[摘要]本文以嘉興電廠三期循環(huán)水管邊坡支護工程為例，對土釘+松木樁復(fù)合土釘墻在循環(huán)水管基坑支護中的應(yīng)用進行了分析，對土釘墻的施工工藝進行了詳細(xì)的闡述。
1 概況
本工程是嘉興電廠三期工程2×1000MW機組循環(huán)水工程直管段施工廠房側(cè)基坑支護工程。該機組循環(huán)水管采用φ3740×22焊接鋼管，加剛性環(huán)（過路段剛性環(huán)采用），與排水箱涵平行，且同步施工，管中心與箱涵外壁間距3m?；娱_挖深約-7.08m，雙孔排水箱涵開挖深約-7.50m，開挖寬度為20.2m，為深基坑。循環(huán)水管安裝考慮采用250T履帶吊。
地表普遍回填厚0.6-1.0m的石渣。地面標(biāo)高一般為3.4m左右。場地原始地貌為濱海沖積平原，地形平坦，以水田為主，有水溝及河塘分布。主廠區(qū)地層主要為第四系濱海相～陸相沉積的淤泥質(zhì)土和粘性土間隔粉土與粉砂層組成。場地區(qū)域經(jīng)歷了漫長而多次的海進、海退地史及沉積間歇環(huán)境，微地層單元結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，主要表現(xiàn)為上部淤泥質(zhì)土層厚度較大，下部土層性狀軟硬相間，基巖埋藏深度大。場地第四紀(jì)沉積層最大厚度大于110m?！?span id="lfujkeq" class="Apple-tab-span" style="white-space:pre">
場地淺層地下水主要為孔隙潛水類型，地下水位隨季節(jié)和地形而變化，地下水主要受大氣降水及地表水補給，以蒸發(fā)和徑流方式排泄?？辈炱陂g地下水位埋深一般為0.4m～1.0m。
2 工程難點
2.1本工程位于沿海軟土地區(qū)，土質(zhì)性狀很差，其下淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土深度達30米之多。
2.2開挖后遇到淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土呈飽和流塑狀，為高含水量、高靈敏度、低強度軟土，基坑極易變形坍塌。
2.3受現(xiàn)場條件限制，工作面小，無法進行大放坡，開挖難度高。
2.4需要考慮輸煤轉(zhuǎn)運站、煤場等的樁基施工；考慮安裝需要250T履帶吊機停放，對邊坡的穩(wěn)定性要求、位移控制難度增大。
2.5循環(huán)水管與排水箱涵平行，且同步施工，交叉作業(yè)多。
3 圍護體系設(shè)計
綜合場地地理位置、土質(zhì)條件、基坑開挖深度和周圍環(huán)境條件分析，本基坑考慮土釘+松木樁復(fù)合土釘墻的綜合支護方案。土釘墻采用分段分層開挖，分段長度一般為30m左右一個流水段，邊坡放坡1：0.5，分層施工土釘，本施工區(qū)域土釘共設(shè)六道，松木樁三排（在土釘墻的第五層布置一排松木樁，在第六層布置二排松木樁）。土釘一般采用常壓注漿，注漿壓力為0.5MPa，在基坑-1.6m處設(shè)二次注漿土錨桿一道，二次注漿壓力為1.5MPa，孔徑120mm，長21m，并與該處松木樁連成整體。六道土釘水平間距都為800mm，傾角都為100。施工至第五層時，先開挖V型槽至標(biāo)高-2.6m，槽長6m一段，打入一排松木樁，間距300mm-500mm，長6m-8m，然后施工第五層土釘墻，錨桿反拉松木樁。在第五層土釘墻達到設(shè)計強度后再以V型槽開挖第六層。受V型槽影響，第六層先打入2排松木樁，再打入一排斜錨管反拉松木樁，錨管長度9m，間距800mm，傾角33°，注漿并表面噴漿后回填。等上部土釘墻達到80%強度后，再施工第六層土釘墻，完成后土方回填反壓。V型槽按6m-9m一段跳挖施工。面板采用80厚C20噴射混凝土，內(nèi)配φ6.5＠200雙向鋼筋。
4 方案特點
土釘+松木樁復(fù)合土釘墻具有以下優(yōu)點：
?。?）由于采用復(fù)合土釘墻施工，施工工藝簡單，施工效率高，沒有獨立的支護樁施工工期，隨挖隨支護。
