層流泵房深基坑支護施工技術

羅新偉

(馬鋼集團建設有限責任公司　安徽馬鞍山　243000)

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層流泵房深基坑支護施工技術

羅新偉

(馬鋼集團建設有限責任公司安徽馬鞍山243000)

摘要：通過層流泵房深基坑支護施工實例，介紹了層流泵房深基坑支護施工技術，提出了在軟土區域采用排樁+內支撐+止水帷幕組合方式的深基坑施工技術、質量和安全措施及注意事項。

關鍵詞：基坑支護排樁施工技術止水帷幕

1工程概況

馬鋼新區2250熱軋帶鋼水處理層流泵房工程軸線長60m、軸線寬41.15m，分為冷卻塔(下部為冷熱水池)與泵房兩部分，冷卻塔部分高12.7m(相對±0.000，下同)，泵房部分高約9m，基礎底板厚1.5m，底板埋深分別為-14.6m與-12.6m，最深部位吸水池埋深達-16.5m。基礎部位剖面圖如下所示(圖1)。

圖1　基礎部位剖面圖

2地質條件

2.1地形地貌

勘察場地位于馬鋼新區內，從地貌上看為長江右岸Ⅰ級階地。原始場地局部地段分布有水塘，地形略有起伏，因建廠人工整平，現地形基本平坦。

2.2地質巖性構成

根據地勘報告，場地內分布的主要地層有：人工填土(Qml)層、第四系湖塘相淤積層(QL)、第四系全新統沖積層(Q4al)、第四系上更新統沖積(Q)層、第四系殘積(Q)層及侏羅—白堊系(J-K)安山質火山角礫巖及閃長玢巖。

根據武勘院提供的地勘報告，泵房北部土質較差，最上層人工填土(Q)層平均厚度為2.99m。Q淤泥質粉質粘土范圍為-2.0—-16.00之間，在其之下土層Q粉質粘土層范圍為-16.00--24.10，其下為安山質火山角礫巖。南端大部為Q粉質粘土，間或有Q淤泥質粉質粘土，-24.00之下為安山質火山角礫巖

2.3地下水

場地內的地下水類型為潛水，主要賦存于人工填土(Q)層及第四系全新統沖積層(Q)中，大氣降水是其主要補給來源，水位變化主要受季節性降水的影響。層流泵房部位測得地下穩定水位平均深度為0.95 m，范圍為-1.96m—-2.91m相當于絕對標高為10.54m～9.59m。

3基坑支護方案

3.1確定支護方式

3.1.1基于本工程地質特點，考慮到層流泵房基坑開挖深度大(-12.60—-14.60m，中間局部深達-16.60m)，北半部土質差，地下水位較高，經綜合比較確定采用鉆孔灌注樁排樁擋土結構+鋼筋砼及鋼結構內支撐，北半部止水采用水泥土攪拌樁止水帷幕。

3.1.3考慮上部土方整體剝離至-5.0m，同時設5m寬卸載平臺。

3.2支護結構設計

3.2.1鉆孔灌注排樁

樁徑均為1.2m，樁間距1.4m，北側樁長17.5m—20.5m，樁頂標高-5.0m，南側樁長15.5m—20.5m，樁頂標高-5.0m，樁入坑底深度要求為：坑底地層為微風化巖時入坑底深度大于1.5 m，坑底地層為中風化巖時入坑底深度大于3.0 m，坑底地層為強風化巖時入坑底深度大于4.0 m。

3.2.2止水帷幕

北側止水帷幕采用φ700 mm深層攪拌樁墻，樁間搭接150 mm，水泥土攪拌樁中心線與灌注樁中心線間距1100 mm，攪拌樁樁頂設計標高為-5.000 m,樁底進入基坑底部1000 mm。

3.2.3水平支撐系統(圖2、圖3)

樁頂冠梁砼截面尺寸為1400mm×1000mm，強度等級為C30，支護樁主筋錨入冠梁內800。

基坑北側由于土質較差，水平支撐系統采用HW400×400×13×21型鋼桁架輔以800×800鋼筋砼角撐；南側采用φ609×16鋼管角撐，基坑中間部位采用φ609×16雙鋼管對撐。

基坑水平支撐系統的垂直荷載8根H型鋼立柱承擔，具體作法為：在?800支撐樁的樁頂標高預埋400×400H型鋼立柱，H型鋼立柱插入支撐樁深度為2.0m.。

為保證H型鋼立柱與與基礎底板相交部位不漏水，在基礎綁扎底板鋼筋之前，在H型鋼立柱滿焊δ=8厚止水鋼板，達到止水效果。

圖2　水平支撐系統圖

圖3　A-A剖面圖

3.3基坑支護設計計算

按《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120-99)計算，本工程基坑支護計算采用等值梁法，土壓力計算模型采用朗肯理論，水土合算。

4支護施工

4.1水泥土攪拌樁止水帷幕施工

攪拌樁為?700@550雙頭攪拌樁，相互搭接150mm,采用SJB-Ⅱ型雙頭樁機，攪拌樁施工采用“二攪二噴”工藝，28天強度設計值要求不低于0.8Mpa, 攪拌樁水泥摻量嚴格控制在12%—15%，水灰比控制在0.45—0.5。

