浅谈海拉尔站旅客地道基坑支护施工技术.doc

1、浅谈海拉尔站旅客地道基坑支护施工技术摘 要依据海拉尔站旅客地道现场基坑开挖支护施工时钢 板桩围堰施工的工程实践，探讨钢板桩围堰施工技术 关键词基坑支护、钢板桩围堰 中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0120-02 一、工程概况 本地道工程位于海拉尔站场内，地道桥中心里程为：旅客地道JIK747+521.5m，地道净宽 1-8.3m，净高为 3.5m，地道全长 72.9m。出入口梯道封闭段净宽 4.2m，净高 3.5m，全长 8.26m。梯道敞开段净宽4.2m，全长 18.16m。坡道封闭段净宽 4.2m，净高 3.5m，全长 20.98m。坡道敞开

2、段净宽 4.2m，全长 41.15m。 二、施工方案 旅客地道基坑开挖深度为 8m，针对现场实际开挖情况，节约工程造价，合理布局，综合考虑，采用钢板桩及锚杆进行支护。锚杆设置三排，第一排在 2 m，长度 18m，第二排在 4.5 m，长度 17m，第三排在 7，长度16m，设冠梁。 三、旅客地道钢板桩检算 （一）内力及位移计算 共 3 层支点，支点计算数据如下： 共计算 4 个工况，各支点在各个工况中的支点力如下（单位为 kN）：各工况的最大内力位移如下： 全部工况下的最大内力位移如下： （二）抗隆起、抗倾覆验算结果 1、按地基承载力验算抗隆起 计算的抗隆起安全系数为：17.59，达到规范规定

3、安全系数 2.00，合格。 2、按滑弧稳定验算抗隆起 计算的抗隆起安全系数为：2.39，达到规范规定安全系数 2.00，合格。基坑底最大隆起量为 1.00cm。 3、 验算抗倾覆稳定 计算的抗倾覆安全系数为：2.39，达到规范规定安全系数 1.15，合格。 （三）旅客地道钢板桩截面强度验算 钢板桩最大弯矩为 23.1 kN.m；钢板桩最大剪力为 47.7kN；钢板桩面积为 3550 mm2；钢板桩截面抵抗矩为 237000 mm3；钢板桩抗弯强度fy= 215 N/mm2。 抗弯强度合格！ 四、旅客地道锚杆计算 （一）第一阶段，第 1 层拉锚的计算： 参照规范要求，锚杆的水平拉力设计值取支点水

4、平计算力乘以侧壁重要系数的 1.25 倍。 Td= 1.25 x 1.1 x 250.00 =343.75 1、锚杆轴向受拉承载力设计值计算公式 其中 Nu 为锚杆轴向受拉承载力设计值（kN） ；Td 为锚杆水平拉力设计值，取 343.75kN； 为锚杆与水平面的倾角， ，取 15.00。 经过计算得到锚杆设计的轴向拉力计算值 Nu=343.75/cos15.00o=355.88kN 2.锚杆锚固段长度计算公式 其中 d 为锚固段直径，计算中取 150mm；s 为锚杆轴向受拉抗力分项系数，计算中取 1.30；qsik 为锚杆穿过土层与锚固体的极限摩阻力标准值 锚杆锚固段长度的计算过程： 假定锚

5、固段初始长度为一个大值，如 100m，再按二分法原理快速逼近真解 计算出的锚固段长度 Lm= 12.07 m 按土层分段验算锚固长度所提供的锚固力如下： Lm=3.1415927x0.15x（1.95x75.00+3.86x95.00+4.26x110.00）/1.30355.88 kN =Nu 3、锚杆自由段长度计算公式 其中 Lt 为锚杆锚固点与土压力强度零点间的距离。 锚杆自由段长度的计算：Lf=6.59sin（45o-28.22o/2）/sin（45o+28.22o/2+15.00o）=3.52m 按照国家规程构造要求，锚杆自由段长度小于 5m 时取 5m。 4、锚杆总长度计算公式 锚

6、杆总长度的计算： L=5.00+12.07=17.07m 5、锚杆杆体计算公式 所需钢筋面积 As = 355880.00/1000.00 = 355.88 mm2 所需钢筋根数 = 355.88/（3.14159266 / 4. x 15.00 x 15.00） = 2.00 取整，即 2 根 （二）第二阶段，第 2 层拉锚的计算： 由以上算法可得： 1、锚杆锚固段长度 Lm= 11.14 m 2、锚杆自由长度 Lf=2.18m，按照国家规程构造要求，锚杆自由段长度小于 5m 时取 5m。 3、锚杆总长度 L=5.00+11.14=16.14m 4、锚杆所需钢筋根数 = 1.61 取整，即

7、2 根 （三）第三阶段，第 3 层拉锚的计算： 由以上算法可得： 1、锚杆锚固段长度 Lm= 10.35 m 2、锚杆自由长度 Lf=0.85m，按照国家规程构造要求，锚杆自由段长度小于 5m 时取 5m。 3、锚杆总长度 L=5.00+10.35=15.35m 4、锚杆所需钢筋根数 = 1.61 取整，即 2 根 五、钢板桩施工方法 （一）定位放线 按施工图首先确定基坑开挖边线，用白灰撒线确定基坑范围，然后在白灰线上按间距 300mm 确定钢轨桩位置，并定白灰点。 （二）钢轨桩运输堆放 施工前，按事先确定好的施工顺序将半成品桩运输至指定位置，应以打拔桩机以最短时间完成一次打桩确定最佳堆放位置