?。?）土釘支護其工作機理類似重力式擋墻，其復(fù)合土體具有良好的抗振性和延性，對周邊引起的振動和擠土比較有利。
?。?）施工設(shè)備簡單，不需要單獨占用場地。
?。?）廢土外運量比其他工法少，施工時噪音小，振動小，無泥漿污染，文明施工條件好。
?。?）土釘+松木樁復(fù)合土釘墻支護能保證支護的同時能讓循環(huán)水管邊道路運行通暢，不影響二期正常運行，保證排水箱涵和循環(huán)水管同時施工。
5 施工順序
支護工程施工程序如下：定位、放線→第一層土方開挖→土釘墻施工→依次開挖下部土層，逐層施工下層土釘墻→第五層土方開挖、超前錨桿施工→第五層土釘墻支護→第六層土方開挖，土釘墻施工→驗收
6 關(guān)鍵技術(shù)及施工工藝
6.1土方開挖
6.1.1開挖前對挖機駕駛員進行安全技術(shù)交底。
6.1.2土方開始時需先確認(rèn)地下設(shè)施，在確認(rèn)地下位置后方可進行土方開挖，開挖時須有專人監(jiān)護，挖土中發(fā)現(xiàn)地下管道、電纜及其他埋設(shè)物時應(yīng)及時向相關(guān)部門報告。
6.1.3每次開挖深度為每層土釘下300mm至500mm。
6.1.4開挖最大長度為30m，開挖后立即施工土釘。
6.1.5挖出的土方應(yīng)按設(shè)計堆放，嚴(yán)禁堆在基坑邊坡。
6.2初噴混凝土
6.2.1噴射混凝土前，應(yīng)對機械設(shè)備風(fēng)、水、電管線進行全面檢查及試運轉(zhuǎn)。清理受噴面，埋設(shè)好控制噴層厚度的標(biāo)志。
6.2.2材料：水泥為強度等級32.5普通水泥，砼標(biāo)號C20，厚度80，碎石粒徑小于15mm，砂為中砂，配合比為水泥：沙：碎石=1：2：2.5；
6.3.1采用洛陽鏟或輕便式造孔機注水鉆進成孔，機械成孔時要根據(jù)地質(zhì)條件控制鉆進速度，每節(jié)鉆桿在接桿前，一定要反復(fù)沖洗孔內(nèi)泥水。
6.3.2按設(shè)計要求定孔位，允許誤差±5cm；
6.3.3孔徑允許誤差±2cm；
6.3.4孔深允許誤差±20cm；
6.3.5孔傾角允許誤差±5度；
6.3.6孔內(nèi)碎土、雜物及泥漿應(yīng)清除干凈；
6.3.7成孔后用織物等將孔口臨時杜塞；
6.3.8編號登記。
6.4土釘制作
6.4.1土釘采用HRB335級鋼筋制作，搭接雙面焊連接，隔2000mm置居中支架。
6.4.2調(diào)直鋼筋，按設(shè)計要求截取長度；
6.4.3土釘制作完成后，應(yīng)編號、登記并在土釘上做好標(biāo)記，以備安裝。
6.5土釘安裝
將加工好的鋼筋，放入孔內(nèi)，復(fù)核入孔長度、外露長度、居中情況。
6.6注漿
注漿是土釘施工的關(guān)鍵，土釘注漿要飽滿。注漿漿液采用純水泥漿，水灰比0.5。用注漿泵進行常壓注漿，注漿壓力大于0.5Mpa。為保證土釘與周圍土體緊密結(jié)合，在孔口處設(shè)置漿塞，使其與孔壁緊密貼合。采用注漿漿袋加壓法，其施工方法是先用注漿管在孔底注漿，當(dāng)孔內(nèi)注滿即漿液從孔口流出時暫停注漿，把土釘筋從孔中拔出約500mm后套上注漿袋，并把注漿管插入注漿袋中，面袋的兩端用鐵絲扎實，把拔出的部份送入孔中，并再次進行注漿，一開始漿液流入面袋，使面袋逐漸膨脹，形成充滿漿液的袋子，注漿袋擠緊孔壁，使孔口密封，壓力再增大時，里端的扎口處被漿液沖開，漿液流入孔中，由于孔口已被注漿袋密封，所以能施加一定的注漿壓力。二次高壓注漿施工前必須在一次注漿時在土孔中放入等長塑料管，并將塑料管隔500MM開孔（塑料管放入之前應(yīng)將管口和開孔部位用膠帶密封），二次高壓注漿應(yīng)在一次注漿完成5～6小時后進行。
6.7加強鋼筋
為了能保證土釘與噴射混凝土面層一起協(xié)同工作，以達到土釘墻基坑支護之目的，土釘鋼筋在坡面的出露處，應(yīng)用加強鋼筋進行連接，其作法為：將直徑為14、16mm的螺紋鋼筋與同一高程處的土釘鋼筋在坡面出露處進行焊接。
