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摘要:在佛山市第二水源工程——取水泵站的深基坑支护工程的研究中,重点对其的复杂地质条件、较多的地层种类,且具有较多含砂砾的地层,较浅的地下水位的特点进行观察研究,在支护技术施工时采用Φ1200毫米钻(冲)孔桩与桩间三管旋喷桩止水技术和使用Φ600毫米钢管进行支撑,实践结果证明,此方案具有较好的止水效果,且有较短的工期,较优的实施效果。
关键词:泵站;深基坑;支护工程
在地下结构施工得到保障以及在基坑周边环境保证安全的情况下,在深基坑的侧壁使用支档、加固并保护周边环境的情况就是深基坑支护。
一、工程基本情况
以佛山市第二水源工程——取水泵站为研究对象,其有100万立方米/天的设计规模,地处河堤边滩涂地,且有较复杂的地质条件,较多的地层种类,并且在此地层中含砾的地层较多,泥质粉砂岩为基岩,本场地的主要含水层就是粗砂层,有较浅的地下水位。
此工程的基坑,将实际开挖深度为13.50~14.60米的深坑作为基坑,采用Φ1200毫米钻(冲)孔桩与桩间三管旋喷桩止水技术和使用Φ600毫米的钢管使支护得以支撑。
深基坑工程中档土结构的主要支护形式就是钻(冲)孔桩和旋桩技术,在进行档土围护结构中,刚度较好的就是钻(冲)孔桩技术,但是各个桩之间有较差的联系,对桩顶浇筑钢筋混凝土冠梁,并以Φ600毫米钢管进行支撑,同时在桩间使用高压旋喷桩的办法以避免地下水夹带土体颗粒通过桩间孔隙渗入坑内。
二、对工程地质的条件研究
因所研究地区的地质处于亚热带地区,有较为温暖的气候,且充沛的雨量,年降水量可达到1700毫米之多。该泵站在河滩地位置,因受控于西江洪水,有较小的潮汐影响,大致属于非潮感区,所以周围河段地形较单一。据相关地质勘查资料显示,该地区各岩土层分布情况以及特点从上到下依次为:
(一)淤泥。此地区淤泥呈灰黑色,具有饱和、流塑、粘性较好的特点,且包含有机质、腐木。此层厚度约为2.20~4.60米,在场内地都有分布。
(二)粉质粘土。此地区粉质粘土呈灰黄或褐黄色,较为湿润,成软塑状态,有较好的粘性,此层厚度约为0.60~2.10米,分布于除ZK3外的其他7个名孔内。
(三)中砂、粗砂。此地区中砂、粗砂呈灰白、褐黄色。较饱和,密度稍稠,含粘粒较少。此层厚度约为1.10~4.60米,在场内地都有分布。
(四)砾砂。此地区砾砂呈灰白、灰黄、灰褐以及褐黄色。较饱满,密度适中,部分地方含有较大量的圆砾,此层厚度约为1.00~3.30米,在场内地都有分布。
(五)白垩系沉积岩(K)。泥质、粉砂质结构的泥岩、粉砂质,根据其块状构造不同,风化程度不同,可将其划为全风化层、强风化层以及中风化层。厚度为1.90~4.10米的岩层为全风化泥岩,厚度为8.00~9.90米的岩层为粉砂质泥岩,厚度为7.00~8.80米的岩层为中风化粉砂质泥岩。
对现场岩石进行鉴定分析,并与室内土工试验以及现场标准贯入试验成果相结合,将场地地层分为第四系冲积层(Q4alQ3al)以及白垩系沉积岩(K)。
三、选择施工方案
依据场地的工程地质和水文地质条件的不同,以确定基坑开挖的方案,方法一:采用轻型井点排水、放坡降土3米利用钢板桩进行支护截渗的方法;方法二:采用钻(冲)孔桩和桩间三管旋喷桩止水或者实施在钢管内实行支撑的支护方法。主要含水层为中砂、粗砂、砾砂的第四系冲积层,具有较强的透水层,且分布较为广泛,有较大的厚度,丰沛的含水量,孔隙承压水的性质。
