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　　 1工程概況及地質(zhì)狀況

 

　　 某污水處理廠污水連通管線工程，管線全長(zhǎng)5137m。其中446m管線段為明挖埋設(shè)，其余為頂管施工。明挖段管線埋深11.20m，基坑下口寬度6m。管材采用DN1800mm鋼筋混凝土雙插口管。該管段臨近廠房、民房，場(chǎng)地狹窄，不具備放坡條件。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告表明：本明挖管線路段土質(zhì)較混雜，并觀察到兩層地下水，第一層屬上層滯水類型，穩(wěn)定水位埋深0.30m~2.70m，第二層屬潛水類型，穩(wěn)定水位埋深3.80m~7.30m，總體勘察結(jié)論為該地段土質(zhì)稍差且地下水豐富。

 

 

　　 2.1基坑特點(diǎn)

 

　　 根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告及施工圖紙等資料，明挖管線段基坑具有如下特點(diǎn)：1)基坑開(kāi)挖深度為11.20m，坑底開(kāi)挖層⑤層為飽和粉土。2)基坑開(kāi)挖及影響范圍內(nèi)雜填土和飽和粉質(zhì)黏土的透水性稍好。因此，基坑四周水的問(wèn)題應(yīng)引起重視。3)場(chǎng)地環(huán)境狹窄，不具備放坡條件

 

　　 2.2圍護(hù)方案選擇

 

　　 綜合上述特點(diǎn)，本基坑圍護(hù)體系可考慮如下方案：1)鉆孔灌注樁墻內(nèi)撐圍護(hù)，結(jié)合井點(diǎn)降水。2)土釘噴錨支護(hù)，結(jié)合井點(diǎn)降水。

 

　　 針對(duì)該基坑土質(zhì)稍差且地下水豐富的特點(diǎn)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較采用第2)種圍護(hù)方案。既能有效防止土體位移及塌坡，又有利于下管安裝，即深坑與自然地面鄰接處采用土釘噴錨與鉆孔灌注樁復(fù)合支護(hù)在該基坑施工中可行性強(qiáng)，并嚴(yán)格做到基坑土方開(kāi)挖與支護(hù)結(jié)構(gòu)同步施工。

 

 

　　 3.1復(fù)合支護(hù)方案設(shè)計(jì)與計(jì)算

 

　　 考慮深基坑底部第⑤層為飽和粉土，屬軟弱下臥層，故深基坑圍護(hù)采用深管井降水結(jié)合5排土釘噴錨及坡角處φ600@800鉆孔灌注樁支護(hù)，鉆孔灌注樁樁頂由壓頂梁連為整體，并由第5排土釘拉錨支承。

 

　　 本基坑圍護(hù)體系受力、變形與穩(wěn)定分析計(jì)算根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》要求，采用巖土工程研究所《圍護(hù)大全》軟件輔助設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)情況如下：基坑采用土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)自然地面±0.00開(kāi)挖至-7.60m，然后采用拉錨式排擋墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高-11.20m。下面分兩步計(jì)算。

 

　　 3.2土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)分析結(jié)果

 

　　 1)開(kāi)挖深度為7.60m，坡度1∶0.25，活載為15kPa，錨桿相關(guān)參數(shù)取值 。

 

　　 上述土釘強(qiáng)度、長(zhǎng)度設(shè)計(jì)中局部安全度比常規(guī)設(shè)計(jì)原則較大，系考慮了安全儲(chǔ)備與經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合，并針對(duì)該地段土質(zhì)及地下水情況以保證基坑整體穩(wěn)定的需要。

 

　　 3.3拉錨式排樁墻分析結(jié)果

 

　　 設(shè)計(jì)荷載值為：q=rh+p=19.44×7.6+15=162kPa。其中，r為土層加權(quán)重度；h為自然地面至圍護(hù)樁頂?shù)耐馏w厚度；p為活荷載值。圍護(hù)樁頂按鉸接支撐計(jì)算，支撐力由樁頭的土釘錨桿承擔(dān)，每根樁頭設(shè)置一根長(zhǎng)為12mφ48的土釘錨桿。每根圍護(hù)樁承受的最大正彎矩為184.9kN·m，承受的最大負(fù)彎矩為77.2kN·m，圍護(hù)樁頂每根錨桿承受的拉力為119.5kN，圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移為23mm。

 

　　 圍護(hù)樁頂標(biāo)高-7.6m，有效長(zhǎng)度12.8m，樁底標(biāo)高-20.4m，基坑整體穩(wěn)定系數(shù)為1.32，抗隆起穩(wěn)定安全系數(shù)為3.47。

 

　　 4深管井降水

 

