扶壁挡土墙基坑钢板桩支护方案.docx
- 文档编号:23010729
- 上传时间:2023-04-30
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:123.75KB
扶壁挡土墙基坑钢板桩支护方案.docx
《扶壁挡土墙基坑钢板桩支护方案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《扶壁挡土墙基坑钢板桩支护方案.docx(21页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
扶壁挡土墙基坑钢板桩支护方案
扶壁式挡土墙基坑钢板桩支护
专项施工案
**********
工程项目经理部
1、编制依据及规?
2、工程施工概况?
3、基坑支护设计?
4、基坑支护施工案?
5、基坑监测?
6、施工质量保证措施?
7、安全文明施工措施?
附:
基坑支护计算结果
一、编制依据及规
1、相关设计施工图纸
2、《岩土工程勘察报告》
3、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—2012)
4、《建筑地基基础设计规程》(GB50007—2002)
5、《建筑地基处理技术设计规程》(JGJ79-2002、J220—2002)
6、《锚杆喷射混凝土支护技术规》(GB50086-2001)
7、《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2003)
二、工程施工概况
1、工程概况
在桩号K2+720〜K2+980路段,道路右侧为泄洪通道,泄洪道外侧为厂房,本次改造工程实施后需占用泄洪渠,为避免占用泄洪通道,道路右侧设置薄壁式挡土墙,沿线道路右侧边缘设计高程位置距泄洪道床底约为7.1米,考虑挡土墙基础埋深不小于1米,挡土墙高度取为8.5米,为满足结构抗滑移稳定性要求,基底下设置有高0.4米的榫块。
此段扶壁挡土墙处在现有泄洪沟中间,泄洪沟左侧为老路路基,目前加之基坑开挖较深,属于深基坑开挖,开挖且不能扰动原路路基,拟采用钢板桩+桩锚杆支护基坑案。
2、边环境概况
1、支护围无重要的建筑物和构筑物。
2、本次案拟定路面以下2.5m开始打入锚杆,经管线单位确认和现场实际调查,2.5m以下无管线。
3、工程地质概况
该建筑场地位于位于大道(原206国道),呈东低西高,黄海高程在12.5~15.5米之间,地貌单元属长江II级阶地。
根据岩土工程勘察资料揭示,在基坑支护围地层共分3层,对各
层结构及特征描述如下表:
层
号
岩土名称
承载力特征值fak(KPa)
天然容重
YKN/m3)
粘聚力
c(kpa)
摩擦角
机度)
压缩模量
Es(MPa)
变形模量[Eo(MPa)]
基底摩擦系数
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*X10-6
③
砾
350
21.5
/
/
[36.0]
0.35
1.8*X10-1
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层砾中,埋深11.80~12.30米,高程0.40~1.10米,补给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)、确保边环境(地下管线、边建筑物)的安全。
(4)、施工速度快,节约工期,降低造价。
2、基坑支护设计案施工主要材料及设计技术参数
本工程设计案采用钢板桩排桩+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伽,每延米板桩截面面积为236cm2,为每延米板桩壁惯性矩39600cm,每延米板桩抗弯模量2200cm,桩长10.5m,打桩全线长度为260m。
(2)、锚杆:
锚杆直径巾150mm,锚杆体钢绞线强度为1860级,直径①15.20m,预应力钢筋弹性模量2.0x10MPa,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
2.0
2.5
15
18.0
12.0
(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,在施工围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,以便打入拔出。
3)、打桩时,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5cm。
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,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,应仔细研究拔桩法顺序和拔桩时间及土处理。
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,必须及时回填处理。
回填的法采用填入法,材料为屑。
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
检杳项目
允偏差或允值
检查法
主
控
法
1
钢板桩间距
±50
用尺量
2
长度
±100
用尺量
般项目
1
钢板桩材质检验
抽样送检
2
垂直度
L%
用尺量
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350mm,直径①150锚杆,锚头
叶片展开直径不小于120m
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
锚杆1:
15.15m;锚杆2:
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法。
送浆泵的压力应为1.5MPA;注浆材料选用P.O32.5R水泥冰灰比为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116#工字钢钢焊接为一体如下图:
7)、锁定拉
1、锚头台座的承压面应平整,并与锚杆轴线向垂直;
2、锚杆拉前应对拉设备进行标定;
3、锚杆拉时应有序进行,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拉后再返回重新在隔根拉.
4、锚杆正式拉前,应取0.1-0.2轴向拉力设计值NT对锚杆预拉
1-2次,使杆体完全平直,各部位接触紧密.
