深基坑维护施工教学内容.doc

机场高速污水总管

（南六公路—远东大道）

深基坑围护施工方案

上海建工桥隧筑港工程有限公司
机场高速污水总管（南六公路—远东大道）
项目经理部
2007年12月30日

一、 工程概述
机场高速污水总管工程（南六公路—远东大道）位于南汇区六灶镇和祝桥二镇，由42座SMW工法井和42段Φ1650—Φ2000混凝土“F”型钢承口顶管组成，其中26#--27#顶管中间有一座400M2的矩形沉井。
工法井开挖深度为5.5M至9.92M不等，底板标高由-1.700M只-6.220M不等，地面标高大约在+3.5M左右，大部分井位处于与周祝公路平行的农田、民宅中。与机场高速公路红线相距2.8M，施工环境不太理想，42座工法井中顶管工作井平面尺寸为8000×4500MM2；圆形工作井R=8000MM，接收井平面尺寸为5500×4000MM2；圆形接收井R=5600MM，搅拌桩桩深为16.25M至26.57M不等。

地质情况如下表：
土层层号
土层
名称
厚度（m）
层底标高（m）
参透系数
KV / KH
(10-7cm/s）
土层描述及其他
①1
填土
0.2～0.74
2.70
4.17～3.34
1.24

以粘性土为主，夹植物根茎及少量碎砖、石子，土质松散
②2
浜土
0.30～0.87
1.70
1.98～0.60
-0.82

灰黑色淤泥质土，夹腐植物，具臭味
②
褐黄色粉质粘土
0.30～2.12
2.90
1.97～1.23
0.16
1.25/1.80
含氧化铁锈斑及铁锰质结核，稍显光滑、高干强度、高韧性
③
灰色淤泥质粉质粘土
0.30～2.93
7.40
1.02～-3.16
-6.64
1.38/1.97
含云母，夹薄层粘质粉土或粉砂团块，土质不均，稍显光滑、中等干强度、中等韧性
③夹
灰色砂质粉土
0.50～1.80
3.60
-0.46～-1.64
-3.00
3690/5060
含云母，夹薄层粘性土，土质不均匀，摇震反映迅速、低干强度、低韧性
④
灰色淤泥粘土
7.20～8.84
10.80
-13.00～-14.27
-15.62
1.09/1.6
含云母、有机质，夹粉土、粉砂团块，下部夹少量贝壳碎屑，土质尚均匀，光滑、高干强度、高韧性
⑤1
灰色
粘土
5.30～6.72
8.80
-19.58～-20.86
-23.08
1.21/1.84
含云母、有机质，夹粉土、粉砂团块，下含泥钙质结核、半腐植物根茎，土质尚均匀，光滑、高干强度、高韧性
⑤3
灰色粉质粘土
1.10～2.63
4.50
-24.01～-24.50
-25.45

