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　　 1工程概況及地質狀況

 

　　 某污水處理廠污水連通管線工程，管線全長5137m。其中446m管線段為明挖埋設，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，場地狹窄，不具備放坡條件。根據(jù)巖土工程勘察報告表明：本明挖管線路段土質較混雜，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，總體勘察結論為該地段土質稍差且地下水豐富。

 

 

　　 2.1基坑特點

 

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

 

　　 2.2圍護方案選擇

 

　　 綜合上述特點，本基坑圍護體系可考慮如下方案：1)鉆孔灌注樁墻內撐圍護，結合井點降水。2)土釘噴錨支護，結合井點降水。

 

　　 針對該基坑土質稍差且地下水豐富的特點，經技術經濟比較采用第2)種圍護方案。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合支護在該基坑施工中可行性強，并嚴格做到基坑土方開挖與支護結構同步施工。

 

 

　　 3.1復合支護方案設計與計算

 

　　 考慮深基坑底部第⑤層為飽和粉土，屬軟弱下臥層，故深基坑圍護采用深管井降水結合5排土釘噴錨及坡角處φ600@800鉆孔灌注樁支護，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。

 

　　 本基坑圍護體系受力、變形與穩(wěn)定分析計算根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)范》要求，采用巖土工程研究所《圍護大全》軟件輔助設計，主要設計情況如下：基坑采用土釘墻圍護結構自然地面±0.00開挖至-7.60m，然后采用拉錨式排擋墻圍護結構開挖至設計標高-11.20m。下面分兩步計算。

 

　　 3.2土釘墻圍護結構分析結果

 

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

 

　　 上述土釘強度、長度設計中局部安全度比常規(guī)設計原則較大，系考慮了安全儲備與經濟效益相結合，并針對該地段土質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果

 

　　 設計荷載值為：q=rh+p=19.44×7.6+15=162kPa。其中，r為土層加權重度；h為自然地面至圍護樁頂?shù)耐馏w厚度；p為活荷載值。圍護樁頂按鉸接支撐計算，支撐力由樁頭的土釘錨桿承擔，每根樁頭設置一根長為12mφ48的土釘錨桿。每根圍護樁承受的最大正彎矩為184.9kN·m，承受的最大負彎矩為77.2kN·m，圍護樁頂每根錨桿承受的拉力為119.5kN，圍護結構最大水平位移為23mm。

 

　　 圍護樁頂標高-7.6m，有效長度12.8m，樁底標高-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

 

　　 本工程深基坑開挖深度大，面積也較大，而且土質滲透系數(shù)稍偏大，故在深坑兩側采用深管井帷幕式降水，阻止開挖后土體滲水，以達到基坑降水和土體排水固結的目的。深管井井距10m，開挖深度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，可隨時通過井頂?shù)乃挥^察孔觀察水位。在各項設備及管路安裝完畢并在抽水條件下，降水一周后方可挖土。在土方開挖的同時，繼續(xù)進行降水，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：

 

　　 進場→定井位→立鉆機→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。

 

　　 深井降水技術措施：深井施工的技術措施、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)進行，不可中斷。潛水泵保證正常運轉，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：1)土釘在護壁上呈梅花形布置，鉆孔要保證位置正確，鉆進后要反復提插孔內鉆桿。2)鋼筋使用前要驗收。導向架、定位器間距要均勻，安裝牢固。3)洛陽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)土質情況和氣候季節(jié)情況考慮摻入約2%～5%早強劑。5)注漿前檢查輸漿管道，注漿量不得小于計算量的1.1倍。

 

　　 挖土施工要點：

 

　　 土方開挖必須分層分段進行，機挖人修，基坑每層開挖深度不大于1.40m，每個施工段開挖長度不大于20m，嚴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高-2.00m，分段開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。各層土方分段開挖后立即施工土釘噴錨。

 

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

 

 

　　 1)由于該基坑開挖深度大，土質稍差且地下水豐富，因此在該基坑土釘設計過程中較常規(guī)的設計原則適當增加安全系數(shù)，既針對該基坑土質為飽和性黏土，需增加安全儲備，又考慮到經濟的原則，從而確定土釘?shù)罃?shù)、間距、長度、傾角、孔徑。2)針對該基坑特點，充分考慮了土方開挖深度與土釘噴錨施工的相互關系，做到基坑土方開挖與支護結構同步施工，控制每步開挖深度為1.40m，并嚴格控制土釘噴錨施工工藝，對土釘?shù)某煽?、灌漿施工做到精準無誤，確保圍護體系穩(wěn)定。3)該地段土層地下水位較高，且滲透性稍強，故采用深管井帷幕式降水輔助施工，同時，在基坑兩側設置排水溝，有效地阻止了地表水對基坑的不利影響，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，科學施工，實測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，各項基坑監(jiān)測值未超過報警值，目前該工程已竣工、交驗。