頂管沉井基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案工程概況

-42-頂管沉井基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案工程概況

1.1、工程概述本工程為某某，工程起點(diǎn)為某，終點(diǎn)為某，工管道主要為一根DN1200淡化海水球墨鑄鐵管，與兩根DN1400熱力保溫鋼管同槽施工,本設(shè)計(jì)為管道下穿XXXX頂管工程，均為套管使用，設(shè)計(jì)圖紙中需頂進(jìn)兩根D2500mm鋼筋混凝土管（用于淡化海水球墨鑄鐵管），一根D2000mm鋼筋混凝土管（用于熱力保溫鋼管），頂進(jìn)長(zhǎng)度均為79m，西側(cè)設(shè)置一座頂管接收井，東側(cè)布置一座頂管工作井，均落在綠化帶內(nèi)。施工范圍位置示意圖沉井工作井、接收井及頂管總圖1.2、沉井結(jié)構(gòu)概述工作井地面絕對(duì)標(biāo)高為1.200m。工作井為四格矩形沉井，凈尺寸為13.4m×34m，坑深9.5m，頂部低于地面0.5m，外壁厚1.0m，內(nèi)隔墻厚0.8m。接收井地面絕對(duì)標(biāo)高為3.790m，接收井為三格矩形沉井，凈尺寸為23m×16m，坑深11.42m，頂部低于地面0.5m，外壁厚1m，內(nèi)隔墻厚0.7m。工作井及接收井穩(wěn)定水位深度為地面以下1.0m。頂管接工作井制做高度為9m，共分二節(jié)制作，二次下沉，第一、二節(jié)制作高度分別為6.6m、1.4m；剩余1m(包含頂板)在沉井入位后，進(jìn)行澆筑。頂管接收井制做高度為10.92m，共分二節(jié)制作，二次下沉，第一、二節(jié)制作高度分別為6.65m、3.27m；剩余1m(包含頂板)在沉井入位后，進(jìn)行澆筑。。沉井施工采用排水施工（井壁與隔墻同時(shí)澆筑下沉），基坑四周設(shè)置止水帷幕，坑底均采用攪拌樁進(jìn)行地基處理。工作井構(gòu)造平面圖工作井構(gòu)造剖面圖注：±0.000m=1.200m工作井構(gòu)造平面圖工作井構(gòu)造剖面圖注：±0.000m=3.790m1.3、頂管概述D2500mm鋼筋混凝土管，管內(nèi)底標(biāo)高為-4.378m，覆土深度（至高速路面，標(biāo)高4.950m）6.578m；D2000mm鋼筋混凝土管，管內(nèi)底標(biāo)高為-3.628，覆土深度（至高速路面，標(biāo)高4.950m）6.878m。頂管管道豎向、水平位置示意圖頂管縱斷面示意圖1.2、周圍環(huán)境情況介紹本工程現(xiàn)地位于天津市濱保高速大神堂西互通立交以北約400m高速的兩側(cè)，工作井井壁距離濱保高速最近處約18.5m，沉井接收井井壁距離濱保高速最近處約17.0m，在工作井西側(cè)垂直于管道軸線約8.6m處有一道DN1500mm輸水管道,覆土深度約2m，管道材質(zhì)為鑄鐵。其他側(cè)施工場(chǎng)地寬裕，其余位置無重要構(gòu)筑物需保護(hù)，無重要鄰近管線。詳見如下圖。覆土約2m,距西區(qū)井壁約8.6mDN1500mm輸水管道覆土約2m,距西區(qū)井壁約8.6mDN1500mm輸水管道1.3、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)概述1.3.1、工作井 工作井為四格矩形沉井，凈尺寸為13.4m×34m，最大井格凈尺寸為11.4m×11.4m，最小格凈尺寸為11.4m×11.4m，最大格凈尺寸為5.4m×9.5m，井高度9m，基坑深9.5m，頂部低于地面0.5m，壁厚1.0m。混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C45S6,二節(jié)為C50S6,抗凍F250。工作井工程現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)地坪高程為相對(duì)高程±0.000m（即絕對(duì)高程1.200m），進(jìn)行沉井制作的地基加固、止水帷幕、降水施，完成后進(jìn)行挖土，第一步土方開挖至-1.000m，挖深2m，在此標(biāo)高進(jìn)行沉井制作的地基加固，先滿鋪一層30cm厚粗砂，并在刃角位置澆筑一層0.3m厚、1.5m寬C20混凝土。工作井制作高度為9m，共分二節(jié)制作，二次下沉，第一、二節(jié)制作高度分別為6.6m、1.4m，其余部分在沉井后制作完成。