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【摘要】根据南京江宁金鹰工程核心筒坑中坑支护特点，结合合理工期及施工质量目标，本文提出了支护施工方案，并提出实施该方案的具体施工工况要求，以及钢板桩相关技术参数、静压植桩机的相关参数及性能，最后对支护施工工艺作了论述。
【关键词】核心筒；钢板桩；静压植桩机；施工工艺
中图分类号：TU6 文献标识码：A 文章编号：2306-1499（2014）12-
1.引言
南京金鹰国际集团有限公司拟建南京百家湖凤凰港项目。本工程支护采用双墙合一的地连墙，三道钢筋混凝土水平支撑体系。裙楼大基坑开挖相对标高-17.30m，酒店核心筒部分底板标高为-21.20～-23.20m，坑中坑开挖深度3.90m～5.90m。因第三道支撑已行施工完成距坑底仅5m左右，酒店坑中坑开挖在即，坑中坑支护进度越快基坑开挖进度越快。坑中坑支护方案在经过多轮技术与经济论证对比后采用日本静压植桩机，拉森钢板桩支护方案。
2.工程概况
本项目占地面积3.3万㎡，地下室三层，开挖深度约17.3米，建筑面积约10万㎡。地面以上分为三个业态：商业裙房5层，框架结构；三栋塔楼，一栋为酒店21层，框剪结构；二栋为住宅23层，框剪结构。酒店和住宅高度均为100米，地上建筑面积近15万㎡。
3.工程地质、水文地质概况
3.1 工程地质概况
3.1.1 地形、地貌
拟建场地位于江宁双龙大道百家湖地铁站西侧，百家湖东侧，场地地势较平坦，地面标高在10.50米左右。拟建场地地貌单元为河漫滩相地貌类型。
3.1.2工程地质条件
根据野外钻探、原位测试，结合室内土工试验综合分析，拟建场地岩土层在钻探控制深度范围内共分五大层，现自上而下分述：第①层杂填土；第②层粉质粘土；第③层粉砂夹粉土；第④层中粗砂夹砾石；第⑤层强风化砂岩。
3.2 水文地质条件
由于大基坑采用封闭地连墙，钢筋混凝土水平支撑，坑内设置疏干井，目前场地内地下水比较少，可以不考虑地下水的影响。
4.基坑支护方案
4.1 基坑特点
1）本基坑开挖面积小，挖深较深。2）该项目需位于第三道支撑下施工，施工净空较小，对施工设备有一定要求。拔桩需要采用有效措施才能拔桩。
4.2 基坑支护方案
1）挖深3.90m区域采用6.0m拉森Ⅳ钢板桩，坑内一道钢支撑。围檩采用400*400H型钢，支撑采用400*400H型钢和200*200*6空心方钢；2）挖深5.90m区域采用12.0m拉森Ⅳ钢板桩，坑内一道钢支撑。围檩采用400*400H型钢，支撑采用400*400H型钢和200*200*6空心方钢；3）立柱采用利用原有支护结构立柱、立柱桩处理.
图1 钢板支护平面布置图
5.施工工况
（1）坑中坑位置土方整平至-17.6m。（2）采用静压植桩机压入钢板桩，对于12m钢板桩，施工净空不够处，采用两根6m钢板桩焊接施工，即先压入一根6m钢板桩，然后焊接另外一根6m钢板桩，之后压入钢板桩。（3）土方开挖：坑中坑先整体开挖2.0m，然后施工围囹、连杆，立柱借用已有的立柱桩。之后土方从中间向两边、分段、退挖方法，分段长度一般不超过4m。挖中间第一段（中间支撑下）方法：先施工支撑，然后开挖至坑底，及时浇筑垫层，施工侧壁砖胎膜。重复第一段开挖步骤，然后分别向两边退挖，及时浇筑垫层，施工侧壁砖胎膜。（4）整体开挖至坑底后，进行底板钢筋绑扎、侧壁砖胎膜和防水施工、侧墙模板、钢筋施工，侧墙施工高度不超过-19.0m，浇筑混凝土。（5）-19.0m以下主体混凝土结构达到强度的70%，侧壁回填密实后，拆除钢支撑、围檩、连杆；然后继续施工侧墙和顶板，主体混凝土混凝土结构达到强度的70%，侧壁回填密实后，拔除钢板桩。
6.材料情况
支护桩为拉森Ⅳ型钢板桩，400*170*15.5，桩长6m和12m。
表1 拉森Ⅳ型钢板桩技术参数表
围囹、支撑、连杆为：H型钢400*400和方钢250*250*6空心方钢，Q235。
表2 400*400H型钢参数表
H*B t1 t2 r 截面面积（cm2） 理论质量（Kg/m） X--X Y--Y
