河口滨海软土地区水闸深基坑围护施工方案

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河口滨海软土地区水闸深基坑围护施工方案

叶建远

浙江省温州市瑞安市瓯飞开发建设管理中心

摘要:由于地质环境和周边环境的制约,上海软土地区水闸深基坑施工不能采用常规的开挖和分级方法。采用灌注桩、双轴搅拌桩、钢檩等施工方法,对软土地区深基坑支护施工方案进行了施工,保证了基坑开挖的安全性,减少了对周围环境的不利影响。

关键词:河口滨海;软土地区 ; 施工方案

1 工程概况

某水闸位于浙江地区,工程内容包括:水闸主体、翼墙护岸及调度中心,泵水闸所在的河槽位于某镇城区。河两岸有工业和民用建筑、政治道路和地下管线。工程泵门底板底高为-3.25m,立地水准标高为+4.50m,基坑最大开挖深度为7.75米,基坑开挖面积为3488平方米。泵门西侧外围挡红线外为绿地及18层住宅区;泵门东侧外围挡红线外为绿地。基坑的安全等级为二级,环境保护水平等级为Ⅱ级。

2 基坑围护布置形式

由于基坑工程的安全等级属于二级,根据基坑开挖深度、周围环境条件和现有场地条件,不能采用边坡开挖方法。在充分论证后,基坑支护采用灌注桩排桩挡土墙的支护方案,其结构采用钻孔桩+止水帷幕+钢支座的围护形式。

基坑支护由2ф×609×16mm钢管支护,周围檩条由1100mm×700 mm混凝土檩条组成,混凝土檩条和钢支撑中心标高为1×550m,底部的支柱主要列采用角钢格列。晶格截面是470毫米×470毫米。下面的坑的底部应列桩800毫米灌注桩承载力。角钢格构柱在穿越底板范围内设止水带。混凝土传送带设置在底板上而不是支架上,混凝土设计强度为C30。更换楼板和截面临时支撑,达到设计强度后,应拆除钢支撑。

2.1闸室段围墙布置

由于闸室段中基坑的最大深度,布置了许多结构。钻孔灌注桩采用wz1钻孔灌注桩,桩长15.7m,桩内直径为ф800@1000毫米。桩低标高-14.50m,外侧布置双排ф700@500毫米,水泥含量13%,桩长分别15.0m、6.0m 的JB1、JB4 型 双轴水泥搅拌桩止水,防止周围水流入基坑。

2.2检修池围墙布置

由于进水口和出水口段的基坑深度与闸室段相比是最小的,所以支护结构较少。支护形式为JB2双轴水泥搅拌桩,桩径为ф700@100毫米,水泥含量为13%,桩长13.0m,宽度为5.20m,长度为2ф48×3.5毫米,上部采用间距为1.0m,长度为9ф12@1000毫米,长度为1.2m的钢管作为顶部钢筋。整体顶部采用20cm厚的C20混凝土,坡度为3%。基坑外设置排水沟和护坡,防止周围水流入基坑。

3主要施工方法

使用双轴水泥土搅拌桩周围约11900立方米。S J B-Ⅱ型双轴搅拌桩机。搅拌桩施工10天后,采用2台用于钻孔桩和柱桩施工的Gps-10工程钻机。搅拌桩顶压、护坡跟踪,钢支撑施工随结构施工队开挖土方。

3.1双向搅拌桩施工

双向搅拌桩施工过程:各种施工准备→布置、开挖和定位→桩机就位→预混和沉没→灌浆和提高混合→解决混合→桩和提高搅拌桩形成→完成块生产→桩机位移。桩位置的偏差不得大于50毫米,和垂直偏差不得大于1/150。只有当对水泥土搅拌桩养护期大于28天和垫土的抗压强度大于0.8 Pa,基坑开挖才可以执行。

3.1.1根据水泥土搅拌桩的特点,对水泥土混合比的技术要求如下:设计合理的水泥土混合比例,以确保水泥土的强度满足设计要求;水泥浆混合比率必须旨在确保土壤水泥的强度,降低土的变化率,减少施工过程中环境干扰的影响。基坑支护区域为水泥土重力坝(局部钻孔桩)。水泥土搅拌桩采用P042.5普通硅酸盐水泥,混合比例。

3.1.2水泥浆配制及灌浆:施工现场设置水泥浆搅拌施工平台,在平台附近设置水泥筒仓。水泥浆按要求混合后才能启动。将配制好的水泥浆倒入浆槽备用。水泥浆配制好后,滞止时间不超过2h,不允许离析,相邻搅拌桩搭接施工间隔不超过10h。