外圍設(shè)置雙排雙軸水泥土攪拌樁帷幕，直徑750mm，間距500mm，樁長(zhǎng)11m,下沉前，水泥攪拌樁進(jìn)行地基處理，攪拌樁呈三角形布置，樁中心間距1.1m，直徑500mm，樁長(zhǎng)5.0m。雙排雙軸水泥土攪拌樁帷幕采用31.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量15％，水灰比0.45-0.55。水泥攪拌地基加固樁采用41.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量12％，水灰比0.60。基坑采用直徑大口井進(jìn)行降水，成井井徑800mm，井管直徑500mm，（大口井井深為坑深+1.0m），保證坑內(nèi)地下水位降至開挖面標(biāo)高以下0.5m。在沉井內(nèi)設(shè)置4口降水井（每個(gè)格內(nèi)各一口），在工作井的止水帷幕外側(cè)頂進(jìn)方向設(shè)置一口大口井，以備在頂管機(jī)進(jìn)洞時(shí)，頂管注漿前臨時(shí)抽水之用，同時(shí)降水井兼觀測(cè)井之用。沉井基坑頂部四周設(shè)置環(huán)形截水墻，墻寬240mm，高300mm。防止地表水徑流進(jìn)入基坑?；娱_挖至坑底標(biāo)高時(shí)沿內(nèi)井壁周邊作碎石盲溝，盲溝要求隨挖隨填，形成寬300mm，深400mm的盲溝，與降水井相連，形成排水系統(tǒng)。BAABAAB工作井平面圖BBBBAA工作井地基加固平面圖BAA工作井A-A剖面圖工作井B-B剖面圖1.3.2、接收井 接收井為三格矩形沉井，凈尺寸為23m×16m，最大井格凈尺寸為7.3m×14m，最小格凈尺寸為5.5m×14m，井高度10.92m，基坑深11.42m，頂部低于地面0.5m，壁厚1.0m。混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C45S6,二節(jié)為C50S6,工作井抗凍F250。接收井工程現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)地坪高程為相對(duì)高程±0.000m（即絕對(duì)高程3.790m），設(shè)計(jì)規(guī)定第一步土方開挖至-1.000m，挖深2m，在此標(biāo)高進(jìn)行沉井制作的地基加固，鋪設(shè)在基礎(chǔ)底上面澆筑一層0.3m厚、1.5m寬C20混凝土。接收井制作高度為10.92m，共分二節(jié)制作，二次下沉，第一、二節(jié)制作高度分別為6.65m、1.27m、其余部分在沉井后制作完成。外圍設(shè)置雙排雙軸水泥土攪拌樁帷幕，直徑750mm，間距500mm，樁長(zhǎng)14m,下沉前，水泥攪拌樁進(jìn)行地基處理，攪拌樁呈三角形布置，樁中心間距1.1m，直徑500mm，樁長(zhǎng)5.0m。雙排雙軸水泥土攪拌樁帷幕采用31.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量15％，水灰比0.45-0.55。水泥攪拌地基加固樁采用41.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量12％，水灰比0.60?；硬捎弥睆酱罂诰M(jìn)行降水，成井井徑800mm，井管直徑500mm，（大口井井深為坑深+1.0m），保證坑內(nèi)地下水位降至開挖面標(biāo)高以下0.5m。在沉井內(nèi)設(shè)置3口降水井（每個(gè)格內(nèi)各一口）。沉井基坑頂部四周設(shè)置環(huán)形截水墻，墻寬240mm，高300mm。防止地表水徑流進(jìn)入基坑?；娱_挖至坑底標(biāo)高時(shí)沿內(nèi)井壁周邊作碎石盲溝，盲溝要求隨挖隨填，形成寬300mm，深400mm的盲溝，與降水井相連，形成排水系統(tǒng)。AAAA接收井平面圖AAAA接收井地基加固平面圖接收井A-A剖面圖1.4、工程地質(zhì)、水文條件1.4.1工程地質(zhì)條件根據(jù)本次勘察資料和《天津市地基土層序劃分技術(shù)規(guī)程》(DB/T29-191-2009)，該場(chǎng)地埋深約20.00m深度范圍內(nèi)，現(xiàn)自上而下分述之：現(xiàn)自上而下分述之：1、人工填土層（Qml）全場(chǎng)地均有分布，厚度3.80～5.60m，底板標(biāo)高為0.37～-1.41m，該層從上而下可分為2個(gè)亞層。第一亞層，雜填土（地層編號(hào)①1）：厚度為0.50～3.20m，呈雜色，松散狀態(tài)，由碎石、磚塊、廢土等組成。其中在8、27、30、37、39、40號(hào)孔附近缺失該層。