、支护设计的方案
1．设计原则
(1)基坑的工程地质条件、地下水条件、岩土工程特征及周围环境(道路、管线、建筑物)是基坑设计需要详细了解和分析的首要内容。
(2)设计方案必须确保支护结构的安全，保证基坑周围道路及已施工和使用的地下管线、市政道路的安全。
(3)支护方案在安全的前提下，经济、合理，满足国家建设工程的有关法规和规范要求。
(4)支护结构能保证基坑开挖及地下结构的顺利施工。
(5)设计必须考虑施工期间度过雨季和台风季节，其对基坑稳定性的不利影响。
(6)设计方案在现有的施工场地的施工必须具有可行性。
2．支护设计方案
基坑支护设计要在确保支护结构的稳定、保证基坑周围道路、建筑物安全的前提下，做到经济、合理，满足国家建设工程的有关法规和规范要求，施工可行、方便，尽量缩短工期，满足土方开挖及地下室施工的技术要求。
设计从地下室外墙边线外扩1.5 m作为基坑开挖坡底线，基坑支护采用钻孔桩+锚索方案，并对坡顶1.0～2.0 m高度范围内进行放坡处理。对存在砂层的支护段，需在钻孔桩后侧设置一排搅拌桩止水帷幕截断基坑内外侧地下水。基坑南侧为重点加强对周边建筑物的保护，严格控制基坑变形，支护采用桩锚支护，典型支护剖面如图2。剖面开挖深度为11.5m，采用二排锚索支护，以便更好地控制基坑侧壁位移。锚索从上到下依次采用4×7Φ5、4×7Φ5钢绞线锚索。锚索长度为24 m、24 m，抗拔力设计值为400 KN、400 KN，冠梁规格为1200×800 mm。
四、支护结构验算
基坑支护结构验算按照《建筑基坑支护技术规程》的相关要求进行。北侧放坡段基坑坑顶计算超载按满布取15 kPa，南侧靠近建筑物的支护剖面坑顶计算超载按条形分布取45 kPa。基坑内侧地下水位取值为低于基坑底0.5m，基坑外侧地下水位取值为-1.2 m。整体稳定性最小安全系数为2.07，满足规范要求。桩锚支护区段验算项目主要为支护桩内力、嵌固深度验算、抗倾覆验算及整体稳定验算等。根据冠梁、腰梁及灌注桩内力计算，其配筋均满足要求。
五、施工技术要求
1．钻孔桩
(1)钻孔桩桩径1.0 m，桩间距1.6～1.8 m，桩顶超灌0.3 m，桩顶凿毛后设置1.0 m×0.8 m冠梁;
(2)钻孔桩桩身砼采用C25砼，冠梁砼采用C25砼;
(3)钻孔桩桩位偏差不大于50 mm，垂直度偏差不大于0.5%，施工时注意清理孔底，确保桩深满足设计要求。
(4)冠梁施工时可分段浇筑，但不留施工缝。
(5)钻孔桩施工时，可视实际情况需要进行隔桩施工，以避免塌孔等不利情形。
2．预应力锚索
(1)预应力锚索采用3×7Φ5、4×7Φ5两种，材料均为1 860 MPa高强钢绞线，水平间距1.6～1.8m(一桩一锚);
(2)孔位允许偏差为水平方向100 mm，垂直方向50 mm，预应力锚索钻孔倾斜度偏差不大于3%，成孔直径不小于150 mm，孔深应超过设计长度0.5m，终孔后应认真清孔。在松散填土、砂层中为防止塌孔，在锚索钻孔时需跟套管施工;
(3)预应力锚索下料时应注意预留张拉段长度(1.0～1.5m)，安装前应认真清除锚索表面的油污和铁锈;
(4)注浆水泥采用P.O.42.5R复合硅酸盐水泥拌制，水灰比为0.45～0.55;
(5)锚固体应进行现场同条件养护，经检验锚固体强度达到设计强度70%后方可进行张拉锁定，锚固体设计强度25 MPa;
(6)预应力锚索宜先进行现场试验确认其极限抗拔力;
(7)预应力锚索的外露张拉段始终保留，不可截断。当预应力锚索出现明显的预应力损失或基坑位移过大时，进行二次张拉;
(8)预应力锚索采用二次注浆，一次注浆为常压注浆，二次注浆压力不小于2.5 MPa。锚索自由段末端应设置止浆塞，以确保自由段的自由以及锚固段的二次注浆效果。