　　 本工程深基坑開(kāi)挖深度大，面積也較大，而且土質(zhì)滲透系數(shù)稍偏大，故在深坑兩側(cè)采用深管井帷幕式降水，阻止開(kāi)挖后土體滲水，以達(dá)到基坑降水和土體排水固結(jié)的目的。深管井井距10m，開(kāi)挖深度17.50m，故濾管深度為16m，深井成孔直徑為650mm，每口深井配潛水泵一臺(tái)，可隨時(shí)通過(guò)井頂?shù)乃挥^察孔觀察水位。在各項(xiàng)設(shè)備及管路安裝完畢并在抽水條件下，降水一周后方可挖土。在土方開(kāi)挖的同時(shí)，繼續(xù)進(jìn)行降水，以使水位始終處于所暴露的土層以下。深井降水直至基坑回填完畢。

 

　　 深井的施工程序如下：

 

　　 進(jìn)場(chǎng)→定井位→立鉆機(jī)→成孔→下井管→回填井管與孔壁間砂濾層→洗井→安裝抽水泵→連接管路→降水→封井→出場(chǎng)。

 

　　 深井降水技術(shù)措施：深井施工的技術(shù)措施、井位布置是根據(jù)降水要求及降水有效范圍而定，有利于挖土、成孔、下管、回填、洗井。連續(xù)進(jìn)行，不可中斷。潛水泵保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)，排水管路在基坑邊緣匯入總管，將水排入下水道。

 

　　 土釘噴錨施工要點(diǎn)：1)土釘在護(hù)壁上呈梅花形布置，鉆孔要保證位置正確，鉆進(jìn)后要反復(fù)提插孔內(nèi)鉆桿。2)鋼筋使用前要驗(yàn)收。導(dǎo)向架、定位器間距要均勻，安裝牢固。3)洛陽(yáng)鏟鉆孔拔出鉆桿插入土釘后要立即注漿，以防塌孔。4)控制灌漿壓力不低于0.6MPa(第一道為0.5MPa)，采用封閉式壓力注漿，水泥砂漿中根據(jù)土質(zhì)情況和氣候季節(jié)情況考慮摻入約2%～5%早強(qiáng)劑。5)注漿前檢查輸漿管道，注漿量不得小于計(jì)算量的1.1倍。

 

　　 挖土施工要點(diǎn)：

 

　　 土方開(kāi)挖必須分層分段進(jìn)行，機(jī)挖人修，基坑每層開(kāi)挖深度不大于1.40m，每個(gè)施工段開(kāi)挖長(zhǎng)度不大于20m，嚴(yán)禁超挖或在上一層未加固完畢就挖下一層。

 

　　 第一層是挖除表面土方至標(biāo)高-2.00m，分段開(kāi)挖后立即施工第一層土釘噴錨。接著挖第二、三、四、五、六層土方，直至基坑底，即標(biāo)高-3.40m，-4.80m，-6.20m，-7.60m，-11.20m。最后一層為人工修土。各層土方分段開(kāi)挖后立即施工土釘噴錨。

 

　　 挖土機(jī)作業(yè)中必須分層挖土，每層嚴(yán)禁超挖，以挖土能夠施工土釘噴錨的作業(yè)面為準(zhǔn)，以縮短工期和有利于基坑維護(hù)穩(wěn)定為原則。

 

 

　　 1)由于該基坑開(kāi)挖深度大，土質(zhì)稍差且地下水豐富，因此在該基坑土釘設(shè)計(jì)過(guò)程中較常規(guī)的設(shè)計(jì)原則適當(dāng)增加安全系數(shù)，既針對(duì)該基坑土質(zhì)為飽和性黏土，需增加安全儲(chǔ)備，又考慮到經(jīng)濟(jì)的原則，從而確定土釘?shù)罃?shù)、間距、長(zhǎng)度、傾角、孔徑。2)針對(duì)該基坑特點(diǎn)，充分考慮了土方開(kāi)挖深度與土釘噴錨施工的相互關(guān)系，做到基坑土方開(kāi)挖與支護(hù)結(jié)構(gòu)同步施工，控制每步開(kāi)挖深度為1.40m，并嚴(yán)格控制土釘噴錨施工工藝，對(duì)土釘?shù)某煽?、灌漿施工做到精準(zhǔn)無(wú)誤，確保圍護(hù)體系穩(wěn)定。3)該地段土層地下水位較高，且滲透性稍強(qiáng)，故采用深管井帷幕式降水輔助施工，同時(shí)，在基坑兩側(cè)設(shè)置排水溝，有效地阻止了地表水對(duì)基坑的不利影響，以確保土釘?shù)氖┕ぜ巴玲斪饔玫玫匠浞职l(fā)揮。

 

　　 由于精心挖土，科學(xué)施工，實(shí)測(cè)深層土體位移最大值25mm，未出現(xiàn)沉降、管涌或位移裂縫。管道安裝施工期間，各項(xiàng)基坑監(jiān)測(cè)值未超過(guò)報(bào)警值，目前該工程已竣工、交驗(yàn)。