【總結(jié)】超深基坑施工技術(shù)

1、文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持【關(guān)鍵字】總結(jié)超深基坑施工技術(shù)引言超深基坑的施工手段繁多,涉及到基坑的圍護(hù),基坑支撐與開挖、 封底及環(huán)境的保護(hù)等各個方面的工藝,施工難度和風(fēng)險極大,有很多 失敗的先例,特別是在承壓水的作用下,實(shí)施干封底的例子還是比擬 鮮見.本文從復(fù)興東路 220KV 電纜砂頂管越江隧道工程工作井基坑 施工中克服離黃浦江近,受承壓水作用,周圍環(huán)境復(fù)雜等困難,成功 進(jìn)行了基坑制作并實(shí)施干封底的實(shí)例,來分析說明超深基坑的施工工 藝.工程概況我們市政二公司于99年元月承建了復(fù)興東路220KV電纜砂頂管 越江隧道工程.本工程工作并在浦東,接收并在浦西,頂管為2

2、600鋼筋混凝土管,長度為530米；其工作井為圓形,外徑為18.574米, 有效內(nèi)徑為16米,采用鋼筋混凝土地下墻作圍護(hù)結(jié)構(gòu),墻厚 0.8米, 連續(xù)墻入土深度44.30米,基坑開挖深度為32.45米,鋼筋混凝土 底板厚2米.內(nèi)襯采用逆作法施工.這樣的工程在上海市來說應(yīng)當(dāng)屬 于難度較大的深基坑施工工程,其難度有以下幾點(diǎn)：連續(xù)墻施工.連續(xù)墻深度達(dá)44米,按地質(zhì)資料土表下18米內(nèi)有 流沙層,且要穿越堅硬的第層暗綠色粘土層以及第層草黃色粉砂1文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持.文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持層即上海市第一承壓含水層.基坑封底.基坑

3、深度32米,要挖穿第層暗綠色粘土層,2米厚 鋼筋混凝土底板坐落在層承壓含水層中,承壓水水頭標(biāo)高可達(dá)-4.46 米,壓力約為273KN/M2 .環(huán)境保護(hù)困難.工作井位于上海港務(wù)局東昌裝卸公司的場區(qū)內(nèi), 距黃浦江防汛墻約 50米,場區(qū)附近有上海油脂一廠的廠房和假設(shè)干油 罐,及長江航運(yùn)公司供給站的建筑物,工作井與相鄰的煤氣過江管工 作井的中央距約為41m ,與煤氣儀表房距離不到 2米.工作井工程地質(zhì)情況浦東工作井工程地質(zhì)情況參考上海市民防地基勘察院編制的工程 地質(zhì)勘察報告 1997年2月.編號土層名稱層底標(biāo)高層厚滲透系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)入度地基土強(qiáng)度米米(10八-5cm/s)擊(KPa)1a雜填土1.113.

4、81粉質(zhì)粘土0.610.52粉質(zhì)粘土 -0.090.70.093粉質(zhì)粘土 -2.692.62.380淤質(zhì)粉粘土 -5.192.50.080.565淤泥質(zhì)粘土 -13.1980.8601a灰色粘土 -17.894.7相對隔水層 2.4702文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持1b 粉質(zhì)粘土 -20.8932.780 褐綠粉粘土 -24.894相對隔水層16.31601b 草黃粉砂 -承壓含水層 35.4>2001b層為承壓含水層,水位埋深 9.12米,相當(dāng)于標(biāo)高-4.46米.地下連續(xù)墻施工本工程地下連續(xù)墻為

5、正 24邊形,設(shè)計要求三抓一幅,每一幅接頭采用常規(guī)的鋼鎖口管接頭.地下連續(xù)墻深達(dá)44米,墻根深入1B粉砂層即上海市第一承壓含水層.這樣,單幅成槽時間較長,易產(chǎn) 生坍孔現(xiàn)象.且根據(jù)地質(zhì)勘察報告提供的資料,本工程地坪下約45米范圍內(nèi)有塊石、砂地坪等雜物,土表下 18米內(nèi)易產(chǎn)生流砂.由于 工作井內(nèi)襯無支撐,且是逆作法,僅靠地下連續(xù)墻作圍護(hù),因此,做 好地下連續(xù)墻是先決條件.在施工前我們采取了以下舉措來保證連續(xù) 墻的質(zhì)量.換土在施工導(dǎo)墻前進(jìn)行換土.根據(jù)地質(zhì)勘察報告提供的資料,本工程地坪下約45米范圍內(nèi)有塊石、砂地坪等雜物,且是雜填土.在雜填土中施工時,土體承載 力差,又無法垂直自立,還會產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象,

