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摘要:基坑支护是基坑安全施工的重要一环,针对不同类型的基坑,基坑支护形式选择也有所不同。仰光翡翠湾项目基坑深度为3.0~3.3m,采用“工字钢作支护桩和围檩、杉木板作挡土板”的简易支护施工工艺。实践表明,工字钢+杉木板形成的基坑简易支护结构受力稳定,能满足雨季施工需求。
关键词:工字钢;杉木板;简易支护
0引言
基坑支护设计、施工与基坑开挖,应综合考虑地质条件、基坑周边环境要求、主体地下结构要求、施工季节变化及支护结构使用期等因素,因地制宜、合理选型、优化设计、精心施工、严格临控。[1]在基坑支护方案抉择时,在满足安全可靠的前提下,还要兼顾成本、施工难以程度等因素,以确定最优方案。
缅甸翡翠湾项目项目(Emerald Bay Project),项目位于缅甸仰光市,塔楼采用框架剪力墙结构,最大高度约105.35米。基础形式为筏板基础,无地下室结构,采用地上停车场,基坑深度为3.00~3.3m,基坑施工季节为雨季,地表水较多,基坑支护采用工字钢+杉木板作为简易支护结构,有效降低了材料消耗和投资成本,提高了经济效益。
1工字钢+杉木板基坑支护方案设计
竖向挡土结构材料采用9m长工字钢,采用液压打拔桩机进行插打,间距500mm设置,并采用工字钢焊接作为围檩,起到整体连接固定作用,最后在工字钢500mm间距内填塞杉木板,作为横向挡土材料,可边开挖边进行施工。由以上三方面共同组成工字钢+杉木板基坑支护结构,起到基坑支护的目的。基坑顶设置截水沟,底部设置排水沟和集水井。
2工字钢+杉木板基坑支护施工要点
2.1 工艺流程
工字钢+杉木板基坑支护结构主要施工流程为:施工准备→沟槽开挖→导架安装→工字钢振动沉桩→钢牛腿三脚架焊接→工字钢围檩焊接→杉木板填塞→验收
2.2 操作要点
2.2.1施工准备
清除场地所有障碍物,平整夯实,确保道路畅通和足够的堆放场地;完成地上、地下各种管线及障碍物的勘测定位;测量放线;临时安全防护设施的搭设;现场照明设备的安装。
2.2.2 沟槽开挖
工字钢施工前按照支护轴线,开挖导槽,便于工字钢定位和施工,开挖的土方装自卸车运至指定堆放点,禁止堆在沟槽附件,以免影响沉桩。
2.2.3导架安装
为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直,控制桩的打入精度,防止工字钢的屈曲变形和提高桩的贯入能力,需要设置一定高刚度的、坚固的导架。
安装导架时应注意以下几点:
1)采用全站仪控制和调整导向架的位置。
2)导架的高度要适宜,要有利于控制工字钢的施工高度和提高施工工效。
3)导梁不能随着工字钢的施打而产生下沉和变形。如在过程中出现变形,应该停止施工,调整导梁位置后,再进行施工。
4)导梁的位置应尽量垂直,并且不能与工字钢有剧烈碰撞。
2.2.4 工字钢施打
工字钢采用20a#(200mm×100mm×7mm),长9m,采用单桩逐根插打式沉桩的方式施工。打桩前,对工字钢逐根检查,剔除连锁口锈蚀、变形严重的工字钢。
1)打桩定位放线。根据设计图纸要求由测量人员放出支护结构的轴线和边线,然后在边线上撒上白灰进行工字钢打设。
2)打桩机就位。
先用吊车启动吊锤,安装夹具上起始工字钢定位,工字钢夹桩龙口在打桩机变幅范围内的衔桩。
3)沉桩:
①导向夹具夹住入龙口,并将桩夹紧,带好保险,起吊打桩锤,振动锤将工字钢上端夹紧起吊工字钢。
②调整桩的垂直度或倾斜度,精确定位,为防止锁口中心线平面位移,可在打桩进行方向的工字钢锁口处设卡板,阻止工字钢位移。
③对好桩位下桩,校准桩的垂直度或倾斜度及桩的平面位置,让桩自沉,桩位偏差不大于100mm。
④若桩位有偏差,拔起再校准到位,同时控制好桩的垂直度或倾斜度,用两台经纬仪在两个方向加以控制,垂直度不大于1/150,开始施打的一、二根工字钢的位置和方向应确保精度,以便起到样板导向作用。
⑤先轻锤轻击,待桩入土一定深度后,再正常锤击并保持锤击力均匀,直至设计高度,并测量桩的偏位及标高,做好沉桩记录。
2.2.5三角托架及工字钢围檩施工
1)钢牛腿三脚架制作:根据设计图纸钢牛腿采用L25×25×3角钢拼焊而成,焊好后的三角架应保证两直角连相互垂直,并有足够的稳定性,不得出现歪扭、虚焊现象。
2)三角架安装:当土方开挖至地面设计标高以下50cm时,根据设计图纸沿基坑纵向按每隔2m间距安装三角托架与工字钢焊接固定,三角托架角钢与工字钢满焊牢固(焊缝高度10mm)。根据围檩底面标高定位三角托架顶面标高,三角托架顶面标高定位精度应满足规范要求。
3)工字钢围檩安装:三角托架安装完毕后,随即进行围檩安装。工字钢围檩采取现场分段连接,分段之间采用上、下及内侧附加钢板连接牢固。围檩安装根据开挖参数分段进行,准确测量支撑中心定位标高。围檩就位后,按钢结构拼接规范要求,将后期架设的围檩与前期架设的围檩焊接成整体共同作用。
2.2.6 杉木板施工
施工完工字钢支护后,边开挖边下杉木板在两根工字钢内。杉木板尺寸约为10cm×2.5cm×50cm,边土方开挖边施工。
2.2.7拔桩
工字钢采用振动拔桩法,该拔桩方法是利用机械的振动,激起工字钢的振动,以克服工字钢的阻力,将桩拔出。拔除工字钢前,应仔细研究拔桩方法、顺序和拔桩实际及土孔处理,否则,由于拔桩的振动影响,以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移,会给已施工的地下结构带来危害,并影响临近原有建筑物、构筑物或地下管线的安全。
①拔桩顺序:拔桩顺序一般与打桩顺序相反。
②拔桩时,可先用振动锤将工字钢锁口振活以减小土的阻力,然后边振边拔。对较难拔出的板桩可先用柴油锤将桩振打下100-300mm,再与振动锤交替振打、振拔。为及时回填拔桩后的土孔,在把板桩拔至此基础底板略高时(如50mm)暂停引拔,用振动锤振动几分钟,尽量让土孔填实一部分。
③起重机应随振动锤起动而逐渐加荷,起吊力一般略小于减震器弹簧的压缩极限。
④供振动锤使用的电源应为振动锤本身电动机额定功率的1.2-2.0倍。
⑤对引拔阻力较大的工字钢,采用间歇振动的方法,每次振动15min,振动锤连续工作不超过1.5h。
3效益分析
工字钢+杉木板基坑支护结构施工,采用工字钢作为主要支护材料,工程成本仅为拉森钢板桩的50%-60%。同时,可多次周转使用,节约材料、降低工程成本。
4结语
工字钢+杉木板基坑支护结构适用于3.0m左右的基坑,其施工工艺简单,施工效果好,可多次周转使用,节约材料、降低工程成本。支护结构结实牢固,支护效果好,可根据基坑形状进行灵活调整。
参考文献:
[1] 中国建筑科学研究院.建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012[M].中国建筑工业出版社,2012.