5、锚杆拉至1.0设计值NT保持2min,然后卸荷至锁定设计值
0.8NT,拉荷载和位移观测时间见下表
锚杆拉荷载分级和位移观测时间
设计长度
拉何载设计
值(KN)
拉荷载锁定
值(KN)
何载分级
位移观测时
间(min)
荷载加速率
(KN/min)
锚杆1为
14.5m
0.1-0.2Nt
2
不大于100
120
96
0.8Nt
2
不大于100
1.1Nt
2
不大于50
锚杆2为
18m
0.1-0.2Nt
2
不大于100
136
0.8Nt
2
不大于100
1.1Nt
2
不大于50
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:
项
目
序号
检杳项目
允偏差或允值
检验法
主
控
1
锚杆杆体长度(伽)
+100
-30
用钢尺量
项
目
2
锚杆拉力设计值
设计要求
现场抗拉实验
般
项
目
1
锚杆位置(mm)
±100
用钢尺量
2
钻倾角(0)
±1
测斜仪等
3
浆体强度
设计要求
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%
用钢尺量
五、基坑监测
(1)、本基坑监测项目
包括支护结构的水平位移、围地下管线的变形、地下水位、桩力、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、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措施。
(5)、监测期
从基坑土开挖至基坑回填土。
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/,支
撑拆除阶段1次/天。
六、施工质量保证措施
1、格遵守和执行有关施工质量规。
2、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,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。
基坑支护计算结果
1、各施工工况力及位移结果:
..S71E"上
§5!
4書'
莎f
飪6€了-<08巒g'
(LwrGi亀——“峠一:
..一点匚〉;丄氏倬上
念3—萱孝S&;・-営一CH
§;1$一阳一
疋世—丄S曽?
)3^5!
AST-
-ALD汨j【S——W》,L.
&§〉—^ti丄更一寓:
;r--臣T
=.亠.E
SB-ies-£一程,丄stH
盒)iww致-〒丄建上si
C6TS);心SG上
U-VZIP;二-
303—§?
「4=LDai」壽—山专
^s-s!
a^s"~
&-8l'A37^
区舘:
丄®672
(蛊-fr®:
丄M屋7J
僉-£■}丄器一TJ
宀aldm」绘hiLrJ"A
宀svc!
想霽匕
•|辿—2:
:
■67x7■
£s舷.t
S8I4HE
§iEw
£-?
-Alv-
-厂亦z—i.s.5itU东Y缶羞匕
占tru.-l'IJ藹丄$
2、地表沉降量结果:
3、锚杆力计算结果
锚杆名称
锚杆最大力
锚杆最大力
锚杆力
锚杆力
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
107.70
锚杆2
120.06
36.11
165.09
165.09
锚杆名称
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
锚杆1
360
3根1x7①15.2
420
满足
锚杆2
551
4根1x7①15.2
560
满足
4、整体稳定验算
輾「1
jTxxj*-.-■■.■■■-■■■"■.■■T--
计算法:
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
KsMa
Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩,对于支撑支点力由支撑
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:
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号
支锚类型
材料抗力(kN/m)
锚固力(kN/m)
1
锚杆
0.000
0.000
2
锚杆
0.000
0.000
4970.4150.000
Ks一408.861一
Ks=12.>=1.200,满足规要求。
工况2:
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算
序号
支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)
锚杆
150.796
4970.4151165.266
a—408^6—
Ks=15.006>=1.200,满足规要求。
工况3:
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号
支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)
工况4:
Ks=6.664>=1.200,满足规要求。
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算
工况5:
Ks=8.959>=1.200,满足规要求。
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算
Ks=3.016>=1.200,满足规要求。
安全系数最小的工况号:
工况5。
最小安全Ks=3.016>=1.200,满足规要求
6抗隆起验算
Prandtl(普朗德尔)公式(忑>=1.1〜1.2),注:
安全系数取自《建筑基坑工程技
术规》YB9258-97(冶金部):
LjDNqeNc
Ks7hDq
Nqtan45。
&
2
2
9.604
3.142tan9.604
Nq
tan452
e
2.383
NeNq1
1
tan卩
1
Ne2.38318.174
tan9.604
20.3002.0002.38322.858
8.174
Ks19.6308.5002.0005.000
Ks=1.343>=1.1,满足规要求
Terzaghi(太沙基)公式(Ks>=1.15〜1.25),注:
安全系数取自《建筑基坑工程技
术规》YB9258-97(冶金部):
Ks
Nq
DNqcNc
tan|
Nc
2.590
1
1
tan
9.395
9.604
Ks
20.300
2.000
2.59022.858
9.395
19.630
8.5002.0005.000
Ks=1.515>=1.15,满足规要求
n
0.5
875
1
r~
D
0.04
0.54
6-
i1'
ihi
q
125
6.37(ctan
3
6
H
i1
式中S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);
桩(墙)底面处土层的摩擦角(度);
r桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3);
8751
165.55.0
36
S=51(mm)
0.5
2.00.040.54
1256.3719.637.6tan13.10
8.5
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K=1.685>1.3
嵌固深度计算值h0=0.5m
嵌固深度设计值hd=a汕。
=1.1X1.1X0.5
=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。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 挡土墙 基坑 钢板 支护 方案