6、勢必影響導(dǎo)墻施工質(zhì)量,3文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持且造成施工場地環(huán)境惡劣.在地下連續(xù)墻成槽時,由于槽段內(nèi)有雜物,會跟隨著成槽機(jī)帶下去,引起土體位移造成槽壁坍方,影響地下連續(xù) 墻的質(zhì)量.為此我們進(jìn)行換土.回填土采用臨近工地挖出 34米層的黏土,去除雜物,分層夯 實(shí),在導(dǎo)墻施工時能垂直自立,充當(dāng)外模.導(dǎo)墻基槽開挖中發(fā)現(xiàn)的下水道給以嚴(yán)密封堵,預(yù)防其成為泥漿的 泄露通道,在井位外另排一道排水溝.槽壁注漿加固由于槽壁注漿加固屬于標(biāo)外工作量,考慮到注漿對槽壁質(zhì)量的必 要性,經(jīng)設(shè)計、監(jiān)理、業(yè)主認(rèn)可后進(jìn)行實(shí)施.分析原

7、因地質(zhì)條件復(fù)雜地表下18米內(nèi)有流砂,墻體深度44米,須穿越堅硬的第層暗 綠色粘土層以及第層草黃色粉砂層即上海市第一承壓含水層,為4文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持上海市政行業(yè)地下連續(xù)墻施工所罕見.周邊環(huán)境惡劣距黃浦江防汛墻約50米,場區(qū)附近有上海油脂一廠的廠房和假設(shè) 干油罐,及長江 航運(yùn)公司供給站的建筑物,工作井與相鄰的煤氣過江 管工作井的中央距約為41m ,與煤氣儀表房距離不到2米,他們對沉 降要求都較高.承受動荷載大在地下連續(xù)墻施工中,場地上有三輛大型設(shè)備要運(yùn)轉(zhuǎn),60噸重的 成槽機(jī)在成槽時?？吭诓圻?5

8、0噸、100噸吊車在起吊鋼筋籠、預(yù)制 接頭時也須在槽邊行走.施工周期長設(shè)計要求三抓一幅.成槽時,按工藝要求,先兩邊后中間,挖上 部土體只須45小時,挖第層暗綠色粘土層須15小時以上,挖第 層草黃色粉砂層即上海市第一承壓含水層,用時也在15小時以 上,這樣,就是正常挖土也須 35小時,雖有泥漿護(hù)壁,也極易產(chǎn)生 槽壁坍塌現(xiàn)象,影響地下連續(xù)墻質(zhì)量,也破壞周邊環(huán)境.5文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持采取方法為保證地下連續(xù)墻施工正常進(jìn)行,不破壞周邊環(huán)境,特對地下連 續(xù)墻兩側(cè)進(jìn)行雙排注漿來加固土體,內(nèi)排為雙液注漿,外排

9、為單液注 漿,深度18米,孔間距1米,總孔數(shù)223孔,加固土體4032立方 地表下回填土范圍內(nèi),施工時適當(dāng)增加注漿量.注漿參數(shù)漿液配比：單液注漿水：粉煤灰：水泥：膨潤土 =130 : 40: 200 : 20 雙液注漿水：水泥：粉煤灰：膨潤土：水玻璃 =152 : 200 :40 : 4 : 60 雙液漿的粘度35,比重1.31.5 ,初凝時間23min,凝固強(qiáng)度 3 4Mpa/2h注漿壓力一般為0.20.5Mpa ,初始時略高注漿流量一般為每分鐘1015升注漿加固后土體強(qiáng)度可到達(dá) 0.8Mpa采用碎棒式預(yù)制接頭取代常規(guī)的鋼鎖口管砂棒式預(yù)制接頭在本工程中應(yīng)用具有的優(yōu)勢:6文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集

10、整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持砂棒式預(yù)制接頭是在地面上制作,其質(zhì)量比水下澆灌砂有保證.砂棒式預(yù)制接頭強(qiáng)度比設(shè)計地下連續(xù)墻要高.預(yù)制接頭的鋼筋保護(hù)層為2.5cm ,而地下連續(xù)墻鋼筋保護(hù)層為 9cm ;預(yù)制接頭的高度 大于地下連續(xù)墻的高度；預(yù)制接頭主筋同地下連續(xù)墻相同,并按預(yù)制 構(gòu)件要求增加相應(yīng)的構(gòu)造鋼筋,這樣同截面含筋量增加.從結(jié)構(gòu)受力分析,本工程是環(huán)狀多邊形,受力是環(huán)向壓力,由于預(yù)制接頭強(qiáng)度比水下澆灌砂地下連續(xù)墻高,其受力就更具有優(yōu)勢.預(yù)制接頭設(shè)計為H形,樁槽與地下連續(xù)墻咬合,樁連接采用鋼板連接,接頭端面間加橡膠止水條來保證防

