悬臂双排桩深基坑支护体系工法
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深基坑工程中双排桩支护的使用及安全作者:孙宏彧来源:《城市建设理论研究》2014年第04期摘要:随着建筑工程的深基坑支护形式的发展与更新,许多原用于市政建设的基坑支护形式现广泛应用于建筑工程,双排桩支护就是一种,本文主要对双排桩支护体系作一个全面的分析,并结合工程使用实例,说出在深基坑工程采用双排桩支护体系时就注意的问题。
关键词:深基坑工程、双排桩支护、安全Abstract: With the construction of deep excavation forms of development and updates, many of the original excavation for the construction of municipal forms are widely used in construction, is a double-row piles, the paper on the double piles supporting system for a comprehensive analysis, combined with engineering use cases, say in the deep excavation system using double piles on attention.Keywords: excavation, double piles, safety中图分类号:TU473 文献标识码:A一、双排桩支护体系分析(一)、支护体系的优点1.结构简单,施工方便,有利于基坑采用大型机械开挖;2.双排桩支护体系中,前后排桩均分担主动土压力,其中前排桩主要起负担土压力的作用;3.后排桩兼起支护拉锚的双重作用;4.双排桩支护结构形成空间格构,增强支护结构自身的稳定性和整体刚度;5.充分利用桩土共同作用的土拱效应,改变土体侧压力分布,增强支护效果;6.整体为一超静定结构,在复杂多变的外荷载作用下,能自动调整结构本身的内力,使之适应而又往往难以预计的荷载条件;7.在受施工技术或场地条件限制时,如果基坑深度条件合适,悬臂式双排桩支护体系是代替桩锚支护结构的一种好的支护形式,施工实践证明,其施工简便、速度快、投资相对少;8.使用该支护体系时,由于前、后排桩以及桩间土体的共同作用,在变形中会产生一些抵消主受力的力矩,从而更有利于支护体系的受力,如图所示意。
悬臂钢板桩对拉体系基坑支护施工工法随着城市土地资源日趋紧张,目前住宅小区很普遍的采用整体地下车库加住宅主楼的格局,主楼地下防空洞结构四周被地下车库包围。
此时如果主楼无地下室,或主楼基础底标高高于地下车库基础底标高,在土方开挖时就会出现主楼部分开挖深度浅于整体地下车库的开挖深度,从而造成土方门厅区域的土方呈“孤岛式”或“半岛式”原产于大开挖基坑中。
而往往主楼与车库的距离又很了近,不具备放坡条件,为保证主楼“孤岛式”或“半岛式”基础土方稳定,就需要采取相应措施,处理过程好高差部位的坏土方支护,避免塌方,保证正常车库与主楼理论指导正常施工。
悬臂钢板桩对拉体系基坑支护施工工法,就是专门针对以上问题,通过在主楼“孤岛式”或“半岛式”下工夫土台周边打设钢板桩,再在钢板桩顶部设置围檩,用钢筋作为对拉拉杆,穿过主楼基础区域与对面钢板桩对拉固定(当无大对面钢板桩时,将拉杆锚固于主楼此基础承台内),从而保证钢板桩支护的稳定性与安全性。
这种这类基本原理在我公司的施工中应用效果良好,总结以后形成本工法。
一、工法特点1、适用性强,施工工艺简单钢板桩施工对工作面要求低,尤其是对小工作面部位适用性强;使用挖掘机加振动扳手锤改装的打拔机,桩锤采用振动锤。
钢板桩采用单独打入法,钢板桩一端现另一端逐块打设,直至工程结束。
2、砖墙钢板桩与对拉钢筋等材料均可回收再利用,成本低钢板桩采用36B工字钢,Q235B,一顺一丁布置,施工现场完毕后拔除回收;对拉钢筋采用φ20三级钢筋,施工完成后可对未锚入承台的部分钢筋切割回收。
