排桩支护深基坑施工技术

1、排桩支护深基坑施工技术 摘 要 推荐北京地铁四号线,中关村车站三号出入口深基坑施工,采用排桩 钢管支撑体系基坑支护技术,施工操作性强,且钢管支撑系统可循环利用,有效控制了深基坑开挖过程中的围护结构变形位移,防止了由此引起基坑外地面沉降,保证了施工工期和平安,取得了巨大的经济效益。 关键词 明挖法 深基坑 排桩支护 施工技术 1 工程概况 北京地铁四号线中关村站处于商业高度发达的高科技园区中心,车站主体位于交通繁忙的中关村大街主路下方,为全埋式地下车站,共设四座出入口和两座风道。其中三号出入口位于车站西北角,设计为单层现浇钢筋混凝土箱型框架结构,采用明挖法施工,基坑宽6.3 m,挖深达13.0

2、m,基坑土层从上至下为人工填土层、粉土层、粉质粘土层、粘土层、粉砂、中粗砂和砂砾层。结构西侧8 m为恒昌数码电脑商城和中关村科技广场展示中心,结构东侧2 m为中关村大街主路,基坑周围市政管线密布。只好实行直壁式支护开挖施工方法。基坑围护结构采用800 mm混凝土灌注排桩和钢管支撑体系,桩顶设0.8 m高冠梁将排桩衔接成整体,钢支撑采用400钢管,支撑水平间距3.04. 5 m,竖向设3道。 2 降水施工 基坑开挖前,需将坑内的地下水位降低并排解,使坑内土体在基坑开挖时,通过排水固结达到一定强度,提高坑内土体的水平抗力,削减基坑的变形量;增加基坑底部稳定性,削减坑底土体的隆起。本出入口结构范围地

3、层地下水主要为:上层滞水,位于地面下34 m,含水层为人工填土层和粉土层,透水性弱;潜水,位于地面下89 m,含水层为粉质粘土层和粉土层,透水性一般;承压水,位于地面下12 m以下,含水层为粘土层、粉砂、中粗砂和砂砾层,透水性强。基坑降水采用管井 渗井方式,降水早于基坑开挖前20天开头。降水过程中对接近建造物和地下管线的平安举行观看监测,同时在坑外地面设回灌井,须要时应实行回灌措施,确保周边建造物平安。 3 基坑围护施工 基坑周围设800 mm混凝土灌注排桩围护结构,桩间距1.01.2m,转角部位局部加强。围护桩采用旋挖钻机成孔,导管法水下浇注混凝土成桩。钻孔施工时,为削减对邻桩的干扰,保证成

4、桩质量,采用隔三打一的主意施工(即每隔三根桩施工一根桩)。 冠梁将围护桩衔接成整体排架,使全体围护桩形成共同受力体系,抵挡外部土体或围岩侧向荷载。围护桩施工完成后,立刻举行冠梁开挖和桩顶混凝土凿除清理,围护桩主筋锚入冠梁,冠梁采用与围护桩同标号混凝土现场浇注,浇注时同时安装预埋钢板,满意下部钢支撑安装需要。 土方开挖后围护桩间采用喷锚支护,防止桩间土体掉块。 4 基坑土方开挖施工 基坑土方开挖遵循“分段、分层、分块挖土,先中间后两边,随挖随撑,限时完成”的原则,利用土体在基坑开挖过程中位移的变化逻辑,对基坑开挖作动态管理,采用监控量测手段采取信息化施工,确保基坑变形量在设计允许之内。 水平开挖

5、采用从一端先向另一端分段挨次开挖,竖向开挖采用由上到下挨次分层开挖。开挖时支撑和挖土紧密协作,随挖随撑。基坑沿纵向分段分层开挖,每层每段开挖长度不宜超过支撑的间距,第一层一般为78 m,在其次层及以下土层一般为4 m左右,每层开挖面标高以该层支撑的底面或设计基坑底标高为准,开挖完成准时安装钢支撑施加预应力。 为防止边坡失稳,施工前先清除基坑边堆土等荷载,同时在基坑周围做好防排水和管线庇护措施。基坑开挖主要采用挖掘机举行,每一开挖区域分离配备长臂挖掘机和小型挖掘机。长臂挖掘机置于地面垂直开挖和装运土方,小型挖掘机主要用于底部、边角清理开挖和收集土方。 基坑开挖分层举行,从上到下、按层次序举行开挖

