钢板桩在深基坑支护施工中的应用

钢板桩在深基坑支护施工中的应用

摘要：近年来，深基坑的出现,给施工管理带来了很大的困难，尤其是深基坑的支护方式更是施工管理人员的重点研究对象。如何做好深基坑管理,以便结构主体施工能够得以顺利、高质量的进行,成为了当前急需解决的一个课题。 关键词：深基坑；钢板桩

abstract: in recent years, the emergence of the deep pit to construction management to bring a lot of difficulties, especially in deep foundation pit support construction management personnel focused study. how well the management of deep foundation, so that the structure of the main construction smooth conduct of high quality, has become a subject of urgent solution.key words: deep excavation; steel sheet pile

中图分类号：[f235.3] 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）

临近营业线施工，最重要的就是保证既有路基稳定性，临近营业线的深基坑施工就成了更大的难题，传统的临近营业线深基坑施工非常繁琐。随着新型材料钢板桩的出现，临近营业线深基坑施工有了新的、更适合的方法。它不仅能够满足保证既有营业线路基稳定、做成防水围堰，而且在施工方法上也简单易操作。 1 工程概况

1.1 工程桥址及相关概况

萧甬铁路绍兴县城区段改造工程柯桥特大桥，中心里程dk27+303.31；（k24+472.90～k30+133.72）全桥长5660.82m。柯桥特大桥位于浙江省绍兴县城区境内，左侧紧靠既有萧甬铁路、既有柯桥站和轻纺城大道，沿途经过水塘、河道、农田、菜地以及厂区、民宅。以工厂、民宅为主，河塘较多，场地地貌单元属于宁绍滨海冲积、海积平原，地势相对较平坦，底面标高约3.50～7.30m。 萧甬铁路绍兴县城区段改造工程柯桥特大桥承台开挖深度h2为3.0～6.8米，其中开挖深度超过5米的承台有22个，属于深基坑施工；新建线与既有营业线距离16.4～30.1米不等，承台边与既有营业线坡脚距离l0＜15米的52个，大多处于临近既有线施工。 1.2 工程地质特征 (1)地层岩性及地质构造

经勘探揭示，在已实施的勘测深度范围内（73.65m）地层按地质年代、成因类型及岩土层性质自上而下分别为：第四系全新统（q4）：①1填土、①2粉质黏土、②1粉质黏土、③淤泥质黏土、③11粉土、④1粉质黏土、④2黏土、④3粉土、④4粉质黏土、⑤1黏土、⑤2粉土；第四系上更新统（q3）；⑥1黏土、⑥2粉质黏土、⑦1粉质黏土、⑦11砾砂、⑦2细沙、⑧1粉细砂夹中砂、⑧2砾砂夹细角砾土、⑧3粉质黏土、⑧4砾砂、⑧5粉质黏土；第四系更新统（q2）;⑨1含砾粉质黏土；白垩系下统朝川组（k1c）；⑩凝灰岩。场地一级构造单元属扬子准地台。根据区域地质材料及勘测，

桥址区均被第四系覆盖，构造形迹不发育，地质构造相对简单，区域构造稳定性较好，但于基岩中有断层发育，已稳定。 (2)水文地质特征

拟建桥址区地表水系较发育，主要赋存于河塘沟渠，主要接受大气降水补给，排泄以侧向泾流为主，水量丰富。沿线场地地下水主要有两层：第一层为浅部地下水，以孔隙型潜水为主，主要受大气降水及地表泾流补给，地下水位变幅受附近江河水位的影响，水位随季节性有所变化。混合地下水稳定水位深度在地表以下0.20～2.60米。第二层为弱承压水，赋存于⑧层中砂、砾砂中，由于该层土粉黏粒含量较高，分析无良好的地下水补给源，泾流条件一般，该层水具有弱承压性。 2 基坑支护方式的确定 2.1 设计依据

根据上海铁路局工务处《关于重新公布影响营业线路桥设备安全施工有关规定的通知》(工路桥函【2009】181号)及《改建既有线和增建第二线铁路工程技术暂行规定》（铁建设【2008】14号）7.1.4条的规定，“临近既有线施工的桥涵和其他建筑物几处，应1：1.5向上推算，确定开挖对既有线影响程度。”

设定既有线铁路路堤高度为h1，开挖深度为h2，既有线路基坡脚到承台边的距离为l0，既有线路中心到承台边的距离为l1，接触网支柱外边到承台边的距离为l2。 2.2 基坑支护方式的确定

全桥的174个墩、2个桥台中，有22个为水中墩，经过现场重新核测，测得水中墩所在水域的水深在2.7~3.6m之间，根据现场实际情况，确定采用对承台部位进行筑岛填筑，根据筑岛完成后地面的实际测量得出水中墩的承台基坑开挖深度在5.6~6.8m之间，陆上墩所在承台基坑的开挖深度在3.0~4.3m。

桥址区段土质主要为淤泥质黏土，黏土等不稳定土体，再加上该桥与既有营业线并行并均在离既有营业线50m范围内，所以承台基坑开挖不适合采用放坡处理，针对现场情况、施工情况及预计成本等的综合评定，确定采用钢板桩围堰，钢板桩必须具有止水功能，具体支护方式分类如下：

为确保既有线设备及行车安全，结合我单位现场实际地质情况，全部承台全部采用钢板桩进行基坑防护，钢板桩刚性强，结构稳定并具有防水功能。

1.钢板桩长度的确定，遵循以下原则：

(1)当开挖深度h2＜4m时，采用9m长的钢板桩；(2)当开挖深度4m＜h2≤7m及水中墩，采用12m长的钢板桩； 2.围檩层数的确定，遵循以下原则：

(1)当开挖深度h2＜5m时，采用一道围檩支撑。(2)当开挖深度5m≤h2＜6m时，采用两道围檩支撑。

(3)当开挖深度h2≤7m时，采用三道围檩支撑。 围檩采用工字钢，并采用钢管桩支撑。

2.3 力的检算

根据现场实际调查，按照基坑开挖支护类型，选取具有代表性的墩号进行检算。开挖深度h2＜5m的基坑，离既有营业线距离最近选取最不利的51号进行检算，51号墩离既有线13.4m，开挖深度4.5m。开挖深度h2≥5m的基坑，均设一道围檩，52墩为水中墩开挖最深，离既有线13.5m，开挖深度6m。 表2-1基本参数（52#承台基坑） 1.外力计算

①作用于钢板桩上的土压力强度及压力分布图： ka=tg2（45-φ/2）= tg2（45-20.10/2）=0.49 kp=tg2（45+φ/2）= tg2（45+20.10/2）=2.05 图2-2 基坑防护断面图（52#承台） ②钢板桩外侧均布荷载换算填土高度h： h=q/r=20.0/16=1.25m

③钢板桩顶以上土压力强度pa1：

pa1=r×（h+0.25）×ka=16×（1.25+0.25）×0.49=11.76kn/m2 ④水位土压力强度pa2：

pa2=r×（h+1.35）×ka= 16×（1.25+1.35）×0.49=20.38 kn/m2