软土地区管廊深基坑钢板桩支护施工技术瑞马PPT课件

1、一、前言 随着城市的发展，大家对建设地下综合管廊实现城市基础设施的现代化，达到对地下空间的合理开发利用已经成为共识，并逐步在扩大建设规模，前景非常广阔。 由于综合管廊属于深基坑施工，深基坑支护的方式较多，有地连墙、工法桩、管桩、钢板桩等等，相比较投入成本，和施工周期长短，钢板桩因其成本投入低、占地范围小、施工操作简单、工期短、可周转使用等优势赢得了众多人的青睐，在满足基坑安全要求的前提下，通常它会作为一种首选的支护形式。但是钢板桩支护工艺在软弱其含水量大的土质下的综合管廊深基坑中应用，暴露的安全和质量问题比较多，如果不加以研究克服将影响管廊后续使用及钢板桩支护在软土地区管廊深基坑中的推广应用。

2、第1页/共28页 钢板桩支护在软土地区的综合管廊深基坑中的应用，暴露的问题主要有两个方面，一个为安全方面，主要表现为：钢板桩难于施打顺直、基坑易变形、钢板桩容易产生踢脚和基地隆起等。另一个为质量方面，主要表现为后期钢板桩拔出时管廊结构分段变形缝处会产生不均匀沉降，形成错台，导致变形缝止水带拉裂，止水失效，发生渗漏水，严重的还涌泥涌沙，甚至结构开裂等。二、钢板桩支护存在的问题第2页/共28页钢板桩底端向内位移导致支撑体系失效图第3页/共28页钢板桩底端向内位移导致支撑体系失效图第4页/共28页钢板桩底端向内位移导致支撑体系失效图第5页/共28页钢板桩拔除后引起结构变形缝错台开裂图第6页/共28页

3、钢板桩拔除后引起结构变形缝渗漏水图第7页/共28页 安全问题，通过加强支护或其他措施一般都能解决，而较难解决的是后期拔桩时产生的质量问题，因为管廊结构已成型并回填，处理起来比较棘手。 因此，为使钢板桩支护工艺能更好的推广，所以非常有必要对软弱地层中管廊基坑钢板桩支护的施工技术进行研究。二、钢板桩支护存在的问题第8页/共28页 某城市地下综合管廊工程，涉及9条道路，总长度约12km，管廊内部主要纳入了给排水、暖通、电力电信、电气自控、消防等专业管线，综合管廊为矩形断面，分为单仓和双仓两种形式。综合管廊基坑支护为钢板桩支护形式，基坑开挖深度511m，顶层横撑为4269钢管，其余底层均为6309钢管

4、，横撑水平间距4.56.0m，围檩采用40040013型H型钢。三、对策研究1、工程概况 为了更好的理解，这里以某城市综合管廊工程的建设为例来进一步说明。第9页/共28页 管廊穿越的土质主要为2层：淤泥质粉质粘土，稳定水位在自然地面下0.51.8米,水位标高4.236.29米，综合管廊原设计的地基处理方式除道路交叉口为水泥搅拌桩外，其余均为60cm厚的级配砂石换填，管廊基坑回填采用中粗砂。 单仓管廊标准断面图双仓管廊标准断面图第10页/共28页双仓管廊标准段设计开挖支护图1000685010005003000纵向组合肋梁横向支撑钢梁排水沟拉森钢板桩支护级配砂石换填压实系数0.94HW40040

5、01342696000U32-70070056012横向支撑钢梁63096000纵向组合肋梁2HW40040013第11页/共28页 本管廊工程在最短的一段试验段施工时，前期暴露的问题比较多，安全方面，主要表现为：钢板桩难于施打顺直、基坑易变形、钢板桩容易产生踢脚和基地隆起等。质量方面，主要表现为后期钢板桩拔出时管廊结构分段变形缝处会产生不均匀沉降，形成错台，导致变形缝止水带拉裂，止水失效，发生渗漏水，个别部位还涌泥涌沙，井室端头变形缝处甚至结构产生开裂。三、对策研究2、施工中遇到的问题第12页/共28页 安全方面的问题，通过钢板桩定位施打、支撑施加预应力，加强基坑支护等，均得到了解决。但是质

