分析工程的可行度-《钻(冲)孔桩与旋喷桩技术用于泵站深基坑支护工程》

1、分析工程的可行度-钻(冲)孔桩与旋喷桩技术用于泵站深基坑支护工程    分析工程的可行度 摘要:在某泵站的深基坑支护工程中,针对其地质条件复杂、地层种类比较多、各类地层中含砂砾的地层较多、地下水位较浅的特点,采用1 000 mm钻(冲)孔桩/桩间三管旋喷桩止水/600 mm钢管支撑的支护技术进行施工。开挖结果表明,该方案止水效果好、工期较短,实施效果良好。 关键词:泵站 深基坑 支护 Key words:pumping station;deep pi;tsupport 1工程概况某泵站位于广州市白云区北部人和镇建南

2、村,设计规模为4. 20×104m3/d,地处鱼塘,鱼塘水面标高均为-2. 03 m(±0. 00标高相当于绝对标高为10. 70 m),水体深度为1. 001. 80 m,地质条件复杂,地层种类比较多,各类地层中含砂、含砾的地层较多,基岩为泥质粉砂岩,粗砂层为本场地的主要含水层,地下水位较浅。该工程的基坑实际开挖深度为7. 078. 87 m,在其深基坑支护施工中采用了1 000 mm钻(冲)孔桩/桩间三管旋喷桩止水/600 mm钢管支撑的支护技术进行施工。钻(冲)孔桩与旋喷桩技术是深基坑工程挡土结构的一种主要支护形式,钻(冲)孔桩在挡土围护结构中有很好的刚度,但各桩之间

3、的联系较差,桩顶需浇筑钢筋混凝土冠梁,并采用600 mm钢管支撑。为了防止地下水夹带土体颗粒从桩间孔隙流入(渗入)坑内,在桩间采用高压旋喷桩措施。 2工程地质条件人和镇地处亚热带,气候温暖,雨量充沛,年降雨量近1 700 mm。该泵站距流溪河西岸约100 m,属于流溪河绿化带300 m范围内,所处河段地形单一,主要受流溪河洪水的控制,潮汐的影响甚少,基本上属于非潮感区。根据地质勘察报告,从上至下各岩土层的主要特征及分布情况如下:淤泥。灰黑色,饱和,流塑,粘性好,含有机质、腐木。该层于场地内均有分布,层厚为2. 204. 60 m。粉质粘土。灰黄、褐黄色,湿,软塑状,粘性好。该层于场地

4、内除ZK3缺失外其余7个名孔均有分布,层厚为0. 602. 10 m。中砂、粗砂。灰白、褐黄色,饱和,稍密状,含少量粘粒。该层于场地内均有分布,层厚为1. 104. 60 m。砾砂。灰白、灰黄、灰褐、褐黄色,饱和,中密状,局部含较多圆砾。该层于场地内均有分布,层厚为1. 003. 30 m。白垩系沉积岩(K)。泥岩、粉砂质泥岩为泥质、粉砂质结构,块状构造,依据其风化程度的差异,划分为全风化、强风化、中风化层。全风化泥岩层厚为1. 904. 10 m,强风化泥岩、粉砂质泥岩层厚为8. 009. 90 m,中风化粉砂质泥岩层厚为7. 008. 80 m。根据现场岩性鉴定,结合室内土工试验及现场标准

5、贯入试验成果,场地地层可划分为第四系冲积层(Q4al、Q3al)、白垩系沉积岩(K)。 3施工方案选型根据场地工程地质和水文地质条件,确定基坑开挖方案如下:方案一为轻型井点排水、钢板桩支护截渗方案;方案二为钻(冲)孔桩/桩间三管旋喷桩止水/钢管内支撑的支护形式。该场地第四系冲积层中砂、粗砂、砾砂为主要含水层,属强透水层,在场地内普遍分布,厚度较大,含水量丰富,水力性质为孔隙承压水。方案一采用轻型井点排水,排水量较大,无法保证将地下水位控制在有效高度以下,基坑底会出现涌砂现象,另外场地为砂层,厚度达7. 5m,钢板桩施工困难,无法保证施工质量,故方案一不可行。最终采用方案二,即1 00

6、0 mm钻(冲)孔桩/桩间三管旋喷桩止水/600 mm钢管支撑的支护方案。 4施工工艺泵站基坑支护结构剖面图见图1。 支护结构要能够有效控制变形和沉降,并具有较好的止水能力,以确保基坑工程的顺利施工。根据基坑开挖深度的不同和地质条件的变化,将基坑划分为2个支护区:其中1区的开挖深度为7. 07 m, 2区的开挖深度为8. 87 m。为了减少支护结构的造价,将冠梁顶压低到现地面下1. 0 m, 1区、2区支护桩的嵌固深度为进入强风化层为2. 5 m或进入全风化层为3. 5 m,冠梁兼作钢管支撑的腰梁。钻(冲)孔桩的设计直径为1 000 mm,间距为1 100mm,钻(冲)孔桩的混凝土强

7、度等级为C25,钻(冲)孔桩的保护层厚度为60 mm。钻(冲)孔桩间设置三管旋喷桩止水,旋喷桩的设计直径为800mm,进入砂层下不透水层为1. 0 m。采用42. 5R普通硅酸盐水泥配浆,浆液水灰比为1. 0,高压水射流的压力>25MPa,空气流的压力为0. 7MPa,低压水泥浆的灌注压力为1. 0 MPa,提升速度为0. 100. 12 m/min,转速为1012 r/min,要求旋喷桩的孔位偏差99%,同一桩体需数次喷射时,上下桩体的搭接长度>200 mm。在支护桩顶设置钢管支撑,其直径为600 mm,壁厚为15 mm。钢管支撑通过牛腿支顶在冠梁上。钻(冲)孔桩、冠梁的主要受力筋型号为HRB335(fy=300MPa),箍筋、构造筋型号为HPB235(fy=210MPa),支护桩顶的冠梁兼作钢管支撑的腰梁,冠梁截面尺寸为1 000 mm×1 000 mm,混凝土的强度等级为C30。为了保证基坑支护结构以及地下室结构的施工安全,应遵循如下施工步