钢板桩在泵站基坑支护中的应用

1、钢板桩在泵站基坑支护中的应用 摘要 基坑支护结构形式越来越多, 针对不同的基坑特点 ,选择不同的支护方式,可以起到事半功倍的效果。文章介绍大凌河污水泵站工程采用钢板桩支护基坑的工程实例着重叙述IV型拉森钢板桩和水泥土搅拌桩的施工工艺与质量控制的要点 ,并对基坑监测结果进行分析,可供同类工程参考。关键词钢板桩;水泥土搅拌桩;基坑支护;监测作者简介孙愚男,广东省电力设计研究院总承包项目管理部控制经理,工程师,工学硕士,管理学硕士,广东广州,510663中图分类号 TU47 文献标识码 A 文章编号 1007-7723(2010)02-0115-0004一、引言基坑工程是一个古老而又具有时代特点的岩

2、土工程课题。在 20 世纪 30 年代 ,Terzaghi 等人已开始研究基坑工程中的岩土工程问题。我国从20 世纪 80 年代初对基坑工程进行了广泛的研究，城市污水泵站基坑开挖深度多在610m之由于受到周边环境条件所限,在基坑平面范围以外通常不 可能有足够的空间放坡开挖 ,基坑开挖不仅要满足泵站主体工程地基持力层设计要求和泵站地下结构部分施工空间要求 ,同时还要满足周围环境安全的要求。因此,选择适当的支护方法是深基坑支护问题最关键的一步 ,直接涉及到工程的安全、造价和工期。目前常见的深基坑支护结构有桩锚 （撑）、板锚（撑 ） 、墙锚（撑） 、土钉墙、重力式墙、水泥土墙、放坡开挖等简单型式及其

3、复合结构型式等。 近年来 ,由于钢板桩具有高强、轻质、隔水性好、使用寿命长、安全性高、对空间要求低、环保效果显著等优点 ,在基坑支护中利用也越来越多。本文通过具体的工程实例 ,介绍钢板桩支护在泵站基坑中的应用 ,简单介绍钢板桩和搅拌桩的施工工艺和施工注意事项 , 可供同类工程参考。二、工程概况大陵河泵站工程位于广州市花都区广清高速公路新华入口处旁边新华净水厂内。本工程设计污水提升量 1897L/S, 扬程18.8m,泵站平面尺寸19 x 10.6m,基坑开挖深度为8.15m, 基坑支护结构采用12mW拉森钢板桩+两道内支撑，并采用两 排 500 搅拌桩止水。工程场地位于花都市，地处广花盆地，天

4、马河I级阶地。场地东侧紧邻大陵河,西侧为天马河。根据地质钻探资料,本工程的地质情况自上而下为：素填土 1.003.60m,平均2.08m; 砾砂、粗砂2.44.2m,平均3.43m;淤泥质粉质粘土 0.80 2.80m,平均1.42m;粉质粘土 1.606.30m,平均3.56m;微风化 石灰岩，基岩顶板埋深12.118.6m;部分钻孔有溶洞，洞顶埋 深14.338.3m。场地地势较低平，为地表水和地下水的径流 排泄区。 根据野外钻探资料,地下水类型主要有上层滞水、 空袭潜水和岩溶承压水;稳定水位埋深1.20m。三、支护方案的确定泵站基坑开挖深度 8.15 m,场地浅部土层为人工填土层、松散状

5、砂层、密实状砂层, 以上土层自稳能力差 ,并且泵站南侧有一栋三层楼房，距离基坑只有10m。因此，基坑开挖时应 考虑支护措施，采用12mW型拉森钢板桩支护，并分别在距离 支护结构顶面1.5m和5.0m处设置一道支撑，钢支撑采用直径 500 的钢管。 由于场地地下水位高 ,地下水发育,东西两侧分别为大陵河和天马河,地下水补给来源充足,基坑开挖时采用两排水泥土搅拌桩止水，搅拌桩直径500mm，搭接长度150mm, 要求桩端进入粉质粘土层 1.0m 。四、泵站施工(一)钢板桩施工本工程钢板桩采用IV型拉森钢板，长度12m。打桩工艺:吊桩就位、检查垂直度、放下吊锤使桩缓慢沉入土中、检查桩位和轴线、振动沉

