淺談綜合管溝的支護體系設(shè)計

淺談綜合管溝的支護體系設(shè)計

1綜合管溝標準段基本設(shè)置上海世博會公園位于上海中心長江兩岸的河曲區(qū)。位于上海中心，橫跨黃浦江，分為浦東和浦西兩部分。所施工的綜合管溝位于世博會園區(qū)浦東部分的沂林路、南環(huán)路、北環(huán)路,在南環(huán)路西端與Ⅱ標相接,整個走向呈反C字型。南環(huán)路長度984.3m,北環(huán)路長度742.3m,沂林路約280m,總長度約2006m。其平面布置見圖1所示。綜合管溝標準斷面為矩形,共有標準段和非標準段兩種類型,標準段分為:單倉標準段、雙倉標準段;非標準段分為:引出段、轉(zhuǎn)角段、通風口、投料口;另外有電力工井等附屬構(gòu)筑物。1.1南環(huán)路—標準段情況北環(huán)路、沂林路、南環(huán)路(濱洲路-沂林路)為單倉形式,倉身寬度3.3m,倉內(nèi)寬度2.7m,倉身高度3.8m,倉內(nèi)高度3.2m。溝槽深度6.1m(至墊層底標高)。南環(huán)路(上南路-濱洲路)為雙倉形式,倉身寬度6.0m,北倉內(nèi)寬度2.7m,南倉內(nèi)寬度2.45m,倉身高度3.5m,倉內(nèi)高度2.9m,中間隔墻厚度0.25m。溝槽深度5.8m(至墊層底標高)。1.2綜合管溝內(nèi)接枝段由于該工程綜合管溝整個走向呈反C字型,存在北環(huán)路-沂林路、沂林路-南環(huán)路兩處轉(zhuǎn)角段,轉(zhuǎn)角段溝槽深度12m。為了管線的接入接出,綜合管溝還設(shè)有引出段共32處,共分8種類型,寬度16.8m~22.8m不等,局部集水井深度10m?？紤]到通風和管溝傳送的需要,該工程還設(shè)計了通風口、投料口21處,均勻分布,通風口與投料口結(jié)構(gòu)頂部與人行道頂面標高一致,給基坑支撐造成一定的困難。2支持系統(tǒng)的設(shè)計2.1地下水滲流場d區(qū)(1)地下潛水埋深為0.20~1.85m,其相應(yīng)標高為4.32m~2.56m。(2)擬建場地臨近黃浦江和白蓮涇,考慮淺部江灘土(粉土)發(fā)育,因此場區(qū)范圍內(nèi)潛水與地表水有一定的水力聯(lián)系,在進行降水工程時,考慮到地表水的補給作用。(3)微承壓水及承壓水水頭埋深一般約為地面以下3~11m,隨季節(jié)呈周期性變化。2.2土壤條件該工程范圍內(nèi)地層組成詳見表1所列。2.3支撐與被圍高度確定該工程管溝施工將根據(jù)施工現(xiàn)場采取主要板樁圍護支撐施工方案。圍護方案的板樁長度根據(jù)管溝埋設(shè)深度取12m和15m兩種規(guī)格的拉森鋼板樁。(1)對于單倉標準段及埋深6m以內(nèi)的特殊段,采用12m拉森鋼板樁,支撐采用400×400×21×13H型鋼,橫向每道支撐間距3.5m。頭道支撐與管溝頂板之間距離為0.3m,第二道支撐距離溝槽底部1.4m。(2)對于雙倉標準段,采用12m拉森鋼板樁,支撐采用Ф609×16鋼管,橫向每道支撐間距4m。頭道支撐與管溝頂板之間距離為0.3m,第二道支撐距離溝槽底部1.4m(見圖2)。(3)埋深超過6m的特殊段,選用15m的拉森鋼板樁,支撐采用Ф609×16鋼管,橫向每道支撐間距為4m,溝槽兩側(cè)采用噴射井點降水措施。