31上海青草沙水库及取水泵站工程基坑围护施工技术(巫昌斌,严匡柠审).doc

上海青草沙水库及取水泵站基坑围护施工技术巫昌斌 齐根辉（武警水电第八支队，福建厦门，361000）摘要 上海青草沙水库及取水泵站工程地处长江口三角洲的前缘地带，因其地质条件复杂，基坑围护施工难度大，采取坑底和槽壁加固、分层开挖和支撑等措施，各项指标符合设计要求，为相同地质条件下基坑围护工程提供了借鉴经验。关键词 基坑围护;施工技术;取水泵站;青草沙水库Construction Technology of Foundation Pit Supportin Shanghai Qingcaosha Reservoir and Water Pumping StationWu Changbin Qi Genhui（No.8 hydropower Detachment of Armed Police,Xiamen Fujian, 361000,China）Abstract:Because of the complex geological conditions and the construction of foundation pit support with a lot of difficulties in Shanghai Qingcaosha Reservoir and Water Pumping Station where located front zone of Yangtze River delta,some measures have been applied such as reinforcement for pit bottom and groove wall, Stratified excavation, support,etc. Various indicators meet the design requirements and it provides some reference experiences for foundation pit support under the same geological conditions. Key words: foundation pit support; construction technology; water pumping station; Qingcaosha Reservoir1 工程概况1.1 工程简介青草水库及取输水泵闸QSK-C2标，地处长江口三角洲的前缘地带，水域地貌类型属河口三角洲，上游取水泵闸设置在青草沙水库围堤的北堤上段，桩号12+262m处布置5孔水闸和6台水泵机组，水闸总净宽70m，坝后式布置，泵站设计流量200m3/s。根据主泵房及进水池结构布置，主泵房基坑底高程为-12.00m，进水池基坑底高程为-4.27m-7.74m。主泵房段平面尺寸为（长宽）58.6m32m，进水池段长32m，宽同主泵房段。泵站处原滩地高程为1.0m左右,为减少基坑支护深度，结合水闸底板基坑开挖，先将滩面开挖至-2.5m高程，主泵房基坑实际开挖深度为9.5m，进水池为0.7m4.24m。1.2 地质概况根据青草沙水库详勘阶段地质报告，取水泵闸设计所用的地基土地质参数建议值见表1。表1 上游泵闸地基土物理力学参数建议值表Table 1 Recommended Physical and mechanical parametersof Upstream pump gates foundation序号土层编号土的名称固结快剪强度桩基参数压缩模量允许承载力预制桩钻孔灌注桩c(kPa)()fs(kPa)fp(kPa)fs(kPa)fp(kPa)Es(MPa)Fak(kPa)13-1A（淤泥质）粘性土夹粉性土918.5003.80802 3-1B砂质粉土夹粘性土426.0007.7313033-3灰色砂质粉土329.535308.981804灰色淤泥质粘土109.530500252.197051-1灰色粘土1313.535600303002.9312061-2灰色粉质粘土1616.045900354504.2072灰色砂质粉土夹粉质粘土1124.0502800409008.378灰色粉砂433.590600070200014.549灰色含砾粉砂135.517.27c粘聚力；内摩擦角；Es压缩模量；fp静力触探双桥探头平均端阻力；fs静力触探双桥探头平均侧阻力；Fak地基承载力特征值。2 围护设计泵房段地连墙施工顺序和工况条件如下：（1）制作地连墙导墙，进行地连墙的开槽施工；（2）基坑开挖施工前，进行坑底土高压旋喷桩加固；（3）基坑开挖，浇筑地连墙冠梁；（4）基坑开挖至标高-3.50m处，施工第一道钢支撑，标高-3.00m；（5）基坑开挖至标高-6.50m处，施工第二道钢支撑，标高-5.40m；（6）基坑开挖至标高-9.50m处，施工第二道钢支撑，标高-9.00m；（7）基坑开挖至坑底设计标高-12.00m；（8）浇筑素混凝土垫层、结构底板，设置泄水孔，并预留内衬等内部构件插筋。3 基坑围护及开挖施工3.1 地下连续墙本工程为地下连续墙加内衬结构，地下连续墙即作为围护结构（围护结构图见图1），又与泵站结构内衬墙叠合，成为主体结构的一部分。主泵房及进水池基坑围护结构采用800mm厚地下连续墙，槽段最大长度为6米，接头采用十字钢板接缝。