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《安徽冶金科技職業學院學報》2016年第2期

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。

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0．95m，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。

3．1．2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1．5m，坑底地層為中風化巖時入坑底深度大于3．0m，坑底地層為強風化巖時入坑底深度大于4．0m。

3．2．2止水帷幕，北側止水帷幕采用φ700mm深層攪拌樁墻，樁間搭接150mm，水泥土攪拌樁中心線與灌注樁中心線間距1100mm，攪拌樁樁頂設計標高為－5．000m，樁底進入基坑底部1000mm。

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。

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

作者:羅新偉 單位:馬鋼集團建設有限責任公司