扶壁挡土墙基坑钢板桩支护方案文档格式.docx
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c(kpa)
内摩擦角
φ(度)
压缩模量
Es(MPa)
变形模量
[Eo(MPa)]
基底摩
擦系数
μ
渗透系数
k(cm/s)
①2
填土
70
18.4*
7.0*
10.0*
3.0
/
②
粉质粘土
260
20.3
37.6
13.1
7.57
0.30
7.5*×
10-6
③
砾石
350
21.5
[36.0]
0.35
1.8*×
10-1
4、场地水文地质条件概况
拟建场地在勘察期间测得地下水位埋深1.0~1.2米,高程在11.10~12.10米之间。
第①1层填土和第①2层填土含少量上层滞水,主要接受大气降水补给为主,水量较小。
承压水主要赋存于第③层砾石中,埋深11.80~12.30米,高程0.40~1.10米,补给方式以大气降水和地下迳流为主,该层透水性强,富水性中等,水量中等。
根据临近场取地表水水样水质资料分析测试报告,该场地地下水和土对建筑材料微腐蚀性,水位年变化幅度为0.50~1.00米左右。
三、基坑支护设计
1、设计原则
(1)、满足基坑安全使用功能的要求。
(2)、可操作性强,切实能指导施工。
(3)、确保周边环境(地下管线、周边建筑物)的安全。
(4)、施工速度快,节约工期,降低造价。
2、基坑支护设计方案施工主要材料及设计技术参数
本工程设计方案采用钢板桩排桩+锚杆支护形式,主要施工材料及设计技术参数如下:
(1)、拉森式钢板桩:
规格为400x360x14.8x10㎜,每延米板桩截面面积为236cm2,为每延米板桩壁惯性矩39600cm4,每延米板桩抗弯模量2200cm3,桩长10.5m,打桩全线长度为260m。
(2)、锚杆:
锚杆直径ф150㎜,锚杆体钢绞线强度为1860级,直径Φ15.20㎜,预应力钢筋弹性模量2.0x105MPa,土与锚固体粘结强度分项系数1.3,锚索材料弹性模量为1.95x105MPa,灌浆砼为C30,灌浆砼的弹性模量3.0x104MPa。
锚杆设置表如下:
锚杆编号
水平距离(m)
竖向间距(m)
入射角(°
)
总长(m)
锚固段长(m)
1
2.0
2.5
15
14.5
8.0
2
18.0
12.0
(3)、锚杆腰梁:
2根I16#工字钢。
(4)、横檩支撑钢板:
规格为槽钢30a,水平布置两排。
3、结构计算内容
(1)、整体稳定计算
(2)、锚杆锚固长度计算
(3)、抗倾覆稳定计算
(4)、抗隆起稳定计算
(5)、嵌固及桩长计算
计算简图如下:
4、结构计算软件及施工工况
(1)、计算软件采用理正深基坑7.0版本。
(2)、本次计算采用5种施工工况,工况表如下:
工况名称
工况内容
工况1
从路面标高开始,向下开挖2.5m。
工况2
加横檩支撑1、加锚杆1。
工况3
继续向下开挖2.5m。
工况4
加横檩支撑2、加锚杆2。
工况5
继续向下开挖3.5m,至基坑底部。
四、基坑支护施工方案
1、钢板桩施工技术质量保证措施
(1)、场地平整,清除障碍物
进入施工现场,首先配备钩机将场地平整,在施工范围内清除地下及地上障碍物;
(2)、放线定位
按设计要求,基坑开挖边线,以确保点位准确。
(3)、拉森式钢板桩施工
1)、施工准备完成以后,机械液压振动打拔桩机(设备型号:
坤行350)进入现场,按预先定好的桩位将钢板桩振动压入,保证钢板桩垂直度。
2)、打桩前,在钢板桩的锁口涂抹油脂,以方便打入拔出。
3)、打桩时,严格控制支护桩打入的垂直度在打桩过程中,为保证钢板桩的垂直度,用两台水准仪在两个方向上进行控制;
为防止锁口中心线平面位移。
4)、水平位置的控制,采用双向控制,施工前将支护桩位置撒灰线,然后每间隔10米左右打1根支护桩,在支护桩上挂线,确保支护桩前后位移不超过5㎝。
在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%,当偏斜过大不能用拉齐方法调正时,拔起重打。
5)、钢板桩施打采用屏风式打入法施工。
屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸,打入精度高。
施工时,将10~20根钢板桩成排插入导架内,使他呈屏风状,然后再施打。
通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度,并严格控制垂直度。
屏风式打入法的施工顺序有正向顺序、逆向顺序、往复顺序、中分顺序、中和顺序和复合顺序。
施打顺序对板桩垂直度、位移、轴线方向的伸缩、板桩墙的凹凸及打桩效率有直接影响。
因此施打顺序是板桩施工工艺的关键之一。
其选择原则是:
当屏风墙两端已打设的板桩呈逆向倾斜时,应采用正向顺序施打;
反之,用逆向顺序施打;
当屏风墙两端板桩保持垂直状况时,可采用往复顺序施打;
当板桩墙长度很长时,可用复合顺序施打。
总之,现场应根据实际情况变化施打顺序,采用一种或多种施打顺序,逐步将板桩打至设计标高。
6)、打完桩后,按设计工况开挖地面,逐一施加横檩支撑钢板,采用角铁焊接在拉森钢板桩钢板上,要保证焊接长度。