11、水.現(xiàn)場有大噸位的起吊設(shè)備,拼裝后一次就位,對垂直度是有保 證的.預(yù)制接頭與地下連續(xù)墻是面接觸,而鋼鎖口管與地下連續(xù)墻是點(diǎn)接觸.在施工中預(yù)制接頭與槽壁間是無空隙的,這對防繞流更有好 處.拔鋼鎖口管須用大噸位的起拔器,且反力大,對導(dǎo)墻影響大.另拔管時間較難掌握,鋼鎖口管拔不出或拔斷,將直接影響地下連續(xù) 墻的質(zhì)量.采用預(yù)制接頭,就省去了該道工序,同時也克服了上述不 足.預(yù)制接頭底部為尖狀,利于插入土層,保證根部穩(wěn)定,接頭背部回填土夾石,用沖桿搗實(shí),保證預(yù)制接頭在澆灌水下砂時不移位.成槽機(jī)選型考慮到槽段深度44米,底下有承壓水,泥漿比重到達(dá)1.3 ,決定7文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編

12、輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持選用意大利進(jìn)口的BN?2型成槽機(jī),自重60噸,配備17噸重抓斗, 寬度為0.8米,張開尺寸2.5米.假設(shè)在第層暗綠色粘土層、第層 草黃色粉砂層即上海市第一承壓含水層施工中遇到難度時,采用 GPS?5型鉆機(jī),先引孔再成槽,即兩鉆一抓法,保證成槽順利實(shí)施.由于采取了以上加固及改良舉措,使連續(xù)墻施工總體上得以順利 進(jìn)行.但在具體施工時還是或多或少遇到了一些問題,下面我們就一 些主要問題進(jìn)行詳細(xì)介紹和分析以及采取的對策.施工機(jī)械損壞由于連續(xù)施工,成槽機(jī)連續(xù)作業(yè)時間長,無保養(yǎng)間歇,極易造成 設(shè)備的損壞,且地下土質(zhì)較硬,由其是第層

13、暗綠色硬土,第層含 有豐富承壓水的鐵板砂層,故在第一幅、第二幅施工中,時間較短, 而在DQ1第三幅成槽至35米時出現(xiàn)成槽機(jī)壞,抓土斗齒斷裂等情況 無法施工時,馬上加重泥漿的比重來進(jìn)行護(hù)壁.同時電召意大利專家 趕過來檢修,另一方面組織機(jī)械工程師抓緊修理.考慮到停頓時間較 長,雖有泥漿護(hù)壁,仍有槽壁坍塌的危險,經(jīng)與設(shè)計、業(yè)主、監(jiān)理商 量后,對該槽段進(jìn)行回填,回填材料采用黃砂加石子,以利第二次成 槽.當(dāng)成槽機(jī)修理好后繼續(xù)成槽時, 決定調(diào)整成槽作業(yè)時間,每挖土 5 小時必須停機(jī)半小時1小時,并組織專人進(jìn)行保養(yǎng),保證成槽機(jī)正 常作業(yè).鋼筋籠無法就位在吊放DQ1槽段鋼筋籠時,確實(shí)出現(xiàn)鋼筋籠放到38米時放不

14、下 去的現(xiàn)象.當(dāng)DQ1成槽結(jié)束時,量測深度為44.5米,用超聲波測試,8文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持.文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持槽壁雖有凹凸情況,存在少量塌方,但根據(jù)超聲波測試圖紙分析,鋼 筋籠應(yīng)該放得下.出現(xiàn)這情況后,只得重新吊起,經(jīng)測試,成槽深度 為42米,估計是由于DQ1槽段回填后重新成槽對土體產(chǎn)生屢次擾動, 影響較大.用超聲波重新測試,確實(shí)存在坍塌現(xiàn)象.經(jīng)與設(shè)計、監(jiān)理 商量后,馬上采取舉措,一方面加重泥漿的比重,另一方面成槽機(jī)繼 續(xù)挖土,至設(shè)計標(biāo)高后及時清底,終于將鋼筋籠順利放到位.在吊放DQ5槽段鋼筋籠時,也出現(xiàn)鋼筋籠

15、離設(shè)計標(biāo)高1米時放不下去的現(xiàn)象.對超聲波測試圖紙分析,無異常情況.根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn), 估計是預(yù)制接頭未放直的問題.就用100噸吊車拎高鋼筋籠,用 50噸吊車吊預(yù)制接頭,重新放預(yù)制接頭,再放鋼筋籠,最終順利就位.總結(jié)：第一、槽壁注漿加固對成槽時引起的塌方問題能限制到最 小,保證施工正常進(jìn)行,到達(dá)設(shè)計要求的質(zhì)量.第二、鎖口管改預(yù)制 樁解決了連續(xù)墻中鋼鎖口管吊拔及砂繞流等難題.工作井封底施工根據(jù)設(shè)計圖紙及地質(zhì)資料可知：2m厚鋼筋混凝土底板底標(biāo)高為-27.5m ,完全坐落在第層草黃色粉沙層, 即承壓水層中.工作井地 面標(biāo)高為+5.00m ,這樣基坑開挖深度將達(dá) 32米多.承壓水靜水標(biāo) 高可達(dá)-4.46m,

