拉森鋼板樁深基坑支護(hù)技術(shù)在福州三環(huán)路光明港大橋中的應(yīng)用

拉森鋼板樁深基坑支護(hù)技術(shù)在福州三環(huán)路光明港大橋中的應(yīng)用

1鋼板樁設(shè)計(jì)高度福州三環(huán)路光明港大橋貫穿光明港，斜交角為98.55，初始樁號為k1467-k1667。橋0.8號墩壁上共有16個(gè)防護(hù)臺(tái)，防護(hù)臺(tái)底部高度為0.5m。樁基和防護(hù)臺(tái)平臺(tái)采用吹沙壩，吹沙壩高度為0.50m，寬度為45m。光明港河現(xiàn)漲潮水位約為+4.0m,規(guī)劃洪水位+4.9m,河床底到標(biāo)高-11.0~-19.7m均為含泥細(xì)中砂,設(shè)計(jì)鋼板樁底標(biāo)高為-7.0m,未穿透砂層。鋼板樁支撐形式:采用12mⅣ德國拉森型鋼板樁(寬400mm、高155mm、厚15.5mm或9mm),1道350×350H型鋼雙拼圍檁及350×350H型鋼內(nèi)支撐。2基礎(chǔ)施工流程測量定位→降水井施工→導(dǎo)向樁制作→打鋼板樁施作圍堰→鋼板樁內(nèi)開挖→墊層→鋼筋綁扎→模板安裝→混凝土澆筑→鋼板樁圍堰拆除。3鋼渣施工方案3.1承臺(tái)施工工作面樁基施工完成后,平整基坑施工位置進(jìn)行放樣?？紤]到承臺(tái)及墩柱的施工工作面,承臺(tái)施工工作面寬度不小于1m。標(biāo)明施工區(qū)域控制點(diǎn),經(jīng)過復(fù)核無誤后加以有效保護(hù)。3.2降水井的設(shè)置為確保正常施工,水位應(yīng)至少低于基坑底50cm,在承臺(tái)基坑四角設(shè)置4個(gè)降水井。降水井深度距離地面不小于12m,水位降至設(shè)計(jì)要求后,再進(jìn)行坑槽開挖。3.3鋼板樁合龍安裝安裝鋼板樁從河?xùn)|側(cè)圍堰中心開始打入第1片鋼板樁,然后逐步向兩邊插打,在河下游合龍,最初的1、2塊鋼板樁的打設(shè)位置和方向要確保精度,以起到樣板作用。每完成3m測量校正1次,確保在同一直線上。根據(jù)起吊能力確定逐根插打到穩(wěn)定的深度(2~3m),待全部插打完畢后再依次打到設(shè)計(jì)標(biāo)高。鋼板樁合龍通過精確計(jì)算,確定龍口位置,配置相應(yīng)規(guī)格的異形鋼板樁?，F(xiàn)場實(shí)測異形鋼板樁的角度和尺寸,根據(jù)實(shí)際切割焊接異形鋼板樁,以確保整個(gè)圍堰的密封性。每根鋼板樁施打完畢后,即與槽鋼焊接牢固。鋼板樁施工流程見圖1。3.4鋼板樁制作當(dāng)開挖達(dá)到預(yù)定的深度后,應(yīng)及時(shí)加支撐防護(hù)。鋼板樁全部牢固焊接到導(dǎo)向槽鋼上,圍檁采用雙拼350×350H型鋼,內(nèi)支撐為350×350H型鋼。承臺(tái)支護(hù)平面結(jié)構(gòu)布置如圖2所示。3.5挖掘利用長臂挖掘機(jī)進(jìn)行圍堰內(nèi)砂層開挖,開挖時(shí)及時(shí)測量坑底標(biāo)高,如達(dá)到設(shè)計(jì)底標(biāo)高,停止開挖,開挖出的砂土應(yīng)及時(shí)運(yùn)走。3.6混凝土墊層當(dāng)基坑底開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高,立即澆筑混凝土墊層,墊層混凝土伸到圍護(hù)樁邊。4對于墩柱的切割進(jìn)行拔樁以提高抗拔力1)作業(yè)前對每個(gè)板樁的打入情況作詳細(xì)調(diào)查,判斷拔樁作業(yè)的難易程度。2)在墩柱澆筑完成后進(jìn)行支撐的切割工作,用吊車進(jìn)行拔樁。3)在內(nèi)支撐全部拆除完成后進(jìn)行鋼板樁的拔除。