3、施工成本低且无需养护,对工期影响小4、由于顶部对拉,桩长度较悬臂支护所需钢板桩短,节省材料实行由于对钢板桩顶部采取了对拉措施,相对于锚杆支护,在保证了稳定性节省的基础上节省了材料,吊装也更加方便快捷,对周边环境要求低,影响小。
二、适用范围本工法适用于各种公共、民用建筑土方开挖中“孤岛式”或“半岛式”基础土方高差部位的支护。
软土地基深基坑双排桩+预应力锚索支护施工工法软土地基深基坑双排桩+预应力锚索支护施工工法一、前言软土地基是指土壤的承载力较低,水分含量较高以及稳定性较差的地基。
在基坑开挖过程中,软土地基往往会发生坍塌、沉陷和侧方变形等问题,严重影响工程的安全和稳定性。
因此,针对软土地基的深基坑施工,以双排桩+预应力锚索支护工法成为一种重要的选择。
二、工法特点双排桩+预应力锚索支护工法的主要特点包括:①支护结构稳定可靠,能够有效抵抗软土地基的侧方土压力;②适应性强,可用于不同类型的软土地基;③施工周期短,节省施工时间和成本;④工法经验丰富,施工技术成熟可靠。
三、适应范围双排桩+预应力锚索支护工法适用于软土地基的深基坑施工,特别适用于工程规模较大、基坑边界较长并且需要保护周边环境的工程。
四、工艺原理双排桩+预应力锚索支护工法的基本原理是通过双排钢筋混凝土桩和预应力锚索两者的组合使用,以抵抗软土地基的侧方土压力。
首先,进行双排桩的施工,将钢筋混凝土桩依次打入土层中,并在桩顶部分进行水平布置钢梁,形成刚性支撑结构。
接下来,通过预应力锚索将桩与基坑边界连接起来,使整体支撑体系更加稳定。
五、施工工艺1.基坑的测量与标高控制:通过测量和标高控制,确定基坑的开挖范围、坑底的高程和坑壁的斜度。
2.双排桩的施工:按照设计要求,进行双排桩的打桩工作。
先进行桩位的布置,然后采用振动锤或静压法逐桩打入地下,桩顶部分进行水平布置钢梁。
3.预应力锚索的施工:在双排桩的桩体顶部进行预埋锚固管,并注浆灌注,形成锚固点。
然后,将预应力锚索锚固在桩体的锚固点上,并加以预应力,形成拉结系统。
4.基坑开挖与支护:按照双排桩的布置进行基坑开挖,同时使用支撑结构对基坑进行支护,防止坍塌及土体侧方移动。
5.基坑回填与桩身剪切:基坑回填采用合适的材料进行,桩身部分可通过机械剪切器进行剪切,使其与回填土体融为一体。
六、劳动组织施工团队需要包括工程师、技术人员、操作员和劳动者等,负责施工工艺的规划、监管和操作工作,保证施工按照要求进行。
深基坑工程第七章排桩悬臂桩一、悬臂桩简介悬臂桩是深基坑施工中常用的桩型之一,其主要特点是桩头悬挂于支撑梁上,通过施工设备向下进行钻孔、灌注,最终完成成桩工作。
悬臂桩主要适用于施工现场空间狭小、周围环境限制较大的情况下,用于增强地基承载能力和稳定基础土体。
二、排桩悬臂桩施工流程1. 前期准备在施工前,必须对施工现场进行全面检查与分析,根据现场情况制定施工方案,确定钻孔位置、孔径和长度,以及支撑梁的布置方式。
施工前还需要根据设计图纸要求准确测量孔位中心、孔中心距、孔深,并确定锤击时限与击数。
2. 物资准备物资准备工作主要包括悬臂桩、支撑梁、钢筋、水泥等施工材料和设备。
其中,悬臂桩应严格按照制造厂家出厂标准进行制作,并在安装前进行检查和试验。
支撑梁必须符合设计规定,具备足够的承载力和稳定性。
钢筋应按照设计要求进行加工、切割和弯曲。
水泥应选用合适的标号和牌号,并按照国家标准进行沉降试验。
3. 施工现场布置施工现场布置应根据设计图纸和施工方案要求进行。
首先需要对工地进行清理,铺设防尘布和防渗布。
然后,根据设计要求移位支撑梁、安装悬臂桩,并将支座固定于固定梁和支撑梁上。
4. 桩身准备桩身准备主要包括洞口的准备、桩身的切孔、清孔和钢筋的安装。
在进行洞口准备时,应先进行细水冲洗。
然后,利用齿轮搅拌器或搅拌车进行撬混凝土。
切孔、清孔的工序主要是为了保证钻孔整洁,利于后续工序的进行。
最后,安装钢筋必须符合设计规定要求,采用专业的钢筋连接工具,在进行钢筋连接时,应根据要求加固连接处。
