钢板桩支护技术在市政管道深基槽开挖工程的应用.pdf

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1、施工技术t材自爱强2013年5月【文章编号】1673—0038(2013)15—0076—03钢板桩支护技术在市政管道深基槽开挖工程的应用张再亮(中铁八局集团昆明铁路建设有限公司650200)摘要：针对市政管道工程的深基槽开挖、“流砂”地层施工防护等问题，结合桂林市西二环路二合同段污水管道工程实例，分析不同基槽开挖支护方案的特点；对拉森钢板桩支护技术的施工布置、结构计算、施工工艺等做了细介绍，为类似工程提供借鉴。关键词：基槽开挖；拉森钢板桩；支护技术1工程概况桂林市西二环路二合同段污水管道工程(K1

2、2+655～K17+748)全长5093m。埋设管道为6500聚氯乙烯双壁波纹管和+800钢筋混凝土管两类，管道平均埋深6．553m，其中K12+655一K14+700段，地面以下3．5m即进入细砂、粉砂土层，厚度1．5m，该段地下水位为一2．5m，水量大，在较高水头压力作用下，预计基槽开挖将发生严重“流砂，砚象。此外，受城区交通保障、征地拆迁及工期等因素限制，基槽无法进行放坡开挖。为保证基槽开挖施工安全、缩短工期，必须采用有效支护措施。2支护结构选择目前常见的基槽开挖支护方法包括挡板支护、钢轨桩支

3、护、钢板桩支护、钢筋混凝土桩支护、喷锚支护等。从现场施工条件分析，挡板支护和钢轨桩支护的结构闭水性较差，难以满足本工程基槽开挖施工对地下水、“流砂”的防护；钢筋混凝土桩支护和喷锚支护施工易受到既有城市地下管线的制约、将增加迁改费用，且施工周期无法满足工期节点。综合以上分析，并结合以往施工经验，拟定采用拉森钢板桩支护方案。即沿基槽两侧开挖线打入拉森钢板桩，并设置型钢围檩和钢管横撑构成封闭支护结构，对管道基槽开挖施工进行防护。拉森钢板桩支护方案可充分发挥其闭水性强的特性，减小地下水对开挖的影响。同时，针

4、对局部地段地下水位高、易产生“流砂”的问题，通过支护结构的挡水作用，可有效控制基槽渗水量、降低水头差，消除产生‘‘流砂”的风险。3支护结构布置按污水管道主集水井位置划分支护区段，每段长度50m。每一支护区段内钢板桩按“U”型平面布置。钢板桩采用拉森ISP—IV型，长度依据开挖深度及入土深度计算确定，长度12m、基底以下最小入土深度6．8m。两侧钢板桩轴线间距4m。两侧轴线上间隔5m对称设置120a立柱工字钢，用于钢板桩导向定位，并与+203x10mm钢管横撑联结构成门式结构，提高支护体系整体刚度(见

5、图1)。桩顶以下2．22m设置单层I20a工字钢围檩，与钢板桩采用角钢连接固定(见图2)。按污水管道主集水井位置划分施工支护区段，每段长度50m。每段基槽内下游角隅位置设两口降水井。(见图3)4支护结构计算4．1内力计算本工程土压力计算采用钢板桩全部承受的主动土压力视为有效主动土压力。以地面标高157．330m为基，计算各高度点的有效土压力。地面动载按照30t考虑，换算后为5kN／m2，换算为土高度ho=q／、／=5／18=0．28m。·76·图1支护平面图图I}■lm图2横向支撑连接图厂t7仑1j

6、m№__．。．!．．匕图3支护断面图土压力经受力计算，受力分布如图4。4．2支撑层数及间距按照等弯矩布置确定各层支撑的间距，则拉森ISP—IV型钢板桩顶部悬臂端的最大允许跨度为ho=2．85m。施工时考虑放管空间位置，确定采用布置一层支撑，即从自然地面下2．22m设置I20a工字钢围檩，加+203钢管横撑。4．3施工工况下围檩计算开挖到基底标高时土压力最大，采用近似法计算，围檩受力过程中钢板桩所受最大弯曲应力为：盯=等尹={器=7．59MPa<200MPa，完全满足要求。4．4钢板桩最小入土深度计算

7、入土深度控制是钢板桩设计计算的关键，通过采用盾恩近似计算方法进行验算，钢板桩在基底以下入土深度大于4．12m时就2013年5月目西

8、玉j臣施工技术图4钢板桩土压力分布图能满足要求。4．5内支撑受力检算内支撑及围檩设计如前图所示，选择荷载最大的围檩位置进行验算，该处土压力程4．17kN佃，围檩选择120a，工字钢W=178em3，田=200MPa，取系数T1=0．125，则在静载时：8：兰粤掣-61．87MPa

9、203mm钢管，钢管壁厚10mm。8=旦+坠=盎型‰+器=188．9MPct<[f]cbAW0216x606022787468=。．1200MPa，满足要求。5支护结构施工5．1施工工艺流程拉森钢板桩支护结构施工工艺流程为：施工备一测量定位一导向桩制作一打钢板桩一土方开挖一钢板桩内支撑一管道安装一回填土方一钢板桩支护拆除一进入下一个支护区段。5．2工艺要点5．2．1备工作(1)材料：做好进场后钢板桩的检查，钢板桩质量应符合现行施工规范标要求。(2)机械：打拔桩机为DZ