灌注支护桩―钢管抛撑在深基坑支护中的应用.doc

1、灌注支护桩钢管抛撑在深基坑支护中的应用摘要：灌注支护桩-钢管抛撑支护体系是近年来在深基坑支护中采用的一种特殊施工工艺，其利用抛撑钢管将支护桩顶的冠梁与深基坑底部承台联接，把支护桩上的主动土压力一部分传递到基坑底部，达到支护桩与抛撑钢管共同受力共同支护的效果，从而保证基坑施工安全，降低工程造价。 关键词：钻孔支护桩，钢筋抛撑，深基坑支护 中图分类号：TL372+.3 文献标识码：A 文章编号： 引言 中国中西部地区建筑基坑地质条件大量存在为粉质粘土、黄土、砂岩等，在此类土质、开挖深度 610m 的一、二类基坑支护工程中，如仅采用传统的灌注支护桩加挂网喷射混凝土容易造成滑移失稳，造成基坑坍塌事故；

2、如采用钻孔灌注桩加钢筋砼（钢管）水平支撑梁支护体系，会造成工程造价高、施工工期长。灌注支护桩-钢筋抛撑支护体系充分利用厚壁钢管和钻孔灌注桩本身优良的抗弯与抗剪性能，共同承载基坑四周的主动土压力，是一种既能保证施工安全、降低工程造价，又能节约工期的有效支护体系。 1 工程概况 湖北汉口西北湖某工程地下室二层，地上框剪 32 层，建筑面积57000 平方米，基坑开挖面积 11086?，采用天然基础，基坑开挖深度为：8.609.50，基坑重要性等级为一级，支护方案主要采用灌注支护桩-钢筋抛撑支护结构，局部为钢筋砼水平梁角撑。 2 地质条件 根据地勘报告，各岩土层的物理力学性质，结合地层的沉积时代、成

3、因等特征，将场地岩土划分为五大层。第（1）层为杂填土（Qml） ；第（2）层为粉质粘土（Q4al+pl） ；第（3）层为卵石（Q4 al+pl） ；第（4）层为强风化砂岩（K2z） ；第（5）层为中风化砂岩（K2z） 。详见右图所示。 3 方案选择 根据本工程地质条件和施工图纸，按深基坑工程技术规定（DB42/159-2004） 、 建筑基坑支护技术规程 （JGJ120-99） 、 建筑边坡工程技术规范 （GB50330-2002）有关要求，确定在本基坑的东面采用钢筋抛撑灌注桩支护结构的支护方案。并经过采用建筑工程安全计算软件计算分析, 灌注支护桩安全系数、支护桩长度、抛撑钢管强度以及共同受力

4、后基坑整体稳定性均符合要求。 4 工艺原理 灌注支护桩-钢筋抛撑支护体系由灌注支护桩、冠梁、抛撑钢管、被加固的原位土体、挂网喷射混凝土和必要的防水系统组成支护体系，与土体共同承担荷载，起约束变形的作用。通过钢管将冠梁与基底承台联接，并在钢管上施加预应力，使钢管与灌注支护桩形成整体同共受力，抵抗土体的主动土压力，减少土体滑移。 5 基坑支护施工 5.1 土方开挖：竖向分层，纵向分段。根据钢支撑设计位置及现场实际等情况，拟将基坑竖向分层开挖。 钻孔灌注桩施工结束后，首先进行土方开挖工作，第一层为现况地面至冠梁底，开挖完毕后开始进行冠梁的施工。第二层为冠梁底至-6.000m 标高处。第三层为-6.0

5、00m 至基地，其中靠近支护桩部分“梯形”留土。保证支护桩的稳定性，待钢支撑施工完毕后挖去此部分留土。 5.2 基坑钢筋抛撑布置：在基坑四周（距坑边 30m 范围内应无建筑物）设置钢管斜支撑，为直径 为 529mm、壁厚 为 10mm 钢管支撑体系,竖向设置 10 道，支撑角度根据基底承台位置不同，选择在 30-60之间。 5.3 钢管支撑及装配件的加工、预埋 5.3.1 抛撑牛腿：桩顶冠梁抛撑牛腿预埋用 700*700*14 的钢板，背面为 22 的连结点，冠梁边设 16150 的钢筋网片，进行预埋。 5.3.2 由于钢支撑较长，需分段加工，现场组合。支撑运输前需对构件进行编号，运至现场进行