3．水泥搅拌桩
(1)水泥搅拌桩设计桩径0.55 m，桩距0.4 m，桩底穿透砂层2.0 m;
(2)水泥搅拌桩采用四喷四搅工艺;
(3)水泥采用P.O.42.5R普通硅酸盐水泥，喷浆材料为水灰比0.50～0.6的纯水泥浆，每米水泥用量不小于60 kg;
(4)桩位偏差不大于30 mm，桩径偏差不大于4%，垂直度偏差不大于1%;
(5)施工中用流量泵控制输浆速度，并保持常量，下沉度由电流监控表控制，最后一搅提升速度应不大于每分钟0.50 m;
(6)施工中因故停浆，宜将搅拌机下沉到停浆点以下0.50 m，待恢复供浆时再喷浆提升;
(7)搅拌桩应连续施工，相邻桩施工间隔时间不宜超过2 h。桩排搭接时间不应大于24 h，若超过规定时间，应对最后一根需要搭接的桩先进行空钻留出榫头以待下一批桩搭接，若无法搭接，需进行补桩等;
(8)水泥搅拌桩施工完成不少于7天后，方可进行基坑土方开挖;
(9)搅拌桩桩顶设置0.2 m厚C20砼板，增加搅拌桩的整体性能。
4．挂网短钉
(1)本设计在放坡面上采用挂网喷射混凝土作为护面结构;
(2)挂网钢筋采用Φ20钢筋，按2.0×2.0 m间距设置，单根长度1.0 m。
5．钢花管土钉
(1)钢花管土钉孔位和孔深允许偏差均为50mm，采用打入式成孔(初成孔时若穿透搅拌桩存在困难，可先引孔后打入)。
(2)钢花管土钉注浆材料为P.O.42.5普硅水泥净浆，水灰比0.45～0.55，水泥浆应随拌随用保持新鲜;
(3)钢花管注浆必须密实饱满，注浆管应插至距孔底300mm处，注浆压力不小于1.0 Mpa。
6．挂网喷射混凝土
(1)在基坑顶部放坡面、放坡平台以及搅拌桩开挖面喷射80mm厚混凝土面层;
(2)喷射混凝土强度等级C20，水泥、砂、石子配合比例为1:2:2.5或根据配合比试验进行;
(3)喷锚墙面层钢筋网按φ6@200×200布置，土钉端头设水平向2Φ16加强筋。
7．排水系统
(1)在基坑坡顶和坡底设置排水沟，排水沟净空0.4×0.4m，坡顶排水沟两侧0.5m范围内用0.1m厚细石砼护面，排水沟具体流水方向需根据市政污水管位置及场地高低设置排水流向;
(2)在坑底拐角处设集水井，集水井净空0.8×0.8×1.0m。坑内汇水通过集水井抽排至坑顶排水沟后经三级沉淀(净空0.8×0.8×1.0m)池排入市政排水系统。
六、周边环境监测
基坑的设计和施工是一个信息化的过程，而基坑相关的监测是信息化的基础。此项工程应由有丰富经验的专业人员承担，并据设计和有关的规范要求制定详细的监测方案，协同设计、施工人员对监测结果进行有效的评价和反馈，进一步指导下一步的施工。
1.按基坑支护规范规定应进行基坑、周围道路的沉降位移监测。
2.在基坑支护桩顶间隔约30 m设置位移沉降观测点，在场地外围道路间隔约40 m设置沉降观测点，在临近建筑上设置变形观测点，在基坑外侧间隔约50 m设置水位观测点，在基坑外侧间隔约30 m设置地下管线沉降观测点(重点监控给、排水及电力管线等)。各观测点的具体位置详见基坑监测点平面布置图。另外还需结合其它目测、巡查等多种形式对基坑变形进行全面了解和监控。
3.观测精度要求不低于三等精度。
4.基准点应在基坑开挖前观测三次并取平均值作为初值，沉降和位移观测从基坑开挖开始，开挖过程中每3 d测量一次，挖至坑底十天后每7天测量一次，如位移趋于稳定则10 d测量一次或更长，基坑回填至±0.00时一般可停止观测。
5.基坑坑顶水平位移控制值为0.4%H(H为基坑深度，下同)且不大于50 mm。基坑周边地面沉降控制值为0.3%H且不大于40 mm。周边房屋及地下管线变形应满足相关要求并不影响正常使用。
