某楼两侧汽车坡道基坑支护钢板桩施工方案

PAGEPAGE1410#楼两侧汽车坡道基坑支护施工方案一、工程概况xx工程10#楼位于整个标段北面，其东、西两侧为2个从北面下的自行车坡道，由于自行车坡道外侧紧靠挡土墙为4#地下车库的2#、3#汽车坡道，且2#、3#汽车坡道已经由其他施工单位完成主体结构施工，故在施工10#楼自行车坡道时需对2#、3#汽车坡道进行保护。4#地下车库南面东西两侧的2#、3#汽车坡道总长度为41.18m，其在4#地下车库内的长度为18m，伸出4#地下车库南侧外墙的长度为23.18m。其为从南面往北面下的坡度一直延伸到4#地下车库，与4#地下车库的基础底板相连接。从总平面图可见，10#楼于整个平面完全位于2#、3#汽车坡道顶端的连线以北。4#地下车库的2#、3#汽车坡道相当于一双伸出的手，将10#楼包围于其中。现2#、3#汽车坡道内侧挡墙间的净距离实测为64.78m，而10#楼外包尺寸（两侧自行车坡道外侧的挡墙外皮之间的距离即为65.43m，已经汽车坡道和重叠。后设计院调整了10#楼自行车坡道的宽度，东侧的自行车坡道宽度从2.80m调整为1.80m（轴线间距，轴线到外侧挡墙外皮均为0.125m），西侧的自行车坡道宽度从2.82调整为1.80，经调整后的10#地下室结构外包尺寸为63.41m，只比2#、3#汽车坡道剩余的净空小了1.37m，两侧均匀分布，自行车坡道外侧于汽车坡道挡墙之间的净距离仅0.68m。从4#地下车库施工图纸可见，4#地下车库±0.00相当于黄海高程7.15（以下标高均为绝对标高），其汽车坡道底板面高程在地下室南侧外墙处（A轴，北端）为4.123，往外延伸至高程7.0（南端）。10#楼±0.00相当于黄海高程6.95，的两个自行车坡道均为北高南低，即从北面往下通行。其最低点和10#楼地下室底板相接，高程为3.02，底板挖土高程为2.52，承台底挖土高程为1.92，最高点位于4#地下车库顶板上。自然地坪高程约为6.60。10#楼的自行车坡道和4#地下车库的汽车坡道成剪刀状布置。4#地下车库的两个汽车坡道总长度41.18m，其中伸出地下室外墙（A轴）的长度为23.18m，该坡道最外侧的桩承台基础位于A轴外7.75m，其外部15.43m长度的汽车坡道底板和两侧挡土墙均位于原土地基上。现东、西两个坡道均已经在A轴的挡土墙处出现了竖向裂缝，其中西侧的坡道裂缝比较严重。支护和10#楼基础、地下室施工需克服困难如下：1、土方开挖对已经完成的2#、3#汽车坡道有变形的影响；2、施工操作空间狭小；二、工程地质条件根据xx勘察院提供的《岩土工程勘察报告》，其中《勘探点平面位置图》显示，10#楼两侧的自行车坡道处均设有钻探孔，西侧为Z18、Z21，东侧为Z20、Z23。从《工程地质剖面图5-5》、《工程地质剖面图6-6》可见，各孔土层自上而下分为：①杂填土、②粘质粉土、③-1淤泥质粘土各孔位土层分布厚度见下表：自行车坡道位置土层分布表单位：米孔孔号土层Z18Z20Z21Z23层厚层面高程层厚层面高程层厚层面高程层厚层面高程①杂填土2.36.730.46.621.56.610.36.30②粘质粉土94.438.36.228.85.118.96.0③-1淤泥质粘土12.2-4.5713.1-2.0811.2-3.6912.8-2.90根据地质勘探报告，基坑开挖位于②粘质粉土层，而4个钻探孔中，最浅的③-1淤泥质粘土也位于自然地面8.70m以下。根据地质勘探报告《地基土物理力学指标数理统计表》，②粘质粉土的粘聚力c=10.4kPa，内摩擦角ψ=27.9°，重度γ=18.4kN/m3。