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摘要： 本文以开挖深度为10.5m的深基坑支护工程为例， 着重对其所在区域的场地条件、地勘报告、临边环境进行了具体的分析，现基坑采用拉森钢板桩支护方案对深基坑进行支护，对桥梁承台施工所开挖基坑安全进行全面监测。
关键词：深基坑支护，拉森钢板桩，承台施工，监测
Research onhost bridge bearing platform construction of monitoring the excavation supporting system
(1， School of Civil Engineering，Shenyang Jianzhu University，Shenyang，china ，110168 ；）
Abstract: Based on the excavation depth of 10.5 m of the deep foundation pit bracing engineering for example, Focuses on the area of the site conditions, geological exploration report, the environment of the specific analysis, Now the larson steel sheet pile foundation pit supporting schemes of deep foundation for support, Construction of the bridge pile caps is the safety of foundation pit excavation of the comprehensive monitoring.
Key words: Deep foundation pit supporting , Larson steel sheet pile , Bearing platform construction
一、引言：沈阳市浑河动漫桥为跨浑河的一座大桥，工程位于浑河城市段上游，鸟岛东侧，桥位处水面宽约680米。主桥布置为六跨中承式飘带形提篮拱桥，主桥跨径为：35m+84m+120m+88m+68m+35m=430m；北岸引桥175m；南岸引桥280m，全桥总长855m，桥宽32m。
本桥设计承台底标高为43.00m，由于筑岛加高，基坑开挖深度达到了10.5m，同时桥位处采砂后回填了大量砾石，现状承台底在浑河河道水位以下9.8m，基于基坑加深、采砂后现状地质情况，经专家论证采用拉森钢板桩支护、坑内明排降水方式施工，拉森板桩支护按承台最大边线尺寸预留1.5m做为施工作业面，横桥向长67m，纵桥向宽17m，其内设腰梁，钢管支撑。
二、水文地质情况
依据沈阳市勘察测绘研究院提供的地勘报告，桥位处地层为素填土、砂类土、碎石土、风化岩所组成，原采砂场取走河砂后筛漏残留了大量圆砾，且颗粒较大，此地质对钢管桩的打入造成了一定施工难度。
岩层标高较高，同时残留的圆砾渗透系数极大，井点降水难度大。根据现场实际情况，预计部分基坑支护将渡过汛期。
各土层厚度及相关计算参数取值见下表：
三、承台支护方案
1、材料选用
根据地质情况特点，基坑深度及支护型式等，拟选用YASP－Ⅳ热轧小锁口止水拉森钢板桩，宽=0.4m、厚度=15.5mm，长＝12m，主要技术参数如下图所示：
2、基坑开挖与支撑
基坑在开挖施工过程中考虑30KPa的施工荷载，为保证施工过程中的安全，基坑开挖至第三道支撑后采用吊车出土，吊车距板桩3m外站位，以减小施工荷载对基坑的影响。
3.支撐体系
支撑采用4层钢管支撑，从地面第一、二层采用Φ609×16钢管支撑，第三层采用Φ800×16钢管支撑，第四层采用Φ800×16钢管支撑；其中每层的第一道、第二道斜撑采用钢管支撑，第三道斜撑采用45工字钢。见下图：
四、监测内容、要求及方案
1.（1）围护桩桩顶水平位移监测，警戒值为水平超过3mm/d，或其累计位移达30mm；
（2）水平支撑力监测，钢支撑轴力警戒值为150MPa(70%~80%f)；
（3）坑周边土体深层水平位移监测，警戒值为日位移超过3mm/d，或累计位移达60mm；文献[1]
2.监测方案
序号 项目 单位 数量
1 围护体深层水平位移监测（测斜）
点 8
2 围护墙顶部水平位移监测 点 8
3 钢支撑（支撑轴力计） 点 32
4 地下水位监测 孔 2
如下图：
五、监测数据分析
1. 围护桩桩顶水平位移监测方法以及数据分析
监测点埋设与拉森板桩桩顶，按规范间距要求布置，沉降、水平位移监测点，共计12个测点。 现抽取12个测点之中2个变化较大点作详细分析。文献[2]
7点位处桩顶水平位移变化曲线图示如下：
9点位处桩顶水平位移变化曲线图示如下：
注：上述图示内数值为正，表示向里偏移。
由上述两个关键点位的桩顶水平位移变化曲线可知，基坑结构表面的水平位移矢量方向均指向基坑内。从观测数据看, 基坑周边边坡支护结构桩顶的累积水平位移值在10. 0- 160. 0mm之间。
