二级放坡与钢板桩深基坑支护技术在地下管廊施工中的应用
国内某大型综合管廊工程, 干支线综合管廊长达70余公里, 地处城市核心区, 管廊在多个局部区域需要加深, 加深段基坑开挖深度处达13.5m。
为最大程度减少对城市交通影响, 缩减工期, 经过多方案对比实践、优化, 提出二级放坡与拉森钢板桩的深基坑支护思路, 配合管井降水措施, 不仅解决了地下水造成的安全隐患, 同时大大节约了工期, 取得了明显的经济和社会效益。
1. 工程应用概况
1.1 地质情况
管廊加深段沿线地层由上至下主要为:人工填积层、第四系全新统风积层、第四系全新统冲洪积层等组成;深基坑处于湿陷性黄土、粉质粘土及卵土层;开挖深度进入地下水面约1.5m。
1.2 支护方案
二级放坡与拉森钢板桩相结合;第一级坡率0.7, 第二级坡率0.75, 坡脚马道宽1m;支护桩采用L=12m, FSP-IV拉森钢板桩;坡面喷锚挂网防护, 坡面采用挂Φ2mm钢板网, 喷射C20细石混凝土护面, 厚度100mm;泄水孔采用Φ50PVC管制作, 长400mm, 间距2000×2000mm;坡脚设置0.3m×0.3m, C20素砼排水沟;钢管支撑采用Φ609×16的钢管, Q235, 法兰盘连接;钢围檩采用双排45B工字钢, Q345, 钢支撑间距6m, 施加预应力100k N。
1.3 降水措施
基坑顶和基坑底每隔20m设置一处降水井, 数量、位置结合现场试井情况调整。降水井钻孔外直径600mm, 井管采用Φ300mm预制无砂混凝土管, 成井深度约17m, 并视现场实际情况确定 (图1) 。
2. 工艺流程及方法
2.1 工艺流程
场地绿化迁移→围挡安装→原路面破除→地下管线迁改→管井降水→第一层土方开挖至-3.5m→第一层边坡锚喷→第二层土方开挖至-6.7m→第二层土方边坡锚喷→钢板桩施工→钢支撑安装→“退挖法”土方开挖→降水井施工→管廊施工→土方回填 (钢板桩及支撑拆除) →路面及绿化恢复。
2.2 施工方法及操作要点
2.2.1 测量施工
平面定位利用GPS, 依据中心线坐标在现场定位出管廊中心线和两侧开挖边线;沿管廊方向间隔30m布置高程控制点;开挖时水准仪跟踪测量土方标高。
2.2.2 管井降水
主要工序为:管井定位→钻机就位→钻孔→吊放井管→回填井底砂垫层→回填井管与孔壁间的细砾滤料→洗井→井管内下设水泵、安装抽水控制电路→试抽水→降水井正常工作→降水完毕封井。
2.2.3 退挖法”土方开挖
挖机采用倒退开挖的方法, 按支护方案规定的施工顺序和开挖深度自上而下、分层、分段依次进行开挖, 留好临时通道, 便于渣土车出土, 渣土运至指定弃土场。
2.2.4 坡面喷锚支护
主要工序为:机械、人工修坡→安装泄水孔→喷射第一层细石混凝土→安装钢筋网片→打入短钉→喷射第二层细石混凝土→混凝土养护。
2.2.5 拉森钢板桩施工
主要工序为:定位放线→挖沟槽→安装导梁→施打钢板桩→土方开挖至支撑底下0.5m→顶撑安装→土方开挖至设计标高→管廊施工→管廊侧壁土方回填→顶撑拆除、钢板桩拔除→基坑回填。
3. 施工过程中的注意事项
3.1 工程采用信息化施工、动态设计的方法, 根据施工中反馈的信息和监控资料完善方案, 必要时对原方案进行修改和补充;现场施工中, 必须及时执行到位。
3.2 降水方案在施工前现场抽水试验基础上, 依据水文参数适当修正后实施, 基坑开挖7天前启动整体降水, 水位应降至基底以下0.5~1.0m, 方可进行土方开挖。
3.3 钢支撑安装时, 端面和围檩接触面应垂直和平整;钢支撑在起吊就位前须进行试拼装, 并按设计长度拼装连接好, 整体起吊安装。
3.4 拆除钢支撑前, 对应的施工段混凝土强度必须满足设计要求, 设计采用的“同顶板同标号混凝土换撑”应与管廊结构形成新的支撑体系后, 方可实施钢支撑拆除作业。
3.5 基坑防护栏杆采用定型化防护围挡, 防护围挡刷黄黑相间油漆, 其间相交部位用螺栓固定;围挡立柱采用方管立柱, 每2m设置1根, 高度为1.2m。
4. 效益分析
4.1 经济效益
本方案较传统的钢筋混凝土排桩内支撑支护与水泥搅拌桩止水围幕施工方法, 工期节约25%以上, 施工成本节省20%以上;与其它常规支护方法相比, 优势更多, 经济效益十分明显。
4.2 社会效益
该管廊工程在基坑支护这一关键环节, 采用了十分优化的一级或二级放坡与拉森钢板桩相结合的深基坑支护方法, 施工速度明显加快, 加之工程创优、绿色施工等措施得到有效落实, 项目获得了国家、省、市媒体的高度关注和深度报道。
摘要：迅猛发展的城市地下综合管廊工程, 由于多处于城市中心区域, 管廊埋置较深, 基坑支护成为工程的关键。为此, 施工方在实践并优化方案的基础上, 提出二级放坡与拉森钢板桩相结合的深基坑支护思路, 配合管井降水措施, 成功应用于超深地下管廊施工中, 与其它常规支护结构形式相比, 安全可控、经济效益明显, 可为同类型工程项目借鉴。
关键词：二级放坡,钢板桩,深基坑,地下管廊
参考文献
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