排桩支护深基坑施工技术.docx
排桩支护深基坑施工技术1工程概况#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构造,采用明挖法施工,基坑宽6.3%挖深达13.0m,基坑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。构造西侧8m为恒昌数码电脑商城和中关村科技广场展示中心,构造东侧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。基坑围护构造采用800mm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400钢管，支撑水平间距3.045m,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，通过排水固结到达一定强度，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。本出入口构造范围地层地下水主要为:上层滞水,位于地面下34m,含水层为人工填土层和粉土层，透水性弱;潜水,位于地面下89m,含水层为粉质粘土层和粉土层，透水性一般;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开展观察监测，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构造,桩间距L（TL2m,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，采用隔三打一的方法施工（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，立即开展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，P艮时完成”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。水平开挖采用从一端先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。开挖时支撑和挖土严密配合,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78m,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，施工前先去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开展，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。基坑开挖分层开展,从上到下、按层次序开展开挖,严禁掏底开挖。土方开挖分三层开展，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Io5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，到达安全施工的目的。因此围护构造支撑的质量控制十分关键,支撑采用400mm钢管（一般均采用400mm、600mm和800mm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构造,支撑直接撑在冠梁或钢围橡（俗称“腰梁”），通过钢围梯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节支撑长度，用于控制支撑轴力。钢支撑和钢围楝均采用工厂制作，现场安装时支撑必须直顺无弯曲，接头严密牢固。围楝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，围楝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，还应在围楝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构造水平位移情况，并复加预应力至设计值。施加支撑预应力应注意以下事项。(1)当昼夜温差过大导致支撑预应力损失时，立即在当天低温时复加预应力至设计值。(2)当基坑变形的速率超过控制范围，接近警戒值，而支撑轴力未到达自身的规定值时，可增大支撑轴力来控制变形。(3)当围护构造变形过大，采用被动区注浆控制围护构造位移时,应在注浆后12h内对在注浆范围的支撑复加预应力至设计值，以减少围护构造外移所造成的应力损失。(4)当支撑的轴力接近或超过设计值时，通过增设支撑来分解轴力，提高抗变形能力，阻止基坑变形进一步增大。钢支撑拆掉分层开展，当基坑内构造施做到钢支撑处时,并且此时的构造混凝土到达设计强度75%时，便可拆卸钢支撑。在钢支撑拆卸前先施加预应力将预加力端的钢楔卸去，放散支撑轴力，然后吊出钢支撑,拆掉钢围楝。6施工监测深基坑监测是信息化施工常用的一种方法，在确保深基坑开挖安全上起着十分重要的作用。监测的主要内容有支撑轴力、围护桩位移和沉降变形、基坑周边地表沉降、基坑周边管线的位移沉降、基坑周边构建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位变化等。在基坑开挖施工中，发现监控数据接近或超过警戒值时，应立即分析原因，准确地找出施工过程中存在的问题，及时调整施工步骤，采取相应的对策，便能有效控制基坑变形,确保基坑安全。7施工注意事项(1)施工降水不宜过快，降水过程中应加强周边建筑物、管线和地表沉降监测。土方开挖必须在水位监测指导下开展。(2)施工过程中注意基坑周边用水管理，加强管线渗漏情况观测，切断基坑周边水源补给途径。若放线坑壁有渗漏情况,应查清原因，切忌盲目注浆堵漏。(3)在施工中应严格控制基坑周边堆载,基坑周边2m范围内严禁堆载,基坑周边L4倍坑深范围应控制堆载。(4)土方开挖必须与支撑架设同步施工，按设计要求分层开挖，严禁超挖和掏底开挖。开挖段的长度必须根据基坑深度和坡度合理确定，不宜过长。当基坑挖至设计标高后，必须马上浇筑垫层混凝土,进一步减少基坑变形值。底板混凝士必须在57d内完成,相应构造层施工及时跟上，以建立永久的受力平衡体系，从根本上控制住基坑变形。(5)加强施工监测，掌握边坡的稳定状态、安全程度和支护效果，以便随时调整设计参数及基坑施工方案，确保基坑安全可靠。8施工体会由于受施工场地限制，该工程采用排桩支护具有较大优势，排桩刚度大能有效保证基坑和周边环境安全；排桩施工和土方开挖错开开展，能缩短基坑暴露时间，有效保证施工工期；钢支撑施工技术简单易行，且可以重复使用，比一般的支护构造节省费用，综合效益显著（同类型基坑常采用排桩锚索支护方式或土钉支护方式，锚索和土钉均为一次性投入,无法重复利用）。
