其中板桩式中的钢筋混凝土板桩及主桩横挡板、柱列式、地下连续墙、自力式水泥土挡墙、组合式、沉井法因施工费用和成本较高、施工周期较长,因而明显不能用于本工程的沟槽支护。钢管桩及钢板桩中的H型钢钢板桩虽然具有施工简便、周期短的特点,但其止水性较差,对于本项目地下水较丰富的情况不适用,因而不宜用于本工程。
现以2.5×1.5m渠箱开挖深度为3.5m为例,就放坡开挖+排降水与拉森钢板桩+排降水做经济型对比分析: (1)拉森钢板桩
拉森钢板桩设置形式:按照6m拉森钢板桩+钢围檩、钢支撑设置,如下图:
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a、钢板桩采用Ⅲ型拉森钢板桩(IX≥16800cm4/m,WX≥1360cm3/m), 对于6m拉森钢板桩而言,沟槽每延米钢板桩用量为1.86t; b、围檩采用HW300×300×12×12工字钢,沟槽每延米围檩用量为0.3301t;支撑采用φ299×10钢管,沟槽每延米刚支撑用量为0.1425t;每延米钢围檩+钢支撑总用量为:0.473t ;
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c、沟槽每延米C20素混凝土填充用量:0.8m3 (2)沟槽开挖与拉森钢板桩对比 施工示意图如下:
图中,阴影部分,为沟槽开挖较钢板桩需增加开挖及回填部分,空白部分是施工中沟槽开挖与钢板桩支护均需要开挖及回填部分,经济比较仅对二者差异部分做比较,相同部分发生的金额相同,不予对比。
另外,沟槽开挖的放坡坡率按照《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-2008)表4.3.3中的软土“坡顶无荷载”(1:1.25)计算,实际施工时,由于坡顶存在机械施工、材料运入等,应按照“坡顶有荷载”计算(规范未给出,拟按1:1.5计算);采用机械开挖沟槽,槽深超过3m时,应分层开挖,并留台阶,台阶宽度按照0.5m计算。因而,当挖深为3.5m时,采用分两层开挖, 底层深度为2m,坡率为1:1.5,上层深度为1.5m,坡率为1:1.25。
下面,对每延米费用进行计算,单价采用暂定的清单价格(设计单位组价计算的清单价)进行对比。
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沟槽开挖与拉森钢板桩支护成本对比分析表
分项名称 清单编码 项目名称 工程量 综合单价(元) (元) 沟04010100挖沟9.7+7 36.6711.4 合价备注 槽开挖 2003 槽土方9.7=19.4(弃运) m3 19.4m3 040103001001 合计 砂 中粗120 2328 新图中为回填石屑 3039.4 拉04010100拉森钢板桩 钢围檩、钢支3t 撑 t 1.8604 0.4788 863.3 635.1605. 森钢板2001 桩支护 040101002002 300.8 040303002001 合计 C20素混凝土 m3 0.889 472.378.3 2284.40 说明:清单中无石屑回填项,中粗砂清单价为167.47元/m3,石屑回填暂按照120元/m3计算。
经上述分析,拉森钢板桩比沟槽开挖每延米成本低755元,因而,从经济性出发,优先考虑拉森钢板桩方案。
综上所述,拉森钢板桩支护方案较放坡开挖及其它支护形式,从必要性、可行性、经济性方面,都有无可替代的优越性,应当优先选用。
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三、拉森钢板桩的施工方法
1、拉森钢板桩的设置方案 拟按照如下原则设置:
[1]开槽埋管管道基坑支护均采用以下支护原则: (1)管道沟槽深度<3.0m,采用放坡开挖+排降水。
(2)3.0m≤管道沟槽深度<3.5m,采用6m长拉森钢板桩支护,围檩采用HW300×300×12×12工字钢,支撑采用φ299×10钢管,平面间距≤4.0m,竖向间距见管道沟槽开槽基坑支护示意图。
(3)3.5m≤管道沟槽深度<5m,采用9m长拉森钢板桩支护,围檩采用HW300×300×12×12工字钢,支撑采用φ299×10钢管,平面间距≤4.0m,竖向间距见管道沟槽开槽基坑支护示意图。
[2]开槽埋管渠箱基坑支护均采用以下支护原则: (1)渠箱沟槽深度<3.0m,采用放坡开挖+排降水。
(2)3.0m≤渠箱沟槽深度<3.5m,采用6m长拉森钢板桩支护,围檩采用HW300×300×12×12工字钢,支撑采用φ299×10钢管,平面间距≤3.5m,竖向间距见渠箱沟槽开槽基坑支护示意图。
(3)3.5m≤渠箱沟槽深度<5m,采用9m长拉森钢板桩支护,围檩采用HW300×300×12×12工字钢,支撑采用φ299×10钢管,平面间距≤3.5m,竖向间距见渠箱沟槽开槽基坑支护示意图。
管道基坑支护及渠箱基坑支护详见附图《管道开槽基坑支护示意图(一)》、《管道开槽基坑支护示意图(二)》、《渠箱开槽基坑支护示意图》。
2、拉森钢板桩的施工方法
本工程拉森钢板桩主要用于管道覆土≥3.0m的雨污水管道及渠箱的基坑基槽止水及支护结构,具体施工操作如下:
基坑开挖采用Ⅲ 型6.0 米、9.0米、12.0米长拉森钢板桩支护(Ix≥16800cm4/m,Wx≥1360cm4/m)。拉森钢板桩用升降机就位后采用履带式液压挖土机KATO-1250和KATO-1430带VH-2000和VH-3000的液压振
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