16、也就是說一旦坑底發(fā)生管涌現(xiàn)象, 極短時間內(nèi)其水位 就可上升二十幾米高.同時在開挖過程中還要用逆作法進(jìn)行內(nèi)襯施工. 因此要實(shí)現(xiàn)設(shè)計要求的干封底,施工難度與風(fēng)險極大,選擇何種封底9文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持方案將成為施工成敗的關(guān)鍵.在施工前,我們走訪了相類式的一些工 程,根據(jù)我們自己的經(jīng)驗(yàn)以及調(diào)查了解的情況,我們對以下幾種封底 方案進(jìn)行了研究探討,以決定其中一種方案實(shí)施.第一種方案：高壓旋噴注漿加固結(jié)合坑外深井降水封底方案.為實(shí)現(xiàn)干開挖,干封底這一目標(biāo),采取的舉措是：井底采用高壓 旋噴注漿加固和坑外采用深

17、井降水卸壓到達(dá)干封底的目的,同時坑內(nèi) 采用逐級輕型井點(diǎn)降水進(jìn)行土體疏干,實(shí)現(xiàn)干開挖.具體如下：井底高壓旋噴注漿加固井底部采用高壓旋噴注漿加固在井筒底部形成一隔水層,以平衡 承壓水靜水壓力,高壓旋噴樁加固頂標(biāo)高為-32.3m ,孔距均為900m , 加固深度為-32.3-42.3m,隔水層厚度普遍為10.0m,共計約252 根,近靠地下連續(xù)墻內(nèi)側(cè)的孔位距離地下連續(xù)墻300mm ,這樣能使地下連續(xù)墻的底腳處加固更密實(shí),同時可以減小由于降水引起地下墻 的下沉,亦能提升被動區(qū)土體與墻體間的摩擦力,增加隔水層的整體 抗浮和防水效果.井底隔水層的穩(wěn)定性、抗浮、抗彎驗(yàn)算：10文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,wo

18、rd版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持驗(yàn)算井底隔水層穩(wěn)定性：擬在井筒底(-32.3-42.3m )范圍內(nèi)通過高壓旋噴注漿加固形 成不透隔水層,以阻擋1B層粉砂承壓水,使基坑形成環(huán)形封閉的井 筒.反抗承壓水的坑底地基加固計算：hrc > Hrw式中：h梗擁椎郊庸痰酌娓叨昔禹上)rc秦庸灘愕酌嬉隕賢斂慵尤日因昔禹 N/m3 );Hrw莞醒顧沽?/P>此處 rc 取 19 KN/m3 , rw 取 10 KN/m3h取值按13m進(jìn)行驗(yàn)算貝U hrw=13 X 19=247 KN/m211文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送

19、下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持Hrw=(4.9+40.3-9.12) X 10=360.8 KN/m2注：自然地坪標(biāo)高+4.90m , 9.12m 為水頭離地外表的高度所以 hrc-Hrw=247-360.8=-113.8 KN/m2地下連續(xù)墻底腳水壓為 360.8 KN/m2 ,即0,3608Mpa ,假設(shè)取 平安系數(shù)為1.5 ,那么考慮筒底加固后強(qiáng)度不應(yīng)小于1.5 X 0.3608=0.5412Mpa.加固體抗浮力驗(yàn)算：在考慮加固體的抗壓強(qiáng)度之外還應(yīng)考慮加固土層的整體穩(wěn)定性, 即整個加固層能否平衡承壓水上浮力.依據(jù)平衡條件按下式進(jìn)行驗(yàn)算：FsFHrw=

20、f 力口固 h h1+Frch+f 砂W h2式中：Fs果踩凳？,5F桂椎牡酌* ,2)12文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持rc桂準(zhǔn)庸談羲閱隕掀驕因昔禹N/m3 )n桂哪詒謚H口上)hl萊庸談羲愫安齦,)h2椀裝宓郊庸灘愣7：安昔禹上)f砂、f加固樵直鶉？B層土體加固前后土體付著力,取(1/3)C(KN/m2 )h= h1+ h2H=4.9+40.3-9.12=36.08mf 力口固=(FsFHrw-Frch-f 砂 h h2)/ 仙 hl=(1.5 X 226 X 36.08 X 10-226 X 19

21、X 13-0.5 X 53.3 X 5)/53.3 X8= 155.62Kpa13文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持貝(J C=3 f 加固=466.86Mpa假設(shè)加固體土層厚度為 8.0m ,那么其加固后土體除滿足以上計算抗壓強(qiáng)度為1.5Hrw=0.5412Mpa 外抗剪強(qiáng)度C值不應(yīng)小于 10kg/cm2 ,即無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為 qU=10kg/cm2 而C= qU/2=5 kg/cm2f力口固=C/3=5/3(kg/cm2 ) =166,7Kpa ,根據(jù)上面的公式可反算需加固土體的厚度：即：h1= (1.5