6.预警值取上述控制值的80%。此外，当变形不断加大，或变形速率超过3 mm/天时，也要及时进行预警。
7.以上监测内容应由专业第三方监测单位进行，并需将相关监测结果及时反馈至业主及设计单位。
七、结语
综合考虑本工程岩土条件、周边环境及基坑开挖深度，本基坑工程采用采用钻孔桩+锚索方案，并对坡顶1.0～2.0 m高度范围内进行放坡处理。基坑安全等级为二级，根据验算支护设计满足规范要求。根据《建筑基坑监测技术规范》的相关要求对基坑进行监测。本基坑支护设计和施工应注意以下几点内容。
1.本基坑支护设计和施工的重点为保护周边建筑物及管线的安全，靠近建筑物区段锚索施工时应控制水土流失，锚索可间隔成孔，采用套管跟进成孔，锚索施工前应明确建筑物独立基础具体位置，避免锚索施工破坏建筑物基础。
2.为了控制基坑支护结构及坑外地面变形，锚索施工应严格按照设计要求进行张拉锁定，并对锚索应力、周边地下水位、支护结构深层水平位移及建筑物差异沉降进行监测。还应注意监测周边污水管是否会发生漏水现象，避免污水管渗水对坡体造成不利影响。
3.当出现下列情况时应立即停工并通知建设单位和设计单位：基坑边缘位移较大或位移速率突然加大;基坑顶部地表面出现连续裂缝或较宽的非连续裂缝;周围建筑或道路出现裂缝或较大的不均匀沉降;基坑边坡出现局部坍塌或其它异常现象;支护结构水平位移或沉降值较大或移动速率突然加大;在土方开挖、支护桩施工过程中，注意避让地下管线。
摘要：根据某基坑工程的地质条件、开挖深度及周边环境情况,本基坑工程采用钻孔桩+锚索,并对坡顶1.0～2.0m高度范围内进行放坡处理进行支护,文中给出了典型剖面的设计图,并对设计进行了验算,验算结果满足规范要求。对类似基坑工程的设计、施工具有借鉴意义。
关键词：钻孔桩+锚索,放坡,基坑支护
参考文献
[1]JGJ99-2012,建筑基坑支护技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
深基坑双排桩支护结构的计算研究 篇6
1 工程概况
某基坑工程位于汉口新华路附近, 上部结构为高层办公大楼, 框剪结构, 2层地下室, 采用钻孔灌注桩基础。基坑用地范围内场地基本平坦, 沿基坑周边开挖深度为自然地面以下9 m左右, 基坑开挖周长约320 m。该基坑拟局部采用单排桩加钢筋混凝土内支撑支护, 其他地方采用双排桩支护。基坑北面距主干线Ⅰ边线8 m, 该主干线人行道底下分布有地下管线, 为明沟式管线。场地地貌属长江Ⅰ级阶地, 在勘察深度范围内, 表层分布有杂填土Qml及淤泥Ql, 其他为第四系冲洪积Q4al+pl成因的黏性土、砂土层, 下伏基岩为白垩至第三系 (K-E) 中砂岩。
双排桩支护结构剖面图见图1。
2 单排桩支护设计
若采用单排桩支护, 为便于与双排桩支护作比较分析, 以单排桩刚度等于双排桩的刚度之和2EI, 即桩径为1.07 m, 桩间距为1.4 m的单排桩体系来进行比较。此时将双排桩顶的放坡换算成荷载加在单排桩支护体系的基坑边, 换算荷载的大小为35.82 kPa/m。土压力的计算采用经典土压力理论。当采用桩径为1.07 m的单排桩时, 计算单位宽度上 (本文取1 m) 桩身所受弯矩达到5 062 kN·m, 且最大弯矩所在位置在桩顶下17.42 m处的桩身迎土侧;此外, 按JGJ 120-99建筑基坑支护技术规程悬臂式支护结构计算嵌固深度hd值, 桩长最小值为25 m。显然, 采用1.07 m直径、桩间距1.4 m的单排悬臂支护体系不能满足要求。