第二亞層，素填土（地層編號(hào)①2）：厚度為1.10～5.30m，呈褐色，可塑狀態(tài)為主，黏土、粉質(zhì)黏土質(zhì)夾石子，土質(zhì)欠均勻，結(jié)構(gòu)性差，屬高壓縮性土。人工填土填墊年限小于十年。2、全新統(tǒng)中組海相沉積層（Q42m）厚度15.70～18.80m，頂板標(biāo)高為0.37～-1.41m，該層從上而下可分為3個(gè)亞層。第一亞層，粉質(zhì)黏土（地層編號(hào)⑥1）：厚度為1.40～5.70m，呈灰色，軟塑狀態(tài)，有層理，含貝殼，屬中壓縮性土。局部夾黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)黏土透鏡體。第二亞層，粉土（地層編號(hào)⑥1t）：厚度為0.70～5.30m，呈灰色，濕、稍密～中密狀態(tài)，無層理，含貝殼，屬中(偏低)壓縮性土。局部夾粉質(zhì)黏土透鏡體。第三亞層，淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土（地層編號(hào)⑥2）：厚度一般為6.70～10.30m，呈灰色，流塑狀態(tài)為主，有層理，含貝殼，屬高壓縮性土。局部夾黏土、淤泥質(zhì)黏土透鏡體。因淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土物理力學(xué)性質(zhì)相近，故剖面上統(tǒng)一按淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土表示。第四亞層，粉質(zhì)黏土（地層編號(hào)⑥4）：厚度一般為4.70～6.00m，呈灰色，軟塑狀態(tài)，有層理，含貝殼，屬高壓縮性土。局部夾粉土、黏土透鏡體。本層土水平方向上土質(zhì)尚均勻，分布尚穩(wěn)定。頂進(jìn)示意典型土層剖面圖頂進(jìn)示意依據(jù)參考勘察報(bào)告，具體場(chǎng)地土層參數(shù)如下表：土層物理力學(xué)性質(zhì)統(tǒng)計(jì)表土層厚度1（m）厚度2（m）w(%)r(kN/m3)IpILc(kPa)(°)c’(kPa)’(°)1-1雜填1.51.2（18.0）（8.00）（6.00）1-2素填1.11.934.518.418.10.71（8.00）（6.00）（10.00）（8.00）6-1粉質(zhì)黏土1.2/31.518.813.40.9410.2314.9011.8715.126-1t粉土1.83.424.619.88.40.637.0427.827.9128.806-2淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土0.93.9241.818.215.41.146.624.5411.149.51注：（1）土層厚度1為勘探孔#D4（工作井）、土層厚度2為勘探孔#D2（接收井）。（2）剪切指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)值，其余指標(biāo)均為平均值,括號(hào)中為經(jīng)驗(yàn)值。1.4.2水文地質(zhì)條件：勘察期間測(cè)得場(chǎng)地地下潛水水位如下：初見水位埋深1.20～1.50m，相當(dāng)于標(biāo)高1.65～1.31m。靜止水位埋深0.60～1.90m，相當(dāng)于標(biāo)高3.13～1.81m。擬建場(chǎng)地淺層地下水屬潛水類型，主要由大氣降水補(bǔ)給，以蒸發(fā)形式排泄，水位隨季節(jié)有所變化，年變幅一般為0.50～1.00m。根據(jù)勘察報(bào)告提供基坑深度影響范圍內(nèi)土層滲透系數(shù)及其滲透性評(píng)價(jià)如下表。地基土滲透系數(shù)表地層編號(hào)巖性垂直滲透系數(shù)KV(cm/s)水平滲透系數(shù)KH(cm/s)滲透性①2素填土1.00×10-71.00×10-7極微透水⑥1粉質(zhì)黏土1.50×10-63.00×10-6微透水⑥1t粉土5.03×10-56.68×10-5弱透水⑥2淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土1.77×10-65.58×10-6微透水⑥4粉質(zhì)黏土1.65×10-63.53×10-6微透水⑦粉質(zhì)黏土1.00×10-63.92×10-6微透水⑧1粉質(zhì)黏土1.63×10-68.62×10-6微透水1.4.3地基土承載力特征值：根