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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(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

 

　　 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(nèi)雜填土和飽和粉質(zhì)黏土的透水性稍好。因此，基坑四周水的問題應(yīng)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(nèi)撐圍護，結(jié)合井點降水。2)土釘噴錨支護，結(jié)合井點降水。

 

　　 針對該基坑土質(zhì)稍差且地下水豐富的特點，經(jīng)技術(shù)經(jīng)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(fù)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(jié)構(gòu)同步施工。

 

 

　　 3.1復(fù)合支護方案設(shè)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(jié)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(shù)規(guī)范》要求，采用巖土工程研究所《圍護大全》軟件輔助設(shè)計，主要設(shè)計情況如下：基坑采用土釘墻圍護結(jié)構(gòu)自然地面±0.00開挖至-7.60m，然后采用拉錨式排擋墻圍護結(jié)構(gòu)開挖至設(shè)計標高-11.20m。下面分兩步計算。

 

　　 3.2土釘墻圍護結(jié)構(gòu)分析結(jié)果

 

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

 

　　 上述土釘強度、長度設(shè)計中局部安全度比常規(guī)設(shè)計原則較大，系考慮了安全儲備與經(jīng)濟效益相結(jié)合，并針對該地段土質(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(dān)，每根樁頭設(shè)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(jié)構(gòu)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(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，阻止開挖后土體滲水，以達到基坑降水和土體排水固結(jié)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(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(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)進行，不可中斷。潛水泵保證正常運轉(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：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(fù)提插孔內(nèi)鉆桿。2)鋼筋使用前要驗收。導(dǎo)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(zhì)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(zhì)稍差且地下水豐富，因此在該基坑土釘設(shè)計過程中較常規(guī)的設(shè)計原則適當增加安全系數(shù)，既針對該基坑土質(zhì)為飽和性黏土，需增加安全儲備，又考慮到經(jīng)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(guān)系，做到基坑土方開挖與支護結(jié)構(gòu)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(cè)設(shè)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(xué)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。