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填海造陆区基坑支护设计_周若云.pdf
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1、223填海造陆区基坑支护设计周若云1林永庆21.湖南水利水电职业技术学院湖南长沙4101312.大连市市政设计研究院有限责任公司辽宁大连116000摘 要:某沿海地区机场的工作地道基坑工程位于填海造陆区域,北通道基坑开挖深度内存在尚未完成自重固结的吹填砂与欠固结淤泥层,通过分析场地工程地质条件等因素对常用的支护结构设计方案进行选型,并对软土层进行地基处理,确定了主体段采用 SMW 工法桩+混凝土支撑+钢支撑的形式,开挖较深段落采用钢筋混凝土桩+混凝土支撑+钢支撑的形式,并说明了结构设计要点、施工要点和施工工序,对类似项目具有一定的借鉴参考意义。关键词:基坑支护;吹填砂;SMW 工法桩DOI:1
2、0.19569/119313/tu.202318075填海造陆地区往往采用吹填土成陆的方式,且开挖范围内存在一定厚度的软土层,基坑设计一般需进行地基处理和基坑支护综合设计1,此类地区可供参考的基坑支护方案有钢筋混凝土灌注咬合桩+混凝土支撑2,高压旋喷桩、复合土钉墙结合深井降水支护3等;结合地基处理的支护综合设计有搅拌桩处理地基后实施桩锚、放坡+重力式挡墙、双排桩支护4,真空预压后实施多级放坡+水泥搅拌桩重力式挡墙支护5等。本文以沿海地区某机场的北通道基坑工程支护设计为例,探讨填海造陆地区基坑支护综合设计方案选型、结构设计要点和施工等问题。1 工程概况本项目位于某机场西进场路航站区,项目为用于连
3、接空港工作区与机场航站区之间的北工作地道,总体呈东西走向,道路等级为城市支路。北通道基坑工程长约748m,宽约23.4m,主体结构形式为挡墙+U型槽+框架结构+U型槽+挡墙。基坑深度主体约9.511.0m,局部泵房段可达15m。基坑主体安全等级为三级,局部泵房段为一级。基坑范围内土层以吹填砂、残积砂质黏性土为主,中间夹有一层13m厚砂混淤泥层,依据该机场填海造陆要求,吹填砂需进行专门地基处理,以消除饱和砂土液化影响。地下水位稍高,项目周边无地下管线,附近无重要建筑物。2 场地工程地质条件2.1 地层岩性根据本次勘察钻探取样鉴别、原位测试及室内相关试验结果,将拟建场地勘察深度范围内地基岩土层按时
4、代、成因等自上而下分层如下:吹填砂1、吹填砂2;中细砂1、淤泥3;粉质黏土;残积砂质黏性土;全风化花岗岩、散体状强风化花岗岩1、碎裂状强风化花岗岩2、中风化花岗岩,主要压缩土层的特征描述见表1。土层名称地层厚度(m)(kN/m3)c(kPa)()特征描述吹填砂11.0010.2018.31水上 32.6水下 27.3成分主要由中粗粒石英颗粒、贝壳等回填而成,粘粒含量约 10%-20%,以中粗砂颗粒为主,均匀性差,硬杂质含量5%,颗粒级配较差,磨圆度较差,呈次棱角状,未见明显湿陷性吹填砂24.9016.7018.51水上 32.4水下 27.1中细砂10.804.5018.53水上 31.6水下
5、 28.2主要由石英颗粒组成,含泥量约 20%30%,颗粒级配较好,磨圆度一般,呈次棱角状砂混淤泥20.706.1018.15水上 32.7水下 28.2主要由石英颗粒、贝壳组成,粘粒含量约 20%40%,,具腥臭味,颗粒级配较差,磨圆度较差,呈次棱角状淤泥20.806.7016.211.22.9成分主要为粘、粉粒组成,无侧限抗压强度原状土=14.3 19.6kPa,属于中灵敏度地基土粉质黏土0.7016.8017.82917.6成分主要由粘、粉粒组成,土质不均匀,石英砂粒含量约 5%10%,干强度中等,韧性中等2.2 不良地质现象场地表层存在厚度较厚的填土层吹填砂1、吹填砂2,吹填砂1属于新
6、近回填土,未完成自重固结,地震液化较为严重,在后期可能引起大范围的地面沉降问题,故上部的吹填砂应进行地基加固处理,以能满足交地标准。表1 主要压缩土层的特征吹填砂2已进行初步地基加固处理,稳定性较好;在场地下部局部地段存在淤泥3,属于欠固结软土。2.3 地下水类型与赋存条件根据钻探揭露,场地地下水主要赋存和运移于填砂土木工程224层(吹填砂1、吹填砂2)的中下部;中细砂1、砂混淤泥2、残积土、全风化、强风化(散体状)岩的孔隙、网状裂隙及强风化(碎裂状)岩、中风化岩的岩体裂隙中。3 基坑支护方案3.1 方案比选本项目特点主要有以下3方面:(1)挖深较大:本基坑大部分段落开挖深度不大于10m,局部
7、泵房段开挖深度约15m。(2)地层特殊:根据地勘资料可知,本基坑开挖范围内属于填海造陆区,地层岩性主要为吹填砂1、吹填砂2、中细砂1、砂混淤泥2、淤泥3,其中吹填砂1尚未完成自重固结,超孔水压消散未完全,对施工成桩效果和支护结构侧压力有影响,而砂混淤泥2和淤泥3需要预先进行地基处理以减小工后沉降和提高坑底土体强度。(3)周边环境较简单:据现场调查可知,基坑周边2H范围内不存在受控制的构筑物、管线。考虑支护结构的适用条件、周边环境要求、施工速度、养护时间及造价等因素,比选了水泥土搅拌桩重力式挡墙、SMW工法桩支撑、灌注桩+支撑、地下连续墙支撑共4种方案如表2所示。根据以上因素,综合考虑节约基坑支
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