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基坑开挖!水利施工软基处理措施

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(中交第三航务工程局有限公司厦门分公司,福建 厦门 361000)

摘 要:当前,我国大多数水利工程都是在水域环境下进行施工,由于水域环境存在大量软土,这给水利工程施工带来诸多不便.因此,如何在软土地基上保证水利工程能够顺利建设,成为了现阶段水利施工中亟待解决的问题.文章主要分析了软土地基环境下基坑支护结构形式,并结合实际工程提出了水利施工软基处理方案.

关键词:软基处理;水利施工;处理措施;水域环境;软土地基;支护结构

中图分类号:TV551 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)36-0110-02

1水利工程基坑支护结构设计

经现场勘察,场内各土层及特征见地层柱状图1.基坑开挖范围中的①层为素填土其主要成分为粉质粘土和②层为粉质粘土,这两层土的土质较好,基于施工环境、施工工艺、施工工期、施工成本以及基坑开挖深度等的考虑,对上层素填土和粉质粘土采取放坡开挖,坡面采用喷射混凝土挂网土钉支护.同时,在进行基坑开挖前,将大面积挖除基坑附近部分较高地段的土层以保证基坑安全.从施工现场地下水位埋深情况、各土层的物理力学性质、施工成本、基坑稳定性以及充分发挥支护结构优势等因素的考虑,对中砂及以下砂层进行开挖时支护采用排桩+旋喷桩止水帷幕+锚杆.

排桩采用适应性强、成桩质量好的机械钻孔嵌岩灌注桩,直径为1.2m,桩间距1.5m,桩身采用强度为C30的混凝土进行浇灌.在排桩顶部用C25钢筋混凝土压顶冠梁拉结,提高排桩的整体性.在基坑内排桩中间位置沿竖向位置设置2排预应力锚杆.为防止基坑外侧地下水向坑内渗流,在排桩外侧设置2排直径为900mm高压旋喷桩,以使旋喷桩与排桩一起形成密闭的止水帷幕,止水帷幕深至强风化砂砾岩顶面.桩间采用C20喷射混凝土护面,厚约40~60mm.基坑平面布置如图2:

1.1东侧

基坑东侧开挖采用放坡+排桩+高压旋喷桩止水帷幕+2道预应力锚杆支护.放坡分为二级其坡度分别为1∶1.5及1∶0.5.第一级坡面采用强度为C15厚100mm混凝土护坡.第二级坡分四道锚杆:第一道在开挖面以下1.4m,第二道在开挖面以下2.8m,第三道在开挖面以下4.2m,第四道在开挖面以下5.6m,外侧设1m宽平台及300mm×300mm排水沟;排桩外侧设置止水帷幕采用Φ900高压旋喷桩,桩间重叠300mm;排桩中间设置Φ900旋喷桩,与外侧旋喷桩塔接300mm;排桩Φ1200,间距1500mm,围护桩顶设置1200mm×600mm冠梁;竖向设置二道预应力锚杆:第一道距灌注桩顶面1.2m,第二道距灌注桩顶面4.2m.

1.2西、南、北侧

基坑西、南、北侧开挖采用锚杆支护+排桩+高压旋喷桩止水帷幕+2道预应力锚杆支护.放坡其坡度为1∶0.5,边坡共设四道锚杆,其分别设置在开挖面以下1.4m、2.8m、4.2m、5.6m处.外侧设1m宽平台及300mm×300mm排水沟;排桩外侧止水帷幕采用Φ900高压旋喷桩,桩间重叠300mm;排桩中间设置Φ900旋喷桩,与外侧旋喷桩塔接300mm;排桩Φ1200,间距1500mm,围护桩顶设置1200mm×600m冠梁;竖向设置二道预应力锚杆:第一道距灌注桩顶面1.2m,第二道距灌注桩顶面4.2m.

2水利施工软基处理工作施工

对水利施工软基处理工作的安全稳定性而言,除了有可靠的围护结构体系,还需要进行科学、合理及规范的施工.往往一些较大水利施工软基处理工作在围护结构方面做出了很大的努力以保证工程在实施中的安全,但对施工环节不够重视,从而使基坑出现险情,为此只有做到二者双管齐下才能更加确保水利施工软基处理工作的安全.

