支护钢管桩施工方案

1 一 工程概况一 工程概况 该工程位于新野县文化广场西侧 北距书院西路约 100 米 左右 拟建建筑物共 4 栋 1 楼高 25 层 2 楼高 19 层 均有 一层地下室 其中 1 楼基坑开挖深度 7 8 米 2 楼基坑开挖深 度 6 8 米 拟建场地交通便利 工程环境条件较好 为了施工安全 按照 建设工程安全生产管理条例 规定 按照 建设工程安 全生产管理条例 之规定 特制定本方案进行基坑支护 附 钢管护坡桩平面位置图 二 工程地质与水文地质条件二 工程地质与水文地质条件 2 12 1 工程地质条件工程地质条件 根据岩土工程勘察报告 地质情况如下 杂填土 Qml 灰褐色 褐黄色 松散 稍湿 上部含少量混 凝土块 砖瓦碎片杂质 下部主要成份以粉土为主 含少量植物根 系数 该层土在场地内均有分布 与下伏土层呈突变接触 层底埋 深 0 6 0 9m 层厚 0 6 0 9m 平均层厚 0 7m 粉土 Q4al pl 黄褐色 稍湿 稍密状 干强度差 韧性低 轻微摇震反应 光泽反应较差 土体中含少量暗红色铁锰质结核及 黑色染斑 该层土在场地内均有分布 与下伏土层呈突变接触 层 底埋深 3 7 4 0m 层厚 2 8 3 1m 平均层厚 3 0m 2 细砂 Q4al pl 黄色 稍湿 饱水 稍密 上部含少量泥质 成份 砂粒成份以石英 长石为主 砂中含少量云母及其它暗色矿 物质 局部地段夹约 10 20cm 左右的粉土薄夹层 呈透镜体状 该 层土在场地内均有分布 与下部伏土层呈渐变接触 层底埋深 6 5 7 1m 层厚 3 2 4 1m 平均层厚 3 7m 中砂 Q4al pl 黄色 饱水 稍密状 成份以石英岩 石英 砂岩为主 砂粒成份以石英 长石为主 砂中含少量云母及其它暗 色矿物质 该层土在场地内均有分布 与下伏土层呈渐变接触 层 底埋深 17 1 17 8m 层厚 10 1 10 5m 平均层厚 10 4m 粗砂 Q3al pl 黄褐色 饱水 中密 砂粒成份以石英 长 石为主 偶见砾石 分选均匀 该层在本场地内均有分布 与下伏 地层呈渐变接触 层底埋深 19 4 19 8m 层厚 1 9 2 3m 平均层厚 2 2m 含砾粗砂 Q2al pl 黄褐色 饱水 中密 密实 砾石含量 约 10 左右 成份以石英岩 石英砂岩为主 粒径约在 0 2 0 4cm 左右 磨圆度一般 砂粒成份以石英 长石为主 分选性一般 级 配不良 该层土在场地内均有分布 与下部土层呈渐变接触 层底 埋深 30 1 30 7m 层厚 10 5 11 0m 平均层厚 10 8m 泥质含砾粗砂 Q2al pl 灰黄色 饱水 密实 泥含量约 25 3 28 9 左右 成份以石英岩 石英砂岩为主 呈半胶结状 该 3 层土在场地内均有分布 与下部土层呈渐变接触 层底埋深 39 4 39 8m 卵石层厚 8 9 9 8m 平均层厚 9 8m 含卵砾砂 Q1al pl 黄褐色 饱水 密实 卵石含量 18 8 21 3 左右 卵石成份以石英岩 石英砂岩为主 直径约在 2 10cm 左右 磨圆度较差 该层层底未揭穿 最大揭露厚度 10 5m 2 22 2 水文地质条件水文地质条件 本次勘察期间实测场地内地下水静止水位埋深 5 1m 左右 地下 水年变幅 1 0 2 0 米 地下水对混凝土结构具微腐蚀性 对钢筋混 凝土结构中钢筋具微腐蚀性 对钢结构具弱腐蚀性 2 32 3 地层概化及各土层设计参数选取地层概化及各土层设计参数选取 为便于分析和计算 整个场地各层土的厚度及物理力学指 标均按勘察报告中提供的平均值取用 根据业主提供的勘察报告 参照 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 99 参考数据 该场地基坑支护设计参数按下表选取 