陸域引水溝的基坑支護

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陸域引水溝的基坑支護

 

1工程概況   某濱海電廠位于北部灣某港口經濟開發區內,電廠規劃容量4×600MW機組,本期工程建設2臺600MW國產超臨界凝汽式燃煤機組,不堵死再擴建的條件。本工程采用擴大單元制直流循環冷卻水方案,循環冷卻水水源采用海水。循環水取水系統構筑物包括取水頭部、海域引水溝、聯絡井、陸域引水溝、循環水取水泵房(沉井)等。由于陸域引水溝需要現澆施工,基坑采用大開挖加灌注樁支護的方法。   2自然條件   2.1水文條件   2.1.1潮位特征性   廠址海區各潮位特征值見表1。   2.1.2設計潮位   設計高潮位:2.82m   設計低潮位:-1.46m1%   高潮位:4.16m2%   高潮位:3.99m   2.2工程地質條件   廠址區域為圍海吹填海砂形成,經吹砂填海后,廠區現有地面高程為2.12~4.49m,廠區最終回填平整后頂標高為4.70m。陸域引水溝區域各層土質自上而下為:素填土、吹填砂、粉細砂、淤泥質土、粉質粘土、粉細砂、中粗砂、礫砂、圓礫、粘土、粉砂質泥巖、砂巖、粉砂質泥巖。土層上部以含淤泥的粉細砂及含粉細砂的淤泥質土為主,向下淤泥含量逐漸減少,沉積顆粒逐漸加粗,至下部為中粗砂,底部偶見石英礫石,整體上反映了上細下粗的海相沉積的韻律特征。   3基坑方案   3.1陸域引水溝的布置   陸域引水溝設計每孔凈尺寸為2×(3.50m×3.50m)的雙孔鋼筋混凝土溝道,靠近泵房側由雙孔改為4孔,引水溝道在聯絡井處底板頂標高為-8.00m,泵房處底板頂標高為-8.85m。陸域引水溝平面布置如圖1。   3.2基坑方案   由于場地條件受限,現澆施工陸域引水溝如采用全斷面放坡大開挖方案已無條件,因此需采用基坑下部支護,基坑上部采用自然放坡開挖方案,下部支護采用鉆孔灌注樁加內支撐?;由疃?3.0~13.5m??紤]在吹填砂區域,大開挖深度不宜過深,且受施工作業面的限制,自地面高程4.00m,開挖至-3.00m,邊坡系數為1:2,在0.00m的高程設一3m寬的馬道,同時兼做施工便道。鉆孔灌注樁圍護墻是排樁式中應用最多的一種,在我國得到廣泛的應用。其多用于坑深7~15m的基坑工程。鉆孔灌注樁支護墻體的特點有:施工時無振動、無噪音等環境公害,無擠土現象,對周圍環境影響小,墻身強度高,剛度大,支護穩定性好,變形小的特點,特別是在高水位軟粘土質、吹填砂地區,在灌注樁間隙采取旋噴樁等施工措施可以較好地解決止水問題。因此,結合本工程實際情況,決定采用鉆孔灌注樁加內支撐的方式。   3.3基坑支護布置   在靠近循環水泵房側的分叉溝道處的基坑周圍,采用單排Φ1000mm的鉆孔灌注樁,樁中心距1.2m,其余直溝段采用單排Φ800mm的鉆孔灌注樁,樁中心距1.0m。灌注樁樁端要求嵌入基坑底不小于5.0m,且Φ800mm的樁嵌入強風化巖層不小于2.0m,Φ1000mm的樁嵌入強風化巖層不小于3.0m。由于支護部分土層多為吹填砂、淤泥質土,土體內摩擦角度較小,從而產生的土側壓力較大,懸臂結構的樁身尚不能抵抗土側壓力,因此考慮架設內支撐,內支撐體系由冠梁、縱梁、橫梁、斜撐和鋼管支撐組成?;訕段徊贾萌鐖D2。   3.4內支撐布置   沿灌注樁中心線,在樁頂處澆注一道鋼筋混凝土(C30)冠梁,斷面尺寸為1200×800mm(寬×高),每20m設一道50mm的伸縮縫;靠近聯絡井側基坑及雙孔引水溝基坑內支撐材料采用D325×14的鋼管,每5m設一道,在冠梁伸縮縫兩側均需設鋼管支撐;靠近循環水泵房側基坑內支撐材料橫梁、斜撐采用600×600mm鋼筋混凝土梁,縱梁采用600×800mm的鋼筋混凝土梁。