2. 土体深层水平位移监测方法与分析
测斜仪是一种可以精确地测量沿竖直方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器, 可以用来测量单向位移, 也可以测量双向位移, 再由两个方向的位移求出其矢量和, 得到位移的最大值和方向。文献[5]
现取其中4点位和6点位加以分析。
根据监测此结构深层土体水平位移实测数据, 从绘制的典型深度与位移实测曲线可知在基坑开挖过程中, 各测斜孔最大水平位移及水平位移速率基本出现在基坑开挖最后一层。基坑开挖初期, 其水平位移变化值不大; 基坑挖至基底标高时, 其水平位移变化相对较大, 随着施工的进行, 水平位移逐渐趋于稳定, 变化速率也相应递减。
文献[4]
3. 水平支撑轴力监测方法以及数据分析
根据设计计算的最大轴力断面布置轴力监测点，每组钢筋应力计由2只组成，安装在支撑断面两侧，每侧各放一只；如上图所示。现取其中一重要点位片1处支撑加以分析。
由以上片1处三层支撑轴力变化曲线图示可知，从基坑实测的轴力分析,支撑所受的轴力均随着施工的进行逐渐增大, 其轴力最大为160吨, 内支撑所受轴力在开挖过程中的变化不均匀, 其大小与支撑杆件的施工的基坑开挖的进度有关。随着基础垫层的施工, 其支撑杆件所受内力有所下降。文献[6]
五、总结
1.本工程的仪器埋设存活率达到了90%以上，监测数据全面的反映了施工过程中基坑围护结构的各种动向，同时根据施工现场的情况证明监测的相关数据的可靠性。文献[3]
2.整个基坑施工过程中，尽管钢板桩桩顶的水平位移偏大，钢板桩桩顶水平位移向内最大变形为160mm，支撑轴力相对比较大，最大轴力达到1600KN，其中可能是由于现场施工问题导致数据偏大，实质对基坑产生微小影响。文献[6]
3.从监测数据分析结果来看，围护结构位移、应力最大变化都发生在第三层开挖阶段，这时钢板桩支护结构处于报警状态，由于及时采取基坑内二次加固，有效控制了变形的进一步增大。
参考文献：
[1]陈忠汉，程丽萍.深基坑工程[M]．北京：机械工业出版社，2001．
[2]周建郑. 建筑工程测量技术[M ] . 武汉: 武汉理工大学出版社, 2004. 8.
[3]杨雪强，刘祖德，何世秀.深基坑支护的杆系有限元分析[J].湖北工学院学报，2000（2）.
[4] 田倩. 深基坑工程变形监测实例分析.内江科技，2011（7）.
[5] 赵乃志， 冯建雄. 沈阳市某深基坑支护工程的设计与施工.中国建设教育，2010（1）.
[6]宋二祥，池跃君等.润扬长江公路大桥基坑监测报告. 2002（12）.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：深基坑支护，拉森钢板桩，承台施工，监测
Research onhost bridge bearing platform construction of monitoring the excavation supporting system
(1， School of Civil Engineering，Shenyang Jianzhu University，Shenyang，china ，110168 ；）
Abstract: Based on the excavation depth of 10.5 m of the deep foundation pit bracing engineering for example, Focuses on the area of the site conditions, geological exploration report, the environment of the specific analysis, Now the larson steel sheet pile foundation pit supporting schemes of deep foundation for support, Construction of the bridge pile caps is the safety of foundation pit excavation of the comprehensive monitoring.
Key words: Deep foundation pit supporting , Larson steel sheet pile , Bearing platform construction
一、引言：沈阳市浑河动漫桥为跨浑河的一座大桥，工程位于浑河城市段上游，鸟岛东侧，桥位处水面宽约680米。主桥布置为六跨中承式飘带形提篮拱桥，主桥跨径为：35m+84m+120m+88m+68m+35m=430m；北岸引桥175m；南岸引桥280m，全桥总长855m，桥宽32m。
本桥设计承台底标高为43.00m，由于筑岛加高，基坑开挖深度达到了10.5m，同时桥位处采砂后回填了大量砾石，现状承台底在浑河河道水位以下9.8m，基于基坑加深、采砂后现状地质情况，经专家论证采用拉森钢板桩支护、坑内明排降水方式施工，拉森板桩支护按承台最大边线尺寸预留1.5m做为施工作业面，横桥向长67m，纵桥向宽17m，其内设腰梁，钢管支撑。
