西江引水管道基礎(chǔ)處理方案(共9頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1.1 管道基礎(chǔ)處理方案本工程輸水線路較長，沿線需要經(jīng)過山丘、農(nóng)田、公路、鐵路、魚塘、河流等，地質(zhì)情況變化較大，當(dāng)管基落于淤泥、比較軟弱的淤泥質(zhì)土、松軟的人工填土、巖基等不利土層及軟硬土交接部位，需要對(duì)地基進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，以減小管道的不均勻沉降，保證整個(gè)輸水系統(tǒng)的安全。1.1.1 埋地管段的管基作法常用的管道基礎(chǔ)有原土基礎(chǔ)（素土平基、90°土弧基礎(chǔ)）、砂質(zhì)基礎(chǔ)、素混凝土基礎(chǔ)和鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，管道基礎(chǔ)的型式根據(jù)管道形式、管材、管道所在處的土質(zhì)情況、地下水位及管道運(yùn)行的安全性等綜合確定。本工程沿線均為雙管并行，由于受規(guī)劃及場(chǎng)地條件限制，兩條管道不可能滿足有關(guān)規(guī)

2、范規(guī)定的15m凈距的要求，根據(jù)廣州地區(qū)的現(xiàn)狀，兩管間距不可能太大，只能同槽埋設(shè)。對(duì)同槽埋設(shè)的管道，應(yīng)保證一根管道出現(xiàn)滲漏水時(shí)，另一管道仍能正常運(yùn)行。由于兩根管道距離較近，當(dāng)其中一根管道漏水時(shí)，勢(shì)必會(huì)對(duì)另一管道基底土產(chǎn)生沖刷、掏空作用，影響另一管道的運(yùn)行安全。現(xiàn)對(duì)管道不同基礎(chǔ)做法分述如下：（1）當(dāng)管道通過巖基段時(shí)，管道基本不會(huì)產(chǎn)生沉降，另外，巖基抗沖刷能力比較強(qiáng)，故對(duì)巖基段的管道，可用砂質(zhì)基礎(chǔ)。即將基坑超挖300mm，回填級(jí)配砂石，再鋪設(shè)管道。若為鋼管時(shí)，還要視其受荷情況，在管底設(shè)置一定角度的砂弧,雖然砂土的抗沖刷能力較差,但鋼管強(qiáng)度高,適應(yīng)地基變形的能力強(qiáng),即便管下局部被掏空,鋼管也能承受一定

3、的荷載,不易破壞。（2）管道座于土層或砂層時(shí)，若采用一般的土基或砂基，當(dāng)單管出現(xiàn)滲漏水時(shí)，另一管下的土或砂必將受到?jīng)_刷，甚至被掏空，影響另一管道的運(yùn)行安全。若采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)，雖能解決單管滲漏時(shí)另一管下地基土被沖刷或掏空的問題，但鋼筋混凝土基礎(chǔ)造價(jià)太高，施工周期也比較長，不經(jīng)濟(jì)。故一般地段不推薦此方案，只在管道局部受荷很大地段，適當(dāng)采用混凝土基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)從安全和經(jīng)濟(jì)等方面考慮，采用在地基表面設(shè)防沖刷保護(hù)層的方法，來解決單管漏水對(duì)另一管下地基土的擾動(dòng)。具體做法如下：將基坑超挖300mm，槽底用中粗砂找平后，鋪設(shè)一層土工網(wǎng)，其上鋪設(shè)一層土工布（要求具有一定的強(qiáng)度），然后回填300mm厚的級(jí)配砂石

4、并將土工布從底到頂全面包裹，再在其上鋪設(shè)200mm厚中粗砂墊層，再鋪設(shè)管道。對(duì)于鋼管，還要在管底設(shè)一定角度的砂弧（根據(jù)計(jì)算確定）。該方案造價(jià)較低，施工簡(jiǎn)單，施工速度快，且土工網(wǎng)具有一定的強(qiáng)度，對(duì)協(xié)調(diào)管道的不均勻沉降起一定的作用。（3）對(duì)管頂覆土很厚地段，考慮到管道受荷較大，為了提高管道的受力性能，減小管壁厚度，可采用混凝土基礎(chǔ)。1.1.2 管道的地基處理方案1.1.2.1 不同地基處理方式的論證根據(jù)不同的地質(zhì)資料，不同的施工現(xiàn)場(chǎng)條件，可采用不同的地基處理方式。根據(jù)管道沿線的地質(zhì)情況，地基處理可采用換填法，拋石擠淤法，短樁處理法、水泥土攪拌法，高壓噴射注漿法，強(qiáng)夯法，振沖砂石樁法或振沖擠密法。1