若使用方法一,采用轻型井点排水,虽然可以保证较大的排水量,但是使地下水位始終控制在有效高度以下的要求就无法保证,涌沙现象就会发生在基坑底,除此之外,因场地有高达7.5米的厚度,且都为砂层,较难对钢板桩进行施工作业,工程施工质量无法得到保障,而且会影响大堤安全。所以,综合考虑情况下,方法一不可采用。最终采用方法二,也就是Φ1200毫米钻(冲)孔桩和桩间三管旋喷桩止水或者使用Φ600毫米钢管进行支撑的办法。
四、对施工工艺的研究
若想保障顺利进行基坑工程的施工,就需要支护结构能够对变形和沉降有效控制,且保证其止水能力较好。
以基坑开挖的不同深度以及不断变化地质条件为考虑基础因素,周边场地比较开阔,放坡降土2.5米,把冠梁顶降至地面下3.5米,坡面挂网喷浆加固,以使支护的结构造价降低。设定支护桩的嵌固深度,全风化层3.5米或者进入强风化层2.5米,将冠梁作为支撑钢管的腰梁。
将钻(冲)孔桩的设计直径设定为1200毫米,1300毫米的间距,C25的钻(冲)孔桩的混凝土强度等级。设定60毫米厚度的钻(冲)孔桩的保护层。设置三管旋喷桩止水于钻(冲)孔桩间。设计旋喷桩的直径为800毫米。1.0米进入砂层下不透水层。利用42.5R的普通硅酸盐水泥配浆,高压水射流的压力大于25MPa,0.7MPa的空气流压力,1.0MPa的低压水泥浆灌注压力,要求在施工期间为0.10~0.12米/分钟的提升速度,10~12r/min的转速,旋喷桩的孔位偏差小于50毫米,桩体的垂直度大于99%,当同一个桩体需多次喷射时,上下桩体的搭接长度需大于200毫米。
五、施工中应注意事项
(一)在进行基坑开挖时应以设计的基坑支护结构以及截排水要求为前提,制定详细的施工方案。
(二)基坑周边的堆载压力应小于等于15kPa,严格控制超堆荷载行为。
(三)为防止漏水以及渗水流入坑内,需对基坑周围的地面实现硬地化处理,且需设置排水沟。
(四)在基坑开挖的过程中,应对挖土以及车辆的通道布置、挖土的次序,安排周边的堆土位置等方面加以注意,并严格控制,避免出现碰撞支护结构以及对基底原状土的扰动的情况,对支护结构积极采取相应措施进行防护,同时现场有相应的应急材料和器械。
(五)在施工过程中,对于停放设备的位置需保证平稳性,应精确计算大、中型施工机具与坑边的距离,以使设备的质量、基坑的支撑情况等得到保障。
(六)应设专人监管施工,尤其是在挖土、支撑以及拆撑的过程中,以便及时发现问题及时解决问题,同时委托专业的监测公司对基坑进行监测,确保基坑安全。
(七)在进行基坑开挖过程中,应注意开挖分层的均衡性,层高需小于等于1.5米。
(八)保证在挖至坑底标高后及时换填并全面封闭基坑。
(九)施工中,应注意使用中粗砂回填泵站结构的及时性。
结语:
本文通过对取水泵站的深基坑在支护工程中的应用研究,说明在使用Φ1200毫米钻(冲)孔桩和桩间三管旋喷桩止水和使用Φ600毫米钢管进行支撑的技术进行施工中,支护桩周边的变形量都在设计范围之内,没有出现涌沙现象,大堤的沉降也在水利的安全范围内,以此证明此支护方案有效可行,并且有较好的止水效果,较短工期的优势,在工程应用中均有较好的成效。
参考文献:
[1]YAN Wei-dong.钻(冲)孔桩与旋喷桩技术用于泵站深基坑支护工程[J].中国给水排水,2011,24(16):101-103.