地下水属孔隙潜水，水位高程在4.22～5.44m，水位变化主要受大气降水控制，动态变化大，一般年变化幅度在1.0-1.5m。承压水位埋深在地面以下15.0m左右。三、汽车坡道基坑支护措施根据上述情况进行了该支护工程的计算、设计，具体措施如下：1、在10#楼自行车坡道和4#地下车库2#、3#汽车坡道之间打入[28钢板桩作为支护桩，在自行车坡道底部平板且往两侧各延伸2m段钢板桩长为9m，斜坡段钢板桩长为6m，钢板桩一直延伸到两个坡道交叉点，在南侧转折段（即在自行车坡道底部平板的南端南侧）钢板桩长度8m，延伸长度为2.5m，累计单个坡道支护延伸长度约20m。在汽车坡道的另一侧间隔1m打入长度为6m钢板桩作为拉锚桩。拉锚桩和支护桩顶端外侧设Ⅰ16围檩，HYPERLINK"mailto:之间设φs11.1@1000"之间设φs11.1@1000"之间设φs11.1@1000钢绞线对拉。2、在施工中做好控制水位及变形观测工作；3、钢板桩拔除后的桩孔须立即用中粗砂加灌水泥浆封闭密实（拔一根灌一根）；四、施工方案10#楼施工的难点是要确保其东西两侧的4#地下车库的汽车坡道的土体不出现流失、位移、沉降，同时满足10#楼施工的作业面要求。（一）、场地平整将10#楼场地上堆放的钢管、模板等周转材料清理到其他区域，用挖机将整个场地平整好，利于打桩机械行走。在平整好的场地上，定出自行车坡道外侧挡墙的位置，按设计方案定出钢板桩打入的位置，两端设点。特别是在转折处，位置必须定准。将自然地坪以下1～2m深度的杂填土挖除，注意不应低于汽车坡道的底板的垫层底，可以和地板底部保持同一高度，开挖的基槽底应平整，将汽车坡道底部挑出挡墙的垫层用人工拆除。（二）、钢板桩支护、拉锚施工钢板桩施工需使用以下机械：液压振动锤、挖掘机、电焊机、气割、经纬仪、水准仪。设计方案支护采用[28b#槽钢扣打（即朝向相对，翼缘互相扣住重叠打设），但因施工进度比较紧，市场上暂无8m长的钢板桩租赁，且8m桩长插入土中仅2.6m，插入深度偏短，故采用9m长[32#槽钢替代。桩尽量靠近汽车坡道侧壁打入，以增加10#楼自行车坡道操作面。钢板桩施打采用430型专用振动打桩机（由挖掘机加振动头改装），该打桩机有夹、振、压、拔的功能。1、钢板桩检验由于本工程钢板桩用于基坑的临时支护，不对其进行材质检验，只做外观检验，对不符合形状要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端头矩形比、平直度和锁口形状等内容。检查中要注意：①、对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；②、有割孔、断面缺损的应予以补强；③、若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度，以便决定在计算中是否需要折减。原则上要对全部钢板桩进行外观检查，对不符合要求的钢板桩需进行矫正。2、钢板桩吊运及堆放装卸钢板桩宜采用两点起吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单捆起吊、专人捆扎、专人指挥。钢板桩堆放的顺序、位置、方向和平面布置应考虑到以后的施工方便，并按型号、规格、长度施工部位分别堆放，堆放的高度不宜超过2M。3、施工工艺流程场地平整→面层杂填土换土回填→测量定位→钢板桩施打→围檩施工→拉锚桩施工→拉锚杆施工→降水→主体结构施工→拔桩回灌桩孔4、操作方法⑴场地平整：因打钢板桩及围护施工的需要，将靠近汽车坡道边6m宽的场地平整好，铺垫建筑垃圾，用于钢板桩堆放、打桩机停放。