摘要:本文通過復(fù)興泵站基坑支護實例及施工監(jiān)測,介紹了深層攪拌加芯樁、錨索、桿
噴錨技術(shù)的組合應(yīng)用效果。
一.工程概況
復(fù)興泵站位于金碧路與西昌路交匯處,77200部隊院內(nèi),泵站建成后,將解決金碧片區(qū)及部隊內(nèi)排水難的問題。泵站用地面積447㎡,基坑開挖面積360㎡,基坑距周圍建筑和管線較近,東北面距部隊機關(guān)電動車商城僅有2米的距離,西側(cè)是西昌路,地下有DN600的給水管道和500×700的污水磚砌老箱涵,相距也只有1米多,施工作業(yè)面較狹窄,且基坑最深處有8.95m,基坑支護難度較大。該基坑開挖范圍內(nèi)自上而下主要土層有:雜填土、層粘土、層圓礫等。
二.止水支護方案優(yōu)化
2.1.止水帷幕截水方案
考慮到基坑西側(cè)距管線較近且管網(wǎng)密集,鋪設(shè)有給水、污水、雨水、電訊、電氣等多種管線,并有西昌路主要交通道路。東北側(cè)相鄰建筑較近,而且地質(zhì)條件復(fù)雜,有厚層人工填土,淤泥質(zhì)土,粗礫砂等,人工降水勢必會引起建筑物、管線、道路發(fā)生變形和不均勻沉降。為減小基坑內(nèi)涌水量以及防止發(fā)生塌方事故,選擇深層攪拌樁截水。它具有抗?jié)B防水,擋土性能,施工便利,并且較為經(jīng)濟。就像一個止水帷幕一樣,截住基坑四周的涌水,坑底的地下水被粘土層隔離,少量滲出的水匯入集水坑后,由水泵抽到場地以外沉淀池中,達到排放標準后,排入市政排水管網(wǎng)。這樣具能保證基底干燥,又能減小坑外地下水位的變化,從而防止周圍建筑物、管線、道路的變形和不均勻沉降發(fā)生,因此采用深層攪拌樁做止水帷幕。
2.2.復(fù)合支護方案
為確?;诱w穩(wěn)定,根據(jù)本工程的土層條件、工期要求、周邊環(huán)境,同時兼顧施工機械,人力資源等因素,選擇出技術(shù)上可行,安全又經(jīng)濟的支護方案。經(jīng)過篩選比較,采用雙排深層攪拌樁+加芯(內(nèi)排)隔一顆加一顆預(yù)制混凝土方樁+冠梁與預(yù)制混凝土方樁頭連接為一個整體(四周貫通),(外排)隔三顆加一根工字鋼+冠梁與工字鋼連接為一個整體(四周貫通),+錨桿噴錨+錨索的復(fù)合支護方案。它能代替鋼橫撐作側(cè)壁支撐,可大量節(jié)省鋼材,改善施工條件,為地下工程施工提供開闊工作面,與土體結(jié)合在一起承受很大的拉力,以保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。見付圖;(基坑支護平面圖)、(基坑支護剖面圖)
三.基坑支護參數(shù)
3.1.深層攪拌止水樁參數(shù)
深層攪拌預(yù)制加芯樁固化劑采用PO32.5普通硅酸鹽水泥,水灰比0.6~0.65,水泥摻入量:按每米樁長85.0kg以上執(zhí)行,直徑φ500mm搭接300mm。內(nèi)排樁長L=15.2m、(預(yù)制混凝土方樁250mm×250mm、L=8.0m)、冠梁(700×500),外排樁長L=8.0m(14#工字鋼L=6.0m)、冠梁(600×300)。為防止深層攪拌樁開叉,應(yīng)嚴格控制深層攪拌樁的垂直度。深層攪拌樁樁位對中偏差小于5cm,垂直度不超過1.5%。
3.2.噴錨參數(shù)
3.2.1.噴錨支護設(shè)計參數(shù)
(1)坑邊外加荷載取坑邊施工堆載為25KN/㎡。
(2)地層物理力學(xué)參數(shù)按表1選取
表1-土層物理力學(xué)性質(zhì)計算參數(shù)表
層號 土層名稱 天然密度ρ(g/m³) 內(nèi)聚力c(kpa) 內(nèi)摩擦力φ(度) 承載力特征值fck(kpa)
?、?span id="bazymao" class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> 雜填土 1.79 25.0 7.6 90
?、?span id="fxpssrl" class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> 粘土 1.76 19 5.6 130