IX（cm4） WX（cm3） ix（cm） IY（cm4） Wy（cm3） iy（cm）
400*400 13 21 24 219.5 172 66900 3340 17.5 22400 1120 10.1
7.工程量统计
钢板桩：50根，6米，22.8t；112根，12米，102.3t；围囹，400*400H型钢，64m，11t；支撑，400*400H型钢，7根12m，共84m，15t；方钢2根，24m，1.5t；连杆，方钢2根，64m，3.5t。临时支撑，2根400*400H型钢，24m，4t，应急抢险用。合计支撑、围囹、连杆35t。其中有11个支撑影响钢板桩的拔除。按每根支撑下有四根钢板桩不能拔除计算，约44根，40t。
8.施工工艺
8.1 施工设备
根据本工程实际情况，采用静压植桩机AT90打设钢板桩。静压植桩机具有现对于普通静压桩机具有如下优点：机体轻小，易于施工狭窄地段或超低空间地段，自走压入阶段无需配重，节约造价，可以辅助水刀或螺旋钻，适用于多种地质。打桩机技术参数：（1）静压植桩机——最大压人力：800KN（82T）。最大拔出力：900KN（92T）。压入速度：1.5-35.5m/min。拔出速度：1.5-50.5m/min。总质量：8550Kg。（2）动力单元——动力源：柴油引擎。额定输出：195kw（265ps）/1800min-1（高功率模式）；175kw（235ps）/1600min-1（环保模式）。质量：7300kg。（3）反作用力基座及配重——反作用力基座质量：1250kg；配重：F铁块 8.2 施工工艺
（1）施工测控：根据测控点进行钢板桩中心线、拐角点、端点线的测设，布置测控觇标。钢板桩测控点用木桩.竹杆及测量三角旗竖立明显标志，石灰、油漆等标识明显记号。（2）场地整理：根据现场的实地踏勘情况，进场后首先应进行施工场地的整理工作，主要包括场地的清理及平整，为钢板桩到场后的吊装堆放及桩机进场后的就位作好充分的准备。场地平整及清理采用人工配合机械作业。（3）桩位测设：根据桩的设计位置及测量控制网的布设，绘制出桩位图、及测量放样资料，按照国家测量规范，在实地放出桩中心点，设立明显的标志，并标出桩的编号，在插桩时，桩的中心须与所放中心点吻合，确保桩位的正确。（4）初期压桩：工程初期，将静压植桩机水平设置于反作用力基座之上，根据土质条件、桩长，将反力重块放置于反作用力基座两侧，利用总重量作为反力压入第一根桩，之后静压植桩机自走前移，依次抓住植入的完成桩，当机身完全移到初期反力桩上后撤除反力重块及反作用力基座，完成初期压入。桩压入过程中修正桩的角度非常困难，因此就位时应正确安放。第一根钢板桩插入地下时，必须保持位置及方向正确。开始要轻压，认真检查，若有偏差应及时纠正，必要时要拔出重压。桩的垂直度安排专人采用用两台经纬仪进行监控，经纬仪应设置在不受打桩影响处，且大约互成90°的方向上，并经常加以整平，监测导架保持垂直，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。初压时如果下沉量较大，宜采取轻压，随着沉桩加深，沉速减慢，压力逐渐增加。
图2 图3
（5）自走压桩：将压入桩压至规定深度后，使上机身向前运行，架设下一支桩，开始压入作业。当正在压入的桩的支撑力可以充分支撑静压植桩机的重量之时，将抓住反力桩的固定夹打开，在夹住压入桩的状态下，使上机身上升后，将基座向前移动到下一反作用力桩的位置，然后下降至反力桩上，在确认调整水平度后，关闭固定夹，完成构筑新的反力基础，然后将压入桩压入至规定的深度。
在整个压桩过程中，要使压杆、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心压力，以免管桩受弯。压桩较难下沉时，要检查桩架导杆有无倾斜偏心，桩身是否垂直，每根桩宜连续完成，以免难以继续下压。
9.结论
在三层支撑已行施工完毕后净高不足6米，传统静压桩机无法施工。采用高压旋喷或三轴深搅桩等支护方式工期较长，成本较高，污水淤泥不利于基坑土方的及时开挖。综合对比后选用静压植桩机、拉森钢板桩支护。坑中坑钢板桩支护4月17日进场施工，4月26日完成全部支护。满足土方工程的及时推进，无污水、淤泥，现场安全文明达到较理想状态。拉森钢板桩可循环多次使用，符合绿色施工要求。