7)、基坑回填后,要拔除钢板桩,以便重复使用。
拔除钢板桩前,应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及土孔处理。
否则由于拔桩的振动影响,拔桩带土过多会引起地面沉降和位移,并影响路基、地下管线的安全。
1)、拔桩方法
本工程采用振动锤拔桩:
利用振动锤产生的强迫振动,扰动土质,破坏钢板桩周围土的粘聚力已克服拔桩阻力,依靠附加起吊力的作用将桩拔除。
2)、拔桩注意事项:
①根据情况确定拔桩起点,必要时用跳拔的方法,拔桩的顺序最好与打桩时相反。
②振打与振拔:
拔桩时可先用振动锤将板桩锁口振活以减少土的粘附,然后边振边拔。
③供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的1.2-2倍。
④对引拔阻力较大的钢板桩,采用间歇振动的方法,每次振动15分钟,振动锤连续不超过1.5小时。
8)、对拔桩后留下的桩孔,必须及时回填处理。
回填的方法采用填入法,材料为石屑。
2、钢板桩质量控制措施
(1)、原材料具有出厂合格证
(2)、钢板桩的质量检验标准应符合下表规定
钢板桩施工质量检测标准单位:
mm
项目
序号
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
主
控
方
法
钢板桩间距
±
50
用尺量
长度
100
一
般
项
目
钢板桩材质检验
抽样送检
垂直度
L%
3、锚杆施工技术质量保证措施
(1)、施工工艺
锚头制作→钢绞线下料→锚杆体制作→钻机就位准备→钻进注浆锚杆体跟进→反循环注浆退出钻杆→腰梁安装→锁定张拉。
(2)、施工技术措施
1)、锚头制作
锚头采用钢板焊接制作,锚头长350㎜,直径Φ150锚杆,锚头叶片展开直径不小于120㎜
2)、钢绞线下料
根据施工设计进行下料,钢绞线长度L=L0+1.0m-0.35m,
L---钢绞线下料长度;
L0---施工设计长度
施工时钢绞线外漏1.0米;
下料如下图:
锚杆设计长度
锚杆1:
14.5m;
锚杆2:
18.0m
锚杆下料长度
15.15m;
18.65m
3)、锚杆体制作、组装
待锚头制作、钢绞线下料完成后,钢绞线穿过锚盘,锚头用冷挤压对锚盘进行固定,锚杆体制作、组装完成。
4)、钻机就位,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,导杆或立轴与钻杆倾角一致,并在同一轴线上,锚杆倾角应为150。
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。
5)、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%。
使强度3天达70%。
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,锚杆施工完成。
6)、腰梁安装
施工锚杆时现场制作腰梁,采用2根I16#工字钢钢焊接为一体如下图:
7)、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间见下表:
锚杆张拉荷载分级和位移观测时间
设计长度
张拉荷载设计值(KN)
张拉荷载锁定值(KN)
荷载分级
位移观测时间(min)
荷载加速率(KN/min)
锚杆1为14.5m
120
96
0.1-0.2Nt
不大于100
0.8Nt
1.1Nt
不大于50
锚杆2为18m
170
136
4、施工质量控制措施
1)、原材料具有出厂合格证
2)、材料现场抽检试验报告满足要求
3)、施工完成后,应做锚杆拉拔实验,不同锚杆设计值各抽检一根。
4)、锚杆的质量检验标准应符合下表规定
锚杆工程质量检验标准:
检验方法
锚杆杆体长度(㎜)
+100
-30
用钢尺量
锚杆拉力设计值
设计要求
现场抗拉实验
锚杆位置(㎜)
钻孔倾角(0)
测斜仪等
3
浆体强度
检测
4
注浆量
大于理论计算浆量
检查设计数量
5
锚杆体插入长度
不小于设计长度98%
五、基坑监测
(1)、本基坑监测项目
包括支护结构的水平位移、周围地下管线的变形、地下水位、桩内力、支撑轴力、土体分层位移等。
(2)、监测点的位置及数量
①、在基坑顶部各转角处应设置沉降、倾斜及水平位移观测点;
②、地下水位的观测宜在基坑四周设四个观测井。
③、基坑底部回弹及隆起观测视现场情况确定。
(3)、监测与测试的控制指标
①、支护桩顶水平位移累计不大于30mm,位移速率不大于3mm/d。
②、周围道路及管线水平位移总量不大于30mm;
③、地下水位应低于设计指标。
(4)、监测要求
①、在围护结构施工前精确测定初始值。
②、施工中应加强对测试点及测试设备的保护,防止损坏;
③、应采取有效措施保证测试基准点的可靠性及测试设备的完好,以确保测试数据的准确性。
④、应及时向设计人员提供监测数据及最终测试评价成果,以便进行分析及采取相应的防范措施。
(5)、监测周期
从基坑土方开挖至基坑回填土。
