某废水提升站基坑围护施工技术

昆山某电子厂房废水提升站地下室施工技术[摘要]结合工程实例，介绍深基坑支护施工技术，如何保证紧邻底板的深基坑与底板同时施工。[关键字]基坑支护；深层搅拌桩；灌注桩；SMW施工工法；施工监测Abstract:Combinedwithacase,introducestheconstructionskillofthedeepfoundationpitsupporting,howtokeepthedeepfoundationbesidethesoleplateconstructionwiththesoleplateKeywords:deepfoundationconstruction,deeplayerwhiskpeg,perfusionpeg,SMWconstructionskill,superviseofdeepfoundation某（一期）工程废水生化处理区1B生产厂房废水提升站地下室基底长105.5m，宽24.3m，基底标高-9.3m。废水提升站结构为地下1层、地上4层，基础采用PHC管桩。废水提升站北侧靠近1B主厂房，其余三侧均为空地，无已建或拟建建筑物，废水提升站地下室北侧墙据1B厂房底板净距离500mm。1、工程地质及水文地质条件场地0.5m以深，7.0m以浅，分布于2-2层淤泥质粉质粘土，强度低，具有一定的渗透性，自稳性差；下伏3-1层粉质粘土透水性差，强度较高，为良好隔水底板。2、工程特点基坑紧邻1B厂房，厂房基础与废水处理站基础净高差达8米，且本工程工期异常紧张，无法按照先深后浅的原则施工，深坑与厂房基础必须同时施工，为基坑围护带来极大困难。本工程地下室需分3次施工，需分三次回填，且需2次装拆支撑，养护周期长。因本工程基坑开挖范围内为淤泥质粉质粘土，透水性差，本工程基坑内采用轻型井点预降水，如土方开挖后，降水效果不能达到要求，则增加盲沟排水作为应急措施，挖土难度较大。3、基坑支护方案3.1基坑支护方案确定在综合分析基坑挖深、基坑平面形状尺寸、场地工程地质条件，充分考虑场地周围的环境、工程造价以及现场施工综合平面布置、对周边场地的利用等诸多因素的基础上，尽量减少对主厂房大底板施工的影响。本工程支护方案确定为：一、北边靠近主厂房处为Ф700@700钻孔灌注桩围护，外围Ф700@500搅拌桩止水；二、其余三边为Ф650SMW工法三轴深层水泥搅拌桩围护主体(内插型钢H500*200*10*16、@450mm、L=15.8m)；三、本工程采用二道φ609*16钢管水平对撑，水平间距一般为6.5～8.2米。3.2围护方案论述基坑支护总周长约259.6M，北侧钻孔灌注桩桩长15米，采用水下C25预拌商品混凝土，成孔需一次完成，中间不间断，成孔垂直偏差不大于1/100，止水措施为Ф700@500水泥土搅拌桩，桩长采用13米，桩顶标高同灌注桩桩顶标高，水泥参量选用13%。其余三侧为SMWФ650三头水泥土搅拌桩相互搭接200mm，中心距为450mm，采用Po32.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为20%，水灰比1.4～1.8，桩体28天无侧限抗压强度≥1.5MPa。桩身垂直度偏差不大于1/200，桩位偏差不大于20mm。3.3围护方案的论证由于废水提升站地下室北侧墙据1B厂房底板净距离500mm，厂房基础与废水处理站基础净高差达8米。