5. 灌注拔管对于深孔的悬臂桩,通常采用灌注拔管法。
灌注拔管前,应将钻孔中的水清空。
灌注过程中,应严格控制水泥、砂子、水的配比。
在拔管过程中,要严格保证拔管速度和拔管方向,以防止桩体变形。
拔管后要进行压实处理,确保灌注体与地基原土的紧密结合。
6. 浇筑桩头在灌注拔管工作完成后,需进行桩头的浇筑。
浇筑时,应根据设计要求,严格控制浇注深度、水泥-骨料的配比和养护时间。
悬臂桩基坑支护工程的设计及施工要点发布时间:2021-04-26T08:31:09.472Z 来源:《防护工程》2021年3期作者:潘小丰[导读] 所以在地下室基坑支护方案选择方面,依旧是将重点放在了悬臂排桩支护上。
广东博意建筑设计院有限公司 528311摘要:文章结合某工程实例,就该工程中有关悬臂桩基坑支护工程设计要点进行简要分析,提出了相关建议措施,以供参考。
关键词:悬臂桩基坑支护工程;设计流程;施工要点0前言在社会经济不断发展的背景下,城镇化运行进程逐渐加快,城市中的各项土地资源日益短缺,建筑物之间的间距非常密切,高层建筑物类型随之增加,人们对于地下空间提出了越来越高的需求量,基于此,加大对坑内主体施工安全和基坑周围环境的保护力度是极为重要的,这是开展基坑支护工作的一项关键点,同时制定支护方案的过程中,也应当以周围地质条件和环境为主,综合性考虑造价,控制好工期。
从实际情况来看,钻孔灌注桩成桩方式具备多样性特征,无论是施工工艺还是地质条件,都极为完善,钻孔灌注桩因为优势极高而在基坑支护期间得到了普遍应用。
与此同时,内支撑支护形式在近些年应用也十分普遍,可是因为存在着基坑土方开挖困难、周期长以及支撑结构和地下室结构施工等因素的影响,所以在地下室基坑支护方案选择方面,依旧是将重点放在了悬臂排桩支护上。
1、工程案例1.1施工场地情况以某项工程项目举例说明,该项项目整体面积为6.15万㎡,基坑开挖面积是2.67万㎡,基坑长X宽=196mX266m,开挖深度表现为8.5m~9.0m。
基坑支护安全级别为二级。
1.2工程地质水文条件经过相关岩土工程勘察报告来看,项目第四系列松散岩类孔隙水十分的丰富,一般是处于第四系全新统地层细砂以及圆砾层中,稳定性良好。
1.3地层分布现象表一地层分布图表2、设计基坑支护2.1基坑设计条件基坑实际开挖深度:项目场地标高大约是20m~20.5m,对二层地下室开挖期间,需要开挖到11.5m标高,开挖深度大约是8.5m~9.0m。
悬臂排桩与预应力锚杆深基坑支护技术悬臂排桩与预应力锚杆深基坑支护技术高层建筑大量涌现.深基坑工程越来越多.本工程基坑支护采用排桩,预应力锚杆,土钉等多种措施,取得了较好的效果.新乡市南干道某工程为高层框剪结构,总建筑面积284OOm,地下2层,地上32层,总高度997m,占地长51m,宽15m,基础埋深一1085m.1场地地质条件基岩土分层:杂填土层1.93m:粉质粘土层2.72m:粉土1.13m:粉质粘土层21m;粉质粘土层0.53m:粉砂层3.72m(以上均为平均厚度).开挖深度内以粉土,粉质粘土,粉砂层为主.地下水埋深5m,基坑降水后埋深14m.2基坑周围环境建筑基坑西面5m为围墙,此5m范围为施工道路通道,要通行重型混凝土罐车:基坑西北角西11l5m处有一地下油库,油库埋深3.5m:基坑东面4m为围墙,围墙以东20m为一栋4层教学楼,此范围为小型汽车道路;南面为施工场地北面7m为临时办公2层钢结构小楼.3支护方案根据基坑周围环境,工程地质,水文地质条件以及本地区的实践经验,对于基坑的不同边坡以及同一边坡不同部位,采用不同的联合支护方案.3.1基坑东西两侧采用排桩加预应力锚杆联合支护方式以上方式基于东西两侧为重型施工车辆的道路,动荷载较大,位移变形要求较高,同时场地狭窄,没有放坡条件考虑的.1)排桩基坑边缘设排桩一排,桩顶标高距自然地面以下一15m,桩底标高距自然地面以下一21.85m,有效桩长20.35m,桩径600mm,桩间距1200mm,主筋为14根16的螺纹钢,加强筋中14间~E2OOOmm,环形箍筋中8间距150mm.