頂管工作井支護(hù)之鋼板樁支護(hù)

頂管工作井支護(hù)之鋼板樁支護(hù)摘要：隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們環(huán)保意識(shí)到增強(qiáng)，頂管施工以作為一種非開(kāi)挖敷設(shè)地下管道的施工方法被得到普遍采用，其中工作井和接收井構(gòu)筑也是頂管工程一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，采用方法是否得當(dāng)將直接影響工程成本、進(jìn)度及安全。本文主要從鋼板樁支護(hù)進(jìn)行工作井支護(hù)的各個(gè)環(huán)節(jié)以及安全防護(hù)措施等方面作以介紹和總結(jié)，并結(jié)合邢臺(tái)希望對(duì)今后同類(lèi)施工有所借鑒。關(guān)鍵詞：頂管工作井鋼板樁防護(hù)中圖分類(lèi)號(hào)：TD3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1前言頂進(jìn)工作井是安放所有頂進(jìn)設(shè)備的場(chǎng)所，也是頂管掘進(jìn)機(jī)或工具管的始發(fā)地，同時(shí)又是承受主頂油缸反作用力的構(gòu)筑物。接收井則是接收頂管掘進(jìn)機(jī)或工具管的場(chǎng)所。頂進(jìn)井一般要比接收井堅(jiān)固、可靠，尺寸也較大。工作井和接收井形狀通常有矩形、圓形、多邊形等幾種。工作井位置選擇在管道井室位置，便于排水、淤泥、出土和運(yùn)輸，頂管單向頂進(jìn)時(shí)宜設(shè)在下游一側(cè)。2施工工藝2.1沿工作井周邊線3.5m以?xún)?nèi)開(kāi)挖深度2m(標(biāo)高:+0.2m)的基坑，然后再沿工作井邊線向外1.5m打入一周圈12m的鋼板樁（拉森型）。2.2第一層開(kāi)挖距鋼板樁頂2.05m(標(biāo)高:-1.85m)深進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)圍檁采用單根I450型工鋼，中間支承采用外徑500mm,壁厚8mm圓鋼管，井字形布置，鋼管水平等間距布置。工鋼與鋼管之間采用鋼板連接。為增強(qiáng)工鋼圍檁抗彎強(qiáng)度，在距鋼管兩端1.5m位置加焊兩根水平斜撐。2.3第二層開(kāi)挖距鋼板樁頂4.05m(標(biāo)高:-3.85m)深進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)采用鋼構(gòu)框架結(jié)構(gòu)，支護(hù)圍檁采用兩根并列I450型工鋼，其余結(jié)構(gòu)同第一層支撐。2.4第三層開(kāi)挖距鋼板樁頂5.358m(標(biāo)高:-5.158m)深進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)同第二層。2.5最后開(kāi)挖至標(biāo)高:-6.758m(總深8.758m)后進(jìn)行坑底封底，先鋪砂礫墊層，再鋪C15的砂漿墊層。在砂漿與鋼板樁連接處，用油氈作隔離層，周圈50cm以?xún)?nèi)設(shè)匯水渠、集水坑。2.6鋼板樁的拔除2.6.1基坑回填后拔除鋼板樁，拔樁前應(yīng)仔細(xì)研究拔樁方法順序和拔樁時(shí)間，否則，由于拔樁的振動(dòng)影響以及拔樁帶土過(guò)多會(huì)引起地面沉降和位移，給已施工的地下結(jié)構(gòu)帶來(lái)危害，并影響鄰近原有建筑物、構(gòu)筑物或地下管線的安全。2.6.2先用打拔樁機(jī)夾住鋼板樁頭部振動(dòng)1min～2min，使鋼板樁周?chē)耐了蓜?dòng)，產(chǎn)生“液化”，減少土對(duì)樁的摩阻力，然后慢慢地往上振拔。拔樁時(shí)注意樁機(jī)的負(fù)荷情況，發(fā)現(xiàn)上拔困難或拔不上來(lái)時(shí)，應(yīng)停止拔樁，可先行往下施打少許，再往上拔，如此反復(fù)可將樁拔出來(lái)。