软土地区深基坑支护优化02437

1、软土地区深基坑支护优化摘 要 针对铁路站场改造过程中任务重、工期紧的特点，将原基坑支护设计采用1000mm的钻孔桩，钻孔桩外侧设一排700mm双头搅拌桩止水，基坑两侧在圈梁位设置609钢管横撑的方案，优化为主受力桩采用3503501219QUOTE3503501219 mm的H型钢，两桩之间插入90012mm钢板，围檩处每隔5.0m设一道横撑，横撑采用60914mm钢管的支护方案。优化方案缩短了施工时间，保证了施工质量，本文并对方案内容及理论计算进行了详细介绍，对今后同类工程施工有借鉴作用。关键词 深基坑 H型钢 基坑支护Soft Deep Foundation Pit Optimizatio

2、nLu Mu Cai China Railway 24 Bureau of Fujian Province Railway Construction Co., Ltd. Fuzhou, Fujian 350011Abstract Rail station transformation process heavy tasks, and a tight schedule features the original foundation pit support design to 1000mm of bored piles, bored piles lateral set up a row of t

3、he 700mm double-headed stirring the pile sealing pit on both sides inthe ring beam set 609 pipe cross struts program, optimized mainly by the force H-shaped steel piles using a 350 350 12 19QUOTE350 350 12 19 mm, 900 12mm steel plate inserted between the two, around purlin at everyevery 5.0m to set

4、up a cross brace, cross struts 609 14mm steel tube support program. Optimization to shorten the construction time, to ensure the quality of construction, this article and program content and the theoretical calculations described in detail the construction of similar projects in the future reference

5、.Key words deep pit h-beam excavations6 1 工程简介福州站是新建铁路温福线与向莆线连接沟通的大型既有客站，结合向莆线、温福线引入福州枢纽及路网生产力布局调整，项目设计对福州站及其相关段所进行改扩建，将福州站现有6股道扩建成14股道，新建北广场高架候车室，并进行无站台柱雨棚改造，改建客车整备所、车辆段、客运段洗衣厂，新建动车存车场、供电段。 站西路立交中桥位于福州站西侧咽喉区，本次福州站改造建结合地方市政道路规划情况，按城市I级干道标准重建该立交桥。该立交桥北通新店，与在建的机场二期辅道（三环辅道）相接，南连福州市区，公路之外地面上房屋密布。立交桥范围有1

6、2股道铁路，2条平行铁路的公路。根据福州市初步设计文件审查要求，站西路K0+552.5K0+750段下穿铁路立交桥采用（6+2-9.5+6）m框架。2 工程地质概况该段地面标高5.06.0m，基底标高-3.0m，基坑深度8.109.0m，据查地质钻探试验资料得各土层参数如下：、素填土：该层由地面以下至图1 工程地质概况1.85标高（厚3.15m4.15m），粘聚力C=38.7 kPa，内磨擦角=11.70，容重r=17.4 kN/m3；、流塑淤泥：该层由1.85至-3.45标高（厚5.3m），粘聚力C=10.3 kPa，内磨擦角=3.180 ，容重r=16.3 kN/m3；、粉质粘土：该层由-

7、3.45至-8.45标高（厚5.0m）粘聚力C=42.2 kPa，内磨擦角=13.30 ，容重r=20.2 kN/m3；、中砂：该层由-8.45至-10.2标高（厚1.75m）粘聚力C=0 kPa，内磨擦角=30.00 容重r=17.0 kN/m3，如图1工程地质概况图所示。从以上地质资料可看出第二层土为典型的沿海地区软土层，内磨擦角小、粘聚力低，对基坑边坡的稳定很不利。3 原基坑支护设计1.85标高（厚3.15m4.15m），粘聚力C=38.7 kPa，内磨擦角=11.70，容重r=17.4 kN/m3；、流塑原设计基坑支护采用1000mm的钻孔桩，间距1200mm，桩长22m，钻孔桩外侧采

8、用一排700mm双头搅拌桩止水，钻孔桩设置圈梁，基坑两侧在圈梁位设置609的钢管横撑，如图2钻孔桩基坑支护大样图所示。4 H型钢支护方案由于施工工期要求短，无钻孔桩的施工工期和凝固期，而四周地势较平坦，距建筑物较远，故项目部在经过对比分析后决定改用H型钢支护方案，具体方案如下，如图3 H型录钢支护方案大样图所示： 首先将原地面卸载至4.0m标高处，并设3.0m 图2 钻孔桩基坑支护大样图平台，边坡采用1：1坡率，基坑检算深度按7.0m计算；、基坑围护主受力桩采用3503501219mm 的H型钢，长度为12.0m，H型钢中心距为1.0m，两桩之间插入12mm钢板，钢板宽度为900mm，钢板长度

9、8000mm，钢板底面标高位于-4.0m标高处，关在H型钢顶面下1.0m处内侧设一道围檩，围檩采用3503501219mm的H型双拼钢；、在围檩处每隔5.0m设一道横撑，横撑采用60914mm的钢管，横撑正中间设一立柱，立柱同样采用3503501219mm 的H型钢，底板施工时在立柱四周用泡沫隔离，拆除横撑时拔除立柱。图 3 H型录钢支护方案大样图5、两种方案对比分析站西路立交中桥下穿铁路段基坑长202.5m、宽42m，全长489m。原设计主要工程量有1000mm钻孔桩共408根/8976延长米、圈梁489延长米、609的钢管横撑1870延长米。H型钢方案主要工程量有卸载挖土方5196立方、回

