屈龍角引水泵站工程的深基坑支護設計

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摘   要： 筆者結(jié)合工程實例，說明了鉆孔樁處理深基坑支護，能減少邊坡開挖，縮短施工工期，減少基礎工程投資。 
    關鍵字：鉆孔樁 軟土地基 支護 

    1、引言  
    用鉆孔樁對泵站主廠房進行深基坑支護具有技術可靠，機具設備簡單，操作技術易于掌握，施工簡便等特點。本文結(jié)合工程實例，對于利用鉆孔樁進行泵站深基坑支護的設計及施工工藝作一探討，并對處理效果予以評述。 
    2、工程概況 
    屈龍角引水泵站作為廣東省佛山市禪城區(qū)城南碧水工程的主要引水泵站，位于佛山大堤石灣段8+030處。泵站由進水閘、進水涵、進水前池、泵房、出水渠等組成。泵站設計引水流量12m3/s，裝設2臺1400ZLB5.5-3.5型立式軸流泵，配315kw電動機，總裝機容量630kw。 
    引水泵站位于市區(qū)，泵房兩側(cè)10～12m即為2～4層高的房屋，地面高程約4.20～4.70m，基坑底面高程為-4.80m，若全部采用自然放坡形式進行基坑開挖，則需要大量拆遷，既延長工期，又增加費用。根據(jù)實際地形及開挖基坑深度，決定考慮部分支護。需要支護的總長度為35.10m，主要為進水前池12.5m、主廠房段20m及出水渠段2.60m。 
    3、工程地質(zhì) 
    根據(jù)工程地質(zhì)勘察資料，場地地層自上而下分為： 
    ⑴素填土：2.10～3.00m，灰色，由粉質(zhì)粘土及少量河砂堆積而成，松散； 
    ⑵粉質(zhì)粘土：2.10～5.15m，淺黃色，含粉砂質(zhì)，粘性較強，流塑～軟塑； 
    ⑶中細砂：1.55～4.90m，淺黃、灰色，含少量粉砂、細砂，局部夾粗砂薄層，石英質(zhì)，飽和、松散； 
    ⑷淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：0.40～1.80m，灰黑色，含有機質(zhì)，粘性較強，流塑； 
    ⑸殘積粉質(zhì)粘土：1.30～2.50m，淺灰、淺黃色，由泥巖風化殘積而成，可塑～硬塑狀； 
    ⑹泥巖：1.20～2.80m，紫紅色，強風化，含粉砂質(zhì)，膠結(jié)程度差，呈堅硬土狀。 
    4、深基坑支護設計
    4.1　基坑支護方案比較 
    根據(jù)地質(zhì)勘察資料，對屈龍角泵站的深基坑支護，參照以往的工程經(jīng)驗，我們采用三種方案進行比較：1、拆除周圍房屋，基坑全部采用自然放坡，不進行支護；2、放坡＋鉆孔樁擋墻＋支撐支護；3、放坡＋土釘墻支護。
    對三種方案進行綜合分析、對比，方案二具有投資省、施工較容易、能加快施工進度及防滲效果好等優(yōu)點，故決定采用方案二，即采用放坡＋鉆孔樁擋墻＋支撐支護方案。 
    4.2　基坑支護方案計算 
    根據(jù)擬定的基坑支護方案，由于鉆孔樁擋墻擋土高達6m左右，且地基上部為軟弱的粉質(zhì)粘土，經(jīng)初步計算僅采用懸臂式的鉆孔樁擋土，則鉆孔樁樁徑需在1.60m以上，但如采用鉆孔樁上部加支撐的結(jié)構(gòu)，則樁徑僅1.0m即可，經(jīng)濟上是節(jié)省的，結(jié)構(gòu)上是安全的。支護設計方案平面布置圖見圖1，支撐結(jié)構(gòu)見圖2。對基坑支護取三個典型斷面，按《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB 50007-2002 [S].）進行計算，計算成果見表4－2。