如何保证深坑与厂房基础同时施工时，基坑围护的施工安全和主厂房底板施工的位移沉降监测控制以及灌注桩的密闭防水措施。针对以上问题,为了提高支护结构的安全性,决定北面靠近大底板一侧采用搅拌桩止水帷幕加灌注桩支护。保证了深坑和大底板的同时施工，对北侧灌注桩位移采用严密监测位移控制。其余三侧采用SMW工法大、中幅全套复搅式操作方法。4、围护结构的施工工艺流程为：深层止水搅拌桩→钢筋混凝土灌注桩→SMW工法→钢筋混凝土圈梁→土方开挖4.1围护结构施工4.1.1钻孔灌注桩本工地钻孔灌注桩拟采用正循环回转钻进成孔，利用原土孔内自然造浆护壁；使用商品混凝土，水下大口径导管灌注法的工艺成桩。由于是单排围护桩，间距小,所以施工时必须采取跳打法施工，跳打距离是三根，即第一根施工完后只能施工第四根，依此类推，直至第20根完成后回头施工第二组，成孔完毕至灌注混凝土的间隔时间不大于24小时。因灌注桩位置位于1B厂房底板下，为保证灌注桩不影响结构底板的受力状况，桩顶距底板300mm厚采用填土处理。4.1.2SMW工法SMW工法施工工艺流程清理地下障碍物、平整场地→放线定位→开挖沟槽→做导墙→导向围檩型钢定位、划定钻孔位置→三轴搅拌机就位、校正、桩机钻头找正→钻进、压浆注入、搅拌、成桩→插入H型钢、→挖机清理沟槽水泥浆→三轴搅拌机移位、定位、校正→下道工序重复施工。为使SMW工法水泥搅拌桩能正确定位，在围护坑边做导墙，即采用在槽沟一侧平行槽沟方向放置定位型钢，定位型钢是桩位定位的重要基准，控制成桩轴线与尺寸，在定位型钢上划定位线，确立钻孔位置，φ650三轴深层水泥搅拌桩要求定位偏差不大于20mm，底标高误差不大于100mm，垂直度偏差不大于1/100。为控制搅拌桩长、钻孔深度，利用钻管和桩架相对错位原理，在钻管上划出钻孔深度标尺线，通过标尺线调控桩深。桩架水平标高由场内水准点引测，并按深度换算测桩深度标尺线。型钢端部中心开D100mm圆孔，通过卡克穿过孔垂直起吊型钢。（型钢在插入前先涂好减摩剂），型钢底部中心对准搅拌桩位中心处的型钢定位卡口，然后自然垂直地、缓慢穿过型钢定位卡，插入水泥土搅拌桩体内。当型钢插放到一定深度时，利用型钢自身重力快速放松钢索，将其插入水泥土搅拌桩中。如果型钢插不到设计标高时，则采取重复提升H型钢的方法，快速下沉插入型钢，仍然不到位置时，采用桩架上钻管向下压送。SMW工法施工采用大、中幅全套复搅式操作方法。起始第一幅为大幅水泥搅拌桩，不插型钢。紧跟着在打完大幅水泥搅拌桩后，即刻套钻第二幅中幅水泥搅拌桩，阴影部分为重复套钻，以后依此类推。SMW工法施工采用单侧挤压、单孔全套复搅式操作方法。每打完一幅中幅水泥搅拌桩后，即刻在阴影套钻位置插入一根型钢，阴影部分为重复套桩。见下示意施工顺序2施工顺序4施工顺序1施工顺序3施工顺序54.2深层搅拌桩止水帷幕的施工深层搅拌桩按照设计支护方案进行施工。搅拌桩施工在灌注桩外围，紧贴灌注桩施工，桩长采用13米，水泥参量选用13%。在施工过程中严格控制桩长、桩径、水泥掺入量等施工参数，确保搅拌桩达到止水的效果。4.3钢筋混凝土圈梁的施工本工程圈梁截面为1200mm*850mm，北侧灌注桩直接支护，其余三侧SMW工法围护完成后移交进行砼圈梁施工，施工时将沟槽挖至设计标高，圈梁浇筑前将用油毛毡将H型钢围护隔离好，隔离高度根据圈梁高度来定，同时使其间产生接触间隙，便于回收拔除H型钢，按设计要求绑扎钢筋，浇筑混凝土圈梁。