3設(shè)計(jì)計(jì)算由于基坑開(kāi)挖深，周邊土層重度大,粘度小，容易發(fā)生隆起現(xiàn)象，且因市場(chǎng)因素，只有12m鋼板樁，所以采取頂部清除2m雜填土的方法，減少土的重度，和開(kāi)挖相對(duì)深度，以增強(qiáng)開(kāi)挖土層和鋼板樁自身的穩(wěn)定性。主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka=tg2(45°-θ/2)=tg2(45°-14.4°/2)=0.602。被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp=tg2(45°+θ/2)=tg2(45°+14.4°/2)=1.663.1鋼板樁支撐間距計(jì)算采用拉森—包Ⅳ型鋼板樁，其最大應(yīng)力[б]=200N/mm2，W=2410cm3，開(kāi)挖深度H=6.958m。h1=3√(6[б]W/γKa)=3.0mh2=1.11×h1=3.33mh3=0.8×h1=2.4mh4=0.7×h1=2.1m支撐按h1=2.05m,h2=2m,h3=1.31m,h4=1.6m布置。如圖3所示:3.2理論入土深度計(jì)算（Kp－Ka）×x2－Ka×H×x－Ka×H×h4=0，1.058×x2－4.19×x－6.7=0，解得x=5.18m理論入土深度略超過(guò)實(shí)際深度，但由于材料限制不能再加長(zhǎng)板樁長(zhǎng)度。解決方法：邊挖進(jìn)邊防護(hù)，封底分兩次進(jìn)行，快挖快封，封底砂漿墊層中添加速凝劑，以砂漿加強(qiáng)鋼板樁底層的抵抗力。然后采取注漿施工的辦法加強(qiáng)坑底土體的凝結(jié)力。3.3土層穩(wěn)定性計(jì)算K=2∏C/γH=2×3.14×5.04/17.6×6.958=0.22<1.2土層不穩(wěn)定，有可能發(fā)生隆起現(xiàn)象。解決方案：準(zhǔn)備松木樁，發(fā)現(xiàn)基坑底略有隆起現(xiàn)象，立即沿板樁內(nèi)側(cè)插打木排樁，以增強(qiáng)土層穩(wěn)定性，然后采取注漿施工的辦法加強(qiáng)坑底土體的凝結(jié)力。3.4基坑底管涌驗(yàn)算T=(Kh`γ水－γ`h`)/2γ`K—安全系數(shù)=1.5h`—水頭差γ`—土層浮重度=（1.5×6.3×10－6.64×6.3）/2×6.64=3.97m<5.7m不會(huì)發(fā)生管涌現(xiàn)象。但砂層可能有地下水滲出，應(yīng)考慮排水措施及設(shè)備。3.5鋼支護(hù)計(jì)算3.5.1第一層（1）土壓力計(jì)算均布荷載q=γ×Ka×D(h+hn+1)/2=44KN/mD—支點(diǎn)到樁頂距離（2）工鋼圍檁抗彎驗(yàn)算450型工鋼，支撐間距5.2m，以連續(xù)梁計(jì)算，W=1432933mm3，最大允許應(yīng)力[б]=170Mpa。工鋼最大彎矩：M=KMql2=0.1×44×5.22=119MPa＜[б]=170MPa.KM—連續(xù)梁彎矩系數(shù)（3）支護(hù)桿計(jì)算支護(hù)桿采用直徑500mm、壁厚8mm的圓鋼管，截面A=3.14×（r12-r22）=24919mm2，長(zhǎng)15.3m，軸向壓力N=356.4KN。長(zhǎng)細(xì)比λ=15.3×103/500=30.6，柔度=96.1查表得鋼管抗壓穩(wěn)定許用應(yīng)力[б]=98.8MPa。正截面承載能力計(jì)算：Nj=N/A=14.3MPa＜[б]=98.8Mpa3.5.2第二層支護(hù)與第三層支護(hù)相同，現(xiàn)對(duì)土壓力進(jìn)行比較（1）土壓力計(jì)算：均布荷載q=γ×Ka×D(h+hn+1)/2q2=73.2KN/m<q3=100KN/m以q3進(jìn)行檢算（2）工鋼圍檁抗彎驗(yàn)算450型工鋼，支撐間距5.2m，以連續(xù)梁計(jì)算，截面模量W=1432.933cm3，工鋼最大允許應(yīng)力[б]=170MPa.