3.1.3水泥浆应注入水泥搅拌桩在下沉和提高的过程。与此同时,下沉和上升的速度是严格控制。钻头每次旋转的提升(下沉)速度不得超过0.5m/min体积为1.0cm-1.5cm。重复桩底搅拌注浆约1min。为保证桩体质量,桩底保持30s,桩端进行研磨。吊装过程中,将剩余的泥浆全部喷入桩体。桩头在桩顶处地面平整30s。水泥土搅拌桩双轴应当不断构建,以及相邻桩之间的间隔不得超过16 h。

3.2钻孔灌注桩施工

结合上海软土地基钻孔灌注桩的施工经验和工程的土性特点,采用GSP-10工程钻机进行正循环和旋挖钻进,自然形成纸浆,正面循环清洗两次,水下施工。采用管状混凝土打桩技术。由于泥浆防护墙保证了钻孔的安全性和孔的平整形成,孔的二次清除对孔底沉积物的清除有显著的影响,为提高桩的质量提供了可靠的保证。

钻孔灌注桩施工工艺流程:定位预埋套管→机械定位、钻具校正→成孔施工→第一清孔→钢筋笼吊装→第二清孔→浇筑混凝土→移动机械。桩位偏差不大于50mm,垂直度偏差不大于1/200。混凝土强度为C30,底泥厚度不大于200mm。

3.2.1成孔工艺:由于本工程钻孔桩在双轴搅拌桩坝中打入,为防止钻孔桩穿孔,减少对双轴搅拌桩桩桩身的影响。根据一般要求,钻孔灌注桩施工应在双轴搅拌桩施工10天后开始。钻井参数及钻头选型:钻头结构为单环三翼刮板钻头。钻井参数:钻压10kn-15kn,ROP 20R/min-47R/min,保证孔径符合要求。

3.2.2泥浆黏度是一个重要的措施来防止收缩,崩溃和及时的钻渣。平均密度为1.15-1.20,黏度为20s左右。进行地层泥浆清洗,定期进行泥浆性能测试。当发现设计性能指标与孔内情况不一致、孔壁不稳定或孔尺寸减小时,应及时进行适当调整。与此同时,做好现场清理和污水排放工作,保持现场整洁。

3.2.3在实际清孔过程中,孔底部的沉积物被清理了两次。当钻孔达到设计井深,钻头应取消150 - 200 mm的底部洞,和泥浆泵应开始积极循环井眼净化。清洗的时间应当不少于20分钟。桩孔完成后,最终孔深等指标,按设计要求检查沉渣和泥浆性能。待桩孔验收合格后,放置钢笼。安装好加固笼和灌浆管后,采用管的正循环进行第二次清洗。清理后,孔底沉积物不应超过200mm。

3.2.4混凝土浇筑孔准备就绪后,方可开始浇筑。初浇时,先在管内放入定位塞,在管内浆面以上放置止动塞,用8~10根铅丝挂在漏斗上,然后按计算的初浇量切断导线,在混凝土孔的开口处产生了大量的泥浆,这表明第一次灌浆是成功的,然后按照程序进行连续浇注操作。浇筑过程应连续不断。为了防止混凝土失去流动性,浇筑时间应该缩短。在浇筑过程中,应由专人负责检测和记录,并注意随时观察管道内混凝土地掉落和孔内回水。控制管道的埋深,经常进行吊装。在混凝土浇筑过程中,应防止钢筋笼浮起。混凝土表面入钢笼底部约3M,浇筑速度应适当放慢。

5结论

软土地区基坑围护方案随地质和土体物理力学性质的不同而不同。上海河口滨海软土深基坑由于工程地质条件差,普遍采用强支护方案。施工前应查明地下障碍物和浅层不良地质条件。如果基坑施工受到影响,应提前处理。同时,围挡施工过程中必须注意周边环境安全监测。特别是在基坑开挖过程中,经常需要对其进行监测。在基坑变形过大的情况下,应立即停止开挖,并及时通知设计单位等,及时分析原因和对策,防止基坑坍塌。

参考文献

[1] 胡钧,杜坚. 深基坑测斜监测技术及计算方法改进[J]. 大坝观测与土工测试. 2017(02)

[2]冯波,苏醒,汪殿轲.上海虹桥水系新角浦河道深基坑围护工程施工技术[J]. 施工技术. 2013(12)

 

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