4.4土方开挖4.4.1施工工序表层卸土→支撑管处沟槽开挖→第一道支撑安装→土方开挖→支撑管处沟槽开挖→土方开挖→盲沟施工→垫层施工4.4.2土方开挖土方开挖采用机械分层分段开挖，采用边开挖边支撑，分段距离采用8米，分层主要分为四层开挖，第一层为表面卸土至-1.6米，开始进行第一道支撑沟槽开挖，第一道支撑安装完毕后进行第二层土方开挖至-6.0米，开始进行第二道支撑沟槽开挖，，第二道支撑安装完毕后进行第三层土方开挖至-7.5米左右，其余部分土方采用加长臂反铲进行第四层土方开挖至设计标高。土方开挖临时边坡采用1：2。开挖土方时，离设计垫层底部标高150~200mm厚的土方由人工清除，避免扰动地基，在围护桩边的土方预留300mm厚的土方由人工配合挖土，以避免土方开挖对围护桩的破坏。在开挖过程中严格避免基坑某一侧局部开挖过深，使之应力过于集中，产生较大的变形。挖到设计标高经“三检”后，进行验槽确认之后应立刻进行施工垫层，以避免土体隆起、泡水和土体扰动。考虑到防水施工需要，垫层施工完毕后，采用鼓风及电弧灯加热等措施，使垫层尽快干燥，确保基坑稳定。4.5基坑降排水考虑本工程地质条件，降水采用坑内输干降水，降水管采用9米加长管降水，降水管底部标高设置为-10.8米，在土方开挖前7日开始降水，土方开挖时降水管拔除。考虑土质条件，如土方开挖后，基坑内水位较高，采用明沟加盲沟排水作为预案，底板下采用盲沟排水，盲沟采用300×300，内填充碎石，盲沟排水坡度采用3‰，在基坑周围设置明排水沟及集水井。并在基坑顶部设置明沟截水，以防地表水流入坑内，排水沟采用500×500，排水沟与厂区主排水相连。4.6围护桩渗漏处理措施本工程围护结构由专业地下结构施工队伍施工，由于选择了合理的旋喷性能参数，加上完备的施工手段，先进的施工工艺和施工设备,有效的施工管理监督手段，从而保证了围护工程的施工质量，有效地截断了坑外水对坑内的渗漏。但由于底下土体的复杂性及许多不可遇见因素，围护结构还是出现了一定程度的渗漏现象。主要表现在6.0-7.0m之间分布的2-2层淤泥质分质粘土，强度低，具有一定的渗透性，自稳性差。针对不同的情况采取了不同的技术处理措施，及时有效的对渗漏点进行封堵，并以对暴露于基坑内的大渗漏点处理为重点：1、小渗漏点处理，利用软导管在渗漏点处引流，用快硬快凝水泥掺堵陋剂后进行封堵，待其达到一定强度后将导管用扎丝扎牢；2、大深漏点的处理，对发现的大渗漏点，将该处土体适当暂时保留并压实，以平衡坑内外水头压力，同时在围护桩边外侧约2.0米处加喷3~5根旋喷桩，桩径0.8m，中心距0.5m，浆料中掺一定量的水玻璃，加快凝结时间，以充分封堵渗漏点。对所出现的大小渗漏点，在其基本封堵住后，在围护桩内侧，用钢筋网片加快凝混凝土浇筑封闭，以保证随着时间的推移而不再出现渗漏现象。5、基坑安全监测本工程基坑检测主要项目有围护结构垂直与水平位移检测，控制值40mm，报警值30mm，立柱桩的沉降量及水平位移检测。为保证1B厂房大底板的顺利施工，北侧主厂房区域检测分为两部分，在基础底板施工前，对土体进行检测，测试土体位移及沉降，控制值50mm，报警值40mm，在厂房基础底板施工完成后，测试基础地板的位移及沉降，控制值20mm，报警值15mm。检测时间从土方开挖开始到土方回填完成后结束。施工期间两天监测一次，变形发生异常变化时需立即上报增加观测密度、并采取相应措施。从监测反馈的信息来看，北部灌注桩产生的最大位移施工前30mm,施工过程中17mm(采用拉锚加固，并加快影响区域施工，将工期提前)，其余各部位的观测数据都在设计允许范围内，未出现异常情况。6