6、桩至设计要求标高、移位、继续沉桩。为保证施工质量,施工过程中应注意以下事项 :(1)钢板桩运到工地后 ,需进行整理,清除锁口内杂物 ,对缺陷部位加以整修。对于检查合格的钢板桩,为保证其在施工过程中能顺利插拔,可在每片钢板桩锁口处均匀涂抹油脂。 (2)施工前严格按设计要求进行施工轴线控制点放样。 为保证施工质量,可用导向架来定位。 导向架设置要保证一定刚度和坚固性 ,围檩桩不能随钢板桩打设发生下沉和变形。施工中经常检查并保证导向架中心线在设计的钢板桩轴线上,若有偏离则应及时移动恢复,以确保导向架在钢板桩轴线上。 (3)基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐,避免不规则的转角 ,以便标准钢板桩

7、的利用和支撑设置,各周边尺寸尽量符合板桩模数。施工时,从一角开始逐块插打 ,每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。严格控制施工制度, 以便使打设后的钢板桩具有足够的刚度和良好的防水作用。 (4) 钢板桩拔出时,先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动12min,使钢板桩周围的土松动，产生“液化”,减少土对桩的摩阻力 ,然后慢慢地往上振拔。 拔桩时注意桩机的负荷情况,发现上拔困难或拔不上来时,应停止拔桩,可先行往下施打少许,再往上拨 ,如此反复可将桩拔出来。拔桩后留下的空隙用灌砂方法来填充。（二）搅拌桩施工基坑周边设置两排搅拌桩。搅拌桩设计桩径500mm,桩间距350mm,桩端进入粉质粘土层1.0m,每米喷入

8、水泥60kg 。 加固剂采用 32.5R 水泥 ,采用 “四搅二喷” 的施工工艺 提升速度控制在0.571.0m/min。施工工艺流程：桩机就位、 喷浆搅拌下沉、喷浆搅拌上升、重复下沉、上升至孔口、关 闭搅拌机并移位。 为保证施工质量,在施工中严格按设计要求和有关施工规范、规程进行。从原材料进场开始至搅拌桩施 工结束的每一道工序都严把质量关。施工过程中应特别注意 以下几点 :1 .施工前现场地面应予平整; 设备就位后,必须平整,确保施工过程中不发生倾斜、移动。要注意保证机架和钻杆的 垂直度 ,其垂直度偏差不得大于 1%。施工中采用吊锤观测钻 杆的两个方向垂直度和用平水尺测量机架的调平情况,如发

9、现偏差过大,及时调整。2 .施工时，设计停浆（灰）面应高由操作面标高0.5m,在开挖时应将该施工质量较差段挖去。如继续搅拌时应下沉或提升0.5m,达到搅拌均匀。3 .制备好的水泥浆不得有离析现象,停置时间不得超过2 小时。 浆液倒入集料斗时应加筛过滤,以免残碴损坏或堵管。泵送浆液前,应保持浆液管湿润, 以利输浆。4 .施工前确定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间。 用流量泵控制输浆速度,使注浆泵出口压力保持在0.40.6MPa,并使搅拌提升速度与输浆速度同步进行。严格按设计确定的参数控制喷浆量和搅拌提升速度 ,采用少量多次喷浆的方法,保证四次搅拌,搅拌过程中均喷水泥浆。

10、为保证施工质量、提高工作效率和减少水泥浪费 ,应尽量连续工作。 输浆阶段必须保证足够的输浆压力 ,连续供浆。一旦因故停浆 ,为防止断桩和缺浆,应将搅拌头下沉到停浆点 0.5m 以下,待恢复供浆后再喷浆搅拌;如停工 40分钟以上 ,必须立即进行全面清洗,防止水泥在设备和管道中结块,影响施工。5 .施工中应尽量避免硬接驳,相邻桩搅拌间隔时间不宜超过 24h 。 如遇有硬接驳时 ,应采用补救措施,如错接和补桩等方法加以处理,保证挡墙连接的整体性。6 .注意前台操作机和后台供浆的密切配合,互相联络的信号必须明确。 前台操机喷浆下沉,提升的次数和速度必须符合规定的施工工艺。后台供浆必须连续,一旦需要停浆,必须立即通知前台 , 以免造成断桩。（三）土方开挖和钢支撑施工围护结构施工时先施工钢板桩,再进行搅拌桩施工。围护结构施工完毕后进行挖土,先挖基坑四周的土方,安装围檩,然后边挖边撑,挖到离地面1.5m 处施工第一道支撑,严禁超挖