基坑支护设计参数取值表基坑支护设计参数取值表 C 报告取值 层 号 地层名称 层厚 m k KN m2 fk Kpa ES Mpa CK Kpa K 度 粉土3 017 2100 6 210 417 0 细砂3 710140 5 6026 中砂10 410160 7 0025 7 三 周边环境状况三 周边环境状况 该基坑周边环境具体情况如下 4 号楼西侧 基坑西侧距围墙约 5 7 米左右 号楼西侧 基坑西侧距围墙约 9 米左右 因此 根据基坑开挖深度 场地工程地质与水文地质条件 及周边环境状况 按照 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 99 标准 判定本基坑的安全等级为二级 四 深基坑支护类型选择四 深基坑支护类型选择 深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定 而且要满足变 形控制要求 以确保基坑周围的建筑物等的安全 如今支 护结构日臻完善 出现了许多新的支护结构形式与稳定边 坡的方法 根据本工程实际情况 采用锚杆支护的同时 东坡距 6 层楼建筑物较近 可采用钢管桩 喷锚的支护形式 东坡 钢管桩挡土的支护结构布置如下 1 钢管桩直径 108mm 桩距 0 5 2 钢管桩采用 2 排 间距为 0 0 4m 梅花形布置 3 钢管打入以后采用高压注浆 使沙层和 钢管胶结 增加边坡稳定性 钢管内部沙浆密实 增加钢 管桩的钢性 五 深基坑支护土压力五 深基坑支护土压力 深基坑支护是近些年来才发展起来的工程运用学科 5 新的完善的支护结构上的土压力理论还没有正式提出 要 精确地加以确定是不可能的 而且由于土的土质比较复杂 土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关 要 精确地确定也是比较困难的 目前 土压力的计算 仍然 是简化后按库仑公式或朗肯公式进行 常用的公式为 主动土压力 E 1 2 H2tg2 45 2 2CHtg 45 2 2C2 式中 E 主动土压力 KN 土的容重 采用加权平均值 H 挡土桩长 m 土的内摩 擦角 C 土的内聚力 KN 被动土压力 EP 1 2 t2KPCt 式中 EP 被动土压力 KN t 挡土桩的入土 深度 m KP 被动土压力系数 一般取 K2 tg2 45 2 由于传统理论存在些不足 在工程运用时就必须作经 验修正 以便在一定程度上能够满足工程上的使用要求 这也就是从以下几个方面具体考虑 1 土压力参数 尤其抗剪强度 C 的取值问题 抗 6 剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法 前者采 用总应力 C 值和天然重度 或饱和容量 计算土压 力 并认为水压力包括在内 后者采用有效应力 C 及 浮容量 计算土压力 另解水压力 即是水土分算 总应 办法应用方便 适用于不透水或弱透水的粘土层 有效应 力法应用于砂层 2 朗肯理论假定墙背与填土之间无摩擦力 这种假设 造成计算主动土压力偏大 而被动土压力偏小 主动土压 力偏大则是偏安全的 而被动土压力偏小则是偏危险的 针对这一情况 在计算被动土压力时 采用修正后的被动 土压力系数 KP 因为库仑理论计算被动土压力偏大 因此 采用库仑理论中的被动土压力系数擦角 克服了朗肯理 论在此方面的假定 可以求得修正后的 KP 是 KP Cos DCos KF Sin o Sin o 2 式中是按等值内摩擦角计算 对粘性土取 D 是根 据经验取值 一般为 1 3 2 3 3 用等值内摩擦角计算主动土压力 在实践中 对于 抗深在 10m 内的支护计算 把有粘聚力的主动土压力 E 计算式为 E 1 2CHtg2 45 2 2C2 7 用等值内摩擦角时 