含云母、有机质，夹薄层粉土或粉砂，稍显光滑、高干强度、高韧性
⑥
暗绿色质粘土
2.30～3.49
5.00
-22.87～-24.52
-24.61

含铁锰质结核、铁锈斑点，土质较好，光滑、高干强度、高韧性，下部渐变为草黄色
⑦
草黄色粘质粉土
未钻穿
未钻穿

含氧化铁条纹、云母，夹薄层粘性土，土质欠均匀，摇震反应迅速、低干强度、低韧性
二、 施工方案
（一）、桩长20M以内的施工方案
1、挖去表层土，使桩长实际为18M左右，采用比较轻巧、灵活的二轴机双排Φ700MM成桩，成桩后截面宽度为1200MM，大于原三轴机的650MM宽度，采用425#新鲜普通硅酸盐水泥，水泥掺量13%，水灰比0.5，搅拌桩双头搭接200MM，并按照室内水泥土抗压强度试验测定水泥土试件的抗压强度，以确定和校核水泥土配合比，28天龄期的水泥土抗压强度不小于1000Kpa。
2、具体做法
开挖导沟 钻机定位（用经纬仪校核垂直度） 搅拌机拌浆 搅拌桩二喷三搅施工 固定H型钢插入的定位设备 将涂刷过隔离剂的H型钢就位 用45KW振动锤插入H型钢 施工下一根桩，直至结束。
3、质量保证措施：
1）、钻机就位要垂直，用经纬仪多次校核，开钻后，中途校核不少于2次。
2）、搅拌桩的搭接及施工设备的垂直度补救是依靠重复套钻来完成的，所以复钻要认真，仍然要用经纬仪校核。
3）、水泥搅拌桩在下沉和提升过程中注入水泥浆液，严格控制下沉和提升速度，下沉速度为1M/Min，提升速度为2 M/Min。
4）、H型钢插入
（1）、水泥搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H型钢。需拔出的H型钢应预涂减摩剂，以便主体结构完成后拔出回收。
（2）、起吊前在距H型钢顶端0.2M处开一个中心孔，孔径约4CM，装好钓具和固定钩，然后用25T吊机起吊H型钢，必须保持垂直。
（3）、在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡固定，定位卡必须牢固、水平，然后将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡利用振动锤垂直插入水泥搅拌桩体内，至设计标高，用线锤或经纬仪控制垂直度，垂直度应小于3%。
（4）、当H型钢插放到设计标高时，用Φ8吊筋将H型钢固定。溢出的水泥土必须进行处理，控制到一定标高，以便进行下道工序施工。
（5）、待水泥土搅拌桩硬化到一定程度后，将吊筋与槽沟定位型钢撤除。
（6）、H型钢均可在内部结构浇筑完毕并覆土后予以拔除。主要拔除设备有1台100T液压千斤顶，1台液压油泵，1台25T吊车以及自制顶升夹具装置等。液压千斤顶冲程1M，对H型钢进行反复顶升，直到可用吊车将H型钢吊出。H型钢拔出后留下的空隙采用水泥浆回填。
以上为SMW工法的施工方案，这只是深基坑工程的一个围护组成部分，开挖和底板又是深基坑的另两个重要组成部分。
4、按设计意图，本工程开挖是采取逆作法施工，并且在开挖前对坑底土体进行注浆加固，并采用井点进行预降水，降水深度应达到底板以下1M以上。
1）、降水处理如下：
设双层井点，第一层井点设置在底板口上，地面下深度不大于6M，第二层井点打入底板下1M，第二层井点要选用大功率真空泵在土体开挖到一定深度后启用。
2）、注浆法施工要求：
本工程地基软土层较厚，进水井和顶管工作接收井下基底需进行注浆处理，具体做法如下：
（1）、注浆形式为劈裂注浆，注浆孔间距为1.2M，梅花形布置，注浆压力0.2Mpa—0.3Mpa，浆液注入率15%，注浆流量为7—10L/Min。
（2）、注浆浆液为水泥浆，水泥采用32.5普硅水泥，施工时水泥出厂期不得超过2个月，浆液水灰比取0.50，浆液初凝时间为1—2H。
（3）、浆液内添加剂为：A、减水剂（木质素）掺量为水泥用量0.5%；B、凝固剂（水玻璃）用量应通过试验确定，一般为水泥用量的0.5%--3%。
（4）、为降低成本并增加浆液的触变性能，可用磨细粉煤灰部分代替水泥，掺入量应通过试验确定，一般为水泥重量的20%--30%。
（二）、桩长超过20M的施工方案
1、搅拌桩采用三轴机，成桩直径为Φ650，搭接200MM，采用32.5级新鲜普硅水泥，水泥掺入比为20%，水灰比为1.5—2，深层搅拌桩28天无侧限抗压强度q28＞1.0Mpa，渗透系数不应大于10-7CM/S。
2、插入深层搅拌桩内的H型钢采用HM500×300×10×20型钢，H型钢插入深层搅拌桩前表面应涂刷减摩剂，与围檩间采用泡塑板隔离，覆土完成后拔出，边拔边注浆充填，顶管进出洞口时，只可切断H型钢，不可将型钢拔出。
3、基坑开挖前，应采用压密注浆对坑底土体进行加固处理，并采用内井点进行预降水，降水深度应达到底板以下1M以上。
在开挖到第一道围檩中心线以下300MM时浇筑顶部钢筋混凝土围檩，待围檩混凝土强度大于80%后可继续开挖，在开挖到第二、三道围檩中心线以下300MM前架设第二、三道钢围檩及钢斜撑或浇筑钢筋混凝土围檩。
基坑开挖到设计标高后，应于4小时内浇筑素混凝土垫层，并在48小时内浇筑顶管坑底板。
4、基坑开挖过程中如发现围护结构有渗漏，必须及时封堵。
5、为保证基坑周边已有建筑物或地下管线的安全和施工的顺利进行，应对施工全过程进行监测，主要监测内容为围护结构的侧向变形和被保护对象的位移。如发现基坑的侧向变形增加较快，或基坑底部有隆起现象时，必须立即停止开挖，并及时回填土。待找出原因并采取加固措施后方可继续开挖。
6、同样在开挖前预降水应在底板以下1M以上。采用双层井点施工，底板以下3M采用注浆加固。
（三）、本工程的特点、难点和分析对策
Ⅰ、特点：
1.作为这高速公路的污水总管是顺着高速公路红线外侧2.8米的位置铺设污水总管，所以必须走在高速公路的前面施工。如图：
高速公路轴线
高速公路红线（边线）
井位
顶管轴线

否则无法施工，现在高速公路施工已经起步，工期压力很大。
2.本标段6公里顶管（1#—30#）沿线在六灶、祝桥二镇七村的村落和农田中施工，要穿越严桥港、新兴二队河、夹行港、徐家典当河等十几条河浜，没有施工道路，全线铺设便道施工；不少井位靠近河浜很近，还有不少鱼塘井位要移开，所以施工场地很小，道路的借地工作也很困难，大型设备无法进场，给施工带来不便。
Ⅱ、难点:
1.有的井离河浜太近，又没有地方移位，井体开挖后井型稳定和抗渗，底板稳定和不隆起都是很关键的难点。
2.地基加固后，坑内降水很困难。
3.因为有的井离河太近，底板的抗渗很困难。
Ⅱ、对策：
1. 严格按设计要求把好开挖时逆作法的要求，具体有这么几条：
①严格按设计标高挖土，接近底标高1米左右，坚决人工开挖，不准超深。
②圈梁、围檩、支撑按顺序和要求施工（并在支撑加千斤顶等措施）。
③对底板渗漏比较严重的井，要求做导滤层，集水井的方法封底。
④个别井，井点降水困难，采用管井式、喷射井点降水。
⑤尽量使用较灵巧的机械施工。

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2007年12月30日