3 双排桩支护设计
3.1 计算模式一
计算模式一采用理正深基坑里的双排桩模块进行分析:假设主动土压力按Rankine主动土压力取值并分配作用在各桩上;坑底以下土视为弹性地基, 桩体视为竖直放置在弹性地基中的梁, 被动土压力由弹性抗力法计算, 即在桩体上作用一系列连续的互不相关的弹簧, 当支护结构变形时, 弹簧对其的反力作用就是桩侧土的抗力, 桩端采用固定铰支座。计算模式见图2。
土体破坏时的滑动面与竖直方向的夹角按朗肯极限平衡理论估算, 即为45°-/2, 则地表面上滑动面与前排桩桩顶的距离L0=Htan (45°-/2) , 滑动面与后排桩相交处的深度即为等效开挖面深度。根据双排桩的排距L与L0的大小比较, 前、后排桩所受的土压力是不同的。双排桩只进行主动土压力计算, 前桩上土压力按开挖面确定, 后桩的土压力按等效开挖面确定。
计算得到双排桩土压力及内力分布图如图3所示。
由图3可知, 排桩最大弯矩为652.03 kN·m, 桩身最大位移为15.93 mm, 位于开挖面下5.58 m处。
3.2 计算模式二
该工程设计采用的双排桩计算模式为门式刚架杆系有限元计算模型。假定主动土压力全部作用在后排桩上, 桩间土体以压缩弹簧取代, 弹簧的刚度系数可通过土的变形模量推算。桩间土的作用力, 对后排桩为抗力, 对前排桩为荷载, 两者数值相等方向相反。前排桩在基地以下承受坑内地基土的被动抗力, 按“m”法计算确定。该计算模型如图4所示。
采用计算模式二得出的双排桩设计计算结果为桩身最大弯矩895 kN·m, 桩身最大位移10.70 mm。
3.3 基坑施工实测结果
在基坑开挖及地下室施工过程中, 采用了信息法施工, 并运用多手段进行基坑监测。其中基坑北面采用的双排桩支护段, 基坑最大侧向位移为21.46 mm, 位于开挖面下7.2 m处;坑外的主干道最大沉降值为4.40 mm～7.91 mm。基坑的变形在允许范围之内, 对周边主干道没有产生不利影响。
3.4 计算及实测结果对比
采用计算模式一计算的最大弯矩为652.03 kN·m, 小于计算模式二的桩身最大弯矩895 kN·m, 为计算模式二的73%;计算模式一得出的桩身最大位移为15.93 mm, 位于开挖面下5.58 m;计算模式二得出的桩身最大位移10.70 mm;而实测基坑最大侧向位移为21.46 mm, 位于开挖面下7.2 m。
4 结语
1) 采用双排桩支护结构能够满足本工程的内力及变形要求, 采用双排桩支护时虽然桩数量增加了, 但桩长、桩径及桩身内力都减小了。特别是在施工场地狭窄、变形要求严格的情况下, 采用双排桩支护具有很大的优势。2) 计算模式一计算体系明确, 但不能完全反映桩土之间的共同作用, 土压力的分配模式人为限定, 且不能满足变形协调的要求。对于桩间土体软弱的情况, 导致前后排桩内力差异较大。3) 计算模式二能反映桩间土与桩身的相互作用, 但后排桩后的土压力分布有待进一步优化, 可考虑按“m”法计算确定。4) 基坑工程中由于土层分布的不均匀性, 应加强监测分析, 以监测资料反辅设计、优化设计, 从而再指导后继施工作业等, 达到信息化施工。
参考文献
[1]何颐华, 杨斌, 金宝森.双排护坡桩试验与计算的研究[J].建筑结构学报, 1996, 17 (2) :58-67.
[2]JGJ 120-99, 建筑基坑支护技术规程[S].
[3]林鹏.双排桩支护结构在失稳基坑中的补强作用[J].工业建筑, 2002, 32 (5) :82-84.
[4]牛双建.双排桩支护结构土压力的数值模拟[J].黑龙江科技学院学报, 2008, 18 (3) :180-184.
