摘要:在佛山市第二水源工程——取水泵站的深基坑支護工程的研究中,重點對其的復雜地質(zhì)條件、較多的地層種類,且具有較多含砂礫的地層,較淺的地下水位的特點進行觀察研究,在支護技術(shù)施工時采用Φ1200毫米鉆(沖)孔樁與樁間三管旋噴樁止水技術(shù)和使用Φ600毫米鋼管進行支撐,實踐結(jié)果證明,此方案具有較好的止水效果,且有較短的工期,較優(yōu)的實施效果。
關(guān)鍵詞:泵站;深基坑;支護工程
在地下結(jié)構(gòu)施工得到保障以及在基坑周邊環(huán)境保證安全的情況下,在深基坑的側(cè)壁使用支檔、加固并保護周邊環(huán)境的情況就是深基坑支護。
一、工程基本情況
以佛山市第二水源工程——取水泵站為研究對象,其有100萬立方米/天的設(shè)計規(guī)模,地處河堤邊灘涂地,且有較復雜的地質(zhì)條件,較多的地層種類,并且在此地層中含礫的地層較多,泥質(zhì)粉砂巖為基巖,本場地的主要含水層就是粗砂層,有較淺的地下水位。
此工程的基坑,將實際開挖深度為13.50~14.60米的深坑作為基坑,采用Φ1200毫米鉆(沖)孔樁與樁間三管旋噴樁止水技術(shù)和使用Φ600毫米的鋼管使支護得以支撐。
深基坑工程中檔土結(jié)構(gòu)的主要支護形式就是鉆(沖)孔樁和旋樁技術(shù),在進行檔土圍護結(jié)構(gòu)中,剛度較好的就是鉆(沖)孔樁技術(shù),但是各個樁之間有較差的聯(lián)系,對樁頂澆筑鋼筋混凝土冠梁,并以Φ600毫米鋼管進行支撐,同時在樁間使用高壓旋噴樁的辦法以避免地下水夾帶土體顆粒通過樁間孔隙滲入坑內(nèi)。
二、對工程地質(zhì)的條件研究
因所研究地區(qū)的地質(zhì)處于亞熱帶地區(qū),有較為溫暖的氣候,且充沛的雨量,年降水量可達到1700毫米之多。該泵站在河灘地位置,因受控于西江洪水,有較小的潮汐影響,大致屬于非潮感區(qū),所以周圍河段地形較單一。據(jù)相關(guān)地質(zhì)勘查資料顯示,該地區(qū)各巖土層分布情況以及特點從上到下依次為:
(一)淤泥。此地區(qū)淤泥呈灰黑色,具有飽和、流塑、粘性較好的特點,且包含有機質(zhì)、腐木。此層厚度約為2.20~4.60米,在場內(nèi)地都有分布。
(二)粉質(zhì)粘土。此地區(qū)粉質(zhì)粘土呈灰黃或褐黃色,較為濕潤,成軟塑狀態(tài),有較好的粘性,此層厚度約為0.60~2.10米,分布于除ZK3外的其他7個名孔內(nèi)。
(三)中砂、粗砂。此地區(qū)中砂、粗砂呈灰白、褐黃色。較飽和,密度稍稠,含粘粒較少。此層厚度約為1.10~4.60米,在場內(nèi)地都有分布。
(四)礫砂。此地區(qū)礫砂呈灰白、灰黃、灰褐以及褐黃色。較飽滿,密度適中,部分地方含有較大量的圓礫,此層厚度約為1.00~3.30米,在場內(nèi)地都有分布。
(五)白堊系沉積巖(K)。泥質(zhì)、粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)的泥巖、粉砂質(zhì),根據(jù)其塊狀構(gòu)造不同,風化程度不同,可將其劃為全風化層、強風化層以及中風化層。厚度為1.90~4.10米的巖層為全風化泥巖,厚度為8.00~9.90米的巖層為粉砂質(zhì)泥巖,厚度為7.00~8.80米的巖層為中風化粉砂質(zhì)泥巖。
對現(xiàn)場巖石進行鑒定分析,并與室內(nèi)土工試驗以及現(xiàn)場標準貫入試驗成果相結(jié)合,將場地地層分為第四系沖積層(Q4alQ3al)以及白堊系沉積巖(K)。
三、選擇施工方案
依據(jù)場地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的不同,以確定基坑開挖的方案,方法一:采用輕型井點排水、放坡降土3米利用鋼板樁進行支護截滲的方法;方法二:采用鉆(沖)孔樁和樁間三管旋噴樁止水或者實施在鋼管內(nèi)實行支撐的支護方法。主要含水層為中砂、粗砂、礫砂的第四系沖積層,具有較強的透水層,且分布較為廣泛,有較大的厚度,豐沛的含水量,孔隙承壓水的性質(zhì)。