5、、換填法適用于淺層軟弱地基處理。換填法是將軟弱土層挖去，換填級(jí)配砂石或碎石屑，分層壓實(shí)達(dá)到要求的密實(shí)度。換填法一般適用于當(dāng)管道下1.5m范圍內(nèi)有持力層的情況。如果換填厚度過大，一方面，換填材料造價(jià)增加，沉降量較難控制。另一方面，隨著開挖深度的增大，支護(hù)費(fèi)用也增加。再有因?yàn)閳?chǎng)地地下水位較高開挖深度過大，當(dāng)采用止水措施不足時(shí)，容易因地下水流失造成周圍地陷，必然引起民房或路面開裂，由此增加額外的費(fèi)用。故此，我們認(rèn)為換填深度一般控制在管道以下1.5m以內(nèi)為宜。2、拋石擠淤法適用于淺層軟弱地基處理。拋石擠淤法是依靠換填材料的自重以及其他外力諸如：壓載、振動(dòng)等使軟弱層遭受破壞后被強(qiáng)制擠出而進(jìn)行的換填處理，

6、一般控制在軟弱層2.5m深度以內(nèi),拋石擠淤法可滿槽擠塊石，塊石間用級(jí)配砂填實(shí)，塊石擠入深度不小于軟土層厚度的70%。3、短樁處理法是利用樁與樁間土共同作用形成復(fù)合地基，對(duì)管道下的地基進(jìn)行處理。樁一般采用鋼筋混凝土預(yù)制樁，樁長約3-10m，樁的邊長或直徑0.20.45m。短樁處理與其他方法相比，加工制作周期較短，沉樁效率較高，所需要的施工場(chǎng)地小。4、水泥土攪拌法的工作原理：將水泥固化劑和原地基軟土就地?cái)嚢杌旌希瑪嚢钑r(shí)，不會(huì)使地基土側(cè)擠出，對(duì)周圍建筑物的影響很小，施工時(shí)，無振動(dòng)、無噪音、無污染。但是，水泥土攪拌法施工時(shí)遇到低洼之處應(yīng)該回填土，并予以壓實(shí)，不得回填雜填土或生活垃圾。水泥土攪拌法的機(jī)具

7、較大，所以所需的施工場(chǎng)地大。因?yàn)樗嗤翑嚢璺ㄊ┕ぽ^慢，而且經(jīng)水泥土攪拌法處理后的地基是復(fù)合地基，必須檢驗(yàn)復(fù)合地基的承載力，檢驗(yàn)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)必須在樁身強(qiáng)度滿足試驗(yàn)荷載條件時(shí)，并在成樁28天后進(jìn)行，所需時(shí)間長。水泥土攪拌法適用于持力層較深，施工場(chǎng)地大，施工工期較充裕，管道下地基為正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等情況。 5、高壓噴射注漿法與水泥土攪拌法的工作原理類似，但高壓噴射注漿法，采用水泥漿是高壓噴射，適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基。在高壓噴射注漿法中，因?yàn)楦邏簢娚錂C(jī)具小，可以在

8、施工場(chǎng)地狹窄的地方使用。但高壓噴射注漿法的費(fèi)用大，每延米所需費(fèi)用相當(dāng)于同一樁徑的水泥土攪拌樁的4倍左右。所以一般在軟土層厚5m且施工場(chǎng)地狹窄，空間矮小，無法采用水泥土攪拌法情況下使用。6、強(qiáng)夯法是將重錘（一般為100-400KN），從高空自由落下（落距一般為6-40m）給地基以沖擊力和振動(dòng)，從而提高地基土的強(qiáng)度并降低其壓縮性，而且還能改善其抵抗震動(dòng)液化的能力。強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、素填土和雜填土等地基。該方法優(yōu)點(diǎn)是處理效果顯著、設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便、適應(yīng)范圍廣、經(jīng)濟(jì)易行、節(jié)省材料。缺點(diǎn)是產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲對(duì)環(huán)境影響較大，不適宜在臨近建、構(gòu)筑物處采用。7、振沖砂石樁法