[5]聂庆科.深基坑双排桩支护结构设计理论与运用[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
人工开挖斜桩支护选择及施工方法 篇7
武隆县羊角乌江大桥4#墩采用斜桩的形式作为拱座的水平推力, 其斜桩的直径为2m桩轴线与竖直方向成30°夹角, 桩底标高为151.45, 桩顶中心标高为174.05。斜桩上部12m左右处于堆积层, 中部大概6m处于强风化泥岩, 其余部分处于弱风化泥岩。设计要求采用人工开挖 (见图1) 。
2 支护
2.1 支护选择
斜桩开挖护壁为20cm, 采用C25砼。内设1榀I14/m, 型钢间设Φ16的钢筋网片, 将Φ16钢筋焊接在型钢上。
2.2 支护验算
经计算型钢支护满足要求。
2.3 护壁厚度计算
考虑型钢支护及安全, 选择护壁厚度20cm。
3 施工方法
3.1 桩孔区地表防护
为了阻止桩顶下沉, 在开挖之前对桩顶表面3m范围内用灰土进行换填, 换填后要碾压密实, 做好桩孔区地表防护。在挖孔桩施工前, 作好桩孔地表截水和防渗工作, 锁口采用厚度为20cm的C25钢筋混凝土浇筑, 比原地面高出30cm。孔内土石方运出孔口后, 应临时堆放在距孔口不少5.0m的位置, 以免增大孔壁侧压力, 造成坑壁坍塌。同时, 为确保施工安全, 地表堆放的材料、配件及机具应及时清理, 不能堆放在孔口附近。
3.2 型钢混凝土护壁
随着桩基开挖的进行, 每100cm设置一榀型钢钢架。其钢架横向采用螺栓连接, 纵向采用Φ16钢筋连接。
3.3 弃碴
在孔口安装采用1.5型t钢制成的提升架, 在提升架上安设滑轮组, 在孔内设置一导向滑轮, 孔内的出碴采用1.5t慢速卷扬机进行轨道运输至孔口地表后采用人工运至临时弃碴堆放点, 最后使用装载机配合自卸汽车装运至指定的弃土场。
3.4 弱风化泥岩开挖
弱风化泥岩开挖采用水磨钻开挖, 能较好的保持桩基线形。
3.5 斜桩斜度控制
采用吊垂、水平尺、拉线、卷尺, 经纬仪来控制 (见图3) 。
4 安全措施
孔口四周必须设栅栏。各种材料及施工机具距孔口应有一定距离, 以防落入孔内伤人。孔上设专人指挥, 各工序必须有安全员。孔内作业人员必须佩戴安全帽, 经常检查钢丝绳及各连接部位。锁口必须浇筑平整, 其顶面应高出原地面30cm, 以防止土、石、杂物滚入孔内伤人。护壁混凝土必须及时紧跟开挖。
作业时电器部位设有接地装置, 防止漏电。孔内照明必须使用安全电压。桩身施工前设置观测设施, 有专人负责观测, 发现有不利于安全的滑动情况, 及时通知作业人员撤离现场, 并迅速疏解通行车辆。配备必要的孔内有毒气体报警器, 确保施工人员人身安全。
挖孔工作暂停时。孔口必须罩盖。井口应安设牢固可靠的安全梯, 以便于施工人员上下。
5 结论
武隆大桥斜桩开挖的完成, 完成后的斜桩满足了设计及规范要求。获得了业主、监理和社会各界人识的一致好评。
摘要：设计斜桩来抵御拱桥水平推力, 可以减少桥台土石方开挖, 加快施工进度, 但施工难度大, 安全风险大。本文介绍了斜桩施工步骤及施工过程中的注意事项, 为类似工程提供借鉴。
关键词：人工开挖,斜桩,支护选择
参考文献
[1]杨文渊, 等.桥梁施工工程师手册[S].北京:人民交通出版社, 2003, 3.
[2]JTT041-2000.公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社, 2000.
钢板桩在基坑支护中的应用 篇8
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.
