小型深基坑的鋼管樁支護(hù)施工技術(shù)

1、小型超深基坑支護(hù)施工技術(shù)單 位：撫順中通建設(shè)（集團(tuán)）有限公司姓 名：劉曉龍小型超深基坑支護(hù)施工技術(shù)劉曉龍【摘要】基坑開挖較深，基礎(chǔ)持力層堅(jiān)硬，土層復(fù)雜，施工場地狹小，深基坑施工時(shí)需采用護(hù)壁樁。采用大型機(jī)械成樁，施工場地受限，并且成本較高；采用人工挖孔樁施工進(jìn)度較慢，影響施工進(jìn)度。經(jīng)研究與實(shí)踐，采用小型鉆孔機(jī)成孔，鋼管混凝土樁做護(hù)壁，既能減少成本，又能有效的加快施工進(jìn)度?！娟P(guān)鍵詞】小型深基坑 小型鉆機(jī) 鋼管樁 基坑支護(hù)1.工程概況在撫順海新河污水處理廠提標(biāo)改造工程二標(biāo)段施工中，東側(cè)的粗格柵進(jìn)水泵房基礎(chǔ)深度超過5m,為深基坑基礎(chǔ)。建筑物長19m,寬為16m，屬小型深基坑。建筑物的±0.0

2、0標(biāo)高相當(dāng)于86.3m,自然地面標(biāo)高為-1.5m，基坑底板墊層標(biāo)高為-10.8m。本工程場地位置原為垃圾堆放場，垃圾厚度為自然地面下4m5m深。基坑南側(cè)2.5m為進(jìn)入現(xiàn)場唯一施工通道，北側(cè)9m遠(yuǎn)為鐵路，西側(cè)4m遠(yuǎn)為新建建筑物，東側(cè)可設(shè)為運(yùn)輸通道（圖1）。圖1 基坑支護(hù)平面圖根據(jù)勘察單位提供的地質(zhì)報(bào)告，擬建場地由以下土層組成：層為雜填土，主要為垃圾深度在4m4.8m層為粗砂層，深度為3.7 m5.3 m層為圓礫層，深度在3.5m5.2m層為玄武巖,深度在5.1 m7.8 m?？辈炱陂g揭露地下水穩(wěn)定水位埋深2.40-4.70米,穩(wěn)定水位標(biāo)高82.42-80.30米。2.基坑支護(hù)方案選擇 基坑支護(hù)有

3、多種形式，對本工程主要以樁體支護(hù)為主，樁體有如下幾類：螺旋鉆孔灌注樁人工挖孔灌注樁鋼管樁預(yù)制樁等。因施工現(xiàn)場狹小，施工工期緊，組格柵進(jìn)水泵房的施工進(jìn)度將影響整個(gè)工程總體施工進(jìn)度。綜合分析，采用大型機(jī)械成樁，施工場地受限，并且成本較高；采用人工挖孔樁施工進(jìn)度較慢；采用鋼管樁施工，能降低成本，加快施工進(jìn)度，但是由于土層原因（垃圾層為4m厚），所以只能在4m以下設(shè)一道錨桿，所以鋼管樁的入巖深度有一定要求。3.主要施工方案設(shè)計(jì)3.1支護(hù)設(shè)計(jì)本工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)采用ø 300鋼管樁樁錨支護(hù)，鋼管樁長為10m12m,壁厚6mm，樁間距為300mm，鋼管內(nèi)用C20混凝土灌實(shí)。錨桿為一排，2道20a槽

4、鋼作圍檁。樁間噴射混凝土，面層內(nèi)置50×50鋼絲網(wǎng)，樁頂設(shè)置400×300截面通常鎖口梁。計(jì)算依據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程(JGJ120-99)。 （1）采用M法計(jì)算，抗隆起、抗傾覆、抗?jié)B流驗(yàn)算結(jié)果1.計(jì)算的抗隆起安全系數(shù)為Kwz=25.00×22.25+(21.00×4.50+0.00)×11.85/20.18×(9.10+4.50)+0.00=6.11達(dá)到規(guī)范規(guī)定安全系數(shù)2.00,合格。2.抗傾覆驗(yàn)算計(jì)算的抗傾覆安全系數(shù)為:4.64 達(dá)到規(guī)范規(guī)定安全系數(shù)1.15,合格。3.計(jì)算的抗?jié)B流安全系數(shù)k=ic/i=1.00/0.07=13.6

5、4 計(jì)算的滲流穩(wěn)定安全系數(shù)為：13.64 達(dá)到規(guī)范規(guī)定安全系數(shù)1.50,合格。 （2）采用m法計(jì)算內(nèi)力及位移 最大樁(墻)頂部位移為： 24.56 mm 最大樁(墻)位移為： 24.56 mm 最大正彎矩為： 32.70 kN-m 最大負(fù)彎矩為： -30.80 kN-m 最大正剪力為： 34.20 kN 最大負(fù)剪力為： -35.30 kN（3）采用經(jīng)典法計(jì)算最大彎矩及最大剪力深度，設(shè)置錨桿 計(jì)算方法 最大正彎矩kN.m位置(m) 最大負(fù)彎矩kN.m位置(m) 剪力(kN) 位置(m) 經(jīng)典法 85.03 -12.51 21.77 -5.82 98.11 -9.47 3.2鋼管樁基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)鋼管