6.8鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)
土釘墻面層配雙向鋼筋網(wǎng)片ø6.5＠200，鋼筋網(wǎng)采用綁扎連接，鋼筋搭接長度不少于300mm，設(shè)置砼墊塊，鋼筋與坡面空隙宜大于20mm。土釘與面層鋼筋網(wǎng)的連接通過2根Φ14～16mm的通長加強筋直接在鋼筋網(wǎng)上。
6.9噴射面層砼
經(jīng)檢查確認(rèn)鋼筋網(wǎng)敷設(shè)、連接符合要求后，噴射砼面層至設(shè)計厚度，底部鋼筋網(wǎng)搭接長度范圍以內(nèi)先不噴砼，待與下層鋼筋網(wǎng)綁扎搭接之后，與下層壁面同時噴射砼，砼面層接縫部位做成45°的斜面搭接。噴射砼2小時后進行灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不宜少于7天。
6.10松木樁施工
在第五排土釘施工之前打入松木樁，間距300mm，長度為6米，松木樁采用PC200-7挖土機打入，先用棕繩將挖斗與松木樁綁扎連接，棕繩捆扎在鋼管端部下4/5位置，并在此位置加綁纜風(fēng)棕繩，挖機將松木樁吊直后，由2人扶住松木樁對準(zhǔn)打樁位置，再由4人分別向四個方向各拉緊纜風(fēng)繩，就位穩(wěn)定后，舉起挖斗，對準(zhǔn)松木樁頂部用挖斗扣住向下施壓，樁入土50CM再糾正樁垂直度。壓樁施工時要確保樁頂標(biāo)高及軸線、垂直度滿足設(shè)計要求。
7 問題及處理方法
7.1支護過程中如遇塘渣層，則該處改為土錨管施工。
7.1.1：土錨管制作：先在鋼管上按＠500梅花型鉆制壓漿孔并按＠500焊接L40*4角鋼段形成倒刺，壓漿孔與角鋼一一對應(yīng)，以防止在錨管打入土體過程中壓漿孔堵塞。錨管加工要點：
?。?）材料采用鋼管Q235材質(zhì)、鋼管直徑48mm、壁厚2.5mm；
?。?）管尖加工：管端剖口后，用22鋼筋焊制，尖端熱鍍并淬火。
?。?）壓漿孔應(yīng)用電鉆鉆孔，保持孔洞光潔。
7.1.2錨管打入：錨管長度、間距、傾斜角度、標(biāo)高必須符合設(shè)計要求，采用氣動沖擊鑿巖機將Φ48鋼管擊入土層中，焊接接頭處加焊L50*5角鋼抱箍，氣動沖擊鑿巖機將Φ48鋼管擊入后管端部留25CM露出坡面。如遇堅硬土體將鋼管切割成每節(jié)3m長度，分次打入。
7.1.3錨管注漿：錨管打入土體后用壓力泵將純水泥漿向管內(nèi)及土體注漿。將注漿管伸入管底，從管底開始倒退注漿，邊拔注漿管邊注漿，使管內(nèi)的空氣和水排出后在管口部位用碎布頭堵塞錨管與注漿管之間的間隙，并使注漿壓力達到0.5MPa的工作壓力，每米水泥用量根據(jù)現(xiàn)場試驗而定。
7.2基坑邊坡角有滲水時，噴射混凝土前要施作排水孔。在用于排水孔的硬塑料管（管長1.5米）的管壁上，按一定密度鉆孔，然后插入Φ48mm的孔內(nèi)即成。
7.3從現(xiàn)場土質(zhì)來看，第四層以下普遍存在流沙層，需要全線做降水，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，采用深井降水和輕型井點降水的方式，具體見表2
7.4若出現(xiàn)漏水情況，應(yīng)馬上查找水源并予以截斷，同時采用雙液注漿止漏。
7.5若坑底土位移過大或隆起過大，則應(yīng)調(diào)整挖土順序，采用跳挖的方式開挖臺，分塊開挖，同時加緊鋪設(shè)墊層，墊層中可適當(dāng)配筋，同時備用砂包。
8 結(jié)語
通過復(fù)合土釘墻在嘉興電廠三期工程中的應(yīng)用和實踐，進一步證明基坑圍護方案的合理選擇與土方開挖是施工成敗之關(guān)鍵，證明沿海地區(qū)軟土基坑采用土釘+松木樁復(fù)合土釘墻是可行的，并為土釘+松木樁復(fù)合土釘墻的完善及類似工程施工積累了經(jīng)驗。
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