地铁桩支护 篇9
钢板桩具有强度高、防水性能好、使用寿命长、绿色、节能等优点，尤其在防洪、塌方、塌陷的抢险救灾中见效特别快。钢板桩施工简单，缩短工期，其独特的功能，正备受建筑行业的青睐。
吴杰等指出采用钢板桩支护，对周围环境影响较小。钢板桩施工简便，工序简单，质量容易控制，工期短，且现场整洁[1];李光辉结合工程实例，论述了拉森钢板桩在基坑支护中的应用[2];彭玉来介绍了拉森钢板桩基坑支护施工工艺、沉桩措施，指出了拉森钢板桩支护是切实可行的[3];孙杰等以福州市三环路光明港大桥水下地桩承台深基坑支护为例，论述了拉森钢板桩深基坑支护比施工工艺、围檩支撑方式、支护结构监测，对深基坑支护具有一定的指导意义[4];乔希琳通过分析拉森钢板桩的诸多优点，结合工程实例，介绍了拉森钢板桩在基坑支护中的设计、施工及应用效果，并针对我国现阶段工程建设情况，指出拉森钢板桩基坑支护的应用和推广前景[5]。
本文结合宁波某工程实际情况，对拉森钢板桩在实际工程的应用情况进行分析，以期为类似工程提供借鉴。
1 工程概况
1.1 原设计方案
宁波轨道交通4号线南站位于原宁波南站北广场位置，其中车站东北角侵入原地下室围护结构以外，因此部分地墙需待东北角土体削至与底板同一标高后才能进行施工。为确保削土过程中周围环境的安全，在东北角位置结合端头井加固设置了4 450 mm宽的三轴搅拌桩重力坝，如图1，图2所示。其中原地下室高度为4 m，主要土层为杂填土层。
1.2 现场发现的管线情况
在准备进行重力坝施工清理端头井位置表层杂土的过程中，发现在端头井位置的通信井中存在一条不明管线，从南站东路经此井后转入共青路。经多方了解，确认其为铁路通信管线，年代较为久远，且管内充有气体保护，保护等级高，使用用户多，如改迁完成需1年，严重制约工期，其路由如图3所示。
通信井侵入端头井位置2.5 m，与重力坝边缘位置紧贴，根据以往端头井加固经验，如在此位置进行搅拌桩施工，在施工过程中的高压气体和水泥浆及置换土极有可能将通信井及邻近的管线通道破坏，其后果难以承担。而如果等其改迁结束再进行搅拌桩施工，则总体工筹将被打乱，且工期滞后严重。因此，经反复考虑，建议将端头井位置的重力坝围护形式进行调整，以满足现场施工需要。
1.3 方案选择
根据现场实际情况，方案反复比选，此位置处的围护结构采用拉森钢板桩加锚桩的形式，如图4，图5所示。
在原重力坝位置外侧打设一排4号小齿口拉森钢板桩，打入深度约为12 m，插入比1∶2。钢板桩顶部设置围檩，增强其稳定性，同时与北侧的重力坝围檩连接。在钢板桩后侧10 m左右位置处设置锚桩，采用锚索或拉杆将拉森桩与锚桩连接间距1.0 m～1.5 m。锚索上部地面进行硬化处理。
1.4 方案优点
1)施工对既有管线无影响，保证其改迁前的使用功能不受破坏。
2)能够满足东北角削土要求，总工筹不受影响，能保证工期。
3)拉森钢板桩在宁波附近工地使用较多，工艺较为成熟，有成功先例可遵循，安全性有保证。
4)施工场地区域内地质条件均为淤泥质土，适合拉森钢板桩施工工况。
5)拉森钢板桩止水效果较好，防止墙体渗漏水。
6)使用周期短，可以重复利用。
2 拉森钢板桩选型计算
土方卸载基坑开挖深度h=4 m，根据勘察报告平均重度γ=17.5 k N/m3，平均内摩擦角φ=10°，平均粘聚力c=12 k Pa。
拉森钢板桩选用Ⅳ型，W=2 270 cm3。
拉森钢板桩长度计算:
1)求y值。
根据公式:
其中，Pb为挖土面处板桩墙后的主动土压力强度值:
主动土压力系数:
被动土压力系数:
其中，k为修正系数，查《建筑施工计算手册》得k=1.2。
2)求x值。
k公式:
按简支梁计算，等值梁的两点反力
求得x=4,Ra=36,P0=47.2。
3)钢板桩长度。
L=4+1.2×5.7=10.84 m，选用12 m长钢板桩。
4)选择板桩的截面积。
先求板桩所受最大弯矩Mmax，最大弯矩处即剪力等于零处。
设剪力等于零处距板桩顶为x'，则:
整理得:x'=2.42。
采用Ⅳ型拉森钢板桩，W=2 270 cm3。
f=Mmax/W=25.7 MPa<1/2[f]，满足要求。计算示意图如图6所示。
3 钢板桩施工工艺
拉森钢板桩施工机械选用EX400液压打桩机械，成桩过程中采用单根逐根打入法实施。在施工中按以下要求实施:
1)本项目采用Ⅳ型12 m长密扣拉森钢板桩。拉森钢板桩采用EX400液压打桩机施打，施打前认真放出准确的支护桩中线;
2)打桩前，对钢板桩逐根检查，剔除有缺陷的，将其修整合格后才可使用;
3)钢板桩施打采用逐根打入法施工，在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打;
4)按设计要求将拉森桩施打完毕后，安装围檩，形成整体，见图7。
4 实施效果
4.1 止水效果
拉森钢板桩外土方卸载完成后，施工中可以观察到拉森钢板桩的止水效果良好，如图8所示。
4.2 桩体水平变形监测结果
拉森钢板桩水平位移监测结果如图9所示。拉森钢板桩在使用期间，我们定期对拉森钢板桩的桩顶水平位移进行观测，发现桩顶水平位移变形量很小，拉森钢板桩拔除前变形量在2 cm～4 cm，说明拉森钢板桩在基坑支护中是安全稳定的。
5 结语
施工实际效果证明，拉森钢板桩围护具有施工速度快、安全性高、占地空间小、实效性较强等优点，在城市较浅基坑的临时支护中可根据现场情况采用。
参考文献
[1]吴杰,王海秀.拉森钢板桩在深基坑支护施工中的应用[J].科技情报开发与经济,2010,20(21):199-200.