混凝土强度等级C30. 2)冠梁冠梁截面尺寸500mm×600mm,主筋16根16的螺纹钢,箍筋中8间~E2OOmm.混凝土强度等级C3O.3)腰梁采用2根14槽钢.4)锚杆设置上下三排锚杆,锚杆间距1.5mX2-5m.土钉长度14~15m,主筋为1X7钢绞线.孔径18Omm,锚固段长度5~9m,预应力1OOKN.5)钢筋网钢筋网按直径6mm间距25Omm,纵横布置,网筋之间用扎丝扎牢,挂于基坑上.6)喷锚混凝土厚度为8Omm,混凝土强度等级C20.3.2基坑南北两侧采用土钉支护方式以上方式基于南北两侧无动荷载,坡面8O.放坡,为防止边坡土体滑塌考虑的.1)土钉土钉上下7排,土钉间距15mX1.5m.土钉长度7~11m,土钉配筋016~2O的螺纹钢,孔径1O0mm.2)钢筋网钢筋网按直径8mm间距25Omm,纵横布置,网筋之间用扎丝扎牢,挂于基坑上.3)锚杆加强筋锚杆头部之间用12的圆钢焊接.4)喷锚混凝土厚度为80mm,混凝土强度等级C20.5)翻顶混凝土面层应向上翻过边坡顶O.5~0.8m,并高出地面5O~10Omm.4土方开挖的要求边坡各侧每步开挖深度不大于2m,长度不大于20m.5支护施工5.1混凝土排桩的施工排桩为混凝土灌注桩,桩径600mm,混凝土强度等级(=3O.桩长20.35m.基坑开挖前,进行灌注桩的施工.灌注桩单桩施工工艺流程为桩位放样———钻机就位——成孔——清孔——吊放钢筋笼——安放混凝土导管——灌注混凝土——钻机移位.为保证排桩的质量,成孔顺序可间隔施工,前后两桩混凝土强度达到10MPa后,方可施工中间桩.开钻前埋设护筒,采用泥浆护壁.泥浆密度为12~1.3g/cm..采用泥浆循环清孔,清孔后的泥浆密度控制在1.1g/c.钢筋笼分两段加工,连接时同一截文/浮瑞芳面的接头不超过25%.灌注混凝土严格按照操作规程进行,严禁碰撞钢筋.混凝土塌落度应控制在160~200mm.5-2预应力锚杆施工从排桩中上部位置往下打入3道锚杆,并施以预应力.对于锚入土层的-~,t-T- 部分,每隔2m点焊一点.在锚杆下部焊接支架,以保证锚杆钢筋在钻孔中间.灌浆材料强度采用32.5水泥浆.浆液掺早强剂.锚固端注浆分两次进行,第二次注浆应在第一次注浆初凝后进行.注浆压力不大于8OPMa.锚固体强度达到75%的水泥砂浆设计强度时,进行预应力张拉.采用跳张法.正式张拉前,进行预张拉,使各部位接触紧密.正式张拉时分级加载,每级加载后3min记录伸长值.张拉到设计荷载恒载1Omin,无变化可以锁定.5.3土钉喷锚施工基坑土方开挖与土钉喷锚,按设计要求自上而下分段分层进行,逐层逐段开挖,逐层支护,随挖随支,减少对土体的扰动,有效保持土体强度.边坡修整完毕即可喷射第一层混凝土,厚度均匀.按孔径1OOmm,孔距1.5m,倾角10.成孔.成孔后及时将土钉送入孔中, 沿土钉长度每隔2Om设置对中支架. 喷射第二层混凝土时,应确保锚喷厚度8Omm.6基坑监测在基坑支护过程中,建立了监测系统,进行全过程跟踪监控,每隔5m布设1个仪器检测点.施工监测内容包括水平位移监测,沉降观测,基坑隆起观测,外观巡视和裂缝观测.监测结果表明,东西两侧道路未出现裂缝和塌方现象,地下室施工正常进行完毕,说明支护设计方案和施工方法是安全可靠的.囵作者单位:新乡市第四建筑工程公司[收稿日期:2009—06—25J。
悬臂式双排型钢水泥土搅拌桩在基坑围护中的应用摘要:型钢水泥土搅拌桩作为一种经济、快速、止水效果良好的围护桩形式,在基坑开挖过程中得到了广泛应用,同时也积累了大量的经验,但是悬臂式双排SMW工法桩的相关工程实践较少。
本文结合某基坑场区的地质条件及周边环境,介绍了悬臂式SMW工法桩的施工工艺和流程,结果表明:(1)选择悬臂式双排SMW工法桩为基坑的围护结构,既可提高了支护结构的抗弯和抗剪能力,又降低了土体的沉降变形。
(2)成功实施的双排SMW工法桩支护结构,保证了基坑的顺利开挖,监测结果表明,沉降控制满足要求,对周边环境的影响较小,验证了悬臂式双排SMW工法桩的可行性与实用性。
