排桩支护深基坑施工技术.doc

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1、排桩支护深基坑施工技术摘　要　介绍北京地铁四号线,中关村车站三号出入口深基坑施工,采用排桩+钢管支撑体系基坑支护技术,施工操作性强,且钢管支撑系统可循环利用,有效控制了深基坑开挖过程中的围护结构变形位移,防止了由此引起基坑外地面沉降,保证了施工工期和安全,取得了巨大的经济效益。关键词　明挖法　深基坑　排桩支护　施工技术1　工程概况北京地铁四号线中关村站处于商业高度发达的高科技园区中心,车站主体位于交通繁忙的中关村大街主路下方,为全埋式地下车站,共设四座出入口和两座风道。其中三号出入口位于车站西北角,设计为单层现浇钢筋混凝土箱型框架结构,采用明挖法施工,基坑宽6.3m,挖深达13.0m,基坑

2、土层从上至下为人工填土层、粉土层、粉质粘土层、粘土层、粉砂、中粗砂和砂砾层。结构西侧8m为恒昌数码电脑商城和中关村科技广场展示中心,结构东侧2m为中关村大街主路,基坑四周市政管线密布。只好采取直壁式支护开挖施工方法。基坑围护结构采用Φ800mm混凝土灌注排桩和钢管支撑体系,桩顶设0.8m高冠梁将排桩连接成整体,钢支撑采用Φ400钢管,支撑水平间距3.0~4.5m,竖向设3道。2　降水施工基坑开挖前,需将坑内的地下水位降低并排除,使坑内土体在基坑开挖时,通过排水固结达到一定强度,提高坑内土体的水平抗力,减少基坑的变形量;增强基坑底部稳定性,减少坑底土体的隆起。本出入口结构范围地层地下水主要为

3、:①上层滞水,位于地面下3~4m,含水层为人工填土层和粉土层,透水性弱;②潜水,位于地面下8~9m,含水层为粉质粘土层和粉土层,透水性一般;③承压水,位于地面下12m以下,含水层为粘土层、粉砂、中粗砂和砂砾层,透水性强。基坑降水采用管井+渗井方式,降水早于基坑开挖前20天开始。降水过程中对临近建筑物和地下管线的安全进行观察监测,同时在坑外地面设回灌井,必要时应采取回灌措施,确保周边建筑物安全。3　基坑围护施工基坑四周设800mm混凝土灌注排桩围护结构,桩间距1.0~1.2m,转角部位局部加强。围护桩采用旋挖钻机成孔,导管法水下浇注混凝土成桩。钻孔施工时,为减少对邻桩的干扰,保证成桩质量,

4、采用隔三打一的办法施工(即每隔三根桩施工一根桩)。冠梁将围护桩连接成整体排架,使全体围护桩形成共同受力体系,抵抗外部土体或围岩侧向荷载。围护桩施工完成后,立即进行冠梁开挖和桩顶混凝土凿除清理,围护桩主筋锚入冠梁,冠梁采用与围护桩同标号混凝土现场浇注,浇注时同时安装预埋钢板,满足下部钢支撑安装需要。土方开挖后围护桩间采用喷锚支护,防止桩间土体掉块。4　基坑土方开挖施工基坑土方开挖遵循“分段、分层、分块挖土,先中间后两边,随挖随撑,限时完成”的原则,利用土体在基坑开挖过程中位移的变化规律,对基坑开挖作动态管理,采用监控量测手段实行信息化施工,确保基坑变形量在设计允许之内。3水平开挖采用从一端先

5、向另一端分段顺序开挖,竖向开挖采用由上到下顺序分层开挖。开挖时支撑和挖土紧密配合,随挖随撑。基坑沿纵向分段分层开挖,每层每段开挖长度不宜超过支撑的间距,第一层一般为7~8m,在第二层及以下土层一般为4m左右,每层开挖面标高以该层支撑的底面或设计基坑底标高为准,开挖完成及时安装钢支撑施加预应力。为防止边坡失稳,施工前先清除基坑边堆土等荷载,同时在基坑四周做好防排水和管线保护措施。基坑开挖主要采用挖掘机进行,每一开挖区域分别配备长臂挖掘机和小型挖掘机。长臂挖掘机置于地面垂直开挖和装运土方,小型挖掘机主要用于底部、边角清理开挖和收集土方。基坑开挖分层进行,从上到下、按层次序进行开挖,严禁掏底开挖

6、。土方开挖分三层进行,每层均挖至钢支撑以下0.5m位置,坡度和台阶满足挖掘机作业要求同时尽量缩短长度。开挖流程见图1。5　钢支撑施工围护桩外加钢支撑构成基坑空间受力体系,来支撑基坑外巨大的土压力和诸多外加荷载,达到安全施工的目的。因此围护结构支撑的质量控制十分关键,支撑采用Φ400mm钢管(一般均采用Φ400mm、Φ600mm和Φ800mm钢管,管径视基坑宽度和支撑间距而定)。钢管支撑为轴心受力结构,支撑直接撑在冠梁或钢围檩(俗称“腰梁”),通过钢围檩直接承受排架桩传递的土体荷载或外力,以控制围护桩向基坑内部位移变形。支撑一端设置应力调节装置(俗称“活络头”),主要通过千斤顶施加预应力来调

7、节支撑长度,用于控制支撑轴力。钢支撑和钢围檩均采用工厂制作,现场安装时支撑必须直顺无弯曲,接头紧密牢固。围檩与围护桩墙必须密贴,若有间隙须用速凝细石混凝土填实;当有角撑时,围檩或围护桩墙的连接处除设专门的斜支座确保支撑轴心受力外,还应在围檩与围护桩墙间设置剪力传递的措施。安装实景见图2。钢支撑安装后立即按设计值在支撑一头或二端施加第一次预应力,并检查接头拧紧螺栓。一般在第一次施加预应力后12h内监测预应力损失及围护结构水