【摘要】通過(guò)某砂質(zhì)粉土層地基基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行比選,確定了安全可靠的拉森鋼板樁結(jié)構(gòu)形式,雖然拉森鋼板樁僅作為臨時(shí)圍護(hù)設(shè)施,但應(yīng)注重對(duì)監(jiān)測(cè)方案的實(shí)施,及時(shí)反饋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),在確?;訃o(hù)變形數(shù)據(jù)在警戒值以內(nèi)安全可靠的前提下進(jìn)行坑內(nèi)池體構(gòu)筑物施工。
【關(guān)鍵詞】基坑工程;圍護(hù);拉森鋼板樁
一 引言
本研究課題以上海某工程為依托針對(duì)該項(xiàng)目中的8個(gè)深基坑進(jìn)行了研究,主要在施工實(shí)踐中探索研究拉森鋼板樁有效的施工方法。本文結(jié)合該工程對(duì)深基坑的拉森鋼板樁施工、降水措施、以及工程監(jiān)測(cè)等內(nèi)容進(jìn)行研究,總結(jié)施工管理及控制措施,探討有效的施工組織方法,達(dá)到提高深基坑綜合施工技術(shù)及施工規(guī)范化管理的目的。
二 、方案比選
1、與槽鋼鋼板樁比較
槽鋼鋼板樁幾乎沒(méi)有防水性能,不能夠有效的阻止流沙、管涌等現(xiàn)象的發(fā)生。容易造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)的不穩(wěn),必須在基坑外設(shè)置有效的降水措施,否則,無(wú)法在基坑內(nèi)進(jìn)行施工。
2、與水泥攪拌樁(SMW工法樁)比較
水泥攪拌樁(SMW工法樁)施工周期長(zhǎng)、成本投入大、不能進(jìn)行回收周轉(zhuǎn)再利用,對(duì)地面污染較大。
3、拉森鋼板樁的優(yōu)點(diǎn)
具有強(qiáng)度高、防水性能好、使用壽命長(zhǎng)、綠色、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),尤其在防洪、塌方、塌陷的搶險(xiǎn)救災(zāi)中見(jiàn)效特別快。施工簡(jiǎn)單,縮短工期,采用拉森鋼板樁支護(hù),對(duì)周圍環(huán)境影響較小。施工簡(jiǎn)便,工序簡(jiǎn)單,質(zhì)量容易控制,工期容易保證。
三、拉森鋼板樁施工工藝研究
1、施工流程
測(cè)量放線→打鋼板樁→圍護(hù)內(nèi)側(cè)井點(diǎn)降水→土方開(kāi)挖至第1層內(nèi)支撐標(biāo)高以下20cm處→第1層內(nèi)支撐安裝→土方開(kāi)挖至第2層內(nèi)支撐標(biāo)高以下20cm處→第2層內(nèi)支撐安裝→土方開(kāi)挖至基坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高→平衡層傳力帶施工→鋼筋砼底板與60cm池壁施工→外壁防水層施工、回填土方→拆除第2層內(nèi)支撐→鋼筋砼池壁施工至上部施工縫處→外壁防水層施工、回填土方→拆除第1層內(nèi)支撐→上部池壁與頂板施工→外壁防水層施工、回填土方→井點(diǎn)管拆除→拉森鋼板樁拔除。
2、圍護(hù)線測(cè)量
依據(jù)基坑開(kāi)挖設(shè)計(jì)截面寬度要求及拉森鋼板樁支護(hù)設(shè)計(jì)圖,用全站儀測(cè)放出拉森鋼板樁圍護(hù)邊線,四個(gè)角點(diǎn)的位置用插入鋼筋頭固定,用施工線拉線,并用白灰灑線,劃出鋼板樁打設(shè)位置。
3、拉森鋼板樁施打
(1)根據(jù)本工程深基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)方案,在深基坑拉森鋼板樁施工前,在深基坑周邊相應(yīng)基坑1.5倍深度范圍內(nèi)的工程樁(預(yù)制混凝土管樁)需要做灌芯保護(hù),灌芯混凝土的深度為低于深基坑深度2米,混凝土達(dá)到7天的強(qiáng)度以后,深基坑才能進(jìn)行土方開(kāi)挖。根據(jù)該措施要求,在施工拉森鋼板樁之前,先把其周圍1.5倍深度內(nèi)的其他工程樁土方挖除后,先進(jìn)行灌芯混凝土施工。
(2) 本工程深基坑底標(biāo)高位于-3.950m~-7.000m,處在砂質(zhì)粉土層地基區(qū)域,該層土層特性滲透性較好,在基坑開(kāi)挖期間容易出現(xiàn)管涌、流砂等不良情況。為避免此類情況發(fā)生,本工程深基坑支護(hù)采用拉森IV型鋼板樁,規(guī)格:400*170*15.5mm,樁長(zhǎng)為12米和15米兩種,采用“小齒口”的搭接方式,插入比約為1.5。拉森鋼板樁施工關(guān)系到施工止水和安全,是本工程施工最關(guān)鍵的工序之一,施工中要注意以下幾點(diǎn):
①打樁前,可在拉森鋼板樁的小齒口內(nèi)涂抹油脂,以方便打入、拔出。
②在拉森鋼板樁插打過(guò)程中,隨著測(cè)量監(jiān)控每塊樁的垂直度不超過(guò)1%,當(dāng)偏斜過(guò)大不能用拉齊方法調(diào)正時(shí),必須拔起重打。
③拉森鋼板樁施打完畢后,根據(jù)設(shè)計(jì)要求用H型鋼圍檁將拉森鋼板樁分別連成整體。
4、圍檁與支撐構(gòu)件的安裝