关键词基坑施工,深基坑,地下连续墙,施工技术0 引言型钢水泥土搅拌桩(简称SMW工法桩)在基坑工程中是一种应用广泛的围护形式,积累了丰富的设计和施工经验,通过采用水泥土搅拌桩加固土体,并阻隔地下水,在水泥土搅拌桩内插入型钢,作为挡土构件,提供结构抗弯和抗剪功能。
由于该结构形式简单,施工方面,基坑完成后型钢可拔出回收重复利用,因此大大地减少了工程造价,在黏土及粉细砂砂土层中应用,工程价值显著。
国内外大量的文献记载了型钢水泥土搅拌桩的应用,张璞介绍了型钢水泥土连续墙(SMW工法)在外力情况下的内力和变形,揭示了其受力机理,并将此工法应用于实践[1-2]。
胡静型钢水泥土连续墙在天津软弱土的应用,取得了较好的效果[3]。
吴大庆等人针对设计理论不完善,且落后于工程实的问题,依托相关工程,建立一套完整的设计计算理论,对型钢水泥土搅拌桩的物理力学性能和设计参数进行了探讨[4]。
由此可知,目前的基坑SMW工法桩主要采取单排受力的结构形式,对于双排或者多排SMW工法桩的实际应用和研究较少。
双排SMW工法桩在形式上为一种门架式结构,在抵抗土压力时,两排工字钢协同作用,加强了围护结构的侧向刚度,降低了周围土体的变形,因此,增强的侧向刚度为悬臂式SMW工法桩创造了可能,也为基坑施工提供了更为有利的空间。
浅谈双排灌注桩深基坑支护结构计算摘要:深基坑双排灌注桩支护是在单排悬臂桩支护技术基础上新开发的一项技术。
它仍属于悬臂式支护结构类型。
工程实践证明:在稳定性较好的一般粘性土和砂土层中采用这种支护型式,与单排悬臂桩相比具有刚度大、位移小、支护高度大、节约投资等特点。
关键词:基坑支护;土压力;内力计算0前言单排悬臂桩支护已有较成熟的设计计算方法,而双排桩支护结构的设计计算则还处于研讨中,本文中依据作者近年来的工程施工设计实践经验,提出一套设计分析方法,供类似工程参考。
1 双排桩支护的受力特性双排桩支护型式简单,前后排桩按一定排距布置成三角形或矩形平面,桩顶用现浇钢筋混凝土连梁或板连接起来,形成桩脚嵌固的刚架型式。
它虽属于悬臂支护型式,但受力机理与单排悬臂桩有本质的区别。
即桩间土对双排桩有土压力作用,而且作用力的大小与桩的排距大小有关,故双排桩支护结构可看成前后排桩都受到大小不等土压力作用的平面刚架。
把土视为弹性体,并取矩形平面单元,把桩视为梁单元,利用有限元法分析得后排桩失去挡土作用的距离b max 为:式中:h—桩的挡土高度;t—桩的理论埋深;μ—土的波松比,μ≤0.5;偏保守地取μ=0.5,t=0.2h代入式(1)得:b max≈1.6 h;同理,经分析得:后排桩受力超过前排桩的临界点满足:因此,可将双排桩土压力分布大致分为三种情况:(1)当b ≤.125h时,后排桩承受全部土压力,前排桩通过横梁受到桩顶推力;双排桩土压力分布如图1(a);按库仑强度理论,图1中滑楔与水平面夹角为45°+ 。
(2)当1.6h>b>0.125h时,前、后排桩同时受到土压力作用,横梁可能受压或受拉:图1(b)。
(3)当b ≤1.6h时,前排桩承受全部土压力,后排桩起锚拉作用:如图1(c)。
(a)(b)(c)图1支护特性分析在工程实践中,桩排距与桩长相比较往往很小(距高比: ),因此,我们可以从图1(a)、(b)两种情况出发建立双排桩支护结构的概念。
12米深基坑双排桩支护施工方案范本1000字简介:基坑支护工程是建筑工程中的重要环节之一,而深基坑支护工程的难度更高,施工方案的制定尤为重要,本文将对12米深基坑双排桩支护施工方案进行详细说明。
一、工程概况工程名称:某建筑项目12米深基坑支护工程工程地址:XX市XX区工程类型:双排桩支护工程施工单位:XX建筑工程有限公司监理单位:XX监理工程有限公司设计单位:XX设计院二、基坑支护方案1.基坑开挖深度:12米;2.基坑场地地质条件:场地为粘土、软黏土和砂质粘土等软土层,地下水位深度在4.5至5.5米之间,土体的零应力亲水性较强;3.支护方案:双排桩支护。
三、施工方案1.施工准备在施工现场进行踏勘,熟悉施工环境和地质条件,根据设计要求准备所需材料和设备,并指定专业人员进行操作。