為減少縱橫梁的計算長度,在圖2所示縱橫梁交點的Z1、Z2、Z3、Z4處預設灌注樁作為豎向支撐。直段引水溝橫斷面見圖3。   3.5穩定性分析   確定灌注樁加內支撐的支護方式后,采用圓弧滑動法對邊坡進行整體穩定性分析計算,根據上述護壁樁及支撐的布置方式,經過理正巖土計算軟件計算,該基坑邊坡的抗滑、抗傾覆、抗隆起及抗管涌穩定安全系數均滿足規范要求。   3.6基坑止水及降水   由于臨近海邊,地下水位受海洋潮位影響很大,且周邊土質的透水性較強,因此基坑降水和止水是一大關鍵問題。本基坑止水方案采用灌注樁加旋噴樁止水,降水采用基坑外井點降水和基坑內臨時抽水的方式。在每兩根Φ800(Φ1000)mm灌注樁之間,設一高壓旋噴樁用于形成止水帷幕;旋噴樁樁頂標高同灌注樁,樁底要求進入強風化巖不小于500mm;旋噴樁樁徑500mm,旋噴樁漿液采用強度等級42.5MPa水泥,水灰比取0.9~1.0。灌注樁與旋噴樁位置關系如圖4所示。在基坑兩側,沿引水溝方向每5m設一座降水管井,井深12m(4.00~-8.0m),降水高度10m。同時在基坑底部適當設置少量降水井,為加快基坑開挖創造有利條件。由于部分樁位施工時有些許偏差,在基坑開挖時,有少部分水滲進基坑,通過臨時抽水便可將基坑底部的水抽出,保證陸域引水溝能完全干作業施工。   3.7變形觀測   在基坑四周樁頂設置10個水平位移及沉降觀測點,具體位置根據現場情況均勻布置,由具備相關資質的單位進行檢測。各觀測點在基坑開挖前測得初始值,且連續兩次結果穩定。自基坑開始開挖前,至基坑回填前,每2天觀測一次,回填期間每周一次?;幼冃螆缶禐椋核轿灰苹虺两挡粦^30mm,位移速率不大于3mm/d。  #p#分頁標題#e# 3.8基坑維護采取如下措施   在基坑中部設有集水坑,以便將基坑內滲出的水及時收集并通過水泵排出?;涌涌谙蛲?m范圍內嚴禁堆載,5~10m范圍堆載不超過15kPa,坑口四周設置防護欄。嚴禁向坑壁排水和浸泡基坑四周土體,避免地表水流入基坑。   在現澆施工引水溝時,嚴禁停斷抽水的電源,以防地下水位上升造成安全事故及重大損失,后續施工單位與基坑降水工作密切配合,確保安全,保證整個引水工程順利進行。不得在原支護條件下超挖,以防有可能導致基坑變形過大,甚至出現更大的險情,給工程帶來安全質量隱患。待冠梁強度達到設計要求的80%時方可進行鋼管支撐梁施工,在鋼管支撐梁位置進行溝槽開挖,土方開挖按組織方案施工,進行鋼管支撐梁定位、焊接。為使鋼管支撐梁安裝后保持整個支撐成為不變體系,根據軸力值在施焊前進行焊接試拉。焊縫應四周滿焊,鋼管支撐梁全部安裝完畢后,對冠梁進行了保護,運輸道路再回填,以保證鋼管支撐梁不易壓斷及撞擊混凝土冠梁。加強變形監測工作,必要時加密觀測點、增加觀測次數。   由于本基坑緊靠海岸,在基坑施工及引水溝施工過程中,須密切關注近海潮位變化給地下水位帶來的影響,保證干作業、安全施工。   4結語   在濱海吹填砂區域,基坑涉及到的問題較多,除了樁型的選擇,必要的結構穩定計算外,還需要考慮基坑降水(止水),使用中變形觀測以及基坑維護等等。本基坑經歷了數次臺風及大潮的考驗,根據已施工及使用情況,牢固可靠,降水效果好,樁位變形也都能滿足要求。本方案切實可行,且造價相對較低,大大地縮短了工期。本基坑的實施與應用,對于近海工程的基坑項目特別是電廠取水工程有一定的參考價值。

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