屈龍角引水泵站工程的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

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摘   要： 筆者結(jié)合工程實(shí)例，說(shuō)明了鉆孔樁處理深基坑支護(hù)，能減少邊坡開挖，縮短施工工期，減少基礎(chǔ)工程投資。 
    關(guān)鍵字：鉆孔樁 軟土地基 支護(hù) 

    1、引言  
    用鉆孔樁對(duì)泵站主廠房進(jìn)行深基坑支護(hù)具有技術(shù)可靠，機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)單，操作技術(shù)易于掌握，施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)于利用鉆孔樁進(jìn)行泵站深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)及施工工藝作一探討，并對(duì)處理效果予以評(píng)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(jìn)水閘、進(jìn)水涵、進(jìn)水前池、泵房、出水渠等組成。泵站設(shè)計(jì)引水流量12m3/s，裝設(shè)2臺(tái)1400ZLB5.5-3.5型立式軸流泵，配315kw電動(dòng)機(jī)，總裝機(jī)容量630kw。 
    引水泵站位于市區(qū)，泵房?jī)蓚?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(jìn)行基坑開挖，則需要大量拆遷，既延長(zhǎng)工期，又增加費(fèi)用。根據(jù)實(shí)際地形及開挖基坑深度，決定考慮部分支護(hù)。需要支護(hù)的總長(zhǎng)度為35.10m，主要為進(jìn)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(chǎng)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(qiáng)，流塑～軟塑； 
    ⑶中細(xì)砂：1.55～4.90m，淺黃、灰色，含少量粉砂、細(xì)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(jī)質(zhì)，粘性較強(qiáng)，流塑； 
    ⑸殘積粉質(zhì)粘土：1.30～2.50m，淺灰、淺黃色，由泥巖風(fēng)化殘積而成，可塑～硬塑狀； 
    ⑹泥巖：1.20～2.80m，紫紅色，強(qiáng)風(fēng)化，含粉砂質(zhì)，膠結(jié)程度差，呈堅(jiān)硬土狀。 
    4、深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)
    4.1　基坑支護(hù)方案比較 
    根據(jù)地質(zhì)勘察資料，對(duì)屈龍角泵站的深基坑支護(hù)，參照以往的工程經(jīng)驗(yàn)，我們采用三種方案進(jìn)行比較：1、拆除周圍房屋，基坑全部采用自然放坡，不進(jìn)行支護(hù)；2、放坡＋鉆孔樁擋墻＋支撐支護(hù)；3、放坡＋土釘墻支護(hù)。
    對(duì)三種方案進(jìn)行綜合分析、對(duì)比，方案二具有投資省、施工較容易、能加快施工進(jìn)度及防滲效果好等優(yōu)點(diǎn)，故決定采用方案二，即采用放坡＋鉆孔樁擋墻＋支撐支護(hù)方案。 
    4.2　基坑支護(hù)方案計(jì)算 
    根據(jù)擬定的基坑支護(hù)方案，由于鉆孔樁擋墻擋土高達(dá)6m左右，且地基上部為軟弱的粉質(zhì)粘土，經(jīng)初步計(jì)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(jì)上是節(jié)省的，結(jié)構(gòu)上是安全的。支護(hù)設(shè)計(jì)方案平面布置圖見圖1，支撐結(jié)構(gòu)見圖2。對(duì)基坑支護(hù)取三個(gè)典型斷面，按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007-2002 [S].）進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算成果見表4－2。
    4.3　基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì) 
    根據(jù)計(jì)算成果，深基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)如下： 
    ⑴采用1:1.0邊坡放坡至0.80m后，設(shè)2.0m寬的施工平臺(tái)；  
    ⑵鉆孔樁樁徑1.0m，混凝土強(qiáng)度為C25，樁中心距0.98m，樁頂高程0.80m，樁底高程－14.00m，樁凈長(zhǎng)14.80m，座落于強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖或泥巖上。 
    ⑶鉆孔樁頂設(shè)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(shè)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(tái)潛水泵抽水，以控制地下水位。 
    5、深基坑支護(hù)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(shè)計(jì)高程-3.00～-5.10m。 
    5.2　工藝要求 
    ⑴布孔：按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布孔，要求布孔位置準(zhǔn)確； 
    ⑵必須確保設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)及進(jìn)入持力層的深度； 
    ⑶鉆孔樁應(yīng)采取跳鉆法施工，在灌注混凝土24h后進(jìn)行鄰樁成孔施工； 
    ⑷鋼筋籠制作及安裝：縱向鋼筋的接口應(yīng)優(yōu)先采用焊接，接口必須按規(guī)范要求錯(cuò)開；縱橫鋼筋交接處應(yīng)焊牢；鋼筋籠外側(cè)需設(shè)砼墊塊，以確保鋼筋保護(hù)層； 
    ⑸灌注砼時(shí)，應(yīng)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(yīng)將鉆孔樁樁頂浮漿鑿除清理干凈，樁頂以上露出的鋼筋長(zhǎng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度； 
    ⑻支撐梁體系施工時(shí)，支撐梁、水平系梁、支承梁均應(yīng)焊接牢固。 
    6、質(zhì)量檢測(cè) 
    按照有關(guān)規(guī)范要求，對(duì)已完成的深基坑支護(hù)進(jìn)行了檢測(cè)，分述如下：　　　　 
    ⑴樁體直徑及樁位偏差檢驗(yàn)：在鉆孔樁施工完成后，選擇了5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)開挖，檢查結(jié)果均符合設(shè)計(jì)要求，見表6－1。 
    ⑵樁體砼強(qiáng)度檢測(cè)：對(duì)達(dá)到齡期的樁體砼強(qiáng)度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)回彈檢測(cè)，檢查結(jié)果均符合設(shè)計(jì)要求。 
    ⑶鉆孔樁支護(hù)擋墻水平位移檢測(cè)：在支護(hù)擋墻冠梁及房屋基礎(chǔ)上每側(cè)各設(shè)4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，共4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。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(cè)一次，觀測(cè)結(jié)果均符合設(shè)計(jì)要求。 
    ⑷支撐梁（Φ600鋼管）軸力檢測(cè)：在主廠房基坑整個(gè)開挖過程中，我們要求施工單位對(duì)7根支撐梁分階段進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè)，掌握各支撐梁的應(yīng)力和變化情況，做到信息化施工。監(jiān)測(cè)表明，支撐梁軸力小于設(shè)計(jì)應(yīng)力。 
    7、效果評(píng)價(jià) 
    從檢驗(yàn)結(jié)果看，鉆孔樁的直徑均已達(dá)到設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)要求，完全滿足泵房下部結(jié)構(gòu)施工需要。同時(shí)，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(wú)地下水滲漏，鉆孔樁擋墻防滲效果顯著。 
    8、結(jié)語(yǔ) 
    通過上述工程實(shí)例介紹，在施工場(chǎng)地狹窄的市區(qū)，應(yīng)用鉆孔樁擋墻支撐支護(hù)進(jìn)行開挖是切實(shí)可行的，在經(jīng)濟(jì)上也是合理的，既能達(dá)到良好的處理效果又能減少基礎(chǔ)工程投資，加快工程施工進(jìn)度。因此，該項(xiàng)技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，值得推介。但是，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意以下問題： 
    ⑴認(rèn)真計(jì)算鉆孔樁的嵌固深度； 
    ⑵計(jì)算鉆孔樁的剪力及最大彎矩； 
    ⑶適當(dāng)分配支撐梁的軸力。