22、FrwH-Frch- f 砂小 h2 )仙 f 力口=(1.5 X 226 X 10 X 36.08-226 X 19 X 13-0.5 X 53.3 X 5)/53.3 X 166.7=7.46m為保證高壓旋噴注漿加固的效果,偏于平安取值為10m.即做10M厚高壓旋噴注漿加固來反抗承壓水靜水壓力.注漿加固體抗彎驗(yàn)算：假之按a=17m 的四邊簡支方板計算,應(yīng)偏于平安.14文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持M=0.0368q. a2W=bh2/6式中：q桂己稍兀,g/cm2 b聚宓暮安幽工貝(J q=45-(4

23、0.3-27.30)X 0.8=35t/m2其中加固厚度取值按 8.0m , 土體的比重取有效重度 0.8t/m3進(jìn)行驗(yàn)算均偏于平安故 Q=M/W=0.0368 X 35 X 172/(bh2/6)=0.0368 X 35 X 172 X 6/64=34.9T/M2=3.4kg/cm2=0.34Mpa<1Mpa即抗彎水平 OK15文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持設(shè)高壓旋噴無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 qU =1Mpa=10kg/cm2 ,其抗壓強(qiáng) 度按qU /10 計,那么抗拉強(qiáng)度為qU /10=0.1Mpa .為

24、使加固體局部 不產(chǎn)生裂縫和滲水現(xiàn)象,按上述公式反算需降水的深度：即 M/W=10T/ M2M=10 XW=10 Xbh2/6=10 X82/6=106.07t/m2那么q=Hrw-(40.3-27.3) X 0,8 (式中土體的比重取有效重度 0.8T/M3 )那么 Hrw=20t/m2即：要使加固體局部不產(chǎn)生裂縫和滲水現(xiàn)象,需深井降水配合將 水位降至約25M的深處.由于1B層為粉砂層,高壓旋噴加固無側(cè)限抗壓強(qiáng)度有可能提升 到qU =2Mpa ,這樣根據(jù)計算的結(jié)果,降水只需降深約 15M左右. 因此加固以后取R28進(jìn)行檢驗(yàn),檢測R28的qU值來驗(yàn)證高壓旋噴 加固計算的可靠性,從而推算水位所需降

25、至的深度.坑外深井降水：16文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持按上述的計算,隔水層的抗浮、抗彎均符合要求.但要使隔水層 抗拉驗(yàn)算符合要求,隔水層局部不產(chǎn)生裂縫和滲水現(xiàn)象,必須輔助于 深井降水.沿基坑周邊設(shè)四口大井,孔徑中600mm,井管中325mm , 深度約50m 包括15m的濾頭,井內(nèi)設(shè)揚(yáng)程50m以上深井潛水泵, 觀測孔設(shè)3個,孔徑中300 ,井管中108 ,深度32m,坑內(nèi)2個,坑 外1個,用于水位觀測.依據(jù)設(shè)計要求,先進(jìn)行揚(yáng)水試驗(yàn),測定實(shí)際 的水文地質(zhì)資料,進(jìn)一步優(yōu)化降水方案.為保證周圍環(huán)境的平安,坑

26、外的深井降水隨挖深增加而超前推進(jìn), 以減小降水引起對地面沉降和周邊環(huán)境的影響.降水期間應(yīng)隨時進(jìn)行 水位的跟蹤觀測,限制水位在滿足井底卸壓和井底加固抗拉要求即可, 該局部水位沉降應(yīng)根據(jù)抽水試驗(yàn)和巖芯取樣結(jié)果應(yīng)重新核實(shí)水位,待 底板及內(nèi)襯墻施工完7天后并在隔墻施工完前方可停止降水.坑內(nèi)設(shè)輕型井點(diǎn)降水：井筒底通過高壓旋噴注漿形成一層不透隔水層,使其形成封閉的 井筒,坑內(nèi)采用逐級輕型井點(diǎn)降水疏干坑內(nèi)的土體,便于土方的開挖, 坑內(nèi)采用邊降水邊開挖的方法,輕型井點(diǎn)在坑內(nèi)呈“十字型布置, 輕型井點(diǎn)間距為1.6m,對于24層土體由于每層開挖的土體厚度約 10多米,每層土體應(yīng)分兩級降水,每次降水到達(dá)預(yù)期的效果后