按无粘性土三角形土压力并入 o E 1 2 H2tg 45 2 而 E E 由此可得 tg 45 SX o2 rH2tg2 45 2 4CHtg 45 2 4C2 r2rH2 4 深基坑开挖的空间效应 基坑的滑动面受到相邻边 的制约影响 在中线的土压力最大 而造近两边的压力则 小 利用这种空间效应 可以在两边折减桩数或减少配筋 量 六 钢管桩的设计六 钢管桩的设计 该工程支护结构主要采用钢管桩的设计方案 桩的直 径为 108mm 桩间距为 0 5m 考虑基坑附近建筑物的影响 支护设计时 参照部分支护结构设计的相关情形取地面均 布载荷 q 10KN m 1 桩上侧土压力 桩后侧主动土压力 因为桩后土 为三层 素填土 粉质粘土 粉质粘土 所以计算时采用 加权平均值的 C 21 32 得 E 4 7H2 2 76H 108 49 桩前侧被动土压力 因为桩前侧土为两 层 粘土层 粉质粘土层 所以计算时应采用加权平均 值的 C 得 EP 33 89676t2 104 5t 8 均布载荷对桩的侧压力 由公式 Eq qKaH 得 Eq 18 672H 2 桩插入深度确定 计算前须作如下假设 1 锚 固点 A 无移动 2 钢管桩埋在地下无移动 3 自由 端因较浅不作固定端 按地下简支计算 3 建立方程 对铰点 锚固点 A 求矩 则必须满足 MA 0 所以有 1KEP 23t h a Eq 23 h t a Ep h t2 q 式中 K 为安全系数 取 2 得 8 31t3 82 97t2 138 75t 114 12 4 插入深度及柱长计算 根据实际情况 t 取最小正解 t 2 99m 6 根据 建筑结构设计手册 及综合地质资料 取安 全系数为 1 2 所以桩的总长度为 L h 1 5t 6 1 2 2 99 16 99 m 7 锚拉力的计算 由于桩长已求出 对整个桩而言 由于力平衡原理可以求出 A 点的锚拉力 FA 0 即 9 E Eq Ep TA 取 t 2 99 解得 TA 194 35 KN 七 结论七 结论 因此支护钢管桩桩长为 17 米 钢管护坡桩的布置见附 图 八 八 场地条件及场地布置场地条件及场地布置 1 施工用电 用水 临时设施 2 本工程砂浆现场搅拌 设二台注浆机 三台 SH30 钻机 九 施工组织机构及管理九 施工组织机构及管理 为实现优质高效 安全低耗完成施工任务 设立项目经理 负责制的项目经理部 对本工程进行项目法施工管理 人员组织及劳动力配置情况见下表 序号工序工种数量 备注 1 钻机操作机械工 3 2 水泥浆搅拌专业 3 3 注浆专业 3 4 钢管及钢筋制作电焊工 1 相互配 合 调 整作业 10 十 十 施工主要机械设备施工主要机械设备 施工主要机械设备见下表 序号规格名称型号规格数量备注 1 钻机 SH303 2 搅拌机 3503 3 电焊机 315A1 十一 施工进度计划十一 施工进度计划 预计每天完成 13 根桩 15 天完成全部工作量 十二 施工技术十二 施工技术 1 1 施工方法 施工方法 根据设计的技术参数 场地的工程地质条件 结合以往我 公司施工的类似工程经验 本工程的工程桩施工拟采用 SH30 原 土自然造浆护壁成孔 300 公斤大锤强夯措施 保证成桩质量 2 2 施工工艺施工工艺 施工工艺 测量定位 钻机就位 钻进成孔 打入 钢管 注浆 桩头钢筋串联焊接 11 十三 施工质量保证措施十三 施工质量保证措施 1 现场准备好各种类型的孔内事故处理工具 备足施工原 材料和器具 设备配件 2 现场水 电须接到位 并确保水 电畅通无阻 3 成孔施工质量措施 A 做好桩位超前测定 并使用钢钎对桩位附近地基土进行 地下障碍物探测 确保施工顺利进行 B 钻机安装必须做到对中 水平 稳固 天车中心 转盘 中心与桩位中心必须保持 三点一线 钻进时经常检查钻机 安装水平变