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007－2011），結(jié)合《天津市巖土工程勘察規(guī)范》(DB/T29-247-2017)，按層位提供地基土承載力特征值fak如表1.5：地基土承載力特征值一覽表地層編號(hào)巖性fak(kPa)⑥1粉質(zhì)黏土90⑥1t粉土110⑥2淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土85⑥4粉質(zhì)黏土100⑦粉質(zhì)黏土130⑧1粉質(zhì)黏土140⑨1粉質(zhì)黏土150⑩1粉質(zhì)黏土1601.4.4不良地質(zhì)作用本場(chǎng)地位于天津市濱海新區(qū)，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，場(chǎng)地內(nèi)不良地質(zhì)作用主要為地面沉降及粉土輕微液化。該區(qū)域自1985～2016年以來累計(jì)沉降量為800～1200mm，2016年平均地面沉降量20～30mm，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意。場(chǎng)地埋深20.0m以上⑥1t層飽和粉土屬輕微液化土層，該場(chǎng)地屬輕微液化場(chǎng)地。管道設(shè)計(jì)及施工時(shí)應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范要求，采取相應(yīng)的抗液化措施。在本工程擬建場(chǎng)地范圍內(nèi)，除地面沉降及場(chǎng)地粉土輕微液化外，不存在其它影響擬建場(chǎng)地整體穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用。1.4.5特殊土本場(chǎng)地特殊性巖土為人工填土和軟土。人工填土層（Qml）之雜填土（地層編號(hào)①1）：厚度為0.50～3.20m，呈雜色，松散狀態(tài)，其中在8、27、30、37、39、40號(hào)孔附近缺失該層，分布不穩(wěn)定；素填土（地層編號(hào)①2）：厚度為1.10～5.30m，呈褐黃色，可塑狀態(tài)為主，黏土、粉質(zhì)黏土質(zhì)夾石子，屬高壓縮性土。人工填土填墊年限小于十年，設(shè)計(jì)及施工時(shí)應(yīng)考慮填土對(duì)本工程的不利影響。軟土主要為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土(⑥2)，流塑狀態(tài)為主，屬高壓縮性土，在地震情況下易產(chǎn)生軟土震陷，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意。1.4.6擬穿越地段地層適宜性分析與評(píng)價(jià)本次勘察深度范圍內(nèi)，揭露地層結(jié)構(gòu)主要為上覆人工填土、粉質(zhì)黏土、粉土。場(chǎng)地地基土基本豎向成層分布，總體各層土分布較穩(wěn)定，土質(zhì)較均勻。頂管段深度在自然地坪下6.00～8.50m左右，穿越土層以粉土(⑥1t)為主，局部為淤泥質(zhì)土。頂管施工較為順利，但位于潛水含水層中，含水較豐富，且粉土屬弱透水層，頂管施工時(shí)易產(chǎn)生漏水等現(xiàn)象，應(yīng)引起設(shè)計(jì)及施工注意。1.5、基坑工程的難點(diǎn)、重點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)經(jīng)對(duì)本工程圖紙資料的分析及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況，本工程沉井工程的難點(diǎn)、重點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)主要如下：1.5.1、本工程施工區(qū)域基坑位于濱保高速公路兩側(cè)，在沉井施工期間，文明施工和環(huán)保問題較為突出。土方施工中應(yīng)嚴(yán)格控制揚(yáng)塵的出現(xiàn)。1.5.2、土方開挖過程中，如何規(guī)劃好運(yùn)土臨時(shí)道路是保證土方運(yùn)輸順暢的重要保證措施。1.5.3、沉井施工關(guān)系到后續(xù)的頂管施工作業(yè)，因此應(yīng)合理的編制施工進(jìn)度計(jì)劃，全面考慮影響因素，科學(xué)組織，保證材料、機(jī)械及人員供應(yīng)，確保各分部分項(xiàng)工程質(zhì)量