27、,拔出 輕型井點(diǎn),再開挖土體和逆作法施工內(nèi)襯.17文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持第二種方案：工作井封底凍結(jié)加固施工方案.根據(jù)上海市民防地基勘察院編制的浦東工作井和浦西接收井的工 程勘察報告 1997年2月,頂管所在地層第層暗綠色粉質(zhì)粘土層 呈東高西低分布.自上而下,兩井穿過的土層大致可分為七個層段, 其中底板位于1b的粉砂層,呈草黃色,飽和,中密密實(shí),天然含 水量為22.130.8% ,本層為第一承壓含水層,層頂標(biāo)高浦東井 -24.89m ,承壓水位埋深9.12m ,相當(dāng)于-4.46m .鑒于該層位的性

28、質(zhì),封底施工中必須采取有效舉措,限制底板突水、涌砂.本方案設(shè)想對底板進(jìn)行人工地層凍結(jié)加固,人工地層凍結(jié)加固具 有強(qiáng)度高,均一性好的特點(diǎn),根據(jù)中國礦業(yè)大學(xué)與上海隧道施工技術(shù) 研究所的試驗(yàn)資料,當(dāng)凍結(jié)溫度到達(dá) -20 C時,對于工作井底標(biāo)的 1b 土層,其強(qiáng)度可達(dá)6.5 Mpa ,能滿足封底要求,同時采用凍結(jié)加 固,無需進(jìn)行疏干排水舉措,環(huán)境影響小.具體方案如下：1、固封底工作井連續(xù)墻施工結(jié)束后,進(jìn)行井內(nèi)開挖作業(yè)時,為了預(yù)防工作 井底部開挖和鋼筋混凝土底板作業(yè)過程中,由于下部土層失穩(wěn),地下 水的涌入,出現(xiàn)管涌、流沙或坑底隆起等破壞現(xiàn)象,必須創(chuàng)造一個具 有一定強(qiáng)度、穩(wěn)定的動土結(jié)構(gòu),以便封底工作順利完

29、成.該凍結(jié)加固18文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持封底方案的工藝過程為:1工作井挖掘至地表以下 22m 即標(biāo)高為-17m 處,在比擬 穩(wěn)定的灰色粘土層中停止向下開挖,鋪設(shè)混凝土封層,布設(shè)封口管 準(zhǔn)備凍結(jié)鉆孔施工.2自混凝土封層向下鉆凍結(jié)孔孔距 1.01.4m ,孔深 15.3m ,并布設(shè)凍結(jié)管.積極凍結(jié)形成凍結(jié)段總長度共 15.3m,標(biāo) 高-17.0m-32.3 ,工作井底板上部凍結(jié)8.3m,底板下部凍結(jié)5m. 底板鋼筋混凝土厚為2m ,當(dāng)溫度檢測說明凍土溫度到達(dá)設(shè)計要求, 凍土具備一定強(qiáng)度之后,方可破土開

30、挖,工作面向下延伸.當(dāng)挖掘超 過工作井底板標(biāo)高-27.3m 厚,停止挖掘,綁扎鋼筋進(jìn)行底板混凝土 澆注.底板制作過程,應(yīng)進(jìn)行維護(hù)凍結(jié).其時宜留局部凍結(jié)管作鹽水 循環(huán),以保證底板澆注的順利平安.2、凍結(jié)加固穩(wěn)定性分析驗(yàn)算井底凍結(jié)隔水層穩(wěn)定性：依上述所擬的施工方案,在底板以下形成5m厚的凍結(jié)加固體不透水層,以阻擋1b層粉砂承壓水.該層浦東工作井天然重 度丫 =19KN/m3,空隙比 e=0.75.19文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持反抗承壓水的坑底地基加固可按下式1 計算:式中h梗擁字良庸痰酌娓叨昔禹上)丫 e

31、秦庸灘愕酌嬉隕賢斂閆驕因昔禹N/m3 );H 丫 w莞醒顧沽r ?/P>此處？e 取 19KN/m3 ; ?w 取 10KN/m3貝UhYe=12 X 19=228KN/m2H T w= (2.3+39.3 ) X 10=416KN/m2所以 h T e-H T w=228-416=-188KN/m2連續(xù)墻底的水壓為416KN/m2 即0.416MP ,以平安系數(shù)取1.5考慮那么墻底凍結(jié)加固后強(qiáng)度應(yīng)不小于0.461 X 1.5=0.624Mpa.20文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持加固土體抗浮力驗(yàn)算：

32、在考慮加固土體的抗壓強(qiáng)度之外,還應(yīng)考慮加固土層的整體穩(wěn)定性,即整個加固層能否隨時承壓水的上浮力.要判斷井底加固隔水層在承壓水作用下的整體穩(wěn)定性可按如下分析：式中：Fs秦平安系數(shù),取1.5.F秦井底的面積m2 .丫 e秦井底加固隔水層以上平均重度KN/m2 .小秦井的內(nèi)壁周長m.hl素加固隔水層厚度h2秦底板到加固層頂厚度f加固、f砂素分別為1b號土體加固前后土體付著力,取1/3 CKN/m2.21文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持.文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持h,H同上.所以,Kpa假設(shè)加固土層厚度為 5m ,那么其加固后土體除滿足以上