[2]胡容.湛江球团浓缩池及底流泵站高压旋喷桩深基坑支护施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(35).
[3]诸青,徐林,葛俊等.拉森钢板桩在坝子窑泵站深基坑支护中的应用[J].江苏水利,2012,(6):20-21.
关键词:泵站;深基坑;支护工程
在地下结构施工得到保障以及在基坑周边环境保证安全的情况下,在深基坑的侧壁使用支档、加固并保护周边环境的情况就是深基坑支护。
一、工程基本情况
以佛山市第二水源工程——取水泵站为研究对象,其有100万立方米/天的设计规模,地处河堤边滩涂地,且有较复杂的地质条件,较多的地层种类,并且在此地层中含砾的地层较多,泥质粉砂岩为基岩,本场地的主要含水层就是粗砂层,有较浅的地下水位。
此工程的基坑,将实际开挖深度为13.50~14.60米的深坑作为基坑,采用Φ1200毫米钻(冲)孔桩与桩间三管旋喷桩止水技术和使用Φ600毫米的钢管使支护得以支撑。
深基坑工程中档土结构的主要支护形式就是钻(冲)孔桩和旋桩技术,在进行档土围护结构中,刚度较好的就是钻(冲)孔桩技术,但是各个桩之间有较差的联系,对桩顶浇筑钢筋混凝土冠梁,并以Φ600毫米钢管进行支撑,同时在桩间使用高压旋喷桩的办法以避免地下水夹带土体颗粒通过桩间孔隙渗入坑内。
二、对工程地质的条件研究
因所研究地区的地质处于亚热带地区,有较为温暖的气候,且充沛的雨量,年降水量可达到1700毫米之多。该泵站在河滩地位置,因受控于西江洪水,有较小的潮汐影响,大致属于非潮感区,所以周围河段地形较单一。据相关地质勘查资料显示,该地区各岩土层分布情况以及特点从上到下依次为:
(一)淤泥。此地区淤泥呈灰黑色,具有饱和、流塑、粘性较好的特点,且包含有机质、腐木。此层厚度约为2.20~4.60米,在场内地都有分布。
(二)粉质粘土。此地区粉质粘土呈灰黄或褐黄色,较为湿润,成软塑状态,有较好的粘性,此层厚度约为0.60~2.10米,分布于除ZK3外的其他7个名孔内。
(三)中砂、粗砂。此地区中砂、粗砂呈灰白、褐黄色。较饱和,密度稍稠,含粘粒较少。此层厚度约为1.10~4.60米,在场内地都有分布。
(四)砾砂。此地区砾砂呈灰白、灰黄、灰褐以及褐黄色。较饱满,密度适中,部分地方含有较大量的圆砾,此层厚度约为1.00~3.30米,在场内地都有分布。
(五)白垩系沉积岩(K)。泥质、粉砂质结构的泥岩、粉砂质,根据其块状构造不同,风化程度不同,可将其划为全风化层、强风化层以及中风化层。厚度为1.90~4.10米的岩层为全风化泥岩,厚度为8.00~9.90米的岩层为粉砂质泥岩,厚度为7.00~8.80米的岩层为中风化粉砂质泥岩。
对现场岩石进行鉴定分析,并与室内土工试验以及现场标准贯入试验成果相结合,将场地地层分为第四系冲积层(Q4alQ3al)以及白垩系沉积岩(K)。
三、选择施工方案
依据场地的工程地质和水文地质条件的不同,以确定基坑开挖的方案,方法一:采用轻型井点排水、放坡降土3米利用钢板桩进行支护截渗的方法;方法二:采用钻(冲)孔桩和桩间三管旋喷桩止水或者实施在钢管内实行支撑的支护方法。主要含水层为中砂、粗砂、砾砂的第四系冲积层,具有较强的透水层,且分布较为广泛,有较大的厚度,丰沛的含水量,孔隙承压水的性质。