在拔樁時(shí)采用振動(dòng)錘進(jìn)行拔除并及時(shí)運(yùn)走,以保證場地的清潔。5支護(hù)結(jié)構(gòu)方面深基坑施工過程中如發(fā)現(xiàn)以下情況,須暫緩施工加強(qiáng)量測監(jiān)控,并采取必要安防技術(shù)措施,待險(xiǎn)情隱患消除后,方可進(jìn)行施工1)地面沉降接近20mm,樁頂位移接近20mm,支護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移大于基坑開挖深度的1/200。支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移速率連續(xù)3d大于3mm/d,且不能收斂。2)支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐體系中有個(gè)別構(gòu)件出現(xiàn)應(yīng)力驟增、壓屈、斷裂、松馳或撥出的跡象。3)基坑底部或周圍土體出現(xiàn)可能導(dǎo)致剪切破壞的跡象或其他可能影響安全的征兆。4)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷已出現(xiàn)其它必須加強(qiáng)監(jiān)測的情況。6樁墻全系數(shù)ks根據(jù)該橋的設(shè)計(jì)圖及現(xiàn)場施工環(huán)境,光明港4號墩承臺(tái)受力條件最不利,故取4號墩為施工驗(yàn)算基礎(chǔ)。拉森鋼板樁采用等強(qiáng)的排樁進(jìn)行驗(yàn)算。1)內(nèi)力取值(見表1)2)整體穩(wěn)定驗(yàn)算(見圖3)計(jì)算方法:瑞典條分法。應(yīng)力狀態(tài):總應(yīng)力法。條分法中的土條寬度:1.00m。滑裂面數(shù)據(jù):整體穩(wěn)定安全系數(shù)Ks=1.539;圓弧半徑R=11.105m;圓心坐標(biāo)X=-1.505m,Y=4.624m?？箖A覆安全系數(shù):式中:Mp為被動(dòng)土壓力及支點(diǎn)力對樁底的彎矩,對于內(nèi)支撐支點(diǎn)力由內(nèi)支撐抗壓力決定,對于錨桿或錨索支點(diǎn)力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值;Ma為主動(dòng)土壓力對樁底的彎矩。注意:錨固力依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長度計(jì)算。Ks=1.268>1.200,滿足規(guī)范要求。3)抗隆起驗(yàn)算(見圖4)Prandtl(普朗德爾)公式(Ks≥1.1~1.2,安全系數(shù)取自YB9258-97《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》):式中:故:Ks=3.805>1.1,滿足規(guī)范要求。4)抗管涌驗(yàn)算(見圖5)式中:k為抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù),取值1.5;γt為土的有效重度,kN/m3;γw為地下水重度,kN/m3;h′為地下水位至基坑底的距離,m;t為樁(墻)入土深度,m。經(jīng)計(jì)算t=8m,實(shí)際樁長入土深度為11.5m,滿足規(guī)范要求。7拉森鋼板樁側(cè)向局部排水根據(jù)河道水位及基坑底標(biāo)高對地下水進(jìn)行監(jiān)測。在施工中,地下水位低于基坑底標(biāo)高,在基坑開挖時(shí)未出現(xiàn)失穩(wěn)、管涌、隆起現(xiàn)象,但在拉森鋼板樁側(cè)向局部出現(xiàn)漏水及漏砂,主要原因