a5秦皇岛热电厂深基坑支护(共13页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上秦皇岛热电厂4#炉机组烟气脱硫工程四孔涵深基坑支护中交一航局五公司 高洪生 薛春刚摘要 本文简要介绍了秦皇岛热电厂烟气脱硫工程四孔涵在特殊环境中采取的降水、导流、钢支撑支护等施工技术措施。关键词：深基坑 支护 一、概述1、工程概况秦皇岛热电厂4#炉机组烟气脱硫工程位于电厂厂区内，是河北省环保局督办项目，该项工程建设完成后将每年减少二氧化硫排放4.6万吨，工程意义重大。主体四孔涵为 “田”字形钢筋混凝土箱涵结构：长247.8m，宽7.9m，高7.6m（内孔尺寸高度均为3.2m，孔宽2.9m和3.8m，顶、底板及中墙和隔墙厚均为400mm）。该基坑开挖长度260米，宽度1

2、0米，开挖深度大，浅挖段开挖深度9.6米，两处深挖段13.1米（长度各24米）。2、地质条件厂区地基为古老花岗片麻岩和以山谷冲积、洪积及滨海沉积物组成的第四系沉积基层。因地临海湾，第四系上部覆盖的滨海相沉积物，土质较软。而下部冲积、洪积相沉积物颗粒较粗，土质较硬，所以该处地基土的特点是上软下硬，且上下颜色也截然不同。根据地质勘察报告和现场实际勘察结果，施工区域的开挖深度内地下土质比较差，上覆杂填土、粉土，下部以呈流塑状态淤泥层为主，且地下水较丰富、水位很高，埋藏深度仅1米。主体施工主要在标高2.6-10.5米。地层岩性特征如下：1层：轻亚粘土。黄褐色黄灰色，可塑软弱，稍密中密，稍湿湿。层厚0.

3、84.7米，标高+1.6-2.65米，一般2.93米厚。2层：轻亚粘土和亚粘土。以亚粘土为主，灰黑灰褐色，流塑软塑，稍密，很湿。厚度1.005.70米，标高-2.3-5.9米，一般厚3.43米。局部地段夹有淤泥质粘性土。1层：亚粘土。黄褐、灰黄色，软塑可塑，湿，中等亚缩性。层厚0.45.0米，标高-3.5-9.00米，一般厚4.85米。该层顶板较规律的沉积了一层细砂、中砂及粗砂层。2层：粗砂。 黄褐色，饱和、含砾石，颗粒不均匀。中密、密实。层厚0.36.0米，标高-8.9-14.20米，一般厚1.6米。层位薄厚变化较大，成层规律不稳定。3层：粘土。 以红棕色为主，间有棕褐色、黄棕色。硬塑。层厚

4、4.245.2米，标高-10.8-19.20米，一般厚4.9米。层位薄厚变化不大，成层规律稳定。4层：粗砂。浅黄色、间有褐棕色。饱和、中密、密实。层厚0.83.9米，标高-14.2-27.95米，一般厚2.95米。5层：卵石。颜色混杂。亚混圆形。饱和、密实。层厚0.73.7米，标高-15.95-20.3米，一般厚3.25米。3、施工环境a、施工区域狭窄：基坑邻近周边建筑物，距离施工边线最近3.5m，最大距离不过9m，施工边线与两侧建筑物之间有密布的雨污水井，加之北侧距离地面13.5米的人行钢桥，不能充分发挥机械设备的优势。b、地下管线复杂：包括6KV高压电缆、通信电缆、光缆、综合管沟、生活生产

5、给排水管线、雨排水管网等横纵交错达30多条。4、工程介入背景原施工单位的施工方案以6001100钢筋混凝土灌注桩、桩顶浇筑800*500的连梁连成整体作为土方开挖支护，支护桩外侧卸土深1.5m，宽1.5m，土方间隔开挖，待分段主体施工完成回填后再进行相邻段施工。由于在技术、设备、安全保证措施等不到位，进行两次开挖，止水均未成功，已不能保证该工程按时完工，为此业主于2007年8月18日要求我公司承接该工程。 二、支护方案的研究与确定根据深基坑所处的周边环境和地质条件，按照一级基坑进行支护施工。为保证业主要求的工期，根据现场实际情况，经多次方案讨论，确定基坑外降水、雨污水管线的堵漏、导流工作必须做

6、好后方可开挖。为最大限度发挥机械设备的优势，支护桩外侧不进行土方卸载，而在支护桩内侧加强水平钢管支撑，确保箱涵主体流水作业，因此对于地下工程稳定的支护和成功的降水是保证本工程施工顺利的关键。1、支护方案的研究 经过对现场调查，对基坑支护方案进行如下技术分析：a、降水的必要性和限制情况为保证基槽具备干作业环境及减小地下水对支护桩的侧压力，根据施工经验，浅挖段基坑外侧需要降水10.1米，深挖段降水13.6米，降水深度较大，而地下水具承压性，周边构筑物距离基坑边线近，大部分建筑物基础为灌注桩基础，部分建筑物基础为条形基础（基本位于基坑边线9m以外，沉降控制在30mm以内基本不影响热电厂的正常生产），

7、经采用理正深基坑支护软件计算，结合基坑周边建筑物基础形式及设备基础沉降要求，降水深度不能超过8m，只能在基坑内侧采用集水坑进行明排水保证干作业条件。理论计算地表沉降图如下：经理论计算，浅挖段基坑底部土抗承压水头稳定，而深挖段基坑底部土抗承压水头不稳定（Ky = 0.61 = 1.200, 满足规范要求。 抗隆起验算 Ks = 21.437 = 1.15, 满足规范要求。- 抗管涌验算 K = 5.770 = 1.5, 满足规范要求。-经采用理正深基坑支护软件计算，对支护桩配筋、连梁配筋及钢支撑强度验算，确定浅挖段采用一层水平钢支撑、深挖段采用双层水平钢支撑（竖向距离第一层支撑3.5米），拉森钢

