浅谈某排涝泵站基坑支护设计方案.doc

.浅谈某排涝泵站基坑支护设计方案浅谈某排涝泵站基坑支护设计方案 摘要：随着水利建筑工程的不断增多，深基坑的支护技术也得到较快的发展。地下连续墙是软土地区近年来出现的一种新型围护结构型式,既可以用作无内支撑体系基坑工程的围护结构,亦可以作为竖向承载结构，文章结合广东佛山某排涝泵站基坑支护设计进行了分析，以供参考。 关键词：水利工程；泵站；基坑支护；设计 中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概况 某排涝泵站位于佛山三水，地貌单元主要为冲积平原，地形相对平缓，起伏不大，钻孔地面标高为2.766.76m。主要构造带明显地控制着区内地震活动，但现今活动性已减弱。在区域稳定分区上，属于稳定区，区域稳定性较好。场地土的类型为中软土，场地类别为类，场地内砂层不具液化特征。工程位于度地震区，本工程按抗震设防烈度7度考虑。 2 工程地质条件 据本次钻探揭露，本次揭露范围内发育的地层有：杂填土、第四系新近冲积层、第四系淤积淤泥质土层、第四系冲洪积层、第四系残积层及第三系强风化泥质粉砂岩层。 （1）场地内未发现有明显的断裂构造或挤压破碎带，所以场地范围内不存在潜在地应力释放，所以场地内地应力是平衡的。 （2）场地内未见有岩溶、滑坡、危岩和崩塌、泥石流、采空区及地面沉陷等影响场地稳定性的不良地质现象，场地是稳定的，适宜本工程建设。 （3）第四系冲洪积砂层，透水性较好，属强透水层。其余地层属弱透水层 （4）根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）的规定，本场地为区间。因此，建议场地抗震设防烈度为7度,设计地震基本加速度值为0.10g，设计周期为0.35s。场地土类型为中软土，建筑场地类别为类。据水利水电工程地质勘察规范（GB5028799）的有关规定判别，本场地内砂层不具液化特征。 （5）由于本次勘察仅揭露第三系强风化泥质粉砂岩，其岩体基本质量等级为类。 （6）场地地下水、地表水对砼具弱腐蚀性；对砼中的钢筋无腐蚀性；对钢结构具中腐蚀性。 3 基坑支护设计 3.1 泵站箱涵段基坑支护设计 泵站的排水箱涵分3孔，单孔孔口净尺寸为7.80 m3.85 m（净宽净高），箱涵总长172.6 m，大约15 m 分一结构缝，共分11 节。根据站址的地质情况和边坡开挖参数值，并分析现有地形，在110节箱涵施工时需采取垂直支护措施进行开挖。箱涵的建基面高程为-1.850.25 m， 地面高程为6.08.7m，基坑开挖深度约7.858.45 m；箱涵为3 孔并联结构，单孔净宽为7.8 m、净高为3.85 m，箱涵壁厚为0.8 m，总宽为26.6 m。110 节箱涵段地质情况从上至下为人工填土、淤质黏土、淤质砂，至高程-20.5 m 左右为全风化或强风化岩层， 地层主要力学指标见表1。在应用较广、最为成熟可行的支护形式中，选取以下两 种方案进行比选。 表1 各地层主要力学指标 （1）地下连续墙围护方案 在箱涵外侧采用地下连续墙作基坑围护结构的支护方案。地下连续墙伸入高程-12.0-10.0 m，平均深17 m，连续墙厚800 mm；为便于布置水平支撑，在箱涵隔墙位置采用准600 钻孔灌注桩立柱，浇筑箱涵混凝土时，立柱两侧均衬砌0.2 m 厚钢筋混凝土与箱涵的中间隔墙结构相结合。立柱沿箱涵水流方向间距为10 m，立柱桩需伸入高程-20.0-18.0m，进入基岩层。基坑内水平支撑间距约10 m，垂直方向设2 道支撑，横向支撑采用800 mm800 mm 钢筋混凝土梁，纵向支撑采用500 mm500 mm 钢筋混凝土梁。