【关键词】核心筒；钢板桩；静压植桩机；施工工艺
中图分类号：TU6 文献标识码：A 文章编号：2306-1499（2014）12-
1.引言
南京金鹰国际集团有限公司拟建南京百家湖凤凰港项目。本工程支护采用双墙合一的地连墙，三道钢筋混凝土水平支撑体系。裙楼大基坑开挖相对标高-17.30m，酒店核心筒部分底板标高为-21.20～-23.20m，坑中坑开挖深度3.90m～5.90m。因第三道支撑已行施工完成距坑底仅5m左右，酒店坑中坑开挖在即，坑中坑支护进度越快基坑开挖进度越快。坑中坑支护方案在经过多轮技术与经济论证对比后采用日本静压植桩机，拉森钢板桩支护方案。
2.工程概况
本项目占地面积3.3万㎡，地下室三层，开挖深度约17.3米，建筑面积约10万㎡。地面以上分为三个业态：商业裙房5层，框架结构；三栋塔楼，一栋为酒店21层，框剪结构；二栋为住宅23层，框剪结构。酒店和住宅高度均为100米，地上建筑面积近15万㎡。
3.工程地质、水文地质概况
3.1 工程地质概况
3.1.1 地形、地貌
拟建场地位于江宁双龙大道百家湖地铁站西侧，百家湖东侧，场地地势较平坦，地面标高在10.50米左右。拟建场地地貌单元为河漫滩相地貌类型。
3.1.2工程地质条件
根据野外钻探、原位测试，结合室内土工试验综合分析，拟建场地岩土层在钻探控制深度范围内共分五大层，现自上而下分述：第①层杂填土；第②层粉质粘土；第③层粉砂夹粉土；第④层中粗砂夹砾石；第⑤层强风化砂岩。
3.2 水文地质条件
由于大基坑采用封闭地连墙，钢筋混凝土水平支撑，坑内设置疏干井，目前场地内地下水比较少，可以不考虑地下水的影响。
4.基坑支护方案
4.1 基坑特点
1）本基坑开挖面积小，挖深较深。2）该项目需位于第三道支撑下施工，施工净空较小，对施工设备有一定要求。拔桩需要采用有效措施才能拔桩。
4.2 基坑支护方案
1）挖深3.90m区域采用6.0m拉森Ⅳ钢板桩，坑内一道钢支撑。围檩采用400*400H型钢，支撑采用400*400H型钢和200*200*6空心方钢；2）挖深5.90m区域采用12.0m拉森Ⅳ钢板桩，坑内一道钢支撑。围檩采用400*400H型钢，支撑采用400*400H型钢和200*200*6空心方钢；3）立柱采用利用原有支护结构立柱、立柱桩处理.
图1 钢板支护平面布置图
5.施工工况
（1）坑中坑位置土方整平至-17.6m。（2）采用静压植桩机压入钢板桩，对于12m钢板桩，施工净空不够处，采用两根6m钢板桩焊接施工，即先压入一根6m钢板桩，然后焊接另外一根6m钢板桩，之后压入钢板桩。（3）土方开挖：坑中坑先整体开挖2.0m，然后施工围囹、连杆，立柱借用已有的立柱桩。之后土方从中间向两边、分段、退挖方法，分段长度一般不超过4m。挖中间第一段（中间支撑下）方法：先施工支撑，然后开挖至坑底，及时浇筑垫层，施工侧壁砖胎膜。重复第一段开挖步骤，然后分别向两边退挖，及时浇筑垫层，施工侧壁砖胎膜。（4）整体开挖至坑底后，进行底板钢筋绑扎、侧壁砖胎膜和防水施工、侧墙模板、钢筋施工，侧墙施工高度不超过-19.0m，浇筑混凝土。（5）-19.0m以下主体混凝土结构达到强度的70%，侧壁回填密实后，拆除钢支撑、围檩、连杆；然后继续施工侧墙和顶板，主体混凝土混凝土结构达到强度的70%，侧壁回填密实后，拔除钢板桩。
6.材料情况
支护桩为拉森Ⅳ型钢板桩，400*170*15.5，桩长6m和12m。
表1 拉森Ⅳ型钢板桩技术参数表
围囹、支撑、连杆为：H型钢400*400和方钢250*250*6空心方钢，Q235。
表2 400*400H型钢参数表
H*B t1 t2 r 截面面积（cm2） 理论质量（Kg/m） X--X Y--Y
IX（cm4） WX（cm3） ix（cm） IY（cm4） Wy（cm3） iy（cm）
400*400 13 21 24 219.5 172 66900 3340 17.5 22400 1120 10.1