8、板桩对扣作为腰梁，325mm*8mm钢管（此工况下支撑的允许轴力752KN）做支撑，间距4m，土方开挖步距为15米。支护桩结构受力、地表沉降、支护结构整体稳定性、抗倾覆稳定性、抗隆起、抗管涌等均满足要求。三、支护结构的实施根据岩土工程地质勘察报告，为保证工期，开挖设备选用1.6 m3长臂反铲（臂长18.5米）和0.6m3小反铲（在基坑下配合），从中间向两侧进行土方开挖，自卸汽车运输，一次开挖到底，将土方挖至设计标高位置时，将腰梁用25吨吊车吊至支护桩内侧设计位置处，利用12.5钢丝绳将其吊在连梁上（钢丝绳端头用至少3个卡豆卡紧，钢丝绳与支护桩顶连梁棱角相交处用棉毯包裹，以防钢丝绳被嗑断），再用

9、吊车将325mm*8mm钢管及时撑于两侧腰梁之间，钢管与腰梁焊接连成整体。为充分发挥水平支撑的支护作用，将同一侧腰梁的接头处通过钢板连接，钢板尺寸及焊缝通过计算确定。由于地下管线及支护桩施工误差等因素影响，造成支护桩不在同一平面上，导致腰梁无法紧贴每根支护桩，为保证桩体均匀受力，发挥群桩效应，及时用钢楔背紧腰梁与支护桩之间的空隙，支护桩之间较大的间隙用袋装混凝土填筑。支护桩间由于管线原因旋喷桩未能施工的部位，经计算间距大于2m的采用50mm*100mm木方挡土，背后回填袋装土。在支护桩顶部连梁断开的端头，为保证支护桩附近建筑物的安全及减小支护桩外侧管线位移，用325mm*8mm钢管支撑以限制连

10、梁端部位移，同时在距离管线支架较近的部位在支护桩顶口加强支撑。原有综合管沟（钢筋混凝土箱涵结构，地面以下2m，宽2.4m， 高4m，壁厚20cm）横跨施工区域，位于主体结构的深挖段，必须把支护桩间的综合管沟凿除，将综合管线改线导流后方可施工四孔涵主体。由于该处无法施工支护桩，综合管沟凿除前，在其两侧采用高压定喷方式对其下部进行支护止水，随着综合管沟凿除进度，及时将综合管沟顶板及侧壁上的钢筋焊在其上方支撑在支护桩上的钢横梁上，以减小综合管沟在凿断处对其下部土体的压力。在土方开挖过程中，距离基坑仅9米的消防泵房（采用天然地基基础，基础埋深为1.5米，为条形基础，持力层为粉质粘土，在条形基础水平距离

11、2米，深度4米的位置有一根雨水管线通过）曾因该处雨水管线漏水（因距主体距离近无法堵漏）造成其下方土体流失，使其临近基坑侧散水结构下沉将近50cm，为保证消防泵房的安全及正常生产运转，结合现场和地质条件，对其临近基坑侧采用花管灌浆法进行地基加固。经沉降位移监测，消防泵房主体结构沉降趋于稳定，支护桩亦未发生明显位移。 为监测深基坑支护桩体在开挖出临空面后的位移发展情况，在支护桩顶连梁上埋设了12个位移观测点。在开挖步距内一次开挖到底，及时进行支护，基坑侧向变形最大57mm（小于理论计算的最大位移量82mm），主要发生在挖土后支撑前，支撑施工完成后支护桩已经稳定，没有继续发展。深基坑土方开挖支护桩横

12、向位移位移观测汇总表如下：观测点部位观测点编号位移量（mm）观测点部位观测点编号位移量（mm）东侧WYD135西侧WYX152东侧WYD257西侧WYX248东侧WYD356西侧WYX347东侧WYD445西侧WYX438东侧WYD533西侧WYX542东侧WYD638西侧WYX653备注从开挖到支护稳定为监测周围建筑物及地面在基坑开挖过程中的沉降情况，在基坑两侧建筑物及地面布置了沉降观测点。深基坑周围建筑物沉降观测汇总表如下：观测点部位观测点编号沉降量（mm）观测点部位观测点编号沉降量（mm）东侧CJD14西侧CJX116东侧CJD24西侧CJX219东侧CJD35西侧CJX317东侧CJD

13、44西侧CJX416东侧CJD522西侧CJX55东侧CJD623西侧CJX64备注测量期间为从开挖到施工完成，沉降较大的为条形基础，沉降小的为灌注桩基础 通过对沉降、位移数据的分析，其沉降规律符合理正深基坑支护结构设计软件计算的结果，说明基坑支护结构体系的设计施工是成功的。四、结论秦皇岛热电厂深基坑支护在这种地下管线复杂、地质条件较差、周边建筑物较近、工期极其紧迫的条件下，采用支护桩加上水平钢支撑和旋喷桩止水的支护措施，有效的保证了施工区域及周围建筑物的安全，提高了工效，缩短了工期，热电厂提前一个月投产，产生了可观的经济效益和社会效益，为今后类似工程提供了参考。参考文献：1、深基坑支护工程实例集 主编：黄强 惠永宁2、深基坑支护结构实用内力计算手册 编著：黄强3、基坑工程事故分析与处理 编著：唐业清 李启民 崔江余 4、理正深基坑支护结构设计软件 北京理正软件设计研究所专心-专注-专业