[2]李光辉.拉森钢板桩在基坑支护中的应用[J].公路与汽运,2008(1):20-22.
[3]彭玉来.拉森钢板桩基坑支护施工[J].安徽水利水电职业技术学院学报,2010,10(4):41-42.
[4]孙杰,马光臣,李永利.拉森钢板桩在光明港大桥深基坑施工中的应用[J].桥梁工程,2010(28):42-44.
地铁桩支护 篇10
1 工程概况
本文在研究分析中以某地区一幢商务大厦为例, 该楼总建筑面积大约为25860平方米, 占地面积为5680平方米, 地上21层, 地下2层地下室, 每层层高4.9米, 钻孔灌注桩为基础, 基坑开挖的深度达到9.3米。据勘察报告提供的第一手资料可知, 该楼地层可以分为6个地质大层, 15个亚层。根据该地区地质勘查资料显示, 该地区内地地质条件相对较差, 地下管线较多且分布较为复杂, 所以基坑支护施工具有一定的难度, 存在一定的安全风险, 因此做好基坑支护施工尤为关键。为了保证基坑支护施工质量及整个施工过程的安全性, 以下对钻孔灌注桩作为基坑支护桩展开了深刻研究。
2 关于钻孔灌注桩作为基坑支护桩分析研究
2.1 基坑支护施工前期准备
基坑支护技术是伴随着深基坑施工技术的发展而产生和发展起来的, 是指在建筑深基坑工程的施工过程中, 为了保证地下结构施工及基坑周边环境的安全, 对基坑侧壁和周边环境采用的支挡、加固与保护措施。在基坑支护施工中, 应该从以下几个方面, 做好前期准备工作: (1) 场地准备:在正式施工前, 应该对场地进行平整, 清除场地中存在的各种障碍物, 切实保证场地的平整性, 为后续施工提供良好的保障; (2) 材料准备:对于工程项目而言, 施工材料的质量直接影响着工程整体的质量, 因此, 需要切实做好施工材料的准备工作, 严把材料质量关, 对所有进入施工现场的材料进行取样检测, 确保材料能够有效满足设计施工要求; (3) 设备准备:施工设备不仅会在很大程度上影响基坑工程的施工质量, 还会影响工程的施工安全。对此, 施工单位应该充分重视起来, 结合工程的设计施工需要, 对施工设备进行选择, 保证设备的稳定性和安全性。
2.2 钻孔灌注桩作为基坑支护桩施工工艺研究
钻孔灌注桩是指在施工现场通过机械钻孔的方式, 在地基土中形成桩孔, 然后沉入预先制作好的钢筋笼, 灌注混凝土而形成的桩。钻孔灌注桩能够使用各种各样的地质类型, 具有操作简单、震动小、无噪音、承载力高等优点。将钻孔灌注桩作为基坑支护桩, 是一种比较先进的施工工艺技术, 需要严格遵循相应的施工流程, 以保证基坑支护工程的施工质量。其具体施工工艺如下: (1) 施工放样:在对施工场地进行平整之后, 需要结合工程设计图纸, 对钻孔灌注桩的桩位进行相应的测量放样工作, 以保证桩位的合理性和准确性; (2) 钻机安装:在对钻机进行安装时, 应该参考测量放线的位置, 由专业人员进行审核, 确认无误后, 还需要应用管线探测器, 对地下管线进行探测, 确保施工的顺利进行; (3) 护筒设置:护筒的设置是钻孔灌注桩施工的关键环节, 一般都是采用6mm的钢板进行加工制作, 根据施工现场的实际情况, 对护筒高度进行明确, 护筒的内径应该比钻机钻头大200mm左右, 根据灌注桩桩位中心线, 对护筒进行埋设, 将护筒埋设的误差控制在50mm以内; (4) 泥浆制备:使用水、粘土以及添加剂制成泥浆, 要确保泥浆中不会存在大块的土块或干土等, 以免影响施工质量。