    4.3　基坑支護方案設計 
    根據(jù)計算成果，深基坑支護方案設計如下： 
    ⑴采用1:1.0邊坡放坡至0.80m后，設2.0m寬的施工平臺；  
    ⑵鉆孔樁樁徑1.0m，混凝土強度為C25，樁中心距0.98m，樁頂高程0.80m，樁底高程－14.00m，樁凈長14.80m，座落于強風化粉砂巖或泥巖上。 
    ⑶鉆孔樁頂設寬×高為1.00×0.70m的冠梁，支撐梁支撐在冠梁上。 
    ⑷支撐梁采用Φ600，壁厚8mm的鋼管，支撐梁間距5m，共7根，在中部設工字鋼支承柱及水平系梁，支承柱及水平系梁均采用Ⅰ25a工字鋼。 
    ⑸基坑開挖完成后，在基坑前后端各挖集水井，各配一臺潛水泵抽水，以控制地下水位。 
    5、深基坑支護施工 
    5.1　施工順序 
    鉆孔樁――鉆孔樁頂冠梁――基坑開挖至-2.00m――支撐梁施工――基坑開挖至設計高程-3.00～-5.10m。 
    5.2　工藝要求 
    ⑴布孔：按設計要求進行布孔，要求布孔位置準確； 
    ⑵必須確保設計樁長及進入持力層的深度； 
    ⑶鉆孔樁應采取跳鉆法施工，在灌注混凝土24h后進行鄰樁成孔施工； 
    ⑷鋼筋籠制作及安裝：縱向鋼筋的接口應優(yōu)先采用焊接，接口必須按規(guī)范要求錯開；縱橫鋼筋交接處應焊牢；鋼筋籠外側(cè)需設砼墊塊，以確保鋼筋保護層； 
    ⑸灌注砼時，應確保水下砼的質(zhì)量； 
    ⑹鉆孔樁施工容許偏差：樁徑D容許偏差為＋100，-40，樁垂直度偏差為小于0.5%； 
    ⑺冠梁施工前，應將鉆孔樁樁頂浮漿鑿除清理干凈，樁頂以上露出的鋼筋長度應達到設計長度； 
    ⑻支撐梁體系施工時，支撐梁、水平系梁、支承梁均應焊接牢固。 
    6、質(zhì)量檢測 
    按照有關規(guī)范要求，對已完成的深基坑支護進行了檢測，分述如下：　　　　 
    ⑴樁體直徑及樁位偏差檢驗：在鉆孔樁施工完成后，選擇了5個點進行現(xiàn)場開挖，檢查結(jié)果均符合設計要求，見表6－1。 
    ⑵樁體砼強度檢測：對達到齡期的樁體砼強度進行現(xiàn)場回彈檢測，檢查結(jié)果均符合設計要求。 
    ⑶鉆孔樁支護擋墻水平位移檢測：在支護擋墻冠梁及房屋基礎上每側(cè)各設4個觀測點，共4個觀測點。在開挖前、支撐梁施工前、基坑開挖完成后及基坑回填土前各觀測一次，觀測結(jié)果均符合設計要求。 
    ⑷支撐梁（Φ600鋼管）軸力檢測：在主廠房基坑整個開挖過程中，我們要求施工單位對7根支撐梁分階段進行應力監(jiān)測，掌握各支撐梁的應力和變化情況，做到信息化施工。監(jiān)測表明，支撐梁軸力小于設計應力。 
    7、效果評價 
    從檢驗結(jié)果看，鉆孔樁的直徑均已達到設計要求。在基坑開挖和泵房下部結(jié)構(gòu)施工過程中，鉆孔樁擋墻位移、支撐梁軸力均符合設計要求，完全滿足泵房下部結(jié)構(gòu)施工需要。同時，由于鉆孔樁中心距采用0.98m而不是1.00m，讓相鄰鉆孔樁少許交叉，各鉆孔樁之間無地下水滲漏，鉆孔樁擋墻防滲效果顯著。 
    8、結(jié)語 
    通過上述工程實例介紹，在施工場地狹窄的市區(qū)，應用鉆孔樁擋墻支撐支護進行開挖是切實可行的，在經(jīng)濟上也是合理的，既能達到良好的處理效果又能減少基礎工程投資，加快工程施工進度。因此，該項技術具有廣闊的應用前景，值得推介。但是，設計過程中應注意以下問題： 
    ⑴認真計算鉆孔樁的嵌固深度； 
    ⑵計算鉆孔樁的剪力及最大彎矩； 
    ⑶適當分配支撐梁的軸力。