层流泵房深基坑支护施工研究范文

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《安徽冶金科技职业学院学报》2016年第2期

摘要:

通过层流泵房深基坑支护施工实例，介绍了层流泵房深基坑支护施工技术，提出了在软土区域采用排桩+内支撑+止水帷幕组合方式的深基坑施工技术、质量和安全措施及注意事项。

关键词:

基坑支护;排桩;施工技术;止水帷幕

1工程概况

马钢新区2250热轧带钢水处理层流泵房工程轴线长60m、轴线宽41．15m，分为冷却塔(下部为冷热水池)与泵房两部分，冷却塔部分高12．7m(相对±0．000，下同)，泵房部分高约9m，基础底板厚1．5m，底板埋深分别为－14．6m与－12．6m，最深部位吸水池埋深达－16．5m。

2地质条件

2．1地形地貌

勘察场地位于马钢新区内，从地貌上看为长江右岸Ⅰ级阶地。原始场地局部地段分布有水塘，地形略有起伏，因建厂人工整平，现地形基本平坦。

2．2地质岩性构成

根据地勘报告，场地内分布的主要地层有:人工填土(Qml)层、第四系湖塘相淤积层(QL)、第四系全新统冲积层(Q4al)、第四系上更新统冲积(Q)层、第四系残积(Q)层及侏罗—白垩系(J－K)安山质火山角砾岩及闪长玢岩。根据武勘院提供的地勘报告，泵房北部土质较差，最上层人工填土(Q)层平均厚度为2．99m。Q淤泥质粉质粘土范围为－2．0—－16．00之间，在其之下土层Q粉质粘土层范围为－16．00－－24．10，其下为安山质火山角砾岩。南端大部为Q粉质粘土，间或有Q淤泥质粉质粘土，－24．00之下为安山质火山角砾岩

2．3地下水

场地内的地下水类型为潜水，主要赋存于人工填土(Q)层及第四系全新统冲积层(Q)中，大气降水是其主要补给来源，水位变化主要受季节性降水的影响。层流泵房部位测得地下稳定水位平均深度为0．95m，范围为－1．96m—－2．91m相当于绝对标高为10．54m～9．59m。

3基坑支护方案

3．1确定支护方式

3．1．1基于本工程地质特点，考虑到层流泵房基坑开挖深度大(－12．60—－14．60m，中间局部深达－16．60m)，北半部土质差，地下水位较高，经综合比较确定采用钻孔灌注桩排桩挡土结构+钢筋砼及钢结构内支撑，北半部止水采用水泥土搅拌桩止水帷幕。

3．1．2考虑上部土方整体剥离至－5．0m，同时设5m宽卸载平台。

3．2支护结构设计

3．2．1钻孔灌注排桩，桩径均为1．2m，桩间距1．4m，北侧桩长17．5m—20．5m，桩顶标高－5．0m，南侧桩长15．5m—20．5m，桩顶标高－5．0m，桩入坑底深度要求为:坑底地层为微风化岩时入坑底深度大于1．5m，坑底地层为中风化岩时入坑底深度大于3．0m，坑底地层为强风化岩时入坑底深度大于4．0m。

3．2．2止水帷幕，北侧止水帷幕采用φ700mm深层搅拌桩墙，桩间搭接150mm，水泥土搅拌桩中心线与灌注桩中心线间距1100mm，搅拌桩桩顶设计标高为－5．000m，桩底进入基坑底部1000mm。

3．2．3水平支撑系统(图2、图3)桩顶冠梁砼截面尺寸为1400mm×1000mm，强度等级为C30，支护桩主筋锚入冠梁内800。基坑北侧由于土质较差，水平支撑系统采用HW400×400×13×21型钢桁架辅以800×800钢筋砼角撑;南侧采用φ609×16钢管角撑，基坑中间部位采用φ609×16双钢管对撑。基坑水平支撑系统的垂直荷载8根H型钢立柱承担，具体作法为:在800支撑桩的桩顶标高预埋400×400H型钢立柱，H型钢立柱插入支撑桩深度为2．0m．。为保证H型钢立柱与与基础底板相交部位不漏水，在基础绑扎底板钢筋之前，在H型钢立柱满焊δ=8厚止水钢板，达到止水效果。

3．3基坑支护设计计算

按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120－99)计算，本工程基坑支护计算采用等值梁法，土压力计算模型采用朗肯理论，水土合算。

