胡國(guó)聯(lián)

湖北工業(yè)大學(xué)在職研究生 湖北黃石 435000

組合邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)施工應(yīng)用技術(shù)

胡國(guó)聯(lián)

湖北工業(yè)大學(xué)在職研究生 湖北黃石 435000

介紹了某選礦廠工程濃縮池、泵房及地下通廊基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工，闡述了組合邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)在濃縮池、泵房及地下通廊基坑邊坡圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的施工應(yīng)用。

組合支護(hù) 井點(diǎn)降水 井點(diǎn)布置 拉森鋼板樁 鋼圍檁支撐 維護(hù)結(jié)構(gòu)

常規(guī)的邊坡維護(hù)技術(shù)常采用井點(diǎn)降水技術(shù)、混凝土抹面護(hù)坡技術(shù)、混凝土旋噴樁和地下連續(xù)墻等支護(hù)結(jié)構(gòu)中的1～2種結(jié)構(gòu)做為深大基坑的開(kāi)挖支護(hù)結(jié)構(gòu)，但在施工過(guò)程中，由于不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件和周邊結(jié)構(gòu)建筑物的限制，深大基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇和施工應(yīng)用技術(shù)的完善性、可靠性和對(duì)周邊結(jié)構(gòu)的地質(zhì)影響作用成為深大基坑開(kāi)挖支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇和組合應(yīng)用的先決條件。我單位施工的某選礦廠工程濃縮池、泵房及地下通廊基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)就是通過(guò)基坑開(kāi)挖的綜合條件選擇了井點(diǎn)降水技術(shù)、混凝土抹面護(hù)坡技術(shù)和拉森鋼板樁支護(hù)技術(shù)這三項(xiàng)邊坡支護(hù)技術(shù)共同應(yīng)用于該深大基坑的支撐圍護(hù)，具備施工過(guò)程安全可靠，施工進(jìn)度快捷，施工方法明確簡(jiǎn)單的施工特點(diǎn)，值得總結(jié)并形成技術(shù)成果，現(xiàn)將該工藝的施工應(yīng)用情況予以介紹。

1 工程概況

該選礦廠工程濃縮池、泵房及地下通廊基坑結(jié)構(gòu)濃縮池直徑60m，池心最深處13.71m，泵房底最深處為15.4m，二者通過(guò)地下通廊連接。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，濃縮池結(jié)構(gòu)地下水較為豐富，屬于潛水層，水位高度-2.5m，為保證基坑土方正常開(kāi)挖和圍護(hù)樁順利施工，在土方開(kāi)挖前一周打設(shè)31眼噴射型井點(diǎn)實(shí)施降水，井直徑300mm，深度25m，采用200Qj-32/5型高壓揚(yáng)程泵作為降水主要機(jī)具，將水降至-15.9 m以下。根據(jù)土層性質(zhì)及土層分布情況，開(kāi)挖形式為自然地坪以下7m，分二級(jí)實(shí)施1∶1放坡開(kāi)挖，坡壁采用C15素砼進(jìn)行護(hù)坡增固，坡底砌設(shè)排水溝、集水井及時(shí)排放積水。在-7.6m施工碎石平臺(tái)并施工深12m的拉森鋼板樁，在鋼板樁基坑開(kāi)挖時(shí)隨土方開(kāi)挖進(jìn)展布置三道圍檁支撐以增強(qiáng)圍護(hù)樁的鋼度。為確保拉森樁的止水效應(yīng)，在分向連接處采90度角樁過(guò)渡保證圍樁的密閉性。待結(jié)構(gòu)施工完畢并達(dá)到回填強(qiáng)度后拆除鋼板樁支護(hù)進(jìn)行回填施工作業(yè)。

2 組合支護(hù)技術(shù)的施工工藝流程

該選礦廠工程濃縮池及附屬工程基坑開(kāi)挖支護(hù)采用井點(diǎn)降水技術(shù)、混凝土抹面護(hù)坡技術(shù)和拉森鋼板樁支護(hù)技術(shù)這三項(xiàng)邊坡支護(hù)技術(shù)共同應(yīng)用于該深大基坑的支撐圍護(hù)，主要施工工藝流程如下：

3 井點(diǎn)降水施工

3.1 井管埋深計(jì)算

井管埋設(shè)深度H：H≥H 1+h+iL+l(建筑施工計(jì)算手冊(cè)4-22)

h=0.5m—基坑中央最深挖掘面至降水曲線最高點(diǎn)的安全距離，機(jī)械開(kāi)挖一般取0.5m；

i—降水曲線坡度，取i=1/10；

L=15.m—井管點(diǎn)中心距基坑中心的短邊距離；

l=7m—濾水管長(zhǎng)度。

H≥21.4m+0.5m+15×1/10+7

故：H≥30.4m；鉆井深30.4-5.5=24.9m，取25m

3.2 基坑涌水量計(jì)算

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，為簡(jiǎn)化計(jì)算，采用無(wú)壓非完整井群井涌水量計(jì)算公式水量，涌水量計(jì)算公式為，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算，Q=41816m3。