①、在围护施工时,正常情况下,临近监测对象每2天观测1次,当日变化量或累计变化量超警戒值时,监测频率适当加密,每天观测1次。
特殊情况如监测数据有异常或突变,变化速率偏大等,适当加密监测频率,直至跟踪监测。
②、在地下结构施工阶段,各监测项目观测频率为2~3次/周,支撑拆除阶段1次/天。
六、施工质量保证措施
1、严格遵守和执行有关施工质量规范。
2、严格执行公司质量管理体系,实行“三检制”。
3、配专业质检员,具体负责质量管理工作,严格按照公司质量管理体系进行施工管理。
4、使用拼接接长的钢板桩时,拼接接头不能在同一断面上,相邻的两根桩要错开至少2米。
七、安全文明施工措施
1、机械设备操作人员和指挥人员必须严格遵守安全技术操作规程,不擅离职守。
2、机械设备发生故障后及时抢修,绝不带故障运行,不违规操作,杜绝一切机械事故。
3、进入施工场地必须佩带安全帽。
4、在基坑周边设置连续封闭的安全护栏,防止人员坠落。
5、在主要路口设置醒目的安全警示标志。
1、各施工工况内力及位移结果:
2、地表沉降量结果:
3、锚杆内力计算结果
锚杆名称
锚杆最大内力
锚杆内力
弹性法(kN)
经典法(kN)
设计值(kN)
实用值(kN)
锚杆1
78.33
56.54
107.70
锚杆2
120.06
36.11
165.09
钢绞线计算面积(mm)2
钢绞线选用型号
钢绞线使用面积(mm)2
是否满足
360
3根1x7Φ15.2
420
满足
551
4根1x7Φ15.2
560
4、整体稳定验算
计算方法:
瑞典条分法
应力状态:
总应力法
条分法中的土条宽度:
0.40m
滑裂面数据
整体稳定安全系数Ks=1.270
圆弧半径(m)R=15.305
圆心坐标X(m)X=0.096
圆心坐标Y(m)Y=8.702
5、抗倾覆稳定性验算
抗倾覆安全系数:
Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩,对于内支撑支点力由内支撑抗压力
决定;
对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
Ma——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
工况1:
序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)
1锚杆0.0000.000
2锚杆0.0000.000
Ks=12.156>
=1.200,满足规范要求。
工况2:
1锚杆152.053150.796
Ks=15.006>
工况3:
Ks=6.664>
工况4:
2锚杆246.301226.195
Ks=8.959>
工况5:
Ks=3.016>
安全系数最小的工况号:
工况5。
最小安全Ks=3.016>
6、抗隆起验算
Prandtl(普朗德尔)公式(Ks>
=1.1~1.2),注:
安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部):
Ks=1.343>
=1.1,满足规范要求。
Terzaghi(太沙基)公式(Ks>
=1.15~1.25),注:
Ks=1.515>
=1.15,满足规范要求。
式中δ———基坑底面向上位移(mm);
n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;
ri———第i层土的重度(kN/m3);
地下水位以上取土的天然重度(kN/m3);
地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3);
hi———第i层土的厚度(m);
q———基坑顶面的地面超载(kPa);
D———桩(墙)的嵌入长度(m);
H———基坑的开挖深度(m);
c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);
φ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);
r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3);
δ=51(mm)
7、嵌固深度及桩长计算
按《建筑基坑支护技术规程》圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度:
圆心(-1.161,4.887),半径=5.511m,对应的安全系数Ks=1.685≥1.3
嵌固深度计算值h0=0.5m
嵌固深度设计值hd=αγ0h0
=1.1×
1.1×
0.5
=0.605m
当前嵌固深度为:
0.605m。
依据《建筑基坑支护技术规程》,
多点支护结构嵌固深度设计值小于0.2h时,宜取hd=0.2h=1.7m。
本次设计嵌固深度取为:
2.0m。
开挖高度为8.5m,因此桩长为10.5m。
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- 挡土墙 基坑 钢板 支护 方案