7.工程量统计
钢板桩：50根，6米，22.8t；112根，12米，102.3t；围囹，400*400H型钢，64m，11t；支撑，400*400H型钢，7根12m，共84m，15t；方钢2根，24m，1.5t；连杆，方钢2根，64m，3.5t。临时支撑，2根400*400H型钢，24m，4t，应急抢险用。合计支撑、围囹、连杆35t。其中有11个支撑影响钢板桩的拔除。按每根支撑下有四根钢板桩不能拔除计算，约44根，40t。
8.施工工艺
8.1 施工设备
根据本工程实际情况，采用静压植桩机AT90打设钢板桩。静压植桩机具有现对于普通静压桩机具有如下优点：机体轻小，易于施工狭窄地段或超低空间地段，自走压入阶段无需配重，节约造价，可以辅助水刀或螺旋钻，适用于多种地质。打桩机技术参数：（1）静压植桩机——最大压人力：800KN（82T）。最大拔出力：900KN（92T）。压入速度：1.5-35.5m/min。拔出速度：1.5-50.5m/min。总质量：8550Kg。（2）动力单元——动力源：柴油引擎。额定输出：195kw（265ps）/1800min-1（高功率模式）；175kw（235ps）/1600min-1（环保模式）。质量：7300kg。（3）反作用力基座及配重——反作用力基座质量：1250kg；配重：F铁块 8.2 施工工艺
（1）施工测控：根据测控点进行钢板桩中心线、拐角点、端点线的测设，布置测控觇标。钢板桩测控点用木桩.竹杆及测量三角旗竖立明显标志，石灰、油漆等标识明显记号。（2）场地整理：根据现场的实地踏勘情况，进场后首先应进行施工场地的整理工作，主要包括场地的清理及平整，为钢板桩到场后的吊装堆放及桩机进场后的就位作好充分的准备。场地平整及清理采用人工配合机械作业。（3）桩位测设：根据桩的设计位置及测量控制网的布设，绘制出桩位图、及测量放样资料，按照国家测量规范，在实地放出桩中心点，设立明显的标志，并标出桩的编号，在插桩时，桩的中心须与所放中心点吻合，确保桩位的正确。（4）初期压桩：工程初期，将静压植桩机水平设置于反作用力基座之上，根据土质条件、桩长，将反力重块放置于反作用力基座两侧，利用总重量作为反力压入第一根桩，之后静压植桩机自走前移，依次抓住植入的完成桩，当机身完全移到初期反力桩上后撤除反力重块及反作用力基座，完成初期压入。桩压入过程中修正桩的角度非常困难，因此就位时应正确安放。第一根钢板桩插入地下时，必须保持位置及方向正确。开始要轻压，认真检查，若有偏差应及时纠正，必要时要拔出重压。桩的垂直度安排专人采用用两台经纬仪进行监控，经纬仪应设置在不受打桩影响处，且大约互成90°的方向上，并经常加以整平，监测导架保持垂直，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。初压时如果下沉量较大，宜采取轻压，随着沉桩加深，沉速减慢，压力逐渐增加。
图2 图3
（5）自走压桩：将压入桩压至规定深度后，使上机身向前运行，架设下一支桩，开始压入作业。当正在压入的桩的支撑力可以充分支撑静压植桩机的重量之时，将抓住反力桩的固定夹打开，在夹住压入桩的状态下，使上机身上升后，将基座向前移动到下一反作用力桩的位置，然后下降至反力桩上，在确认调整水平度后，关闭固定夹，完成构筑新的反力基础，然后将压入桩压入至规定的深度。
在整个压桩过程中，要使压杆、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心压力，以免管桩受弯。压桩较难下沉时，要检查桩架导杆有无倾斜偏心，桩身是否垂直，每根桩宜连续完成，以免难以继续下压。
9.结论
在三层支撑已行施工完毕后净高不足6米，传统静压桩机无法施工。采用高压旋喷或三轴深搅桩等支护方式工期较长，成本较高，污水淤泥不利于基坑土方的及时开挖。综合对比后选用静压植桩机、拉森钢板桩支护。坑中坑钢板桩支护4月17日进场施工，4月26日完成全部支护。满足土方工程的及时推进，无污水、淤泥，现场安全文明达到较理想状态。拉森钢板桩可循环多次使用，符合绿色施工要求。