⑵测量定位：在施工现场在基坑边测出钢板桩施打的控制线，同时标明钢板桩转角、桩长短变化处位置。⑶在开挖好的基槽底两端打入定位桩，定位桩点距离汽车坡道侧壁为150，点上拉线作为控制钢板桩位置的基准。有必要时，可以在基槽内设导架，用两根焊接[16#槽钢背对间距为150mm的钢架，两端先在土中打入钢管固定。⑷钢板桩施打：用挖机将钢板桩吊运到基槽内，斜放于基坑边，打桩机振动头夹口夹住钢板桩上端，拎起钢板桩，在控制线内或从导架中稍插入土中定位，并用经纬仪校正桩身垂直度。开动振动锤，边振动边压入。相邻桩的侧翼朝向相对，侧翼之间的间隙尽量小，钢板桩互相紧扣，形成钢板桩支护墙。吊第二支钢板桩，侧翼开口与已打桩相对，其侧翼卡入已近打入的槽钢侧翼内，振动打入土中，如此重复操作，直至基坑钢板桩完成。⑸拉锚桩施工：在汽车坡道背离10#楼的一侧，紧靠挡墙中心距1000，侧翼朝向挡墙打入钢板桩作为拉锚桩。若打入的拉锚桩和挡墙之间有间隙，在坡道挡墙侧面顶部处垫好混凝土块或钢板的硬质材料，使桩顶无弹性变形。⑹支护桩和拉锚桩均高出汽车坡道挡墙200，支护桩长9m，插入土中深度为3.6m,在相对的外侧设置Ⅰ16#工字钢围檩，围檩和钢板桩焊接固定，围檩既加强钢板桩支护帷幕的整体性，又作为对拉锚杆固定点。⑺围檩之间用φ15.5钢丝绳对拉，钢丝绳套过围檩，在两端搭接1米用不少有3只绳夹固定做成套环，套环之间用花篮螺栓将钢丝绳收紧。⑻支护结构施工完成，支护区域的外侧、汽车坡道内设1.8m高钢管架、满挂脚手片防护，禁止人员通行。⑼10#楼两侧支护工程共计约需9m长支护桩160根，6m长拉锚桩40根，长度20m对拉钢丝绳40根，直径花篮螺栓40副。（三）、基坑内、外降水1、地下水降水场地内对基坑施工有影响的地下水主要是地下孔隙潜水和雨水。10#楼南侧是1#地下车库，期从7月份开始一直在持续性降水，地下水位已经低于地下车库地板，相应的10#楼基坑内的水在水压差的作用下，也一直再往南侧渗流，预计10#楼的地下水位不会很高。根据该场地地下水埋藏条件、基坑开挖深度、本工程其他住宅基坑已有的施工经验，采用井点降水降低地下水位，在钢板桩打设完成，即在自然地坪放线，在基坑坡底四周布设一排轻型井点管，井点管长度6m,插入基底以下2m，通过持续不断的降水，来降低10#楼基坑内的地下水位。同时自行车坡道和汽车坡道之间，因10#楼坑内降水，内外的水位差使汽车坡道底部的地下水向10#楼基坑渗透，为了达到阻截汽车坡道底部的（10#楼基坑外围）地下水往基坑内渗流，在10#楼基坑外侧的围护体与汽车坡道之间或汽车坡道外侧（根据钢板桩施工后的实际情况，如汽车坡道内侧已经没有插入的空间，则在外侧插入），插入一排轻型井点，降低汽车坡道底部土体的地下水位，使之始终位于10#楼基坑地下水位以下。轻型井点采取常规方法施工，因钢板桩施工导致土体被挤压密室，出现井点管无法顺利冲下，可采取调整位置和间距的方式，但间距最大不大大于1.5m。井点管安装完成后，用粗砂将管边孔隙填灌密实。井点管长度加长为8m，其虑管应位于绝对标高1m左右。钢板桩内外（内为汽车坡道土体，外为10#楼自行车坡道土体）应同时降水，减小钢板桩内外的水压差。井点管通过总管汇集至水泵箱，利用原有明沟排入沉淀池，再排至市政管网。共计需要设3组轻型井点降水，本别为10#楼东侧、西侧（均往北面延伸）、南侧各1组。2、地面防渗措施⑴检查排水明沟的完好程度，严格控制水通过明沟往地下渗透。⑵汽车坡道周围地坪用混凝土进行硬化，往南面做好坡度，使雨水直接排入明沟，尽量减少往下部土体的渗入量。⑶10#楼东侧的汽车坡道东北角有一个坑，是原东冠公司施工地下室时未回填形成的，现今有许多的生活垃圾和污泥，且东冠公司地下室内的水都往这个坑抽。