3.3 井點(diǎn)降水管數(shù)量計(jì)算

3.3.1 單根井點(diǎn)降水管出水量計(jì)算

3.3.2 井點(diǎn)降水管總數(shù)量計(jì)算

3.3.3 井點(diǎn)降水管布置

（1）排水管道布置

排水管采用Φ100鋼管和Φ100橡塑管，在基坑邊采用鋼管，離基坑較遠(yuǎn)則采用橡塑管?；优潘ㄟ^(guò)排水管排至主集水井，再通過(guò)廠內(nèi)主雨排水管線排至廠外明渠。布置形式見(jiàn)圖1。

（2）降水井施工布置

① 間距、孔深：降水井間距約為8.00m，管井孔深25m,沿基坑周邊布置。

② 孔徑：管井孔徑為300mm。

③ 井管：管井均下入內(nèi)徑250mm的聚氯乙烯塑料管。

④ 濾料：在井管外圍填入直徑1～4mm的卵石濾料或3mm的石屑。

⑤ 抽降方法：沿四周的降水孔（可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體實(shí)際情況，為加速降水，先期可采用抽水，視降水效果后期可采用間斷性抽水）。

3.3.4 井點(diǎn)降水施工

（1）定位放線由測(cè)量人員負(fù)責(zé)，根據(jù)降水井平面圖測(cè)設(shè)各個(gè)降水井及觀測(cè)井位置，并用石灰做好記號(hào)。

（2）鉆機(jī)采用掏管機(jī)，鉆孔孔徑為600mm，孔深根據(jù)管井深度適當(dāng)增加1～2m，為27m。首先根據(jù)在已標(biāo)示的管井處挖井口，然后安裝護(hù)筒，再用吊車(chē)將鉆機(jī)就位，開(kāi)始鉆孔，直至孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（3）下井管：鉆孔完成后，應(yīng)立即下井管，下管時(shí)要扶正，與井壁保持同心，不偏離，井管要下到位；井管下完后用結(jié)實(shí)物品，如紡織袋將井口封好，避免落入雜物，同時(shí)做好填卵、洗井安裝水泵抽水等后續(xù)工作。

4 基坑土方整體開(kāi)挖施工

在第一次土方開(kāi)挖前一周實(shí)施降水，井點(diǎn)降水將地下水位降至基底設(shè)計(jì)標(biāo)高500mm以下時(shí)可進(jìn)行基坑整體土方開(kāi)挖，開(kāi)挖方式為由泵房向濃縮池方向一次性開(kāi)挖成型。并及時(shí)修坡，鋪設(shè)素砼，挖設(shè)排水溝。預(yù)備8m鋼板柱和彩條布防止塌陷，及時(shí)采取措施，基底開(kāi)挖至-7.6m后鋪墊500厚碎石墊層平臺(tái)為后續(xù)拉森鋼板樁施工創(chuàng)造條件，與此同時(shí)開(kāi)挖坑底排水溝和積水井，及時(shí)抽排坑底積水避免基底土體擾動(dòng)。如果發(fā)現(xiàn)坡壁有不穩(wěn)定現(xiàn)象，及時(shí)打設(shè)土釘和噴錨對(duì)坡壁進(jìn)行增固。施工形式見(jiàn)圖2。

5 拉森鋼板樁施工

5.1 施工準(zhǔn)備

（1）施工前配合測(cè)放出打樁的軸線，確定標(biāo)高，辦好簽證手續(xù)。

（2）施工前必須平整好場(chǎng)地，開(kāi)挖排水溝，做好地下障礙物的清理。

（3）樁機(jī)機(jī)組人員應(yīng)檢查樁機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，所有線路、管線是否暢通。

（4）施工人員進(jìn)入工地前應(yīng)做好三級(jí)安全教育培訓(xùn)工作。

（5）合理安排施工流程，保證施工機(jī)械設(shè)備及拉森樁進(jìn)出道路的暢通。

5.2 拉森鋼板樁施工

5.2.1 機(jī)械手打、拔4#拉森樁（小齒口）施工工藝

（1）機(jī)械手（PC-400）沉樁時(shí)，先放下夾具，咬住鋼板樁，用挖機(jī)臂提升振動(dòng)錘。使之豎直，插入土中；松開(kāi)控制油泵。矯正鋼板樁的垂直度，鋼板樁垂直后，重新啟動(dòng)控制油泵。夾緊鋼板樁。移動(dòng)鋼板樁，放之樣樁位置。啟動(dòng)振動(dòng)錘，將樁振入至要求標(biāo)高。

（2）拔樁時(shí)，在振動(dòng)錘上掛一根保險(xiǎn)絲蠅（5分），用機(jī)械手上的夾具咬好鋼板樁，啟動(dòng)控制油泵，夾緊鋼板樁，啟動(dòng)振動(dòng)錘。拔至1m高時(shí)，用鋼絲蠅捆住鋼板樁并用卸扣鎖好鋼板樁。啟動(dòng)振動(dòng)錘，拔出鋼板樁，移至倒樁位置，松開(kāi)夾具，慢慢放下鋼板樁。

