【摘要】：大型燃煤電站水工結(jié)構(gòu)中進(jìn)水前池受工藝要求往往埋設(shè)較深，當(dāng)受到施工條件限制和復(fù)雜地質(zhì)巖層時(shí)，特別是在國(guó)外欠發(fā)達(dá)地區(qū)施工技術(shù)落后的情況下，如何做好深基坑邊坡支護(hù)成為結(jié)構(gòu)施工安全的關(guān)鍵。本文以印度尼西亞萬(wàn)丹1*670MW燃煤電站循環(huán)水進(jìn)水前池施工為例，簡(jiǎn)析肋板式錨桿擋墻施工技術(shù)在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。
一工程概述
印尼萬(wàn)丹1*670MW燃煤電站工程位于印尼爪哇海南岸，臨近海邊，位于濱海灘涂、丘陵和山間平地三種地貌單元，各種巖土層分布差異很大，地震基本烈度為8度，根據(jù)海床地形圖，海水低潮位時(shí)水深標(biāo)高3.14m。本工程采取開(kāi)挖帶單邊堤的底流槽引水，平均引水流速為1.56m/s。取水箱涵及進(jìn)水前池長(zhǎng)161m，寬14.2m，埋深13.80m—15.00m，由于埋設(shè)較深，地質(zhì)條件復(fù)雜，來(lái)自結(jié)構(gòu)側(cè)面的側(cè)向力亦較大，因此結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用肋板式錨桿擋墻支護(hù)方案。
二工程地質(zhì)條件
從地質(zhì)報(bào)告反映，進(jìn)水前池區(qū)域地層變化復(fù)雜且土質(zhì)變化大，在基坑支護(hù)埋深范圍內(nèi)，上部主要為雜填土、堆積土、淤泥層，下部主要粉質(zhì)粘土、碎石粘性土、安山巖，場(chǎng)地巖土分層描述摘錄如下：
①層雜填土：屬新近堆積土，主要為當(dāng)?shù)匦藿糜螀^(qū)時(shí)開(kāi)挖山體、砌筑房屋、開(kāi)挖溝塘、附近電廠堆積粉煤灰等回填形成的，顏色、成分較雜。②層淤泥質(zhì)土：灰色、青灰色，飽和，流塑，局部含大量貝殼、珊瑚碎屑及腐殖質(zhì)，局部有珊瑚碎屑富集；③層礫質(zhì)粘性土：灰褐色、棕黃色、棕紅色，稍濕，以硬塑為主，局部可塑，礫石含量10-20%，磨圓度較好，為次圓狀，局部含少量碎石，碎石成分為安山巖，主要分布在山間平地的基巖表層，為安山巖殘坡積物；④層安山巖：棕紅色、灰黃色、暗灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，呈半成巖狀態(tài)，鉆進(jìn)取芯多為長(zhǎng)柱狀，斷面可見(jiàn)安山巖母巖結(jié)構(gòu)，在原始狀態(tài)下非常密實(shí)、堅(jiān)硬，但易折斷，局部風(fēng)化呈殘積土狀，全風(fēng)化；
三肋板式錨桿支護(hù)方案設(shè)計(jì)
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本工程支護(hù)結(jié)構(gòu)采取肋板式錨桿支護(hù)方案，上部由毛石砼擋墻，下部由肋板式錨桿擋墻組成。毛石砼擋墻高約3米，下部肋板式錨桿擋墻高13米，由400mm厚鋼筋砼擋墻及錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)組成，錨桿鉆孔直徑110mm，深入巖石4-12m，Φ25鋼筋做錨桿，間距1.3m*1.3m梅花狀布置。肋板式錨桿擋墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)肋板同時(shí)，又作為進(jìn)水前池結(jié)構(gòu)墻體，既滿足施工安全要求，又節(jié)約成本。
肋板式錨桿擋墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算：
1 計(jì)算參數(shù)
?。?）邊坡工程安全等級(jí)：二級(jí)
?。?）邊坡力學(xué)參數(shù)：巖石重度Υ1=24.5（KN/m3），土體重度Υ2=20.0（KN/m3）外傾結(jié)構(gòu)面破裂角θ=90°，外傾結(jié)構(gòu)面粘聚力Cs=50(KPa)，外傾結(jié)構(gòu)面內(nèi)摩擦角ψs=18°，巖體等效內(nèi)摩擦角ψe=50°
(3)錨桿參數(shù)：錨桿類別，永久性錨桿，鋼筋種類HRB=390，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=300(MPa)，水泥砂漿注漿強(qiáng)度M30，地層與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度特征值frb=250(KPa)
2 錨桿式擋墻結(jié)構(gòu)驗(yàn)算
?。?）錨桿式擋墻結(jié)構(gòu)
墻身總高：13米，肋墻厚0.4m，錨桿間距1.0m，鋼筋25（mm），錨孔直徑110mm，砼強(qiáng)度等級(jí)C40，鋼筋級(jí)別HRB400；
?。?）錨桿內(nèi)力計(jì)算
3 毛石砼擋墻結(jié)構(gòu)驗(yàn)算
?。?）毛石砼擋墻參數(shù)