6、,严禁掏底开挖。土方开挖分三层举行,每层均挖至钢支撑以下0.5 m位置,坡度和台阶满意挖掘机作业要求同时尽量缩短长度。开挖流程见图1。 5 钢支撑施工 围护桩外加钢支撑构成基坑空间受力体系,来支撑基坑外巨大的土压力和诸多外加荷载,达到平安施工的目的。因此围护结构支撑的质量控制非常关键,支撑采用400 mm钢管(一般均采用400 mm、600 mm和800 mm钢管,管径视基坑宽度和支撑间距而定)。钢管支撑为轴心受力结构,支撑直接撑在冠梁或钢围檩(俗称“腰梁”),通过钢围檩直接承受排架桩传递的土体荷载或外力,以控制围护桩向基坑内部位移变形。支撑一端设置应力调整装置(俗称“活络头”),主要通过千斤

7、顶施加预应力来调整支撑长度,用于控制支撑轴力。 钢支撑和钢围檩均采用工厂制作,现场安装时支撑务必直顺无弯曲,接头紧密结实。围檩与围护桩墙务必密贴,若有间隙须用速凝细石混凝土填实;当有角撑时,围檩或围护桩墙的衔接处除设特地的斜支座确保支撑轴心受力外,还应在围檩与围护桩墙间设置剪力传递的措施。安装实景见图2。 钢支撑安装后立刻按设计值在支撑一头或二端施加第一次预应力,并检查接头拧紧螺栓。一般在第一次施加预应力后12 h内监测预应力损失及围护结构水平位移状况,并复加预应力至设计值。施加支撑预应力应留意以下事项。 (1)当昼夜温差过大导致支撑预应力损失时,立刻在当天低温时复加预应力至设计值。 (2)当

8、基坑变形的速率超过控制范围,临近警戒值,而支撑轴力未达到自身的规定值时,可增大支撑轴力来控制变形。 (3)当围护结构变形过大,采用被动区注浆控制围护结构位移时,应在注浆后12 h内对在注浆范围的支撑复加预应力至设计值,以削减围护结构外移所造成的应力损失。 (4)当支撑的轴力临近或超过设计值时,通过增设支撑来分解轴力,提高抗变形能力,阻挡基坑变形进一步增大。 钢支撑拆除分层举行,当基坑内结构施做到钢支撑处时,并且此时的结构混凝土达到设计强度75%时,便可拆卸钢支撑。在钢支撑拆卸前先施加预应力将预加力端的钢楔卸去,放散支撑轴力,然后吊出钢支撑,拆除钢围檩。 6 施工监测 深基坑监测是信息化施工常用

9、的一种方法,在确保深基坑开挖平安上起着非常重要的作用。监测的主要内容有支撑轴力、围护桩位移和沉降变形、基坑周边地表沉降、基坑周边管线的位移沉降、基坑周边构建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位变化等。在基坑开挖施工中,发觉监控数据临近或超过警戒值时,应立刻分析缘由,精确地找出施工过程中存在的问题,准时调节施工步骤,实行相应的对策,便能有效控制基坑变形,确保基坑平安。 7 施工留意事项 (1)施工降水不宜过快,降水过程中应加强周边建造物、管线和地表沉降监测。土方开挖务必在水位监测指导下举行。 (2)施工过程中留意基坑周边用水管理,加强管线渗漏状况观测,切断基坑周边水源补给途径。若放线坑壁有渗漏状况,

10、应查清缘由,切忌盲目注浆堵漏。 (3)在施工中应严格控制基坑周边堆载,基坑周边2 m范围内严禁堆载,基坑周边1.4倍坑深范围应控制堆载。 (4)土方开挖务必与支撑架设同步施工,按设计要求分层开挖,严禁超挖和掏底开挖。开挖段的长度务必按照基坑深度和坡度合理决定,不宜过长。当基坑挖至设计标高后,务必马上浇筑垫层混凝土,进一步削减基坑变形值。底板混凝土务必在57 d内完成,相应结构层施工准时跟上,以建立永远的受力平衡体系,从根本上控制住基坑变形。 (5)加强施工监测,把握边坡的稳定状态、平安程度和支护效果,以便随时调节设计参数及基坑施工方案,确保基坑平安牢靠。 8 施工体味 因为受施工场地限制,该工程采用排桩支护