33、計算的抗壓 強(qiáng)度0.624 Mpa 之外,還要滿足其抗剪強(qiáng)度 c不小于715.83 Kpa . 當(dāng)凍結(jié)溫度到達(dá)-10 C時,凍土的抗壓強(qiáng)可達(dá)3.00 Mpa ,平安系數(shù)達(dá) 7.0左右,同時抗剪也達(dá)1.5 Mpa ,平安系數(shù)為2.2 ,也能滿足要求.第三種方案：深井降水方案本方案是采用深井降水方式,降低第7層土中的承壓水水位,確保承壓水水位限制在地面以下 33米？5米之間-28.00 米？-30.00 米,地面標(biāo)高按+5.00 米計,保證工作井挖土與封底時的平安,不 發(fā)生冒水冒砂.詳細(xì)如下：1、降水方案地質(zhì)資料提供第7層土中承壓水的滲透系數(shù)為 10-5cm3/h ,但 根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn),該層土的

34、滲透系數(shù)為10-3cm3/h ,水位降深以22文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持該數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行計算,具體數(shù)值由抽水試驗(yàn)確定,并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果 調(diào)整降水方案.根據(jù)理論計算結(jié)果,本方案擬設(shè)計7 口降水井和3 口觀測井,其中井內(nèi)3 口降水井,井外4 口降水井,在工作井中央設(shè)置 1 口觀測井,在工作井外設(shè)置2 口觀測井,具體位置布置見下列圖所示. 選用80m3/h?40m3/h的深井泵.降水井深定為 60m ,井管直徑定為中325mm.過濾管總長為 20m ,位于埋深38m -58m處,過濾管以下2m為沉淀管,過濾管

35、 以上為井壁管.過濾管外按“供水勘察標(biāo)準(zhǔn)要求填砂至濾管頂以上8 米處,以上填粘土球15米,剩余局部填黃泥直至地面,井口填埋砂 或水泥.觀測井深定為 40m ,井管直徑采用中108mm.過濾管總長為 2m ,位于埋深37m -39m處,過濾管以下1m為沉淀管,過濾管以 上為井壁管.過濾管外按“供水勘察標(biāo)準(zhǔn)要求填砂至濾管頂以上8米處,以上填粘土球15米,剩余局部填黃泥直至地面,井口填埋砂 或水泥.為調(diào)節(jié)降水井出水量,限制水位降深值,在各個降水井內(nèi)設(shè)置回 流管和回流閥.2、降水及井位布設(shè)原那么23文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編

36、輯.歡送下載支持為減少降水對周圍環(huán)境的影響,提升基坑內(nèi)土體強(qiáng)度,應(yīng)以基坑 內(nèi)降水為主,外降水為輔.根據(jù)理論計算,工作井底板施工時,假設(shè)開 啟井內(nèi)的3 口降水井,可使承壓水水位至少降至地面以下33.00米？5.00米.考慮到封底時的絕對平安,不發(fā)生意外(如修泵等) ,以 及封降水井、頂管出洞等用途,故在工作井外圍另設(shè)4 口降水井.3、降水施工技術(shù)要求(1)井點(diǎn)出水含砂量應(yīng)小于 1/100000 ,原因在于：降水形成 漏斗形的降水面,所引起的沉降為不均勻沉降,這種不均勻沉降隨時 間而不斷開展,假設(shè)由于抽水將土層中的粘粒、粉粒和砂粒帶出地面, 且抽水時間長,將加快不均勻沉降的速度,對環(huán)境造成破壞.根

37、據(jù)以 往經(jīng)驗(yàn),含砂量應(yīng)小于1/100000 .(2)孔壁垂直度應(yīng)限制在 1/300 ,以保證濾管外有足夠厚度的 砂層.(3)井管平面位置偏差不宜大于 20厘米,井管管頂標(biāo)高偏差不 大于10厘米,井管應(yīng)垂直位于孔中央,井管不得碰到孔壁.(4)井管焊接要求嚴(yán)實(shí),沒有滲漏和砂眼.24文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持(5)投砂量不應(yīng)小于設(shè)計總量的95% .(6)井管外回填的人工砂必須使用優(yōu)質(zhì)人工砂,其粒徑必須限制 在1?.6毫米.過細(xì)的砂將增大水流阻力,減少井出水量；過粗的砂將 使井管外的砂土通過人工砂間的空隙隨水