4支护施工

4．1水泥土搅拌桩止水帷幕施工

搅拌桩为双头搅拌桩，相互搭接150mm，采用SJB－Ⅱ型双头桩机，搅拌桩施工采用“二搅二喷”工艺，28天强度设计值要求不低于0．8Mpa，搅拌桩水泥掺量严格控制在12%—15%，水灰比控制在0．45—0．5。搅拌桩施工时严格控制注浆量和提升速度，防止出现夹心层或断浆情况;一根接一根搭接，相搭接宽度宜大于100mm，以增强其整体性，即成壁状加固体;同时减慢提升速度;水泥土搅拌桩垂直度允许偏差值控制在1%，为保证垂直度，施工场地须初整平，使操作台保持水平，龙门导向架顶部两侧各吊线锤一个。

4．2钻孔灌注排桩施工

钻孔灌注支护排桩成孔采取间隔桩施工，24h后进行邻桩成孔施工;提钻压浆应该慢速进行，一般控制在0．5m/min—1．0m/mim，过快易塌孔或缩孔。当土质松软，拔钻后塌方不能成孔，可先灌注水泥浆，经过2h后再在已凝固的水泥浆上二次钻孔;配制水泥浆应当在初凝时间内用完，不得隔日使用或参水泥后再用;为控制混凝土的质量，在同一水灰比的情况下，每班做一组试块。

4．3支撑系统施工

4．3．1支护结构内支撑与冠梁施工同时进行，不得边挖土边施工内支撑系统;支护结构水平内支撑系统支承桩与支护排桩同时施工;支撑体系中的钢筋混凝土角撑在同一平面内应整体浇注;钢结构支撑构件接头按等强度连接，钢结构支撑构件的连接可采用焊接或高强螺栓连接，内支撑钢结构由专业队伍施工。钢支撑采用工厂制作，现场安装时特别要保证顺直无弯曲，构件轴线在一条直线上，以防止局部失稳;要保证整个支撑体系在一个平面上，有较大的刚度;支撑端面与支撑轴线不垂直时，在冠梁设置预埋铁件以承受支撑与冠梁间的剪力。钢支撑设厚度25mm的钢板作端板，端板与支撑杆件需焊牢固，焊缝高度和长度能满足支撑力和支撑的强度。支撑的一端设置应力调节装置，利用千斤顶来调节支撑长度，并用于控制支撑轴力。

4．4土方开挖施工

4．4．1场地边坡开挖应采取沿等高线自上而下，分层、分段依次进行，上台阶应比下台阶开挖进深不少于30m，以防塌方;边坡台阶开挖，应作成一定坡势，以利泄水。边坡下部设有护脚及排水沟，以确保台阶面不积水;挖土上边缘至土堆坡脚的距离，不得小于3m。

4．4．2开挖的顺序及方法应严格按设计要求施工，按照“先降水后开挖、先支护后深挖，由上而下，分层开挖”的原则，严禁先挖后撑，或边挖边撑，或超挖等做法，土方分层层高不超过1m。

4．4．3基坑边缘不得堆放建筑材料，基坑边缘的堆载以及动载(过往车辆)必须符合要求，挖出的土方不得堆放在坑边，避免因超载引起支护结构破坏;同时要作好施工机械上下坡道部位的加固。

4．4．4土方开挖至设计底标高200mm—300mm位置后，采用人工开挖。挖至设计底标高后，对坑底进行保护，经验槽合格后，及时封闭垫层，垫层采用快硬混凝土或早强混凝土;挖土过程中，禁止扰动支护桩或扰动基底原状土。

4．5支护监测

4．5．1支护的施工监测:支护结构水平位移、地面开裂状态观察、相邻建筑物及地下各类管网的变形情况、基坑内外的地下水位变化、支撑轴力、立柱变形。对基坑附近需要保护的各类物体均作为监控对象。

4．5．2由于支护体系为排桩结构，桩深15．5m—20．5m，坡顶无大的附加荷载，竖直位移可不予考虑，所以仅考虑水平位移。

4．5．3监测频率:在施工支护阶段，土方开挖期间每下挖一层观测1次，在完成基坑开挖，施工结构期间，变形趋于稳定的情况下，每天观测4次，平均每6小时观测一次，遇到阴雨天或其他特殊情况应加大监测力度;监测工作应做到工程全过程。当发现桩身最大水平位移大于30mm或者变形速率突增大为0．5mm/d，应立即停止施工并及时通知相关人员现场处理。

5施工体会

该深基坑支护施工，运用了混凝土钻孔灌注桩、深层水泥土搅拌桩混凝土冠梁、钢筋砼、钢结构水平支撑等多种支护手段，对周围环境未产生明显影响，在满足支护止水功能的同时，又达到了施工安全的要求，取得了较好的效果。

参考文献：

［1］江正荣，赵志绩.建筑施工手册(第4版)［M］.北京:中国建筑工业出版社，2003

［2］郭晓晖，郝杰忠.建筑工程速查速算手册［M］.北京:机械工业出版社，2010

作者:罗新伟 单位:马钢集团建设有限责任公司