5.3 鋼板樁內(nèi)支撐的安裝和拆除

（1）鋼支撐布置在鋼板樁下－2.5m處，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地板和墻板施工的具體情況，采用設(shè)置不同的鋼支撐。

（2）工作面挖出后，在圍護(hù)樁上用墨線彈出圍檁中心線標(biāo)高，焊接圍檁支架。然后安裝圍檁。

（3）根據(jù)土方開(kāi)挖段，及時(shí)配齊該開(kāi)挖段所需的支撐及墊塊等件，并將鋼管裝配到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，等待工作面挖出后進(jìn)行安裝。鋼支撐采用HW 400×400×13×21型鋼制作。

（4）支撐安裝采用一臺(tái)履帶吊吊裝，為確保支撐做到軸心受力，根據(jù)實(shí)測(cè)支撐兩頭中心點(diǎn)位置，量出兩點(diǎn)實(shí)際下料長(zhǎng)度制作拼接使用的鋼管。

（5）支撐焊接部位必須保證連接強(qiáng)度并做好觀測(cè)記錄和試驗(yàn)檢驗(yàn)，確保支撐構(gòu)件整體受力強(qiáng)度滿足支撐要求和施工安全。

6 拉森鋼板樁內(nèi)土方開(kāi)挖

（1）拉森鋼板樁維護(hù)結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后，進(jìn)行鋼板圍護(hù)樁內(nèi)土方開(kāi)挖，基底開(kāi)挖至-10.5m，在開(kāi)挖進(jìn)尺的同時(shí)做好第一道、第二道圍檁安裝，安裝第一道支撐后對(duì)整體圍護(hù)鋼板樁實(shí)施監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格測(cè)定圍護(hù)樁的位移量，和變形情況，如出現(xiàn)變形和位移不能滿足支撐要求和強(qiáng)度則立即安裝第三道支撐以增加維護(hù)鋼板樁的整體強(qiáng)度。施工形式見(jiàn)圖3。

（2）待鋼板圍護(hù)樁內(nèi)土方開(kāi)挖至-10.5m，第一和第二道支撐施工完畢，支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，地下水涌滲量不明顯，具備施工條件時(shí)，最后開(kāi)挖至設(shè)計(jì)基底標(biāo)高，修坑采用小型挖機(jī)直接入坑開(kāi)挖，坑內(nèi)有少量積水時(shí)采取排水溝和積水井抽排，人工配合清底?；走_(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高且驗(yàn)收合格后立即進(jìn)行墊層和結(jié)構(gòu)施工，避免基底土體受到擾動(dòng)。施工形式見(jiàn)圖4。

7 基坑驗(yàn)收

基坑土方開(kāi)挖完成后，基坑圍護(hù)結(jié)束將工作面移交結(jié)構(gòu)施工班組施工，按照設(shè)計(jì)及相關(guān)基坑圍護(hù)驗(yàn)收規(guī)范，由建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理和施工單位共同參與驗(yàn)收合格后會(huì)簽資料存檔，對(duì)于正在運(yùn)行井點(diǎn)降水實(shí)施連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，保證達(dá)到降水要求，拉森鋼板樁圍護(hù)系統(tǒng)則密切觀測(cè)其位移和變形情況，如有局部區(qū)城產(chǎn)生過(guò)量變形或出現(xiàn)塌陷情況，應(yīng)及時(shí)針對(duì)變形原因采取補(bǔ)救措施或增加結(jié)構(gòu)支撐以確?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，創(chuàng)造施工工作面以利結(jié)構(gòu)部分順利施工。

8 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)拆除和土方回填

（1）拉森鋼板樁第一層圍護(hù)待工作面內(nèi)的結(jié)構(gòu)達(dá)到回填要求強(qiáng)度后方可拆除，先拆除內(nèi)支撐，再依順時(shí)針?lè)较蛑鸶纬鲣摪鍢?，拔出的鋼板順序運(yùn)出基坑移至指定場(chǎng)地堆放整齊。

（2）基坑整體回填按照GB50202-2002《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》要求執(zhí)行，回填壓實(shí)度和平整度要滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）回填結(jié)束經(jīng)驗(yàn)收合格后可施工周邊附屬構(gòu)、建筑物。

該選礦廠工程濃縮池、泵房及地下通廊基坑結(jié)構(gòu)采用組合邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)施工，施工過(guò)程明確且組織有序，能夠快速開(kāi)展出施工工作面，充分發(fā)揮施工作業(yè)效率，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)控制，隨時(shí)調(diào)整不合理的工序安排，保證流水施工的順暢，最終提前20d完成了基坑開(kāi)挖的施工，該工藝具有基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，結(jié)構(gòu)施工作業(yè)面充裕，基坑內(nèi)作業(yè)安全可靠的特點(diǎn)，工程質(zhì)量得到了業(yè)主、監(jiān)理和設(shè)計(jì)院的一致好評(píng)，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

TE682

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1672-9323（2013）01-0084-03

2013-01-06）