工鋼最大彎矩：M=KMql2/2=0.1×100×5.22/2=135.2MPa＜[б]=170MPa.（3）支護(hù)桿計(jì)算支護(hù)桿采用直徑500mm、壁厚8mm的圓鋼管，截面A=249.19cm2，長(zhǎng)15.3m，軸向壓力N=815KN。正截面承載能力計(jì)算Nj=N/A=32.7MPa＜[б]=98.8MPa4施工中一些特殊問(wèn)題的處理4.1工作坑開(kāi)挖至封底深度時(shí)，局部出現(xiàn)隆起現(xiàn)象，因隆起過(guò)程比較緩慢，并未打入木樁，而是采取邊挖邊防護(hù)、快挖快封，封底分兩部分進(jìn)行，開(kāi)挖至設(shè)計(jì)深度時(shí)不等隆起現(xiàn)象發(fā)生，立即進(jìn)行封底工作。4.2為了便于鋼筋混凝土管下放，合理調(diào)整支護(hù)間距，將第二層支護(hù)鋼管由上下交錯(cuò)改為平行交錯(cuò)，解決了這一施工相互干擾問(wèn)題，加快了施工進(jìn)度。4.3拔樁時(shí)的注意事項(xiàng)。第一，可根據(jù)沉樁時(shí)的情況確定拔樁起點(diǎn)，必要時(shí)也可用跳拔的方法。拔樁的順序最好與打樁時(shí)相反。第二，振打與振拔：拔樁時(shí)，可先用振動(dòng)錘將板樁鎖口振活以減小土的黏附性，然后邊振邊拔。對(duì)較難拔除的板樁可先用柴油錘將樁振下100mm～300mm，再與振動(dòng)錘交替振打、振拔。第三，對(duì)引拔阻力較大的鋼板樁，采用間歇振動(dòng)的方法，每次振動(dòng)15min，連續(xù)振動(dòng)不超過(guò)1.5h。5結(jié)束語(yǔ)鋼板樁防護(hù)是工作井支護(hù)的幾種主要方式之一，其達(dá)到了安全、快速和經(jīng)濟(jì)的效果,并且可以回收再利用，確保了工程的順利實(shí)施和保護(hù)鄰近構(gòu)造物的安全。鋼板支護(hù)樁應(yīng)用于市政工程及其他領(lǐng)域施工有其不可取代的位置和內(nèi)在價(jià)值，將其逐漸推廣運(yùn)用。參考文獻(xiàn)1．余彬泉，陳傳燦．頂管施工技術(shù)．北京：人民交通出版社，2003 2．夏明耀，曾進(jìn)倫．地下工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001 附：畢業(yè)論文格式1、題目：應(yīng)簡(jiǎn)潔、明確、有概括性，字?jǐn)?shù)不宜超過(guò)20個(gè)字。2、摘要：要有高度的概括力，語(yǔ)言精練、明確，中文摘要約100—200字;3、關(guān)鍵詞：從論文標(biāo)題或正文中挑選3～5個(gè)最能表達(dá)主要內(nèi)容的詞作為關(guān)鍵詞。4、目錄：寫(xiě)出目錄，標(biāo)明頁(yè)碼。5、正文：專(zhuān)科畢業(yè)論文正文字?jǐn)?shù)一般應(yīng)在3000字以上。畢業(yè)論文正文：包括前言、本論、結(jié)論三個(gè)部分。前言(引言)是論文的開(kāi)頭部分，主要說(shuō)明論文寫(xiě)作的目的、現(xiàn)實(shí)意義、對(duì)所研究問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，并提出論文的中心論點(diǎn)等。前言要寫(xiě)得簡(jiǎn)明扼要，篇幅不要太長(zhǎng)。本論是畢業(yè)論文的主體，包括研究?jī)?nèi)容與方法、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析(討論)等。在本部分要運(yùn)用各方面的研究方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析問(wèn)題，論證觀點(diǎn)，盡量反映出自己的科研能力和學(xué)術(shù)水平。結(jié)論是畢業(yè)論文的收尾部分，是圍繞本論