10、填渗水土5196立方、H型钢支护489延长米、609的钢管横撑2084延长米。（1）、造价对比：、钻孔桩方案：钻孔桩：89761250=11220000.00元圈梁：489520=254280.00元钢管横撑：1870600=1122000.00元总计：12596280.00元平均25759.00元/基坑周延米。、H型钢方案：挖土方：51967.5=38970.00元土方外弃：519618=93528.00元回填渗水土：51965=25980.00元渗水土借方：519665=337740.00元H型钢支护：4894000=1956000.00元钢管横撑：2084600=1250400.00元总

11、计：3702618.00元平均7572.00元/基坑周延米。从基坑周延米指标看钻孔桩方案指标为H型钢指标的3.4倍，非常经济。（2）、施工工期对比：、钻孔桩方案：根据现场实际情况可配备8台钻孔桩机同步施工，每台桩机施工51根桩，每台机2天成1根桩，需要102天，圈梁施工工期7天，圈梁施工完后5天可安排先挖除3m深度内土方，待圈梁混凝土凝固期达到20天后再挖除其余基坑土方，剩余4m深度挖基工期10天，总工期为102+7+10=119天。、H型钢方案：一台50T履带吊配一套震动锤平均每天H型钢内插钢板支护可施工15周延米，489周延米施工工期为33天，基坑挖土（含横撑施工）工期为20天，总计工期为

12、55天。由上可知H型钢方案的施工工期仅为钻孔桩方案的一半。6、 H型钢支护方案检算图4受力模型图由于H型钢间距为1.0m，故计算时取1.0m宽度作检算，如图4受力模型图所示。（1）、参数选定和计算：、基坑顶面活载考虑10KN/m2；、H型钢为Q235B钢质查相关资=235Mpa、=210Mpa；、桩后基坑开挖面以上土的平均参数计算： 、H型钢参数计算3：（2）、H型钢长度、强度检算： ka1tg2(450-2)=tg245-2.8985=0.8165kp1=tg2(450+2)=tg245+2.8985=1.2247、桩后基坑开挖面以上土主动侧压力系数、被动侧压力系数计算1： 、墙后基坑底面处

13、主动土压力强度1： 、净土压力O点距基坑地面距离1：基坑以下土的主动侧压力系数、被动侧压力系数： 净土压力O点距基坑地面距离： 开挖面以上桩后主动土压力E a1 1、地面超载引起的侧压Ea2 Ea2=q0hka1=1070.8165=57.16 KN Ea3=12ea1=1268.91.36=46.85 KN 、开挖面至主动土压力0点净土压力Ea3 、动土压力总和计算：E=Ea1+Ea2+Ea3=135.74+57.16+46.85=239.75 KN 、主动土压力作用点位计算： Ea1作用点距离地面距离 ha1=23h-2crka+2crka=5.51 Ea2作用点距离地面距离 ha2=12

14、h=3.5m Ea3作用点距离地面距离 ha3=h+13=7.45m E作用点距地面距离 、桩长计算：设土压力为“0”点到桩底部的长度为t。则桩体下部被动土压力为：主动和被动土压力合力对横撑A点的弯距和应为“0”如下图5弯距平衡图所示3：图5 弯距平衡图经试算：桩体嵌固长度取安全系数1.1故H型钢长:取12.0m桩。、每米被动土压力和横撑受力：由上可知被动土压力合力为：Ep=9.81336t2=110.13kN由水平方向力的平衡可知，横撑力=主动土压力合力-被动土压力合力：Ra=Ea+Ep=239.75-110.13=129.62kN、H型钢抗弯和抗剪检算3：取土压力0点为弯距最大点，则Mma

15、x为主动土压力和横撑力的合弯矩，如图6 基坑底面H钢受力模型图所示：图6 基坑底面H钢受力模型图符合要求！符合要求！(3)、钢板受力检算3： H型钢尺寸及受力模型如图7所示，钢板尺寸大样如图8所示；图7 H型钢尺寸及受力模型图图8 钢板尺寸大样图7 H型钢支护方案效果检查基坑开挖前在四周的围檩上布设了10个位置观测点（如下图9观测点布置图所示），基坑开挖一半深度、开挖完（即0.0m、-4.0m标高）及承台施工完时观测各点位移，每次观测如某点位移大于基坑深度的1%则应停止施工进行加固2，观测结果如下图所示。 基坑深度的1%，为70001%=70mm，承台施工完为各点位移平均值为52mm、最大位移值为66mm，均小于允许值70mm。图9 观测点布置图各点累计位移观测结果统计如下表（单位：mm） 位移点号开挖一半开挖完承台施工完205566205354314647273456-105344326465-122434185465153435125454平均值15.347.152.08 结束语在东南沿海地区铁路、公路、房屋建设施工中经常会