2.基坑开挖和清理根据设计要求和施工方案,开展基坑开挖工作,清理开挖出的土方,将被挖的土方运往指定储存点。
在开挖过程中,需要密切监测坑壁稳定性,及时采取支护措施。
3.预制双排桩预制双排桩采用浇筑法制作。
具体步骤如下:(1)安装模板:将模板按照设计要求进行拼装,固定模板,进行背验。
(2)浇筑混凝土:先将模板内部喷一层隔离层,防止浇筑混凝土的渗漏。
然后根据设计要求,将混凝土均匀倒入模板中,用振动器加速混凝土密实度和浇筑均匀度。
(3)养护:混凝土养护期为14天,养护期结束后开展质量验收,合格后送至现场。
4.双排桩支护(1)双排桩的支撑:选用机械或人工将预制好的双排桩进行安装,根据设计要求进行定位和调整,同时加固及支撑。
(2)桩的联接:使用沉井式嵌板将双排桩进行联接,需要采用双桩头联接设施,实现两排预制双排桩的连接。
(3)双排桩支护纵向连接:采用纵向连接钢筋将两排双排桩拼接连接,形成完整的基坑支护系统。
(4)顶梁加固:顶梁是双排桩支护的重要部分,需要进行加固。
采用型钢、U型钢和槽钢等材料作为顶梁的加固材料,安装后通过螺杆将其固定。
5.基坑防渗(1)表面渗漏控制:经过双排桩支护的基坑内部将存在一定的地下水压力,需要采取合适的措施进行表面渗漏控制,以防地下水外渗。
悬臂双排桩深基坑支护体系工法李奇逊朱志山陈景辉张建基广东省六建集团有限公司悬臂双排桩深基坑支护体系工法1前言在珠江三角洲地区的深基坑工程特别是旧城改造工程遇到诸如:①在密集建筑区建高层,基坑开挖要考虑及相邻建筑及城市管道之间的影响;②高层建筑的增多和功能的需要,许多工程都要求修建占地面积大且埋置较深的两层甚至多层地下室,做内置撑量大且昂贵;③珠江三角洲属冲积平原,软土层较厚、地下水位高、含水层透水系数大;○4施工场地狭窄,紧邻建筑物有地下室,基坑支护不能打斜锚杆;○5以往的基坑支护设置大量斜锚杆(索)造成地下污染,不利于环保等等。
基于上述原因,广东省六建集团有限公司研发出“悬臂双排桩深基坑支护体系”新技术,提出了“桩土共同工作的悬臂式双排桩支护体系+桩及预应力竖向锚杆(索)支护体系+基坑内布置降水井”相组合的悬臂双排桩深基坑支护新体系理论。
该支护体系工作可靠、工程实施效果良好,较好地解决了上述问题,特别是很好地解决了密集建筑区的深基坑支护桩由于紧邻建筑有地下室不能设置后斜锚杆(索)的支护难题,为类似场地条件的深基坑工程施工提供了有益借鉴。
2007年由广东省建设厅组织鉴定,悬臂双排桩深基坑支护体系的新技术达到国际先进水平,同时形成了悬臂双排桩深基坑支护体系的施工工法。
2工法特点2.1支护结构采用双排钢筋混凝土桩,两排桩中间设置深层搅拌桩帷幕止水,同时形成桩土共同工作,可发挥支护体系的整体作用。
2.2 在狭窄场地(紧邻有建筑物且有地下室)可照常施工,支护结构采用预应力竖向锚杆(索)。
可避免斜锚杆(索)对邻近建筑物造成损坏和造成地下污染。
2.3悬臂双排桩深基坑支护体系是一种整体刚度大、稳定性好、变形位移小又不需要设置内支撑的支护体系,可方便土方开挖和地下室施工,缩短工期,节省投资。
其支护挡土深度达9m。
3适用范围广泛适用于各类深基坑,特别是建筑密集地区中软土地基条件下的深基坑支护。
4工艺原理4.1 考虑桩土共同作用的双排钢筋混凝土桩结合深层搅拌桩支护体系:两排钢筋混凝土桩桩顶用冠梁连接,中间采用深层搅拌桩做止水帷幕,双排桩和深层搅拌桩共同构成支护结构体系。
由于深层搅拌桩改善了土体的力学性质,被加固的桩间土体可以考虑桩土共同工作,两排桩中间土体可按照有限元的分析方法,将土体转化为若干二力杆(索),这样整个支护结构体系就可以视为悬臂式的等代桁架,桩间土体参及刚度分配,从而支护体系的侧向刚度大大提高,尤其是通过冠梁的连接,使得支护结构具备整体性,从而其抵抗变形能力大大提高。
桩—土共同工作支护体系受力机理如图1所示。
