小型深基坑的钢管桩支护施工技术.doc

《小型超深基坑支护施工技术》
单位：抚顺中通建设（集团）有限公司
姓名：刘晓龙
小型超深基坑支护施工技术
刘晓龙
【摘要】基坑开挖较深,基础持力层坚硬，土层复杂，施工场地狭小，深基坑施工时需采用护壁桩。采用大型机械成桩，施工场地受限，并且成本较高；采用人工挖孔桩施工进度较慢，影响施工进度。经研究与实践,采用小型钻孔机成孔,钢管混凝土桩做护壁,既能减少成本，又能有效的加快施工进度。
【关键词】小型深基坑小型钻机钢管桩基坑支护
1.工程概况
在抚顺海新河污水处理厂提标改造工程二标段施工中,东侧的粗格栅进水泵房基础深度超过5m,为深基坑基础。建筑物长19m，宽为16m，属小型深基坑。建筑物的±0.00标高相当于86。3m，自然地面标高为-1.5m，基坑底板垫层标高为—10.8m。本工程场地位置原为垃圾堆放场，垃圾厚度为自然地面下4m~5m深.基坑南侧2。5m为进入现场唯一施工通道，北侧9m远为铁路，西侧4m远为新建建筑物,东侧可设为运输通道（图1）。
图1基坑支护平面图
根据勘察单位提供的地质报告，拟建场地由以下土层组成：①层为杂填土，主要为垃圾深度在4m～4.8m②层为粗砂层,深度为3.7m～5。3m③层为圆砾层，深度在3。5m~5.2m④层为玄武岩,深度在5。1m~7.8m。勘察期间揭露地下水稳定水位埋深2。40—4。70米，稳定水位标高82.42—80。30米。
2。基坑支护方案选择
基坑支护有多种形式，对本工程主要以桩体支护为主，桩体有如下几类：①螺旋钻孔灌注桩②人工挖孔灌注桩③钢管桩④预制桩等。
因施工现场狭小，施工工期紧，组格栅进水泵房的施工进度将影响整个工程总体施工进度。
综合分析,采用大型机械成桩,施工场地受限,并且成本较高；采用人工挖孔桩施工进度较慢；采用钢管桩施工，能降低成本,加快施工进度,但是由于土层原因（垃圾层为4m厚），所以只能在4m以下设一道锚杆，所以钢管桩的入岩深度有一定要求。
3.主要施工方案设计
3。1支护设计
本工程基坑支护设计采用ø300钢管桩桩锚支护，钢管桩长为10m～12m,壁厚6mm,桩间距为300mm，钢管内用C20混凝土灌实。锚杆为一排，2道20a槽钢作围檩。桩间喷射混凝土，面层内置50×50钢丝网,桩顶设置400㎜×300㎜截面通常锁口梁。
计算依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—99）。
(1)采用M法计算，抗隆起、抗倾覆、抗渗流验算结果
1。计算的抗隆起安全系数为Kwz=[25。00×22.25+(21。00×4.50+0。00)×11。85]/［20.18×(9.10+4.50)+0。00］=6.11
达到规范规定安全系数2.00，合格。
2.抗倾覆验算
计算的抗倾覆安全系数为：4.64
达到规范规定安全系数1。15，合格。
3.计算的抗渗流安全系数k=ic/i=1.00/0。07=13。64
计算的渗流稳定安全系数为：13。64
达到规范规定安全系数1。50,合格。
（2）采用m法计算内力及位移
最大桩（墙）顶部位移为：24.56mm
最大桩（墙)位移为:24。56mm
最大正弯矩为：32.70kN—m
最大负弯矩为:—30.80kN-m
最大正剪力为：34。20kN
最大负剪力为：-35.30kN
（3）采用经典法计算最大弯矩及最大剪力深度,设置锚杆
计算方法最大正弯矩kN。m位置(m）最大负弯矩kN.m位置（m)剪力（kN）位置(m）
经典法85。03—12.5121。77-5。8298.11-9.47
3.2钢管桩基坑支护结构
钢管支护结构有四部分组成，有ø300钢管桩、锚杆围檩、桩间喷射混凝土及桩顶梁。(图2）
图2钢管桩支护结构立面图
3.3降水设计
基坑属于均质含水层澘水完整井基坑，且基坑远离边界。
Q=17697。06m3/d
通过计算得出，现场设8个降水井，选用80WQ40—15—4污水泵9台（1台用于基坑内明排水).
4.施工准备
4.1机械、人员准备
采用冲击钻钻机能钻透①②③层土层，但是入岩深度达不到要求，采用高风压潜孔钻机，在垃圾层内无法使用,所以采用两种机械配合施工。
现场采用2种钻机共3台，2台为直径350mm冲击钻钻机,负责在①②③层土层的钻孔,1台直径为325mm小型履带式高风压潜孔钻机SL-500，负责在④层玄武岩的钻孔。每台钻机准备劳动力4人、机械维修工1人。钢管需切割、焊接2人,混凝土浇筑3人.
根据工程进度需求，3台钻孔机必须交叉施工，流水作业。
4。2技术准备
（1)组织施工管理人员熟悉基坑支护设计图纸、地质报告、钢管桩施工方案及降水方案,做好书面安全、技术交底。
（2)从业主和相关部门取得地上及地下有关管线的详细资料，安排拆除、搬迁或采取保护措施。
（3）制定各种桩机协调配合措施。
4.3现场准备
（1）清理平整场地，作业范