结合工程的实际施工要求, 对泥浆的比重和粘度进行了明确规定, 其性能指标为:相对密度1.3, 粘度28-30, 含砂量在4%以下, 胶体率≥95%; (5) 成孔:在钻孔施工时, 应该在护筒内部进行打浆法操作, 待泥浆搅拌均匀后, 才能开始钻进, 并根据施工现场的土质情况, 对钻进速度进行调整。钻孔过程中, 如果出现孔壁坍塌的现象, 应该立即停止施工, 对孔壁坍塌的位置进行明确, 并及时利用粘土进行回填要踏实, 然后重新进行钻孔施工; (6) 清孔:清孔的作用在于降低泥浆的密度、含砂率和黏度, 使得桩孔中存在的泥浆符合混凝土灌注的标准。在钻孔工作完成后, 需要立即进行清孔工作, 避免因放置时间过长而使得孔内的泥浆沉淀增加。清孔时, 要确保孔内水位在地下水位或河流水位以上1.5~2m, 以防止钻孔的任何塌陷。以相对密度较低的泥浆, 将钻孔内的悬浮钻渣和相对密度较大的泥浆换出; (7) 钢筋笼制作与安装:对钢筋笼进行制作前, 需要对钢筋进行处理, 如调直、除锈等, 要确保钢筋的尺寸数据和搭接数据, 避免因人为因素造成的质量问题。对于钢筋笼的主筋, 要尽可能选用整根钢筋, 避免分割和截断。钢筋笼的制作可以在加工厂内进行, 之后运到现场绑扎成形。在对钢筋笼进行安装时, 要保持匀速下放, 如果遇到阻碍, 可以提升一段距离后重新下放, 避免强行施工, 以免造成钢筋笼的变形或桩孔的破坏。对于该工程而言, 钢筋笼中心平面位置的偏差, 应该控制在10mm以内, 顶端高程控制在±20mm, 底面高程控制在±50mm; (8) 导管安装:在基坑支护工程施工中, 导管安装是非常重要的施工环节, 可以选择φ260的钢导管, 保证导管内径的一致性以及内壁的光滑性。在安装过程中, 应该按照自下而上的顺序, 对导管进行编号, 同时控制相关轴线的偏差, 确保其不超过孔深的0.5%。在于螺栓进行连接时, 应该保持螺帽在上, 根据钻孔深度及施工平台的高度, 对导管的长度进行明确; (9) 二次清孔:在钢筋笼安装完成后, 在进行混凝土浇筑前, 应该进行二次清孔, 避免杂物对于混凝土施工质量的影响。同时, 要对泥浆各方面的性能指标及孔底沉淀厚度进行检查, 确保其符合相关规范的要求。
3 总结
总而言之, 在基坑支护工程施工中, 将钻孔灌注桩作为基坑支护桩进行施工建设, 可以有效保证基坑工程的整体施工质量, 因此, 相关人员应该充分重视起来, 确保钻孔灌注桩施工的可靠性, 为基坑支护工程的施工提供相应的质量和安全保障。
参考文献
[1]李宝戚.钻孔灌注桩基坑支护方案应用例析[J].中国高新技术企业, 2012, 6 (08) :172-173.
[2]沈萍.试论钻孔灌注桩在某深基坑支护中的应用[J].中华民居, 2013, 8 (4) :335-336.
[3]张威, 曹汝义.多种钻孔工艺在基坑支护桩中的应用[J].山西建筑, 2012, 7 (19) :85-86,
[4]李艳.浅谈钻孔灌注桩及内支撑支护技术在超大型深基坑中的应用[J].福建建设科技, 2011, 22 (3) :34-36.