9、或振沖擠密法是依靠振沖器的強(qiáng)力振動(dòng)使飽和砂層發(fā)生液化，砂粒從新排列，孔隙減少，同時(shí)振沖器的水平推力使砂層擠密。本工程區(qū)液化土層為粉細(xì)砂，只要粘粒含量不超過10，可以采用本法加固。根據(jù)地勘報(bào)告，本工程液化土層的滲透性能也在適合振沖法加固的范圍之內(nèi)。由上述分析可以看出振沖擠密法適合本工程的液化土層加固。從前面分析可以得出本工程液化土層加固處理的原則，首選振沖碎石樁法或振沖擠密法加固。根據(jù)以上分析，管道基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)主要是地基處理問題，必須根據(jù)管材，土質(zhì)情況、施工場(chǎng)地、施工工期，對(duì)地面交通的影響，選擇不同的地基處理方法。1.1.2.2 推薦的管道地基處理 由于線路較長，沿線途經(jīng)場(chǎng)地有丘陵山地、平原及雨塘

10、、河道、公路、鐵路。地質(zhì)主要以海陸交互相沖積土層為主，表層軟弱土層不等，地基處理方式應(yīng)分段根據(jù)具體地質(zhì)情況選擇，分述如下。1、軟基處理：當(dāng)管基落于淤泥、較軟弱的淤泥質(zhì)等土層時(shí)，可根據(jù)管基下軟土層的厚度，分別采取以下處理措施：（1）當(dāng)管基下軟土層較薄時(shí)（不大于1.5m），可采用換填法處理地基。（2）當(dāng)管基下軟土層大于1.5m，小于等于2.5m時(shí)，可采用拋石擠淤法處理地基。（3）當(dāng)管基下軟土層較厚時(shí)，可對(duì)管基以下一定深度范圍內(nèi)的軟土采用水泥攪拌樁、鋼筋混凝土預(yù)制短樁或高壓旋噴樁處理。2、液化土層處理：根據(jù)地質(zhì)資料，本工程管道局部處于粉細(xì)砂中，該土層在地震作用下產(chǎn)生輕微中等液化。為了減小地基不均勻沉

11、降，提高結(jié)構(gòu)對(duì)不均勻沉降的適應(yīng)能力。需采取以下地基處理措施。（1）當(dāng)管底以下可液化土層較薄時(shí)（不大于2.0m），可采用換填法處理地基。即將可液化的砂土挖除，換填級(jí)配砂石或石屑。（2）當(dāng)溝槽以下存在可液化的砂土層，且場(chǎng)地附近沒有建（構(gòu)）筑物，強(qiáng)夯引起的震動(dòng)不會(huì)影響其他設(shè)施時(shí)，可采用強(qiáng)夯法處理地基。（3）當(dāng)溝槽以下存在可液化的砂土層，且場(chǎng)地附近有建（構(gòu)）筑物，強(qiáng)夯引起的震動(dòng)影響其他設(shè)施時(shí)，可采用振沖砂石樁或振沖擠密法處理地基。3、局部地下水位不可降低的地段應(yīng)選用擺噴防滲墻先期形成帷幕，對(duì)基坑開挖導(dǎo)致基底抗剪破壞，基坑底部隆起的情況，應(yīng)在該部分提前采用旋噴法加固土體。4、 過河涌、魚塘地基處理：根據(jù)

12、管底以下軟土層的厚度,分別采用換填法、拋石擠淤法、水泥攪拌樁或高壓旋噴樁處理。1.2 管道溝槽的開挖支護(hù)方案本工程主要輸水方式采取開挖埋管的方案，為此開挖溝槽成為本工程的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容之一，廣州地區(qū)地層復(fù)雜多樣，變化劇烈，多強(qiáng)透水砂層和軟土層，同時(shí)管道多次穿越高架橋與立交橋范圍匝道，這都對(duì)開挖支護(hù)方式提出了更高更復(fù)雜的要求。1.2.1 地形地貌與開挖支護(hù)特點(diǎn)本工程經(jīng)過論證主要的輸水方式采取明挖的管道輸水方式，為此需要開挖溝槽埋設(shè)管道，由于本工程管道直徑大，要求抗浮的覆土與溝槽深度均較大，根據(jù)抗浮覆土2.02.5m，管道直徑4.2m計(jì)算，管溝深度約為7m。同時(shí)由于本工程由于采取雙管供水，溝槽的開挖