图1 桩—土共同工作支护体系受力机理示意图4.2采用预应力竖向锚杆(索)共同工作的计算模式:前排桩如一般单排桩的受力状况,竖向锚杆(索)的预应力在一定程度上起到了平衡主动土压力,减少支护体系向基坑内变形、增加基坑稳定性的作用,桩—预应力竖向锚杆(索)共同工作的悬臂式支护体系作用机理如图2所示。
图2 桩—预应力竖向锚杆(索)共同工作的悬臂式支护体系受力机理示意图5 构造及设计5.1当基坑开挖深度小于7m ,深基坑支护体系采用双排钢筋混凝土桩(常用d=900@2200),前后排距3.5d 呈梅花形布置,桩顶用冠梁和横向连梁连接(如图1),双排桩中间采用深层搅拌桩(常用φ500)做止水帷幕,深层搅拌桩形成土拱(间距同后排桩间距)。
如图3、4、5所示。
图3 桩土共同工作的双排桩相互位置平面图钻孔桩图4 双排悬臂桩支护结构大样 图5 钢筋混凝土桩深层搅拌桩平面位置5.2当基坑开挖深度为7~9m 深或当场地狭窄时(1.1m~3.15m ),双排钢筋混凝土桩采用前排大直径钢筋混凝土桩(常用d=1000@1300),后排钢筋混凝土桩(常用d=900@3600)。
并在后排桩加预应力竖向锚杆(索)。
双排桩中间采用深层搅拌桩做止水帷幕。
如图6、7所示。
图6 桩及预应力锚杆(索)共同工作的双排桩相互位置平面图图7 桩—预应力竖向锚杆(索)体系6施工工艺流程及操作要点6.1支护体系施工工艺流程支护体系的施工工艺流程如图8所示。
6.2操作要点6.2.1深层搅拌桩帷幕拱施工1、必须做好三控制以保证桩身质量良好和桩及桩的搭接严密:○1控制好每根深层搅拌桩单位长度的水泥用量;○2控制提升搅拌速度和重复搅拌次数;○3控制好桩及邻近桩施工的间隔时间。
2、采用了先施工深层搅拌桩、后施工钢筋混凝土桩的顺序,这种“硬咬软”的施工顺序使得两种不同类型的桩结合的更好,有效改善桩间土体的力学性能。
6.2.2基坑降水1、基坑内采用“小口径井点法”降水,这种方式降水占地面积小,容易施工、易维护、降水效果好,其排泄方式为径流渗透积累排泄,抽水携带的(排)砂量小,基本不会破坏土层的结构。
*为使支护桩能较好地及深层搅拌桩“咬合”,取得较好的止水效果,深层搅拌桩应先于钢筋混凝土桩施工。
图8 支护结构体系施工工艺流程图2、降水井及观测井的布置根据岩土工程勘察报告中的渗透系数、含水层厚度,选择单口井深、影响半径、降水深度等的参数,按《建筑及市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98)第6.4.3条中的(6.4.3-1)式和第6.4.5条中的(6.4.5-1)式计算单井出水量后,选用抽水泵,确定在基坑周边布置所需降水井及观测井数量和位置。
降水井点布置原则为:①降水井外围紧贴挡土桩地梁边,部分布置在施工场地的中间;②因基坑范围较大,所以在基坑内应设临时降水井,其井孔口高度随基坑的开挖而降低或逐渐取消;③在基坑运土通道出口两侧设降水井,其外延距离不少于通道口宽度的一倍;④降水井的布置在地下水补给方向适当加密,而排泄方向适当减少。
6.2.3 后排桩加设预应力竖向锚杆(索)为了提高支护体系的稳定性、减小变形,采用桩—预应力竖向锚杆(索)体系。
1、预应力锚杆(索)的施工工艺预应力锚杆(索)在后排桩混凝土达到强度的20%后,钻Φ130孔穿透全桩直至深入中、微风化岩层。
将预应力锚杆(索)装好固定端锚头后,三根一束埋深至中、微风化岩的的适当深度(有预应力监测的钢绞线要事先埋好应力传感器),放入的无粘结预应力钢绞线塑料保护套应确保完整无破损(若有局部破损应及时用胶带修补),钢绞线间无交叉。
预应力钢绞线就位并固定后,用水泥砂浆进行压力灌浆(锚杆灌浆材料采用425号普通硅酸水泥,浆液水灰比0.45~0.5,有时也可加入一定量的粒径小于2.0mm的砂子,采用纯净的自来水。
必要时可加入一定量的外加剂或掺和料。
)。
灌浆压力按0.4~0.5MPa控制。
当混凝土强度高于设计强度的75%、水泥砂浆强度达到30MPa时进行张拉。
2、预应力锚杆(索)的张拉预应力锚具的锚固力应能达到预应力杆(索)体极限抗拉力的95%以上,且达到实测极限抗拉力时的总应变值应小于2%。