(4)圍檁均為400×400×21×13H型鋼圍檁。圍檁接頭用鋼板雙面滿焊接處理,所有支撐必須保持垂直圍檁安裝,連接部分全部滿焊處理,豎向焊縫不得小于12mm。牛腿采用15mm鋼板,間距3m,并滿足支撐H型鋼的寬度。地面吊裝圍檁至安裝點。(5)溝槽兩側(cè)及溝槽中線打設(shè)輕型井點,井點間距1.2m,溝槽內(nèi)的井點在挖土前拔除。上述溝槽支護體系在同濟啟明星深基坑計算軟件計算下通過。3基坑開挖的基礎(chǔ)該工程選用拉森鋼板樁長度為12m、15m,鋼板樁用升降機就位后采用履帶式液壓挖土機KATO-1250帶VH-2000的液壓振錘的錘機施打,施打前一定要熟悉地下管線、構(gòu)筑物的情況,認真放出準確的支護樁中線。裝卸鋼板樁宜采用兩點吊。吊運時,每次起吊的鋼板樁根數(shù)不宜過多,并應(yīng)注意保護鎖口免受損傷。吊運方式有成捆起吊和單根起吊。成捆起吊通常采用鋼索捆扎,而單根吊運常用專用的吊具。鋼板樁采用履帶式挖土機(帶震動錘機)施打,施打前了解清楚地下管線、構(gòu)筑物的情況,認真放出準確的支護樁中線。打樁前,對鋼板樁逐根檢查,剔除連接鎖口銹蝕、變形嚴重的鋼板樁,不合格者待修整后才可使用。打樁前,在鋼板樁的鎖口內(nèi)涂油脂,以方便打入拔出。在插打過程中隨時測量監(jiān)控每塊樁的斜度不超過2%,當偏斜過大不能用拉齊方法調(diào)正時,拔起重打?；油谕敛捎萌藱C相結(jié)合的辦法,采用的機械有1m3反斗挖掘機及18m加長臂挖機(可一次開挖15m深的溝槽)。標準段分二次澆筑。第一次澆筑底板基礎(chǔ)及底板以上40cm的側(cè)墻,第二次澆筑側(cè)墻和頂板;特殊段分三次澆筑,第一次同標準段,第二次澆筑至相鄰標準段頂板高度,第三次澆筑余下部分至設(shè)計要求高度。按照初步設(shè)計及驗算,該工程單倉標準段溝槽支撐為400×400×21×13H型鋼,水平間距3.5m,雙倉標準段及埋深超過6m的特殊段考慮到溝槽寬度采用609鋼管橫向支撐,水平間距4m,豎向設(shè)置二至三道支撐。原則上,當換撐混凝土(側(cè)墻與鋼板樁之間,澆筑至從墊層面向上厚度30cm)達到100%強度后進行第二道支撐的拆除,第一道支撐等頂板混凝土達到設(shè)計規(guī)定強度后予以拆除。支撐時做到隨挖隨撐,二道支撐均可采用15mm厚鋼板牛腿(間距3m)加固措施,以防支撐走動。為了減少挖土時基坑圍護變形及周圍地層的沉降,根據(jù)基坑工程的時空效應(yīng)規(guī)律,基坑開挖過程中按照限定長度分段開挖。原則上開挖長度不大于基坑深度,挖出來的土及時進行外運,以限制坑頂周圍堆土引起地面超載。同時應(yīng)嚴格限制挖土時間,以防開挖土體暴露時間過長。當挖土到支撐標高后應(yīng)及時進行支撐架設(shè),同時嚴禁進行超挖。在進行第三層土方(即第二道支撐下土層)開挖中,當挖至設(shè)計坑底標高以上20cm時,余下土方需用人工開挖修正。4特殊設(shè)計及監(jiān)控該工程包括轉(zhuǎn)角段最深達12m的溝槽、距離一處五層建筑僅1.5m的綜合管溝(南環(huán)路K2+965.2位置引出段六)的特殊溝槽,施工中對其進行了特殊設(shè)計并進行了重點監(jiān)控。