13、寬度也較大，現(xiàn)狀考慮的寬度約為12m?？梢钥闯霰竟こ痰拈_挖溝槽不同于一般的管道工程，具有超寬、超深的特點(diǎn)，已經(jīng)屬于深基坑的范疇。工程位于廣州與佛山兩市范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，征地與工程借地困難，不允許過大的開挖占地與施工借地。開挖方式穿越的地貌有丘陵、農(nóng)田、公路、魚塘、立交橋等。根據(jù)現(xiàn)有地勘資料，管基地質(zhì)情況復(fù)雜，土層變化較大。主要土層涉及淤泥、淤泥質(zhì)土、人工雜填土、泥質(zhì)砂巖、強(qiáng)透水砂層等。開挖范圍土層變化多樣而且不同土層過渡劇烈，僅僅幾十米范圍內(nèi)可以從泥質(zhì)粉砂巖地層過渡到深厚淤泥層。1.2.2 開挖支護(hù)方案最為常用的開挖方式為放坡開挖，使用開挖設(shè)備與機(jī)械在土層中按照設(shè)計(jì)邊坡進(jìn)行開挖，溝槽內(nèi)的積

14、水采取抽排的方式處理，對(duì)基坑抽干后可能導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的情況，采取基坑外井點(diǎn)降水方案解決。本方案的優(yōu)點(diǎn)是施工速度快，投資最省。缺點(diǎn)是占地寬度較大，對(duì)基坑抽水與井點(diǎn)降水方式可能引起建筑附近地下水位降低過多，臨近建筑物發(fā)生較大沉降。同時(shí)在強(qiáng)透水砂層條件下，側(cè)向和底部止水問題難以解決。所以本工程在土體穩(wěn)定邊坡在1：1條件以內(nèi)的管段推薦采用放坡開挖方案。對(duì)土體力學(xué)指標(biāo)低，放坡占地過大，以及強(qiáng)透水砂層深厚的條件下均不采用放坡開挖方式。拉森鋼板樁支護(hù)方案，拉森鋼板樁為密扣結(jié)構(gòu)，在正常使用范圍內(nèi)鋼板樁連接處通過卷邊相扣，若在縫內(nèi)填充油脂等材料，可以達(dá)到較好的密封效果。同時(shí)拉森鋼板樁具有快速施工的優(yōu)點(diǎn)，可以快速打

15、入土體，打入后即進(jìn)行開挖。采取邊開挖邊設(shè)橫撐的方式，滿足支護(hù)穩(wěn)定要求。在廣州地區(qū)軟土開挖中鋼板樁被廣泛采用，施工工藝成熟，施工經(jīng)驗(yàn)豐富，施工設(shè)備常用。以常用的拉森IV型號(hào)鋼板樁支護(hù)開挖，可以滿足現(xiàn)有溝槽的施工深度要求，在溝槽深度為7m時(shí)鋼板樁的長度為12m，屬于常用的鋼板樁規(guī)格。鋼板樁側(cè)向止水性好，可以部分代替?zhèn)认驍嚢铇吨顾∧?，同時(shí)由于為垂直開挖方式，占地較小。缺點(diǎn)是施工中打入設(shè)備要求高度大，同時(shí)與開挖放坡方案比較，投資增加較大，本工程全線施工要求的鋼板樁數(shù)量也較大。綜合考慮本工程區(qū)的地質(zhì)條件以及占地要求，推薦鋼板樁支護(hù)開挖做為本工程的主要開挖方式。 旋噴樁內(nèi)插型鋼支護(hù)方案，在施工高度受到限制的部位采取施工高度較小的旋噴樁施工，如管道過橋的位置，由于橋面板的高度限制，采取旋噴樁作業(yè)，能夠在最小高度為34m條件下施工，插入鋼管分節(jié)焊接，保證在高度受到限制的位置仍能進(jìn)行施工。根據(jù)本工程的特點(diǎn)，在高度受到限制的部位，推薦采用高壓旋噴樁加內(nèi)插鋼管的方式支護(hù)?；拥膫?cè)向止水方案，采用鋼板樁輔以攪拌樁帷幕的方式，滿足在側(cè)向止水要求，對(duì)可以采用鋼板樁滿足側(cè)向止水的土層，直接采取鋼板樁止水，不再另設(shè)旋噴樁止水帷幕。透水砂層的底部止水方式采