攪拌樁施工時嚴格控制注漿量和提升速度，防止出現夾心層或斷漿情況；一根接一根搭接，相搭接寬度宜大于100mm，以增強其整體性，即成壁狀加固體；同時減慢提升速度；水泥土攪拌樁垂直度允許偏差值控制在1%，為保證垂直度，施工場地須初整平，使操作臺保持水平，龍門導向架頂部兩側各吊線錘一個。

4.2鉆孔灌注排樁施工

鉆孔灌注支護排樁成孔采取間隔樁施工， 24h后進行鄰樁成孔施工；提鉆壓漿應該慢速進行，一般控制在0.5m/min—1.0m/mim,過快易塌孔或縮孔。當土質松軟，拔鉆后塌方不能成孔，可先灌注水泥漿，經過2h后再在已凝固的水泥漿上二次鉆孔；配制水泥漿應當在初凝時間內用完，不得隔日使用或參水泥后再用；為控制混凝土的質量，在同一水灰比的情況下，每班做一組試塊。

4.3支撐系統施工

4.3.1支護結構內支撐與冠梁施工同時進行，不得邊挖土邊施工內支撐系統；支護結構水平內支撐系統支承樁與支護排樁同時施工；

支撐體系中的鋼筋混凝土角撐在同一平面內應整體澆注；鋼結構支撐構件接頭按等強度連接，鋼結構支撐構件的連接可采用焊接或高強螺栓連接，內支撐鋼結構由專業隊伍施工。

鋼支撐采用工廠制作，現場安裝時特別要保證順直無彎曲，構件軸線在一條直線上，以防止局部失穩；要保證整個支撐體系在一個平面上，有較大的剛度；支撐端面與支撐軸線不垂直時，在冠梁設置預埋鐵件以承受支撐與冠梁間的剪力。

鋼支撐設厚度25mm的鋼板作端板，端板與支撐桿件需焊牢固，焊縫高度和長度能滿足支撐力和支撐的強度。

支撐的一端設置應力調節裝置，利用千斤頂來調節支撐長度，并用于控制支撐軸力。

4.4土方開挖施工

4.4.1場地邊坡開挖應采取沿等高線自上而下，分層、分段依次進行，上臺階應比下臺階開挖進深不少于30m，以防塌方；邊坡臺階開挖，應作成一定坡勢，以利泄水。邊坡下部設有護腳及排水溝，以確保臺階面不積水；挖土上邊緣至土堆坡腳的距離，不得小于3m。

4.4.2開挖的順序及方法應嚴格按設計要求施工，按照“先降水后開挖、先支護后深挖，由上而下，分層開挖”的原則，嚴禁先挖后撐，或邊挖邊撐，或超挖等做法，土方分層層高不超過1m。

4.4.3基坑邊緣不得堆放建筑材料，基坑邊緣的堆載以及動載(過往車輛)必須符合要求，挖出的土方不得堆放在坑邊，避免因超載引起支護結構破壞；同時要作好施工機械上下坡道部位的加固。

4.4.4土方開挖至設計底標高200mm—300mm位置后，采用人工開挖。挖至設計底標高后，對坑底進行保護，經驗槽合格后，及時封閉墊層，墊層采用快硬混凝土或早強混凝土；挖土過程中，禁止擾動支護樁或擾動基底原狀土。

4.5支護監測

4.5.1支護的施工監測：支護結構水平位移、地面開裂狀態觀察、相鄰建筑物及地下各類管網的變形情況、基坑內外的地下水位變化、支撐軸力、立柱變形。對基坑附近需要保護的各類物體均作為監控對象。

4.5.2由于支護體系為排樁結構，樁深15.5m—20.5m，坡頂無大的附加荷載，豎直位移可不予考慮，所以僅考慮水平位移。

4.5.3監測頻率：在施工支護階段，土方開挖期間每下挖一層觀測1次，在完成基坑開挖，施工結構期間，變形趨于穩定的情況下，每天觀測4次，平均每6小時觀測一次，遇到陰雨天或其他特殊情況應加大監測力度；監測工作應做到工程全過程。當發現樁身最大水平位移大于30mm或者變形速率突增大為0.5mm/d，應立即停止施工并及時通知相關人員現場處理。

5施工體會

該深基坑支護施工，運用了混凝土鉆孔灌注樁、深層水泥土攪拌樁混凝土冠梁、鋼筋砼、鋼結構水平支撐等多種支護手段，對周圍環境未產生明顯影響，在滿足支護止水功能的同時，又達到了施工安全的要求，取得了較好的效果。

參 考 文 獻

[1]江正榮，趙志績.建筑施工手冊(第4版)[M].北京：中國建筑工業出版社，2003

[2]郭曉暉，郝杰忠.建筑工程速查速算手冊[M].北京：機械工業出版社，2010

Construction Technology of Deep Foundation Pit of Laminar Flow Pumping Station

LUO Xin-wei

Abstract：In this article, through instance of laminar flow pumping station construction of deep foundation pit,author introduces the laminar flow pumping station deep foundation pit construction technology，proposed deep foundation pit excavation construction measures and precautions of technology and quality and safety by using row of piles + internal support + the sealing curtain combinations in soft soil area

Key words：retaining and protecting for foundation excavation piles in row construction technology curtain for cutting off water

收稿日期：2016-04-20

作者簡介：羅新偉(1964-)，男，馬鋼集團建設有限責任公司，工程師。

中圖分類號：TU473：TU753.8

文獻標識碼：B

文章編號：1672-9994(2016)02-0022-03