4.1現(xiàn)澆頂圈梁支撐兩個轉(zhuǎn)角段的溝槽由于深度達到12m,全部采用Ф850SMW工法樁進行圍護,樁長18m,基底4m范圍內(nèi)采用壓密注漿的辦法進行止水(見圖3)。開挖至標高+0.0m,在標高+0.5m處架設(shè)400×400×13×21H型鋼圍檁和相同材料的型鋼支撐,繼續(xù)開挖至標高-2.5m,在標高-2.0m處架設(shè)圍檁、鋼支撐,最后開挖至基坑底。做到開挖后4h內(nèi)澆筑墊層。支撐采用穿孔塞焊的方法與頂圈梁的預(yù)埋件連接。在標高-3.5m位置穿越壁板的支撐采用4mm厚鋼板滿焊止水環(huán),直接澆筑進轉(zhuǎn)角段的混凝土結(jié)構(gòu)中,待拆除支撐時割除(見圖4)。底板混凝土澆筑完畢后,底板與圍護樁之間的空隙,采用底板同標號同厚度的素混凝土填實,作為傳力帶。圍檁與SMW工法圍護墻之間采用C30細石混凝土填實。傳力帶強度達到80%后,拆除第二道支撐。然后施工側(cè)墻和頂板。全部混凝土澆筑完畢后并達到100%強度后進行基坑回填并拆除剩余支撐。4.2樁、板、墻安裝順序南環(huán)路K2+965.2位置引出段六由于距離一幢五層建筑物僅為1.5m,為了確保建筑物在開挖期間的安全,采用Ф650SMW工法樁(靠建筑物一側(cè)的溝槽,并取消該側(cè)井點降水)、拉森鋼板樁混合圍護形式,樁長均為15m。SMW工法樁支撐順序:澆筑混凝土頂圈梁→架設(shè)首道支撐(頂圈梁強度達到70%以上)→開挖至標高+0.0m→架設(shè)二道支撐→開挖至標高-3.9m→內(nèi)部結(jié)構(gòu)底板施工→澆筑傳力帶→在標高-3.9m處換撐(混凝土強度達到80%后)→拆除第二道支撐→余下結(jié)構(gòu)施工→回填及拆除首道支撐。拉森鋼板樁支撐順序:在+4.0m架設(shè)圍檁和支撐→開挖至標高+0.0m→架設(shè)二道支撐→開挖至標高-3.9m→內(nèi)部結(jié)構(gòu)底板施工→澆筑傳力帶→在底板處換撐(混凝土強度達到80%后)→拆除第二道支撐→余下結(jié)構(gòu)施工→回填及拆除首道支撐。第三方的監(jiān)測結(jié)果表明,施工期間,該建筑物的最大位移為1mm,沉降為3mm,達到了預(yù)期的目標。5累計位移監(jiān)測時間為每天的7時、17時。凡單日位移超過5mm,累計位移超過30mm;單日隆起超過3mm,累計隆起超過20mm;立即停止施工,分析原因,制定措施,待溝槽位移/隆起穩(wěn)定后,監(jiān)理等各單位同意的條件下再進行施工。5.1水平位移測量(1)拉森鋼板樁頂端焊接鋼筋頭,做好1號位移監(jiān)測點(縱向兩點間距20m),用全站儀對其水平位移進行測量。(2)拉森鋼板樁外露長度中間位置焊接鋼筋頭,做好2號位移監(jiān)測點(縱向兩點間距20m),從監(jiān)測點1吊放垂球后用鋼尺對其相對于1號位移監(jiān)測點的水平位移進行測量。5.2工程位移監(jiān)測槽底墊層兩側(cè)打入鋼釘,做好基底隆起監(jiān)測點(縱向兩點間距10m),用水準儀對基底隆起進行測量。該工程位移監(jiān)測單日最大值為3mm,累計最大值為15mm,低于理論計算值21mm;單日隆起監(jiān)測最大值為2mm,累計最大值