墻身高3.3m，背坡傾斜坡度1：0.75，圬工砌體容重23.00（KN/m3），圬工間摩擦系數(shù)0.400，地基土摩擦系數(shù)0.500，墻身砌體容許壓應(yīng)力2100.000（KP/m3），墻體容許剪應(yīng)力110.000（KP/m3），墻身砌體容許彎拉應(yīng)力280.000（KP/m3）。
(2)毛石砼擋墻驗(yàn)算
?、倩品€(wěn)定性驗(yàn)算：基底摩擦系數(shù)0.500，滑移力=33.762(KN)，抗滑力=70.516KN，滑移驗(yàn)算滿足Kc=2.089>1.300
②傾覆穩(wěn)定性計(jì)算：相對(duì)于墻趾點(diǎn)，墻身重力力臂Zw=0.825m，Ey的力臂Zx=1.725m，Ex的力臂Zy=1.000m，傾覆力矩=33.762（KN/m），抗傾覆力矩158.747（KN/m），傾覆驗(yàn)算滿足Ko=4.702>1.500
四、肋板式錨桿支護(hù)施工要點(diǎn)
1 施工準(zhǔn)備
（1）人員準(zhǔn)備：配備有施工經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)隊(duì)伍管理人員和技術(shù)工人。
?。?）設(shè)備、機(jī)具準(zhǔn)備：配備潛孔鉆機(jī)、注漿機(jī)、攪拌機(jī)等專業(yè)設(shè)備及機(jī)具。
( 3 ) 物資準(zhǔn)備：配備經(jīng)入場(chǎng)鑒定合格的鋼筋、模板、砼等物資材料。
?。?）場(chǎng)地準(zhǔn)備：根據(jù)測(cè)量控制點(diǎn)，測(cè)量定位，做好排水設(shè)施。
2 施工流程
3 施工要點(diǎn)
?、偻潦介_(kāi)挖：本區(qū)段標(biāo)高4.5m—1.5m為雜填土及淤泥層，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況按1：1—1：3坡度放坡，1.5m—基坑底部為礫質(zhì)粘土及安山巖層，采用土釘錨桿支護(hù)，不放坡。首次開(kāi)挖至第一排錨桿位置以下200mm處，以下每次開(kāi)挖的深度與錨桿間距相同，開(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行掛網(wǎng)噴錨，待面層砼及注漿體強(qiáng)度超過(guò)設(shè)計(jì)值的70%后，進(jìn)行下一層的開(kāi)挖。水平方向的開(kāi)挖嚴(yán)格按照“分段跳挖“的原則進(jìn)行，分段長(zhǎng)度15m—20m?；禹斆婧突拥酌嫔⑺?、排水工作，及時(shí)排除地表水和基坑內(nèi)積水，為盡可能減少基坑周邊地面因地下水位下降而導(dǎo)致的不均勻沉降，確保淺基礎(chǔ)建筑物的安全，不在坡面上設(shè)置排水孔，保證地下水相對(duì)穩(wěn)定。
?、阱^桿施工：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在開(kāi)挖好的巖面上采用潛挖鉆機(jī)定位鉆孔，鉆孔深度4-12m，孔徑110mm，鉆好后及時(shí)清理孔內(nèi)殘?jiān)皶r(shí)穿入錨桿鋼筋，沿長(zhǎng)度方向每隔2m設(shè)置塑料定位支架，保證保護(hù)層厚度不小于50mm。
?、圩{：注漿材料采用普通硅酸鹽M30水泥凈漿，水灰比不大于0.4，注漿壓力為05—1MPa，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整注漿壓力。注漿所用水不得含有影響水泥正常凝結(jié)和硬化的有害物資，不應(yīng)使用污水。成孔后插入鋼筋錨桿，錨桿緩慢放入孔內(nèi)，嚴(yán)禁猛推，猛拉，插入困難時(shí)，抽出錨桿，透孔后再投放。注漿管與鋼筋錨桿一起放入孔內(nèi)，注漿管插入距孔底50—100mm范圍內(nèi)，注漿前用清水沖洗注漿管，至孔口溢出滿足設(shè)計(jì)要求的濃漿液5s后，停止注漿，緩慢拔出注漿管，注漿后在孔口設(shè)置漿塞保證注漿飽滿，拔出注漿管后，立即清洗回收，將注漿泵、攪拌機(jī)清洗干凈。
?、軖炀W(wǎng)噴錨：掛網(wǎng)噴漿前應(yīng)先清除邊坡表面殘留的碎土、碎渣及松動(dòng)石塊，并用清水沖洗坡面，鋼筋A(yù)8@200*200網(wǎng)應(yīng)與錨桿(插筋)連接牢固。鋼筋網(wǎng)搭接采用綁扎，上下段鋼筋網(wǎng)搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于55D，加強(qiáng)筋焊接縫長(zhǎng)單面焊大于10d，雙面焊大于5d。噴層采用C45混凝土；鋼筋保護(hù)層厚度不小于50mm?；炷羾妼邮┕r(shí)：先噴50mm厚混凝土；再布設(shè)鋼筋網(wǎng)并噴50mm厚混凝土。