②1 礫砂 1.8 3.7 35 180
?、?span id="fzzcxbp" class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> 圓礫 20 5 20 240
3.2.2.噴錨支護參數(shù)
(1)鋼筋網(wǎng)為φ6.5@150×150,鉛絲綁扎,錨桿頭之間用φ16鋼筋焊接接連。
(2)噴射混凝土用P.S32.5水泥,石子粒徑不大于10mm,混凝土標號C20,混凝土采用潮式噴射工藝,配合比為水泥:砂:石子=1:2:2.。
3.2.3.預(yù)應(yīng)力鋼管錨桿支護參數(shù)
(1)錨桿采用φ48×3.5焊管,桿體上每隔500mm開φ8出漿孔。
(2)注漿材料為水泥凈漿,選用PO32.5普通硅酸鹽水泥,加入水泥用量0.05%的三乙醇胺,孔口設(shè)止?jié){袋,注漿壓力為4~8kg/㎡,錨桿傾度5~20°。
(3)預(yù)應(yīng)力鎖定荷載T=20-30KN
3.2.4.預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索支護參數(shù)
錨索采用3S15.24鋼絞線,鉆孔直徑D=150mm,設(shè)計長度16.0~18.0m。錨索采用PC32.純水泥漿注漿,水灰比0.60。水泥摻合量60~120kg/m,注漿壓力0.50~0.80Mpa;錨索采用二次壓力注漿,第二次注漿應(yīng)在一次注漿結(jié)束12h~24h進行,注漿壓力0.50~0.80Mpa,上層預(yù)應(yīng)力錨索鎖定荷載T=80-100KN,下層預(yù)應(yīng)力錨索鎖定荷載T=160-180KN
四.基坑支護施工流程
放線→內(nèi)排深層攪拌加芯樁施工→外排深層攪拌加芯樁施工→外排冠梁施工→上層基坑開挖→上層噴錨施工→錨桿施工→上層錨索施工→內(nèi)排冠梁施工→下層基坑開挖→下層噴錨施工→下層錨索施工→清挖基底。
五.基坑支護施工中要注意的幾點
5.1.土方開挖應(yīng)充分考慮與支護體系緊密配合。基坑土方開挖本著“島式開挖、分層、分塊、隨挖隨噴、保持基坑支護體系安全”的開挖施工原則
5.2.基坑形成后,需加快施工進度,盡量縮短基礎(chǔ)及地下結(jié)構(gòu)施工周期,待地下主體部分完畢后,盡快進行土方回填。以縮短支護時間,避免基坑壁長期暴露發(fā)生坍塌事故。
5.3.基坑挖出的土方,必須及時運走,不得堆放在支護上方,以避免增加支護側(cè)壓力,引起過大變形而發(fā)生坍塌。
5.4.當止水帷幕出現(xiàn)滲漏影響基坑及周圍建筑物,構(gòu)筑物、地下管線安全時,可以采用水泥類化學(xué)灌漿堵漏搶險應(yīng)急防護措施進行處理。
六.效果及結(jié)論
6.1.復(fù)興泵站從2009年11月6日開始,至12月17日完成開挖和支護。2010年1月26日全部完成±0.000以下施工?;颖O(jiān)測從2009年11月29日至2010年1月24日結(jié)束,共監(jiān)測了57天,根據(jù)本基坑特點,監(jiān)測內(nèi)容包括基坑周邊水平位移,鄰近建筑物和道路沉降,地下水位變化等。其監(jiān)測結(jié)果為;樁頂位移累計值10mm,樁體最大位移值19mm,建筑物沉降值為0mm,人行道局部最大沉降20mm,坑外地下水位下降600mm。周邊位移及沉降均在規(guī)范允許范圍之內(nèi),基坑及周邊道路、管線安全無恙,說明基坑支護方案安全合理。
6.2.復(fù)興泵站基坑支護將深層攪拌水泥樁、預(yù)制樁、冠梁、錨桿噴錨有機地組成復(fù)合支護體系,具能發(fā)揮單項優(yōu)勢又能彌補單項自身弱點,實現(xiàn)了在狹小的作業(yè)空間內(nèi)完成基坑支護施工,坑內(nèi)降水對鄰近建筑物、管線、道路沒有影響,施工噪聲和振動較小。
6.3.經(jīng)濟效益顯著,可節(jié)省大量鋼材和勞力,加快工程進度,確保質(zhì)量和足夠的安全度。
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