內(nèi)支撐由H型鋼組成橫向和縱向雙向支撐體系組成,H型鋼的規(guī)格尺寸選用500×300×12×18。H 型鋼沿鋼板樁周長(zhǎng)方向設(shè)置雙拼。圍護(hù)樁內(nèi)雙向支撐體系設(shè)置在距離鋼板樁頂端以下1.5m處根據(jù)設(shè)計(jì)要求在鋼板樁內(nèi)壁相應(yīng)位置焊接H型鋼托架(牛腿),然后在托架上進(jìn)行H型鋼的焊接施工。
圍檁及支撐安裝方法:
本工程拉森鋼板樁擬采用一道鋼管支撐(深度超過(guò)6米設(shè)置2道),測(cè)繪放線→按實(shí)際尺寸拼裝φ 609 鋼支撐→吊裝φ 609 鋼支撐→拼裝活絡(luò)接頭 →施加預(yù)應(yīng)力→焊接鋼支撐節(jié)點(diǎn)→第一根支撐安裝完畢, 接連安裝下一根支撐→每根支撐方法類同。
采用平衡層傳力帶作為支撐構(gòu)件的一部分,是一個(gè)重要突破,由于本工程基坑面積較小,在土方開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,在坑內(nèi)構(gòu)筑物底板與鋼板樁之間設(shè)置混凝土傳力帶作為平衡層,作用有兩個(gè):一是起到防坑底土壤窿起的作用,由于土方挖除卸荷后,坑內(nèi)土壓力變小,易導(dǎo)致坑外流沙、淤泥“壓進(jìn)”坑內(nèi)。二是起到固腳的作用,土方挖除后,拉森鋼板樁受到坑外土方側(cè)壓力,支點(diǎn)位于坑底腳處,但由于土質(zhì)軟弱,導(dǎo)致土方主動(dòng)土壓力支點(diǎn)位置下移,使鋼板樁的受壓能力降低,由于平衡層的施工,能夠有效地保持其支點(diǎn)的固定性,從而使拉森鋼板樁的抗土側(cè)壓力能力提高。
5、坑內(nèi)輕型井點(diǎn)降水
本工程采用坑內(nèi)輕型井點(diǎn)降水,由于土質(zhì)為砂質(zhì)粉土層地基,容易造成流砂等不良情況發(fā)生,所以在正式土方開(kāi)挖之前,在坑內(nèi)沿拉森鋼板樁凹處插入輕型井點(diǎn)進(jìn)行降水施工,為提高降水效果,在插入輕型井點(diǎn)管前,先預(yù)開(kāi)挖坑內(nèi)1米左右的表層土。把地下水位降到基坑底標(biāo)高1米以下處方可進(jìn)行土方開(kāi)挖。
6、鋼板樁的拔除
待基坑內(nèi)結(jié)構(gòu)施工完成并達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后應(yīng)進(jìn)行回填土施工,需拔除鋼板樁以便重復(fù)使用。進(jìn)行鋼板樁拔除施工前應(yīng)結(jié)合場(chǎng)地條件研究合理的拔樁方法和順序,否則可能由于拔樁過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)影響周圍地下結(jié)構(gòu)的安全或者拔樁時(shí)帶出的土體過(guò)多引起地面明顯的沉降和側(cè)移,影響到周邊既有地下結(jié)構(gòu)和新建結(jié)構(gòu)、或地下市政管線的安全。
拔樁方法:本工程拔樁采用振動(dòng)錘拔樁:利用振動(dòng)錘產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動(dòng),擾動(dòng)土質(zhì),破壞鋼板樁周圍土的粘聚力以克服拔樁阻力,依靠附加起吊力的作用將樁拔除。
鋼板樁土孔處理:拔樁后應(yīng)及時(shí)灌水、灌砂,將拔樁后留下的空隙填實(shí)。
四、監(jiān)測(cè)實(shí)施、預(yù)警值設(shè)置
1、為確?;又苓叺墓こ虡对诨邮┕て陂g的安全,在施工期間設(shè)置了相應(yīng)的監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控。進(jìn)行樁頂水平及豎向位移監(jiān)測(cè)、樁外側(cè)深層土體的水平位移(測(cè)斜)、樁坑外的水位監(jiān)測(cè)等,及時(shí)提供準(zhǔn)確、可靠變形數(shù)據(jù)。并加以分析,使其成為一個(gè)監(jiān)測(cè)基坑安全的重要依據(jù)。
2、監(jiān)測(cè)報(bào)警值:①、樁頂垂直位移:警戒值:速率(4mm/d),累計(jì)值(35mm),②、樁頂水平位移:警戒值:速率(4mm/d),累計(jì)值(35mm),③、坑外地下水位:警戒值:速率(500mm/d),累計(jì)值(1000mm),④、基坑測(cè)斜:警戒值:速率5mm/24h,累計(jì)35mm。
五、結(jié)語(yǔ)
拉森鋼板樁能夠保證其適用性、互換良好,可以周轉(zhuǎn)使用。降低了建設(shè)費(fèi)用投資。施工簡(jiǎn)單、速度快,工期短。降低了對(duì)施工空間的要求,在施工場(chǎng)地相對(duì)比較狹窄的地方能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。具有明顯的環(huán)保效果,有效的減少挖土土方量和混凝土的使用量,避免污染土壤環(huán)境。救災(zāi)搶險(xiǎn)的時(shí)效性較強(qiáng),如防洪、塌方、塌陷、流沙等。
參考文獻(xiàn)
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[3] 《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(GB50497-2009)