基坑支护剖面如图1 所示 图1 基坑支护剖面 （2）灌注桩加旋喷桩围护方案 采用钻孔灌注桩作为基坑围护结构、桩间由旋喷桩止水防渗。灌注桩直径、间距为准800800 mm，旋喷桩直径为准500 mm，灌注桩和旋喷桩均伸入高程-12.0-10.0 m，平均深17 m；此方案的立柱和支撑形式同方案1，不再赘述。 （3）支护方案比选 经过初选，连续墙和灌注桩支护方案均为现代工程应用广泛、施工技术成熟的基坑支护形式，通过对两种方案进行经济比较，方案1比方案2的投资节省约15%， 并且连续墙可以更好的和箱涵结构相结合（可在连续墙外侧衬砌0.2 m 厚钢筋混凝土作为箱涵的边墙），节省了水工永久建筑的工程量。因此本工程的箱涵基坑支护采用地下连续墙围护方案。经过“理正深基坑支护结构设计软件”计算，该方案基坑深度7.85 m（离现有房屋最近处）的支护结构计算结果见表2，均满足规范要求。 表2 基坑深度7.85 m 时支护计算结果（方案1） 3.2 泵站泵房基坑支护设计 为了不造成对管理楼和现有泵站的破坏，本工程除箱涵段需采取垂直支护措施外，扩建泵站的泵房开挖亦需采取垂直支护措施。泵房的建基面高程为-4.3 m， 靠近管理楼一侧的地面高程约为6.0 m，开挖深度达10.3 m，经过对地形、地质情况的分析，为节约投资，仅对泵房的部分开挖深度（高程-4.300.0 m）采取垂直支护措施进行开挖，06 m 的开挖深度可采用放坡开挖。因支护深度不大， 又泵站开挖只需一侧进行垂直支护（泵站另一侧为现有泵站的进水渠），参照建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99），选用重力式或复合式支护结构较为合适。考虑到施工便利、经济有效等因素，并参考了其他类似工程的成功经验， 选取水泥搅拌桩挡土墙和双排钢板桩复合结构进行比选。 （1）方案1（水泥搅拌桩挡土墙） 从地面至0.0 m 高程采取放坡开挖，0.0 m 高程以下采用搅拌桩挡土墙进行垂直支护。挡土墙墙底高程为-14.3 m， 墙厚4.0 m， 由格构式布置的准500350 mm 水泥搅拌桩与桩间土体组成。通过计算，本方案投资约为2.2 万元/延m（水平方向）。 （2）方案2（双排钢板桩复合结构） 从地面至0.0 m 高程采取放坡开挖，0.0 m 高程以下采用双排钢板桩进行垂直支护。钢板桩单根长12 m，桩底高程-12.0 m，两排桩在桩顶用钢筋拉结，拉杆间距为1.2 m，两排桩及桩间土体形成重力挡土墙挡土。双排钢板桩基坑支护剖面如图2 所示。通过计算，本方案投资约为1.5 万元/延m（水平方向）。 图2 双排钢板桩基坑支护剖 从以上论述可以看出， 双排钢板桩方案的投资远低于水泥搅拌桩方案，另外钢板桩施工便利，进度快捷， 且钢板桩可重复利用， 更为施工单位广泛采用。因此扩建泵站的泵房基坑支护形式采用双排钢板桩复合结构方案。经过“理正深基坑支护结构设计软件”计算，该方案支护结构计算结果表3，均满足规范要求。 表3支护结构计算结果 4 基坑支护施工 本工程于2010 年7月开工，施工过程中的基坑支护按本文论述的设计方案施工，确保了基坑施工的安全，基坑监测数据满足设计要求，原泵站和基坑周边房屋没有受到损坏，泵房和箱涵顺利施工完成。 5 结束语 综上所述，本文的基坑支护设计， 结合了工程布置、站址周边地形，以及工程自然条件，包括水文、地形地质等因素， 并立足于基坑支护设计与施工的相关规程规范， 参照了其他类似工程基坑支护设计施工的成功经验，进行了多种支护方案的比选，从技术成熟可靠、经济有效等方面进行论证，选择了最优方案。为类似工程的设计和施工积累了经验，可提供