6、支護(hù)結(jié)構(gòu)有四部分組成，有ø 300鋼管樁、錨桿圍檁、樁間噴射混凝土及樁頂梁。（圖2）圖2 鋼管樁支護(hù)結(jié)構(gòu)立面圖3.3降水設(shè)計(jì)基坑屬于均質(zhì)含水層澘水完整井基坑,且基坑遠(yuǎn)離邊界。Q=17697.06m3/d通過計(jì)算得出，現(xiàn)場設(shè)8個(gè)降水井，選用80WQ40-15-4污水泵9臺(tái)（1臺(tái)用于基坑內(nèi)明排水）。4.施工準(zhǔn)備4.1機(jī)械、人員準(zhǔn)備采用沖擊鉆鉆機(jī)能鉆透層土層，但是入巖深度達(dá)不到要求，采用高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)，在垃圾層內(nèi)無法使用，所以采用兩種機(jī)械配合施工?，F(xiàn)場采用2種鉆機(jī)共3臺(tái)，2臺(tái)為直徑350mm沖擊鉆鉆機(jī)，負(fù)責(zé)在層土層的鉆孔，1臺(tái)直徑為325mm小型履帶式高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)SL-500，負(fù)責(zé)在層玄

7、武巖的鉆孔。每臺(tái)鉆機(jī)準(zhǔn)備勞動(dòng)力4人、機(jī)械維修工1人。鋼管需切割、焊接2人，混凝土澆筑3人。根據(jù)工程進(jìn)度需求，3臺(tái)鉆孔機(jī)必須交叉施工，流水作業(yè)。4.2技術(shù)準(zhǔn)備（1）組織施工管理人員熟悉基坑支護(hù)設(shè)計(jì)圖紙、地質(zhì)報(bào)告、鋼管樁施工方案及降水方案，做好書面安全、技術(shù)交底。（2）從業(yè)主和相關(guān)部門取得地上及地下有關(guān)管線的詳細(xì)資料，安排拆除、搬遷或采取保護(hù)措施。（3）制定各種樁機(jī)協(xié)調(diào)配合措施。4.3現(xiàn)場準(zhǔn)備（1）清理平整場地，作業(yè)范圍的建筑垃圾、石塊、老基礎(chǔ)予以清除。（2）施工臨時(shí)用水及臨時(shí)用電布置完畢，保證作業(yè)面水電供應(yīng)。（3）施工降水要設(shè)置沉淀池，經(jīng)沉淀后排入市政污水管網(wǎng)。4.4材料準(zhǔn)備鋼管樁、砂、石、水泥

8、錨桿等材料，所有材料進(jìn)場必須復(fù)驗(yàn)，合格后報(bào)監(jiān)理審批，經(jīng)過監(jiān)理批準(zhǔn)的材料才能使用。5.鋼管樁施工工藝原理：根據(jù)地質(zhì)勘探資料計(jì)算確定鋼管樁的深度，錨桿層數(shù)及大小、深度，基坑開挖前打入鋼管樁，隨著基坑的開挖逐層打錨桿。鋼管樁施工工藝：場地平整鋼管樁樁位放線機(jī)械打孔下入鋼管及澆筑混凝土變形測量土方開挖加固一層錨桿土方開挖人工清理基層。5.1 測量放線（1）鋼管樁施工前，根據(jù)基坑支護(hù)平面圖，放出每一根樁中心線，在鋼管樁外側(cè)1m范圍內(nèi)設(shè)置中心控制樁。（2）鋼管樁鉆孔完畢，再一次檢查樁孔中心線，合格后下放鋼管。5.2就位樁機(jī)定位調(diào)平：使鉆具中心對準(zhǔn)樁位置后，調(diào)平鉆機(jī)，保證樁機(jī)的平整和導(dǎo)向架的垂直。5.3成孔采用沖擊鉆鉆機(jī)能鉆透層土層，但是入巖深度達(dá)不到要求，采用高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)，在垃圾層內(nèi)無法使用，所以采用兩種機(jī)械配合施工。5.4放鋼管下放鋼管前，檢查鋼管長度，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。鋼管采用壓入法垂直放入鉆好的孔洞內(nèi)，保證鋼管頂面標(biāo)高符合要求，并且保證垂直符合要求，最后用木楔子固定鋼管，管口用模板覆蓋壓。5.5混凝土澆筑采用商品混凝土，用混凝土布料車直接澆筑到制定地點(diǎn)，混凝土采取分層澆筑、振搗的施工方法，每層高度不大于500，澆筑與振搗密切