基坑开挖施工方案:建筑施工 基坑开挖MPG

此外,我们还可以借助强夯法对水利施工软基进行处理,所谓强夯法就是把80千牛的夯锤上升到6~30m之间的高度,使夯锤进行自由落体运动,利用夯锤自身重量将土夯实.强夯法大多用在以沙土和黄土为主要成分的土层.灌浆将可以凝固的一些液体,利用液压方法或者气压等方法注入到地基的土层之中或者注入到建筑物和地基结合的空隙.灌浆所用的液体大多是水泥浆、粘土浆以及其他化学物质如聚氨酯材料和硅酸盐等.这种方法比较适用于淤泥软土地.

3地下水降水

3.1坑内排水

在基坑围护结构灌注桩外侧设置高压旋喷桩形成一道止水帷幕,基坑采用管井对坑内地下水进行降排措施,工程施工前依据降水井的平面位置布置图进行布置并根据现场情况进行降排.

3.2坑外降水

坑外设置24口深井,在工程施工过程中将作为水位观察井,以监测地下水位的变化情况.当止水体系高度较大时,其容易出现局部失效,在旋喷桩接缝处可能出现严重渗水现象,致使坑底发生流砂,管涌现象.当出现止水失效时,可在止水帷幕外侧加设降水井点,通过抽降基外地下水,减小坑内外的水头差.降水管直径采用Φ600,井管采用外径Φ315,内径Φ300混凝土井管或波纹管,深度至强风化基岩.

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4基坑开挖施工

4.1总体施工顺序

场地整平、放线定位→铺设临时道路→基坑外侧设置排水沟、集水坑→工程桩(支护桩)、旋喷桩施工、深层搅拌桩施工→基坑内管井降水→ 土方分层开挖→放坡、土钉墙施工→冠梁施工→预应力锚索施工→机械分段分层挖土至地下室基础底板→人工开挖修整.

4.2土方开挖及支护顺序

基坑纵向开挖分两阶段,以支护冠梁为分界,绝对标高19.0m到绝对标高13.0m(边坡支护)为第一阶段,绝对标高13.0m至绝对标高7.5m(围护桩支护段)为第二阶段.

第一阶段:第一层开挖至17m→修坡→施工土钉墙→第二层开挖15.5m→修坡→施工土钉墙→第三层开挖至14m→修坡→施工土钉墙→第四层开挖至13m→修坡→施工土钉墙.

第二阶段:第一层由13m开挖至11m→施加第一道腰梁和预应力锚索→第二层由11m开挖至9m→第三层由9m开挖至6.5m→施加第二道腰梁和预应力锚索→挖至5.5m.

根据我国地层损失系数的管理标准可知为5%,结合工程技术人员的实测数据和工程地质情况,取地层损失率a等于2%.

根据Peck公式计算得,施工带来的地表沉降最大值可达19.11mm,这与数值模拟计算得出的在未加固工况下地表最大沉降18.8mm是相符的,从而验证了软基处理后沉降是稳定的.

5结语

软土地基环境下水利工程中的基坑所在的位置周边情况复杂,周围均有重要的建筑、道路以及地下管网等,从环境、安全、经济及支护形式等考虑最后提出放坡+排桩+高压旋喷桩止水帷幕+预应力锚杆作为基坑的支护体系.通常,水利工程所在地区地下水水位埋深较浅以及毗邻江河,基坑内中砂及以下砂层透水能力较强,在雨季江水位上升,基坑内地下水水位受到江水位影响很大,因此在坑内及坑外分别设置一定数量的降水井进行降水.最后,为了保证基坑在开挖施工过程中的安全,分别对基坑各边坡提出详细的开挖施工方案.

参考文献

[1]王亚利浅谈粉喷桩在软基施工中的质量控制[J]陕西交通职业技术学院学报,2008,(2)

[2]耿会云软基处理中塑料排水板的施工工艺和质量控制[J]山西建筑,2008,(5)

[3]韩辉公路软基及其滑坡病害处治[J]丹东海工,2007

作者简介:张仁尧(1986-),男,福建三明人,供职于中交第三航务工程局有限公司厦门分公司,研究方向:水利软基处理、高速公路精细化管理、桥梁施工工艺.

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