须将坑内的生活垃圾、污泥挖清干净，再用粘土回填、压实，同时不得再往这个坑内再排水。（四）土方开挖、基础地下施工按常规方法进行降水，在钢板桩内外的地下水位降低至汽车坡道底部下0.5m以下，即开始土方开挖，施工自行车坡道结构。施工前合理安排，加快进度，以缩短钢板桩围护的时间。⑴土方从北往南边退边挖，因北侧的4#地下车库底板低于10#楼基槽，在北面一次性到底，逐步往南形成斜面。⑵挖除一部分桩体，即安排将桩体凿除。同时紧跟进行人工清底、平槽、垫层施工、砖胎模砌筑。⑶力争挖土、凿桩、修土、垫层、防水、砖胎模施工紧密结合，形成小流水施工。提前安排插入桩位验收、桩动测等检测验收，创造条件。⑷钢筋绑扎、模板施工安排充足的劳动力，集中力量加快施工。⑸混凝土中掺加早强剂等，为外墙模板拆除创造条件。同时保证振捣质量，提前插入防水等施工。（五）、基坑监测措施4#地下车库汽车坡道在支护、降水开始施工至完成10#楼地下室施工，回填土方这段时间，可能出现的变形主要是土体位移引起坡道结构沉降，从而出现裂缝。为此需做好变形监测工作。1、基准线控制网的建立为了科学地预测支护结构和主体结构的稳定和周边环境的变化，及时提供准确可靠的变形数据，因此建立基坑支护施工变形与沉降观测网，定期进行变形沉降观测。2、汽车坡道水平位移和沉降观测点设置（1）汽车坡道水平位移观测汽车坡道与钢板桩之间，从钢板桩转角开始间隔6m设3个测斜管，用以监测汽车坡道底部土体的水平位移，基坑开始降水在汽车坡道两侧挡土墙与4#地下车库结构外墙（4#地下车库A轴部位）交界处每隔1m弹设竖直线，一直到坡道顶部，作为新发生裂缝的检测线。（2）汽车坡道沉降观测在汽车坡道两侧挡土墙的内侧每隔3m（在坡道底板面上1m左右高度）设置水平标记点，采用结构胶植入┚形沉降观测件，作为沉降观测点。利用整个工程建立的高程水准控制点作为沉降观测的起算点，在支护钢板桩施工之前记录原始数据。与远离10#楼基坑的道路、已经施工完成的1#地下车库、基坑边、重要管线监测点一起构成4#地下车库汽车坡道支护观测网。3、观测方法（1）水平位移观测因为4#地下车库汽车坡道较长，而与之相交的10#楼自行车坡道长度较短，只是汽车坡道中的一段，而且汽车坡道结构与4#地下车库相连，最易发生位移的就是自行车坡道开挖范围这一段。观测汽车坡道挡土墙顶部的钢钉、直线可以有效地判别真个汽车坡道挡墙的水平方向的变形。用J2型经纬仪观测基准直线、钢钉点的变形，反映出汽车坡道的变形。（2）沉降观测自远离基坑的水准控制点开始观测，引测至坡道附近，按编定的各点观测次序依次观测，最后测至另一水准控制点复核合，观测仪器采用S3型水准仪。4、支护结构风险因4#地下车库的2#、3#汽车坡道现有结构在两侧挡土墙和地下室外墙交接处已经有多处裂缝，部分裂缝宽度超过1mm，已经出现较为严重的渗水现象。施工方已经对裂缝进行注浆等处理，但裂缝仍在继续扩展。东侧的3#汽车坡道两侧挡土墙裂缝最为严重，已经出现多处竖向裂缝，裂缝贯穿墙内、外侧。东侧汽车坡道靠东原为地下室基坑，部门区域土方没有回填至地面，是一个较大较深的坑，蓄水较多，且4#地下车库降水措施早已停止，地下水位相对比较高，10#楼基坑开挖后，补充过来的地下水比较大。钢板桩支护体结合外侧井点降水，可能出现降水后面层土体有轻微沉降，对汽车坡道结构有一定影响。外侧若不采取降水措施，则可能出现钢板桩内、外水压差较大，增加钢板桩的侧压力，且在10#楼基坑开挖后，外部水通过钢板桩间隙往基坑内渗流，可能会引起土体流失，也会造成汽车坡道局部沉降。结合汽车坡道结构现有状况，很难保证汽车坡道底部土体不出现微小沉降，按该方案实施时仍需加强监测。（