二、水文地质情况
依据沈阳市勘察测绘研究院提供的地勘报告，桥位处地层为素填土、砂类土、碎石土、风化岩所组成，原采砂场取走河砂后筛漏残留了大量圆砾，且颗粒较大，此地质对钢管桩的打入造成了一定施工难度。
岩层标高较高，同时残留的圆砾渗透系数极大，井点降水难度大。根据现场实际情况，预计部分基坑支护将渡过汛期。
各土层厚度及相关计算参数取值见下表：
三、承台支护方案
1、材料选用
根据地质情况特点，基坑深度及支护型式等，拟选用YASP－Ⅳ热轧小锁口止水拉森钢板桩，宽=0.4m、厚度=15.5mm，长＝12m，主要技术参数如下图所示：
2、基坑开挖与支撑
基坑在开挖施工过程中考虑30KPa的施工荷载，为保证施工过程中的安全，基坑开挖至第三道支撑后采用吊车出土，吊车距板桩3m外站位，以减小施工荷载对基坑的影响。
3.支撐体系
支撑采用4层钢管支撑，从地面第一、二层采用Φ609×16钢管支撑，第三层采用Φ800×16钢管支撑，第四层采用Φ800×16钢管支撑；其中每层的第一道、第二道斜撑采用钢管支撑，第三道斜撑采用45工字钢。见下图：
四、监测内容、要求及方案
1.（1）围护桩桩顶水平位移监测，警戒值为水平超过3mm/d，或其累计位移达30mm；
（2）水平支撑力监测，钢支撑轴力警戒值为150MPa(70%~80%f)；
（3）坑周边土体深层水平位移监测，警戒值为日位移超过3mm/d，或累计位移达60mm；文献[1]
2.监测方案
序号 项目 单位 数量
1 围护体深层水平位移监测（测斜）
点 8
2 围护墙顶部水平位移监测 点 8
3 钢支撑（支撑轴力计） 点 32
4 地下水位监测 孔 2
如下图：
五、监测数据分析
1. 围护桩桩顶水平位移监测方法以及数据分析
监测点埋设与拉森板桩桩顶，按规范间距要求布置，沉降、水平位移监测点，共计12个测点。 现抽取12个测点之中2个变化较大点作详细分析。文献[2]
7点位处桩顶水平位移变化曲线图示如下：
9点位处桩顶水平位移变化曲线图示如下：
注：上述图示内数值为正，表示向里偏移。
由上述两个关键点位的桩顶水平位移变化曲线可知，基坑结构表面的水平位移矢量方向均指向基坑内。从观测数据看, 基坑周边边坡支护结构桩顶的累积水平位移值在10. 0- 160. 0mm之间。
2. 土体深层水平位移监测方法与分析
测斜仪是一种可以精确地测量沿竖直方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器, 可以用来测量单向位移, 也可以测量双向位移, 再由两个方向的位移求出其矢量和, 得到位移的最大值和方向。文献[5]
现取其中4点位和6点位加以分析。
根据监测此结构深层土体水平位移实测数据, 从绘制的典型深度与位移实测曲线可知在基坑开挖过程中, 各测斜孔最大水平位移及水平位移速率基本出现在基坑开挖最后一层。基坑开挖初期, 其水平位移变化值不大; 基坑挖至基底标高时, 其水平位移变化相对较大, 随着施工的进行, 水平位移逐渐趋于稳定, 变化速率也相应递减。
文献[4]
3. 水平支撑轴力监测方法以及数据分析
根据设计计算的最大轴力断面布置轴力监测点，每组钢筋应力计由2只组成，安装在支撑断面两侧，每侧各放一只；如上图所示。现取其中一重要点位片1处支撑加以分析。
由以上片1处三层支撑轴力变化曲线图示可知，从基坑实测的轴力分析,支撑所受的轴力均随着施工的进行逐渐增大, 其轴力最大为160吨, 内支撑所受轴力在开挖过程中的变化不均匀, 其大小与支撑杆件的施工的基坑开挖的进度有关。随着基础垫层的施工, 其支撑杆件所受内力有所下降。文献[6]
五、总结
1.本工程的仪器埋设存活率达到了90%以上，监测数据全面的反映了施工过程中基坑围护结构的各种动向，同时根据施工现场的情况证明监测的相关数据的可靠性。文献[3]
2.整个基坑施工过程中，尽管钢板桩桩顶的水平位移偏大，钢板桩桩顶水平位移向内最大变形为160mm，支撑轴力相对比较大，最大轴力达到1600KN，其中可能是由于现场施工问题导致数据偏大，实质对基坑产生微小影响。文献[6]
3.从监测数据分析结果来看，围护结构位移、应力最大变化都发生在第三层开挖阶段，这时钢板桩支护结构处于报警状态，由于及时采取基坑内二次加固，有效控制了变形的进一步增大。
参考文献：
[1]陈忠汉，程丽萍.深基坑工程[M]．北京：机械工业出版社，2001．
[2]周建郑. 建筑工程测量技术[M ] . 武汉: 武汉理工大学出版社, 2004. 8.
[3]杨雪强，刘祖德，何世秀.深基坑支护的杆系有限元分析[J].湖北工学院学报，2000（2）.
[4] 田倩. 深基坑工程变形监测实例分析.内江科技，2011（7）.
[5] 赵乃志， 冯建雄. 沈阳市某深基坑支护工程的设计与施工.中国建设教育，2010（1）.
[6]宋二祥，池跃君等.润扬长江公路大桥基坑监测报告. 2002（12）.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。