8、，以堆放中心到支护位置距离 1020m 为宜。 （三）打桩 用液压振动打桩机将 12.5m 长钢桩自行吊起按施放好的桩位进行振动压入，压入桩的垂直度控制在 1%L 范围内，且保持桩上表面在同一标高内，并与地面平齐。 （四）拔桩 工程达到回填标准时进行拔桩，拔桩采用间隔式拔法，以避免大面积破坏原状土。 （五）冠梁 桩顶设冠梁，600600，配筋两侧各 420，上下各 116，箍筋8200，C30 混凝土。 六、锚杆施工方法和技术措施 （一）施工准备 1、施工作业前，根据设计要求和土层条件，定出孔位，做出标记。 2、作业面场地要平坦、坚实、有排水沟，场地宽度大于 4m。 3、钻机就位后，应保持平稳

9、，导杆或立轴与钻杆倾角一致，并在同一轴线上。 4、钻进用的钻具，采用地质部门使用的普通岩芯钻探的钻头和管材系列，为了配合跟管钻进，应配备足够数量的长度为 0.5-1.0m 的短套管。（二）钻进注浆锚杆体跟进 锚杆的施工应采取钻进、注浆、搅拌锚杆体跟进一次完成的方法。送浆泵的压力应为 1.5MPA；注浆材料选用 P.O32.5R 水泥，水灰比为 0.7水泥浆液应搅拌均匀，并在出凝前注浆完毕，为加快施工速度，加入早强减水剂（HSM） ，掺量为水泥用量 2%。 施工时使锚杆体跟进，并保证钢绞线不缠绕在钻杆上，防止反循环退出钻杆时带出钢绞线。边退出钻杆边注浆，直至水泥浆从孔口溢出，退出钻杆，锚杆施工完

10、成。 （三）腰梁安装 施工锚杆时现场制作腰梁，采用 2 根 I18b 工字钢钢焊接为一体，在两腰梁间灌入 C20 砼，防止腰梁扭曲，变形。 （四）锁定张拉 1、锚头台座的承压面应平整， 并与锚杆轴线方向垂直； 2、锚杆张拉前应对张拉设备进行标定； 3、锚杆张拉时应有序进行，张拉顺序应考虑临近锚杆的相互影响，所以在砼桩侧应从一端开始隔根张拉后再返回重新在隔根张拉. 4、锚杆正式张拉前， 应取 0.1-0.2 轴向拉力设计值 NT 对锚杆预张拉 1-2 次， 使杆体完全平直，各部位接触紧密. 5、锚杆张拉至 1.0 设计值 NT 保持 2min，然后卸荷至锁定设计值0.8NT，张拉荷载和位移观测时

11、间见下表： （五）锚杆试验 工程锚杆灌浆后不少于 7 天，锚杆浆体达到规定张拉强度 75%方可进行锚杆试验。锚杆试验采用工程用锚杆进行锚杆抗拔试验，锚杆抗拔验收试验依照国家规范要求进行。 七、基坑监测 （一）监测目的 深基坑的安全与稳定直接关系到基坑本身及周边道路的安全，根据深基坑支护有关规范要求：地下部分施工阶段必须对支护系统和周边环境进行监测。由于岩土工程的复杂性，支护系统受到许多难以确定因素的影响，因此，在施工过程中加强水平位移监测，及时掌握支护系统及周围环境动态变化，应用监测所得的信息指导施工，是施工过程科学化、信息化，确保支护系统和周围环境安全的重要措施。 （二）监测点的布置 根据有

12、关规程规范及设计要求，结合本工程的具体情况，本监测工程布设各监测点。 支护体系水平位移：根据建筑基坑工程监测技术规范的要求，在支护结构顶埋设位移观测点，间距：20m。其中每段在基坑两侧各设 1个观测站， ，埋设观测基准点 2 个。 （三）监测基本方法 1、监测内容 （1）支护结构侧向水平位移。 （2）周围土体观测。 2、水平位移量测 （1）采用视准线法，设视准线，在视准线两端设置基准点，在线上设位移观测点。基准点设在稳定地点，观测点设在支护结构上，测量时用经纬仪测各位移观测点相对视准线的偏离值，即测点水平位移值。 （2）观测 位移监测从基坑挖土开始，基坑开挖期间，进行监测，当位移变化较大或有突变时，及时反馈给现场管理人员，进行险情预报。由有经验的技术员进场进行施工现场肉眼巡视，检查支护结构施工质量，一旦出现问题及时处理。 八、经验总结 对于施工场地狭窄，工作无法开展的施工场所，钢板桩围堰提供了较好的支护方法。 参考文献 1钢板桩工程手册 作者：欧领特 人民交通出版社 2岩土工程勘察规范 GB50021-2001 3建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99 4建筑地基基础设计规范 GB50007-2002 5铁路路基支挡设计规范 TB 10025-2001