主泵房地连墙分为30幅，地连墙顶部高程为-2.50m，底部高程为-25.5m -29.5m，入土系数1.421.84，地连墙墙趾位于1-1灰色粘土层。施工过程中在地下连续墙防护体系采用1排850三轴搅拌桩加固，在连续墙两侧施工，三轴搅拌桩中心线距离连续墙中心线为875mm，桩顶标高：-4.0m（场地标高-2.5m），桩低标高： -17.5m。图1 基坑围护结构平面图Figure 1 Pit Support Structure Plan在地下连续墙成槽前，首先浇筑导墙，导墙形式为“”形，埋入地面以下1.5m。配制出的泥浆要根据泥浆控制指标的规定进行试验，泥浆指标要求控制范围见表2。根据每个槽段的宽度尺寸,决定挖槽的幅数和次序，对三次成槽的槽短,采用先中间后两边的顺序。成槽完毕采用气压泵清底，保证槽底沉淀淤积物厚度不大于100mm；清槽后槽底泥浆比重不大于1.15。为提高接头处的抗渗及抗剪性能，对地墙接合处，用接头刷紧贴砼接头部位，上下反复刷动五至十次，保证砼浇注后密实，不渗漏。钢筋笼采用整幅成型起吊入槽，考虑到钢筋笼起吊时的刚度和强度，钢筋笼内的设计桁架，钢筋笼上通长安装注浆管，每个槽段安装二根48墙趾注浆管，注浆管下端比实际槽深长200500mm，地下连续墙达到设计强度后，压入水泥浆，每立方加固土体注浆量为：32.5级普通硅酸盐水泥80kg，粉煤灰70kg，水灰比0.4；加固范围：1m宽1m高地下墙周长。混凝土的设计标号为C30，水下浇筑混凝土标号提高一个等级，采用C35，抗渗S10，混凝土的坍落度为18020mm。表2 泥浆指标要求控制范围Table 2 Control range of mud index requirements指标名称新制备的泥浆使用过的循环泥浆粘度19s21s19s25s比重1.051.11.21.25失水重10ml30min20ml/30min泥皮厚度1mm2.5mm稳定性100%-PH值89113.2 基坑基础处理泵房地下连续墙内基坑四周3.8m范围内设计有3排高压旋喷桩加固，桩长5m，桩底标高-17.00m。施工技术参数：水泥浆压力25Mpa，42.5级普通硅酸盐水泥固化剂，高压旋喷桩直径为800mm，提升速度0.1m/min，水泥掺入量为25% ，水灰比为1.0，28天龄期无侧限抗压强度2.0Mpa。3.3 基坑开挖基坑开挖采用明挖顺作法。基坑内地下水位降低于开挖面0.51.0m，地连墙和高压旋喷桩达到28天强度后进行基坑土方开挖，因主泵房基坑纵横二个方向跨度均较大（32.0m58.6m），开挖深度较深，需设对撑和角撑，支撑体系采用钢围檩和钢管支撑（支撑示意图见图2）。围檩采用焊接箱形断面700900mm。基坑竖向共设三道支撑，支撑中心标高分别为-3.00m、-5.40m、-9.00m。垂直水流方向每道布置6根609钢管支撑，壁厚12mm，支撑最小间距4.5m，每道布置3根（232c）联系杆；转角处每道布置3根609钢管角撑，壁厚12mm，支撑最小间距2.828m。在纵横支撑相交处设置钢格构柱30根，钢格构柱下设800钻孔灌注桩基础，桩长52m（将来可代替相邻位置处的PHC管桩），钢格构柱深入灌注桩3m，第一道支撑预加应力500KN，第二道预加应力900KN，第三道预加应力1600KN。图2 基坑支撑示意图Figure 2 Schematic diagram of foundation support4 基坑监测基坑施工监测的目的是为了监测基坑围护结构和周围环境的施工安全。通过对基坑围护体系的水平位移、沉降、测斜、地下连续墙内力、支撑轴力以及坑外地下水位等的观测，监控基坑围护结构的安全，验证基坑围护结构设计和基坑开挖施工组织的正确性。通过分析监测数据的变化趋势，对基坑围护体系的稳定性、安全性及时进行预测，并结合现场实际情况，制定应急预案和控制对策，指导施工，适当调整施工步骤，实现信息化施工管理。基坑开挖期间围护结构墙顶位移与沉降20mm，3mm/d（连续2天）；围护结构测斜20mm，3mm/d（连续2天）；坑外地表沉降30mm，2mm/d（连续2天）；立柱降沉20mm，2mm/d（连续2天）；符合设计指标要求。5 结束语上海青草沙水库及取水泵站工程基坑维护采用地下连续墙结构形成，旋喷桩坑底加固，连续墙两侧采用三轴搅拌桩 “夹心饼干”式的护壁加固措施，开挖期间采取分层支撑的方式，有效解决了地连墙成槽坍孔、墙体漏水、坑底隆起、墙体变形、位移过大等常见问题。参考文献：1建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）Architecture Foundation Pit Instructions（JGJ120-99）2灌注桩基础技术规范（YSJ212-92、YBJ42-92）Pile Foundation for Technical Specifications（YSJ212-92、YBJ42-92）3曾国熙等，地基处理手册M，北京：中国建筑工业出版社，1996Zeng guoxi etc.，Foundation Treatment ManualM，Beijing：China Building Industry Press，19964建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2002）Technical code for ground treatment of buildings5基坑工程手册（2009 第二版）Foundation pit