引水泵站工程的深基坑支护设计.docx

xx引水泵站工程的深基坑支护设计
笔者结合工程实例，说明了钻孔桩处理深基坑支护，能减少边坡开挖，缩短施工工期，减少基础工程投资。
1、引　言
　　用钻孔桩对泵站主厂房进行深基坑支护具有技术可靠，机具设备简单，操作技术易于掌握，施工简便等特点。本文结合工程实例，对于利用钻孔桩进行泵站深基坑支护的设计及施工工艺作一探讨，并对处理效果予以评述。
2、工程概况
　　xx引水泵站作为xx省xx市xx区xx工程的主要引水泵站，位于xx大堤石湾段8+030处。泵站由进水闸、进水涵、进水前池、泵房、出水渠等组成。泵站设计引水流量12m3/s，装设2台1400ZLB5.5-3.5型立式轴流泵，配315kw电动机，总装机容量630kw。
　　引水泵站位于市区，泵房两侧10～12m即为2～4层高的房屋，地面高程约4.20～4.70m，基坑底面高程为-4.80m，若全部采用自然放坡形式进行基坑开挖，则需要大量拆迁，既延长工期，又增加费用。根据实际地形及开挖基坑深度，决定考虑部分支护。需要支护的总长度为35.10m，主要为进水前池12.5m、主厂房段20m及出水渠段2.60m。
3、工程地质
　　根据工程地质勘察资料，场地地层自上而下分为：
　　⑴素填土：2.10～3.00m，灰色，由粉质粘土及少量河砂堆积而成，松散；
⑵粉质粘土：2.10～5.15m，浅黄色，含粉砂质，粘性较强，流塑～软塑；
⑶中细砂：1.55～4.90m，浅黄、灰色，含少量粉砂、细砂，局部夹粗砂薄层，石英质，饱和、松散；
⑷淤泥质粉质粘土：0.40～1.80m，灰黑色，含有机质，粘性较强，流塑；
⑸残积粉质粘土：1.30～2.50m，浅灰、浅黄色，由泥岩风化残积而成，可塑～硬塑状；
⑹泥岩：1.20～2.80m，紫红色，强风化，含粉砂质，胶结程度差，呈坚硬土状。

4、深基坑支护设计
　　4.1　基坑支护方案比较
根据地质勘察资料，对xx泵站的深基坑支护，参照以往的工程经验，我们采用三种方案进行比较：1、拆除周围房屋，基坑全部采用自然放坡，不进行支护；2、放坡＋钻孔桩挡墙＋支撑支护；3、放坡＋土钉墙支护。现将三种方案比较列表如下：

对三种方案进行综合分析、对比，方案二具有投资省、施工较容易、能加快施工进度及防渗效果好等优点，故决定采用方案二，即采用放坡＋钻孔桩挡墙＋支撑支护方案。
4.2　基坑支护方案计算
根据拟定的基坑支护方案，由于钻孔桩挡墙挡土高达6m左右，且地基上部为软弱的粉质粘土，经初步计算仅采用悬臂式的钻孔桩挡土，则钻孔桩桩径需在1.60m以上，但如采用钻孔桩上部加支撑的结构，则桩径仅1.0m即可，经济上是节省的，结构上是安全的。支护设计方案平面布置图见图1，支撑结构见图2。对基坑支护取三个典型断面，按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002 [S].）进行计算，计算成果见表4－2。
4.3　基坑支护方案设计
根据计算成果，深基坑支护方案设计如下：
⑴采用1:1.0边坡放坡至0.80m后，设2.0m宽的施工平台； 
⑵钻孔桩桩径1.0m，混凝土强度为C25，桩中心距0.98m，桩顶高程0.80m，桩底高程－14.00m，桩净长14.80m，座落于强风化粉砂岩或泥岩上。
⑶钻孔桩顶设宽×高为1.00×0.70m的冠梁，支撑梁支撑在冠梁上。
⑷支撑梁采用Φ600，壁厚8mm的钢管，支撑梁间距5m，共7根，在中部设工字钢支承柱及水平系梁，支承柱及水平系梁均采用Ⅰ25a工字钢。
⑸基坑开挖完成后，在基坑前后端各挖集水井，各配一台潜水泵抽水，以控制地下水位。
5、深基坑支护施工
5.1　施工顺序
钻孔桩――钻孔桩顶冠梁――基坑开挖至-2.00m――支撑梁施工――基坑开挖至设计高程-3.00～-5.10m。
5.2　工艺要求
⑴布孔：按设计要求进行布孔，要求布孔位置准确；
⑵必须确保设计桩长及进入持力层的深度；
⑶钻孔桩应采取跳钻法施工，在灌注混凝土24h后进行邻桩成孔施工；
⑷钢筋笼制作及安装：纵向钢筋的接口应优先采用焊接，接口必须按规范要求错开；纵横钢筋交接处应焊牢；钢筋笼外侧需设砼垫块，以　确保钢筋保护层；
⑸灌注砼时，应确保水下砼的质量；
⑹钻孔桩施工容许偏差：桩径D容许偏差为＋100，-40，桩垂直度偏差为小于0.5%；
⑺冠梁施工前，应将钻孔桩桩顶浮浆凿除清理干净，桩顶以上露出的钢筋长度应达到设计长度；
⑻支撑梁体系施工时，支撑梁、水平系梁、支承梁均应焊接牢固。
6、质量检测
　　按照有关规范要求，对已完成的深基坑支护进行了检测，分述如下：
⑴桩体直径及桩位偏差检验：在钻孔桩施工完成后，选择了5个点进行现场开挖，检查结果均符合设计要求，见表6－1。

⑵桩体砼强度检测：对达到龄期的桩体砼强度进行现场回弹检测，检查结果均符合设计要求。

⑶钻孔桩支护挡墙水平位移检测：在支护挡墙冠梁及房屋基础上每侧各设4个观测点，共4个观测点。在开挖前、支撑梁施工前、基坑开挖完成后及基坑回填土前各观测一次，观测结果均符合设计要求。
⑷支撑梁（Φ600钢管）轴力检测：在主厂房基坑整个开挖过程中，我们要求施工单位对7根支撑梁分阶段进行应力监测，掌握各支撑梁的应力和变化情况，做到信息化施工。监测表明，支撑梁轴力小于设计应力。

7、效果评价
　　从检验结果看，钻孔桩的直径均已达到设计要求。在基坑开挖和泵房下部结构施工过程中，钻孔桩挡墙位移、支撑梁轴力均符合设计要求，完全满足泵房下部结构施工需要。同时，由于钻孔桩中心距采用0.98m而不是1.00m，让相邻钻孔桩少许交叉，各钻孔桩之间无地下水渗漏，钻孔桩挡墙防渗效果显著。
8、结　语
　　通过上述工程实例介绍，在施工场地狭窄的市区，应用钻孔桩挡墙支撑支护进行开挖是切实可行的，在经济上也是合理的，既能达到良好的处理效果又能减少基础工程投资，加快工程施工进度。因此，该项技术具有广阔的应用前景，值得推介。但是，设计过程中应注意以下问题：
　　⑴认真计算钻孔桩的嵌固深度；
⑵计算钻孔桩的剪力及最大弯矩；
⑶适当分配支撑梁的轴力。