6、量方面的问题就较难解决了，因为基坑已回填，管廊已成型，处理无从下手。 为了更好的解决这个问题，相关参建方多次邀请各专业的专家到场分析讨论，最终一致认为造成拔桩后一系列问题的根本原因是由于钢板桩后续振动拔除时，钢板桩起拔带泥使地基土流失、地基土强度在振动过程中的削弱、坑内地基回弹再压缩、二次振密等多种因素。三、对策研究第13页/共28页 要彻底解决这个问题，首先根据问题产生的原因，找出解决的思路： 1）必须要降低钢板桩拔除的困难度，缩短钢板桩振动拔除的时间，以减少对管廊基地土的扰动。 2）必须要避免钢板桩拔除时振动影响范围过大、过频，扰动过于集中，以减少管廊局部差异性沉降过大。 3）在钢板桩拔除

7、过程中，必须要确保基地土不流失； 4）在钢板桩拔除过程中，要及时的对钢板桩拔除后残留的空隙进行填充。 三、对策研究3、解决思路与方法第14页/共28页 有了解决的思路，各方经过研究讨论，制定了如下几种措施进行试验处理： 1）将管廊基底的原先的素混凝土垫层改为钢筋混凝土满堂垫层，它的作用在于有效减小钢板桩在软土地层中锚固端的相对自由力臂，使基坑开挖后及早的在基地形成一道支撑，避免钢板桩发生踢脚，而引起的后期钢板桩拔除困难及拔除时间过长对管廊结构的稳定性产生影响，同时也降低了基地土的隆起量，减弱了基地土回弹再压缩模量。 三、对策研究第15页/共28页第 二 层 支 撑第 一 层 支 撑钢 板 桩向

8、 内 位 移基 底 隆 起滑 移 面滑 移 面土 压 力土 压 力第 二 层 支 撑第 一 层 支 撑滑 移 面向 内 位 移 减 小土 压 力钢 筋 砼 垫 层钢板桩在软弱地层中锚固端相对自由力臂示意图第16页/共28页第二层支撑第一层支撑钢板桩土压力土压力滑移面滑移面钢筋砼垫层向内位移减少加设垫层底撑后钢板桩在软弱地层中锚固端相对自由力臂减小示意图第17页/共28页设置垫层底撑后管廊基坑实况图第18页/共28页 2）在管廊基底中部采用间隔布设深搅桩，在管廊基底两侧靠近钢板桩墙的部位布设相互咬合的连续深搅桩，有效的避免管廊基底土流失而引起的结构不均匀沉降，同时经过复合地基处理提高管廊基地土体

9、的承载能力，有效的保证管体的稳定。三、对策研究第19页/共28页管廊地基深搅桩加固示意图第20页/共28页 3）钢板桩采用分区段系统性间隔跳拔加压密注浆的方法，避免钢板桩拔除时振动影响范围过大、过频，扰动过于集中，而引起管廊局部差异性沉降过大。 A、拔桩前将每节管廊对应的两侧钢板桩划分为5个区，每个区段的长度根据管廊分节长度而确定，即1、5区为1/8管节长度，2、3、4区为1/4管节长度。三、对策研究第21页/共28页第一段第二段预留过渡段未回填段1区2区3区4区2区3区4区2区3区4区1区5区1区5区5区钢板桩跳拔工艺分区示意图第22页/共28页 B、拔桩顺序：先依次拔除1、5区，再拔除3区

10、，最后再拔除2、4区。预留过渡段，只拔除1区，过渡段其他区待下一循环拔桩时拔除。同一个区内，管廊两侧钢板桩要对称进行拔除。且每侧连续拔桩的长度不得大于1/2区段长度。钢板桩拔除的同时采用压密注浆及时补填钢板桩拔除后的空隙。三、对策研究第23页/共28页预留过渡段未回填段1区2区3区4区2区3区4区2区3区4区1区5区1区5区5区预留过渡段未回填段1区2区3区4区2区3区4区2区3区4区1区5区1区5区5区预留过渡段未回填段1区2区3区4区2区3区4区2区3区4区1区5区1区5区5区第一段第二段第一段第二段第一段第二段第一步:拔除第一段及第二段所有的1、5区。第二步:拔除第一段及第二段所有的3区。第三步:最后拔除第一段及第二段所有的2区，之后再拔除4区。钢板桩跳拔工艺拔除顺序示意图第24页/共28页管底加固及跳拔工艺拔桩前管底加固及跳拔工艺拔桩后第25页/共28页 经过在后续试验段实施验证，并全程进行监控监测，采用以上方法，钢板桩拔除后管廊的总沉降量均控制在5cm以内，变形缝处差异性沉降均控制在1.5cm以内，变形缝的渗漏水得到了有效解决，完全