38、流流入井管內(nèi).(7)降水井濾管應(yīng)選用橋式過濾管.4、降水后井底穩(wěn)定性驗(yàn)算(1)井底水壓力計算：由于井內(nèi)深井泵打入承壓水層,保證井內(nèi)水位降低在底板下1.5m, 降低了井底面積局部的承壓水頭壓力,由圖可知井底局部的承壓水頭 壓力為 丫 wh=10 X 10.5 =105(KN/m2).(2)井底粉砂抗管涌驗(yàn)算由于深井泵的降水作用,由上面計算可知在井底附近的承壓水壓力降低為105KN/m2,25文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持因此平安系數(shù) Fs=F h' Ye/FHYW=18X 12/10 X 10.5=

39、2.05式中符號含義同前.由此可見通過深井降水之后,井底承壓水壓力減少,底板以下的土 體已滿足抗浮、抗管涌要求,即使對下面的土體不加固也能滿足要求.對于上述幾種封底方案,我們在征求了有關(guān)專家的意見后,對其 進(jìn)行了詳細(xì)的分析和論證,本著保證平安、穩(wěn)妥的前提,決定選擇其 中一種作為本工程的實(shí)施方案.具體分析結(jié)果如下：對于高壓旋噴注漿結(jié)合深井降水方案,我們認(rèn)為：(1)井底高壓旋噴注漿加固,自地面開始鉆孔并實(shí)施.其加固深度 到達(dá)40m左右,由于深度較大,鉆孔的偏斜等因素均易引起樁體交接 處加固不均勻.(2)高壓旋噴樁必須配套以坑外的深井降水和坑內(nèi)的逐級輕型井 點(diǎn)降水施工.而采用基坑外降水對周邊環(huán)境的影

40、響大.(3)高壓旋噴壓力較大,一般可達(dá) 40Mpa左右,而連續(xù)墻為分幅 式結(jié)構(gòu),有可能會使墻體產(chǎn)生變形.26文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持 旋噴加固體與連續(xù)墻的界面附著力能否到達(dá)理論要求.(5)四十幾米深的高壓旋噴樁, 據(jù)了解施工隊伍較少,缺乏必要的 施工經(jīng)驗(yàn).2、對于井底凍結(jié)加固方案,我們認(rèn)為一是土體凍結(jié)周期長,影 響施工工期；二是凍結(jié)的土體會產(chǎn)生膨脹,對連續(xù)墻維護(hù)結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生 多大的影響缺乏理論與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；三是缺乏相類似工程的施工經(jīng)驗(yàn).其他還有井底注漿結(jié)合降水方案(與第一種方案類似)以及水下 封底等方案

41、.對于水下封底方案,由于本工程設(shè)計的結(jié)構(gòu)形式為連續(xù) 墻形式,我們認(rèn)為有以下原因本工程不宜采用水下封底方案.一是水 下封底砂與連續(xù)墻之間的界面難以處理；二是由于深度深,潛水員水 下作業(yè)較困難；三是在水下須挖穿堅硬的第層暗綠色粘土層,要實(shí) 施水下封底工期太長.所以我們決定一般情況下本工作并將不采用水 下封底方案.根據(jù)以上分析,我們決定采用深井降水方案.其原因一是相類似 的工程采用過,可充分利用其他工程實(shí)施時的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)；二是采用 內(nèi)降為主,外降為輔的方案,可最大限度的降低因降水對周邊環(huán)境所 產(chǎn)生的影響；三是相對其他方案來說其施工周期短以及費(fèi)用低等.27文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯

42、,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持方案確定后,在正式施工前,我們認(rèn)為雖然采用內(nèi)降為主的方案,但是,對于深井降水從理論上說,基坑內(nèi)的三口井大量抽吸地下水也 還會使地面產(chǎn)生沉降,影響周邊環(huán)境.對此我們在具體施工中做了充 分的準(zhǔn)備,采取了以下對策：1、嚴(yán)格執(zhí)行信息化施工要求.對附近的主要構(gòu)筑物、防汛墻以 及地表布設(shè)了大量的沉降觀測點(diǎn),另外在工作井四周增加了四個45米深的分層沉降觀測孔,施工期間有專人定期監(jiān)測.2、對一幢間距2米左右的建筑物預(yù)先采取加固舉措,一是采用一排9米深樹根樁進(jìn)行隔離；二是在靠基坑一側(cè)預(yù)留注漿孔.3、嚴(yán)格限制降水井的成井質(zhì)量, 根據(jù)上文所提的7點(diǎn)技術(shù)要求 嚴(yán)格施工.4、開挖前先做抽水試驗(yàn),確定以下數(shù)據(jù)：(1)確定第7層承壓含水層的水位和單井流量.(2)計算第7層承壓含水層的水文地質(zhì)參數(shù).(3)為降水作業(yè)選擇適宜的泵型.28文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯,歡送下載支持文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理,word版本可編輯.歡送下載支持(4) 了解抽水過程中臨近建筑物與地面的沉降情況.抽水試驗(yàn)用了 15天時間,各種組合試驗(yàn)共 7次,取得了預(yù)