[00117556]软弱土层大型深基坑‘钢板桩+预应力钢支撑’支护施工技术

1.任务来源： 本项目属于科技局计划外企业自选进行研究的项目。 2.技术原理和性能指标： 技术原理： 为了减少围护壁的侧向变形或防止围护壁倒塌,保护周边建筑物的安全,在深基坑围护壁上一定位置（高度）,设置钢内撑,以提高围护壁抗主动土压力的能力。为了减少变形可在钢内撑一端施加预应力。其内撑体系由围檩、主内撑杆、八字斜撑杆、支撑立柱等杆件组成,围檀直接与围护壁相接触,围护壁上的力通过围檩传递给主内撑杆,受自重和施工荷载的作用,主内撑杆同时亦是一个压弯杆件,为减少主内撑杆件的计算长度,提高其安全度,在垂直主内撑杆轴线方向,设置若干个立柱,提高其安全性,在垂直主内撑杆轴线方向,设置若干个立柱,以承担主内撑杆自重,同时在立柱的顶部、侧向设置限位装置,防止主内撑杆的横向及竖向的变形。 性能指标： 本成果成功地尝试和解决了在深度在4至6米且处于软弱土层的大面积、大跨度深基坑采用钢板桩支护形式的难题,通过增加合理的超长钢管内支撑体系、在基坑内存在失稳危险的区域进行土体加固的方法,既保证了基坑在开挖和施工过程中的安全,也有效的保护了基坑周边的建构筑物。与传统的支护桩相比,“钢板桩+预应力钢支撑”的支护体系还具有安装和拆除操作方便简单、绝大数材料可回收循环使用的特点,最大的特点与支护桩+砼支撑基坑支护体系对比不需砼养护期和拆除砼支撑,大大缩短施工周期,为施工现场节约了大量的材料和空间,更加为建设单位节省了大笔的施工成本。该成果的成功应用无论是在降低成本还是在缩短工期等方面都取得了明显的效果,也为安全生产、文明施工创造了良好的条件。 3.成果的创造性、先进性： 本钢板桩+超长预应力钢支撑的基坑支护体系具有以下特点与创新点： （1）首次在大面积的深基坑中使用钢板桩作为基坑的支护体系,和传统的支护方式相比较,无需考虑混凝土的龄期,施工进度有较大的提高,而成本则大幅下降; （2）利用钢结构作为支护体系的围檩及内支撑,除了达到了快速施工的目的,也节省了大量的劳动力和施工材料; （3）在内支撑中施加了水平轴向的预应力,同时在钢板桩和围檩之间浇筑混凝土进行刚性固接,使到整个支护体系刚柔结合,增强了其抗弯和抗剪性能; （4）钢板桩拆除时充分利用地下室侧壁结构的强度以及底板传力带作为换撑体系,以达到尽早拆除的目的; （5）整个支护系统都可以进行回收和循环利用;符合当今提倡的环保和绿色施工的理念。 4.技术成熟程度,使用范围和安全性： 本公司已成熟应用该技术到多个工程。 5.应用情况及存在问题： 钢板桩由于它的特殊结构,因而具有独特的优点：包括高强度、轻型、隔水性能好;耐久性强,环保效果显著,在施工中可大大减少取土量和混凝土的使用量,有效保护土地资源;在使用钢板桩的过程中,能简化检查材料或系统性能的复杂程序,保证其良好的适应性、互换性。 我司通过承建的广州文冲船厂有限责任公司饭堂工程项目基坑,采用了一种创新的“钢板桩+预应力钢管支撑”的施工方法,非常适用于深度在6米以内的处于软弱土层的基坑。我们结合该基坑的施工特点,对其进行研究分析计算,包括钢板桩有效桩长、规格尺寸及围檩的标高位置设计、内支撑杆件、支柱的位置设置、基坑围护围檩、立柱支撑的节点大样等,确保工程质量、安全,使该项目施工能够安全顺利的进行。通过对该工程基坑支护施工过程中的实践,我司认真分析了施工过程中的所收集的数据,总结出钢板桩及钢支撑支护在基坑施工的应用经验,编制了施工工法,为钢板桩及钢支撑支护的应用提供了可借鉴的施工经验,对该项技术的推广有效的起到了促进作用。该技术除了在建筑工程的深基坑中可以应用,对于类似环境中的江河围堰、码头堤岸、大型管道沟渠等施工过程中也可以借鉴和采用,有着广阔的应用前景。 在软弱土层深基坑采用该工法时,必须对“钢板桩+超长钢支撑”体系进行整体稳定性验算,包括抗倾覆稳定性和抗倾覆稳定性验算等,同时对基坑周边有可能受到影响的道路、地下管线、建构筑物等必须提前做好加固或防护措施,在开挖施工过程中,也应该做好实时监测工作和应急预案,确保施工过程中的安全。