张拉时按二次循环张拉,张拉作业以控制张拉力为主,实际伸长值及计算值核对,即实际伸长值及计算伸长值偏差在-5%~10%范围内,若超出此值时应立即停止张拉,检查原因,采取措施排除偏差后才能继续张拉。
张拉完毕后,预应力钢绞线离锚具端部不小于400mm处,用手提砂轮将多余预应力钢绞线切除。
6.2.5 基坑支护体系的监测技术为了及时判断基坑支护体系的工作状况,施工对周边环境的影响程度,必须采用信息化施工技术指导深基坑工程施工,在有代表性的关键部位布置监控点。
按确定的程序及时监测和反馈信息,以便采取必要的对策,将可能发生的突发事件消除在萌芽状态,确保基坑及周边环境的安全。
主要监测内容参见表1。
监测项目一览表表1测次数,随时将监测信息报告给现场技术负责人,还要密切监视基坑侧壁、基坑坑底的渗水情况,遇渗水现象出现,立即查明原因,及时采取抢险措施。
7材料及设备7.1材料表27.2设备表38质量控制8.1施工执行的标准和规范:《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001);《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)。
《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS 22:2005)8.2工程质量标准:8.2.1混凝土钢筋混凝土桩质量检验标准表4;8.2.2钢筋混凝土桩的平面位置和垂直度的允许偏差表5;混凝土钢筋混凝土桩质量检验标准钢筋混凝土桩的平面位置和垂直度的允许偏差表58.2.3锚杆的质量检验应符合表6的规定。
锚杆工程质量检验标准9劳动力组织及安全措施8.1劳动力计划8.1.1钢筋混凝土桩施工时电工、焊工、钻桩等特种作业人员均持合格操作证上岗。
8.1.2 施工管理1、技术管理:由项目经理负责组织,项目技术负责人编制施工组织设计并作技术交底,由施工员具体管理。
2、质量管理:由项目经理负责组织成立QC小组,监控施工质量。
3、安全管理:成立项目安全管理小组。
包括项目经理、项目技术负责人、施工员及施工班长。
8.2安全措施8.2.1遵守《建筑安装工程安全技术规程》和地方有关施工现场安全生产管理规定。
8.2.2根据施工特点编制安全操作的注意事项及具体施工安全措施。
10环保措施成立对应的施工环境卫生管理机构,在施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章,加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理,遵守有防火及废弃物处理的规章制度,做好交通环境疏导,充分满足便民要求,认真接受城市交通管理,随时接受相关单位的监督检查。
11效益分析10.1社会效益:建城市中央的建筑物,有效保护相邻建筑及城市管道,确保其正常工作。
10.2经济效益:在悬臂式双排桩深基坑支护体系的应用较地下连续墙支护方案可节省工程费用及工期。
较深基坑做内置撑方案大大可节省工期及工程费用。
12应用实例佛山市中医院医疗综合大楼11.1工程概况工程占地面积达13671 m2,建筑面积约114000m2,地下2层,地上23层,裙楼5层,±0.000以上高度为+89.1 m,结构形式为框架-剪力墙结构,整幢建筑均采用钢筋混凝土桩基础。
基坑平均挖深9.45m,最深达12.2m。
基坑周围环境复杂,东、北二侧紧邻旧建筑物,基坑边及已建房屋最窄处只有1.7m,施工场地狭小西、南二侧靠近城市主干道和地下管线,因此基坑支护设计必须充分考虑基坑开挖对周围环境的影响。
要求不能对周边道路和建筑造成影响,保证中医院的正常营业。
在基坑开挖深度6.0m以上土层分布主要是软塑的粉质粘土和流塑的淤泥质粉质粘土、淤泥,其物理力学性质极差。
在开挖深度-12.2~-6.0m范围为饱和粉细砂。
场地水位较高,应处理好止水、降水问题,防止穿孔和管涌发生。
地下水位埋深0.40~1.45m。