?、蒎^桿檢測(cè)：a試驗(yàn)加載裝置，本試驗(yàn)采用50t油壓拉拔儀分級(jí)加載，對(duì)試驗(yàn)錨桿施加抗拔力，用百分表測(cè)讀錨頭位移。試驗(yàn)設(shè)備均經(jīng)過(guò)武漢市計(jì)量檢測(cè)技術(shù)研究院的檢定，且在有效期內(nèi)。b試驗(yàn)參照標(biāo)準(zhǔn) GB50007-2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》CECS22-2010《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》.c試驗(yàn)方法及規(guī)定：1）每一典型土層中設(shè)3根專門用于極限抗拔力測(cè)試的非工作錨桿，除長(zhǎng)度外，其余參數(shù)均與工作錨桿相同。2）采用分級(jí)加載，分級(jí)加載值宜取設(shè)計(jì)值的0.10、0.50、0.75、1.00、1.20、1.33和1.50倍。3）當(dāng)錨桿在最大試驗(yàn)荷載下所測(cè)得的總位移量，應(yīng)超過(guò)該荷載下桿體自由段長(zhǎng)度理論彈性伸長(zhǎng)值的80%，且小于桿體自由段長(zhǎng)度與1/2錨固段長(zhǎng)度之和的理論彈性伸長(zhǎng)值。
?、蘩甙迨┕ぃ涸阱^桿檢測(cè)合格后，進(jìn)行肋板的施工，鋼筋錨桿錨入肋板內(nèi)，使得錨桿和肋板形成一個(gè)整體。施工時(shí)，土釘錨桿護(hù)面作為肋板施工的內(nèi)側(cè)模板，分段施工，每層施工縫采用鋼板止水帶接縫。
?、呙艙鯄κ┕ぃ涸谙虏坷甙邋^桿擋墻施工完成并達(dá)到強(qiáng)度要求后，選用質(zhì)量合格的毛石，并經(jīng)驗(yàn)收后施工上部毛石砼擋墻。
五、施工監(jiān)測(cè)
1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)
土體上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)沿邊坡坡頂邊緣按約20—30m的間距，采用沖擊鉆孔置入
法埋設(shè)約3個(gè)水平位移沉降一體化監(jiān)測(cè)點(diǎn)，編號(hào)為T1~T3；以及在坡面按方格網(wǎng)約20—30m的間距，采用沖擊鉆孔置入法埋設(shè)約3個(gè)水平位移沉降一體化監(jiān)測(cè)點(diǎn)，編號(hào)為C1~C3.巖體上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)擬采用砂漿現(xiàn)場(chǎng)澆固的鋼筋標(biāo)志，鑿孔深度不宜小于10cm，頂部應(yīng)露出地面5cm。
2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量
水平位移的觀測(cè)：按照《建筑變形測(cè)量規(guī)程》中二級(jí)變形測(cè)量的精度要求
施測(cè)，以水平基準(zhǔn)點(diǎn)作為測(cè)量控制基準(zhǔn)點(diǎn)，通過(guò)測(cè)量出每個(gè)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)檢測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移變化。
垂直位移的觀測(cè)：按照二級(jí)變形觀測(cè)的技術(shù)要求施測(cè)，每次垂直位移觀測(cè)
前均應(yīng)對(duì)高程基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)檢校，確定其點(diǎn)位穩(wěn)定可靠后，才對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，高程基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)及監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)均應(yīng)組結(jié)成附合或閉合水準(zhǔn)路線。
3 預(yù)警值
根據(jù)本工程的實(shí)際情況，對(duì)該工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目提出以下警戒值：基坑坡頂最大水平位移控制值為40mm，預(yù)警值為30mm。當(dāng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目超過(guò)其警戒值時(shí)，必須迅速停止施工，查明原因，對(duì)支護(hù)方案進(jìn)行修改，待加固處理后方能進(jìn)行下一級(jí)施工，應(yīng)急措施：迅速原位回填夯實(shí)，保證警戒值不再增大；停止施工、修改支護(hù)方案，再進(jìn)行加固；設(shè)立警戒區(qū)域，限制或禁止人員和機(jī)械在基坑上方通行。
六、結(jié)束語(yǔ)
工程地質(zhì)條件是千變?nèi)f化的，每一項(xiàng)工程都有自己的工程地質(zhì)特點(diǎn)，本工程基坑支護(hù)所采用的肋板式錨桿擋墻支護(hù)方案，支護(hù)結(jié)構(gòu)肋板與前池結(jié)構(gòu)墻體綜合使用，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用，在印尼當(dāng)?shù)匾鹆肆己玫纳鐣?huì)效應(yīng)，當(dāng)?shù)亟ㄖ炯娂娪^摩學(xué)習(xí)。
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