若使用方法一,采用轻型井点排水,虽然可以保证较大的排水量,但是使地下水位始終控制在有效高度以下的要求就无法保证,涌沙现象就会发生在基坑底,除此之外,因场地有高达7.5米的厚度,且都为砂层,较难对钢板桩进行施工作业,工程施工质量无法得到保障,而且会影响大堤安全。所以,综合考虑情况下,方法一不可采用。最终采用方法二,也就是Φ1200毫米钻(冲)孔桩和桩间三管旋喷桩止水或者使用Φ600毫米钢管进行支撑的办法。
四、对施工工艺的研究
若想保障顺利进行基坑工程的施工,就需要支护结构能够对变形和沉降有效控制,且保证其止水能力较好。
以基坑开挖的不同深度以及不断变化地质条件为考虑基础因素,周边场地比较开阔,放坡降土2.5米,把冠梁顶降至地面下3.5米,坡面挂网喷浆加固,以使支护的结构造价降低。设定支护桩的嵌固深度,全风化层3.5米或者进入强风化层2.5米,将冠梁作为支撑钢管的腰梁。
将钻(冲)孔桩的设计直径设定为1200毫米,1300毫米的间距,C25的钻(冲)孔桩的混凝土强度等级。设定60毫米厚度的钻(冲)孔桩的保护层。设置三管旋喷桩止水于钻(冲)孔桩间。设计旋喷桩的直径为800毫米。1.0米进入砂层下不透水层。利用42.5R的普通硅酸盐水泥配浆,高压水射流的压力大于25MPa,0.7MPa的空气流压力,1.0MPa的低压水泥浆灌注压力,要求在施工期间为0.10~0.12米/分钟的提升速度,10~12r/min的转速,旋喷桩的孔位偏差小于50毫米,桩体的垂直度大于99%,当同一个桩体需多次喷射时,上下桩体的搭接长度需大于200毫米。
五、施工中应注意事项
(一)在进行基坑开挖时应以设计的基坑支护结构以及截排水要求为前提,制定详细的施工方案。
(二)基坑周边的堆载压力应小于等于15kPa,严格控制超堆荷载行为。
(三)为防止漏水以及渗水流入坑内,需对基坑周围的地面实现硬地化处理,且需设置排水沟。
(四)在基坑开挖的过程中,应对挖土以及车辆的通道布置、挖土的次序,安排周边的堆土位置等方面加以注意,并严格控制,避免出现碰撞支护结构以及对基底原状土的扰动的情况,对支护结构积极采取相应措施进行防护,同时现场有相应的应急材料和器械。
(五)在施工过程中,对于停放设备的位置需保证平稳性,应精确计算大、中型施工机具与坑边的距离,以使设备的质量、基坑的支撑情况等得到保障。
(六)应设专人监管施工,尤其是在挖土、支撑以及拆撑的过程中,以便及时发现问题及时解决问题,同时委托专业的监测公司对基坑进行监测,确保基坑安全。
(七)在进行基坑开挖过程中,应注意开挖分层的均衡性,层高需小于等于1.5米。
(八)保证在挖至坑底标高后及时换填并全面封闭基坑。
(九)施工中,应注意使用中粗砂回填泵站结构的及时性。
结语:
本文通过对取水泵站的深基坑在支护工程中的应用研究,说明在使用Φ1200毫米钻(冲)孔桩和桩间三管旋喷桩止水和使用Φ600毫米钢管进行支撑的技术进行施工中,支护桩周边的变形量都在设计范围之内,没有出现涌沙现象,大堤的沉降也在水利的安全范围内,以此证明此支护方案有效可行,并且有较好的止水效果,较短工期的优势,在工程应用中均有较好的成效。
参考文献:
[1]YAN Wei-dong.钻(冲)孔桩与旋喷桩技术用于泵站深基坑支护工程[J].中国给水排水,2011,24(16):101-103.
[2]胡容.湛江球团浓缩池及底流泵站高压旋喷桩深基坑支护施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(35).
[3]诸青,徐林,葛俊等.拉森钢板桩在坝子窑泵站深基坑支护中的应用[J].江苏水利,2012,(6):20-21.