若使用方法一,采用輕型井點排水,雖然可以保證較大的排水量,但是使地下水位始終控制在有效高度以下的要求就無法保證,涌沙現(xiàn)象就會發(fā)生在基坑底,除此之外,因場地有高達7.5米的厚度,且都為砂層,較難對鋼板樁進行施工作業(yè),工程施工質(zhì)量無法得到保障,而且會影響大堤安全。所以,綜合考慮情況下,方法一不可采用。最終采用方法二,也就是Φ1200毫米鉆(沖)孔樁和樁間三管旋噴樁止水或者使用Φ600毫米鋼管進行支撐的辦法。
四、對施工工藝的研究
若想保障順利進行基坑工程的施工,就需要支護結(jié)構(gòu)能夠?qū)ψ冃魏统两涤行Э刂疲冶WC其止水能力較好。
以基坑開挖的不同深度以及不斷變化地質(zhì)條件為考慮基礎(chǔ)因素,周邊場地比較開闊,放坡降土2.5米,把冠梁頂降至地面下3.5米,坡面掛網(wǎng)噴漿加固,以使支護的結(jié)構(gòu)造價降低。設(shè)定支護樁的嵌固深度,全風化層3.5米或者進入強風化層2.5米,將冠梁作為支撐鋼管的腰梁。
將鉆(沖)孔樁的設(shè)計直徑設(shè)定為1200毫米,1300毫米的間距,C25的鉆(沖)孔樁的混凝土強度等級。設(shè)定60毫米厚度的鉆(沖)孔樁的保護層。設(shè)置三管旋噴樁止水于鉆(沖)孔樁間。設(shè)計旋噴樁的直徑為800毫米。1.0米進入砂層下不透水層。利用42.5R的普通硅酸鹽水泥配漿,高壓水射流的壓力大于25MPa,0.7MPa的空氣流壓力,1.0MPa的低壓水泥漿灌注壓力,要求在施工期間為0.10~0.12米/分鐘的提升速度,10~12r/min的轉(zhuǎn)速,旋噴樁的孔位偏差小于50毫米,樁體的垂直度大于99%,當同一個樁體需多次噴射時,上下樁體的搭接長度需大于200毫米。
五、施工中應(yīng)注意事項
(一)在進行基坑開挖時應(yīng)以設(shè)計的基坑支護結(jié)構(gòu)以及截排水要求為前提,制定詳細的施工方案。
(二)基坑周邊的堆載壓力應(yīng)小于等于15kPa,嚴格控制超堆荷載行為。
(三)為防止漏水以及滲水流入坑內(nèi),需對基坑周圍的地面實現(xiàn)硬地化處理,且需設(shè)置排水溝。
(四)在基坑開挖的過程中,應(yīng)對挖土以及車輛的通道布置、挖土的次序,安排周邊的堆土位置等方面加以注意,并嚴格控制,避免出現(xiàn)碰撞支護結(jié)構(gòu)以及對基底原狀土的擾動的情況,對支護結(jié)構(gòu)積極采取相應(yīng)措施進行防護,同時現(xiàn)場有相應(yīng)的應(yīng)急材料和器械。
(五)在施工過程中,對于停放設(shè)備的位置需保證平穩(wěn)性,應(yīng)精確計算大、中型施工機具與坑邊的距離,以使設(shè)備的質(zhì)量、基坑的支撐情況等得到保障。
(六)應(yīng)設(shè)專人監(jiān)管施工,尤其是在挖土、支撐以及拆撐的過程中,以便及時發(fā)現(xiàn)問題及時解決問題,同時委托專業(yè)的監(jiān)測公司對基坑進行監(jiān)測,確保基坑安全。
(七)在進行基坑開挖過程中,應(yīng)注意開挖分層的均衡性,層高需小于等于1.5米。
(八)保證在挖至坑底標高后及時換填并全面封閉基坑。
(九)施工中,應(yīng)注意使用中粗砂回填泵站結(jié)構(gòu)的及時性。
結(jié)語:
本文通過對取水泵站的深基坑在支護工程中的應(yīng)用研究,說明在使用Φ1200毫米鉆(沖)孔樁和樁間三管旋噴樁止水和使用Φ600毫米鋼管進行支撐的技術(shù)進行施工中,支護樁周邊的變形量都在設(shè)計范圍之內(nèi),沒有出現(xiàn)涌沙現(xiàn)象,大堤的沉降也在水利的安全范圍內(nèi),以此證明此支護方案有效可行,并且有較好的止水效果,較短工期的優(yōu)勢,在工程應(yīng)用中均有較好的成效。
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