6、拼装，组装为成型的单根钢支撑。 5.4 钢支撑架设方法及流程 钢支撑架设与基坑土方开挖是深基坑施工密不可分的两道关键工序，支撑架设极具时间性和协调性，支撑架设的时间、位置及预加力的大小直接关系到深基坑稳定的成败。支撑架设必须严格满足设计工况要求。 5.4.1 地下室土方开挖至设计高度时，放测出基地支撑承台位置，进行承台施工，承台砼强度等级为 C30，钢筋 16250 双向。承台混凝土分两层浇筑，第一层浇至承台钢筋斜面底部，待钢管安装后浇筑上层混凝土。 5.4.2 沿冠梁下口钢筋抛撑两侧搭设钢筋脚手架，脚手架的强度、刚度必须符合要求，并沿斜立面设置两根脚手架钢筋抛撑，以保证操作架的整体稳定性。操

7、作架搭设好后，凿出冠梁内的预埋钢板并进行牛腿支座的焊接加工，牛腿位置与基地支撑承台位置一一对应。 5.4.3 吊装钢支撑，施工时拟采用一台 30t 的吊车在地下室内架设，钢支撑应采用两点吊装，吊点一般在离端部 0.2L 左右为宜。吊起时上端轻放在牛腿支座上，固定端与冠梁内钢板先点焊，以防支撑水平滑动，初步定位并校核后进行满焊。下部钢筋抛撑的埋件钢板先焊至钢管底部，直接受力于承台斜切面，安放于承台上。 5.5 施加预应力 5.5.1 支撑安装完毕后，且应及时检查各节点的连接状况，经确认符合要求后方可施加预压力。 5.5.2 用 200T 的千斤顶对钢支撑施加预应力，轴力施加应根据监测进行动态控制

8、调整，不允许一次性施加轴力到设计值的 100%，施加预应力的设备应专人负责，且应定期维护，如有异常应及时校验且施工前应提在规定的鉴定中心进行标定。 5.6 坡面处理:坡面采用支护桩+挂网喷射混凝土加固。采用土钉长度1.0 米（遇较硬砂岩无法打入时，采用电锤打孔 2030cm，插入短土钉） ，土钉钢筋 14，间距 2m*2m，梅花布置；钢板网 60*60 厚 1.5mm；喷射混凝土强度为 C20，厚度 6-8?；坡壁渗水处设置泄水孔，采用 40PVC 管，长度 30cm。 5.7 基坑排水：基坑顶高出自然地坪 10cm 并向坑外做斜坡,在斜坡外设截水明沟,使地面雨水和施工用水无法流入基坑。在每一

9、层支护面上,预留 50 排水孔2000 ,其外端伸出支护面层，以便将喷射混凝土面层后的积水排出。坑底四周设砖砌明沟，并每隔 30-50m 设一个排水井,放置潜水泵排水。 5.8 钢管支撑拆除:支撑体系拆除的过程其实就是支撑的“倒换”过程，即把由钢管横撑所承受的侧向土压力转至永久支护结构或其它临时支护结构。拆除时分级卸载，避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。两台吊车分别于基坑两侧就位，两点起吊且钢绳竖向持力后，先用液压千斤顶对支撑加力压缩，拆除钢楔，卸去钢支撑轴力。再拆除定位钢板等附件对钢支撑的约束，然后拆除中部对接螺栓，各自移走拆除部分钢支撑。最后拆除围囹、牛腿。盖挖段钢支撑同样

10、先用葫芦分节固定好，再卸去支撑轴力和附件的约束，然后拆除管节连接螺栓，在挖机、葫芦配合将管节下放至底板上再转运吊出。 6 确保钢支撑稳定的技术措施 6.1 钢支撑拼装过程:a.钢支撑在拼装时，轴线偏差在 2cm 之内，并保证支撑接头的承载力符合设计要求。b.钢支撑安装前一定要检查钢管的垂直度，若不垂直要进行矫正；然后将钢支撑安装在牛腿上，并且紧固好。c.所有钢支撑装配件的钢板加工以及钢管焊接加工都必须双面满焊。 6.2 基坑开挖过程:采用中心挖槽法或小挖掘机开挖钢支撑附近土方，防止机械碰撞支撑；采用小型机具开挖护坡桩附近土方，严禁机械开挖碰撞钢支撑和护坡桩。 7 结语 钢筋抛撑灌注支护桩结构的

11、支护技术为砂岩、黄土地区开挖深度510 米的基坑施工提供了安全、施工方便、造价低的一种切实可行的施工方法。它在工期、质量、安全、造价方面与其他支护方法相比，具有如下特点和优点：1、基坑支护可与土体开挖流水施工，并可随开挖随支护，和灌注支护桩水平内支撑系统相比可节省大量工期；2、施工工艺简单，施工过程安全可靠，钢管的制作与安装简单易行；3、钢材取材容易，用量少且在拆除后可以重复使用，与传统钢管或钢筋砼梁水平支撑系统节约 30%以上成本。 参考文献: 1肖绪文、王玉岭主编地基与基础工程施工工艺标准（ZJQ00-SG-008-2003） ，中国建筑工程总公司 2 中国建筑科学研究院 建筑基坑支护技术规程 （JGJ120-99）