晉豐二期造氣循環(huán)水基坑支護(hù)及地基處理方案

李高懷

1 工程概況

晉豐二期造氣循環(huán)水工程位于廠區(qū)中部主馬路東側(cè)，東鄰一期造氣沉淀池，西鄰一期管架，北側(cè)為一期氣柜，南側(cè)為備件庫(kù)，工程包括北沉淀池、南沉淀池、水池、泵房和冷卻塔;北沉淀池基坑擬挖9 m，在二期造氣沉淀池基坑開挖前未進(jìn)行有效的支護(hù)，直接開挖，致使在基坑開挖至7 m深時(shí)發(fā)生嚴(yán)重垮塌;南沉淀池、水池、泵房和冷卻塔基坑擬挖5 m;為保證基坑安全開挖和造氣循環(huán)水工程的安全施工及后期正常使用，保障既有構(gòu)筑物的正常使用，對(duì)造氣循環(huán)水基坑支護(hù)及地基處理工程進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。

2 地質(zhì)條件

根據(jù)二期勘察報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)踏勘可知，擬建造氣循環(huán)水工程地基坐落在一期填方區(qū)上，0 m～-8.5 m為雜填土，夾含大量石渣，-6.5 m～-8 m全部為石渣，推薦承載力標(biāo)準(zhǔn)值為50 kPa;-8.5 m～-11.8 m為回填強(qiáng)夯土，推薦承載力標(biāo)準(zhǔn)值為160 kPa;-11.8 m以下為風(fēng)化砂巖，推薦承載力標(biāo)準(zhǔn)值為200 kPa。

3 邊坡穩(wěn)定性及地基承載力分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，北沉淀池基坑由于人工切方，坡體內(nèi)巖土體初始應(yīng)力狀態(tài)改變，在坡腳附近出現(xiàn)剪應(yīng)力集中區(qū)，坡頂和坡面出現(xiàn)張應(yīng)力區(qū)，坡體應(yīng)力的變化直接引起邊坡的變形破壞，開挖過(guò)程中振動(dòng)影響，使坡面巖土體產(chǎn)生松動(dòng)滑塌，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行進(jìn)一步深挖，也影響到既有構(gòu)筑物的安全;南沉淀池、水池、泵房和冷卻塔基礎(chǔ)坐落于回填區(qū)，原地基承載力及變形量不能滿足要求;綜上需對(duì)基坑和回填地基進(jìn)行支護(hù)和處理。

4 設(shè)計(jì)依據(jù)

1)JGJ 79-2002，J 220-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范;2)GBJ 86-85錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范;3)JBJ 120-99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程;4)GB 50330-2002建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范;5)CECS 22∶90土層錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)程。

5 設(shè)計(jì)原則

設(shè)計(jì)原則是安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。

6 主要工程措施

1)東側(cè)、北側(cè)、西側(cè)支護(hù)用旋噴樁樁徑600 mm，樁距 0.5 m，東坡局部采用雙排樁，排距0.5 m，梅花形布置，樁體固化材料采用普通硅酸鹽32.5級(jí)水泥，灌灰量要求不得小于250 kg/m，樁底坐落于穩(wěn)定巖石上。2)南沉淀池、水池、泵房及冷卻塔地基處理用旋噴樁樁徑700 mm，樁距1.5 m，排距1.3 m，梅花形布置，樁體固化材料采用普通硅酸鹽32.5級(jí)水泥，灌灰量要求不得小于260 kg/m，樁底位于穩(wěn)定巖石上。3)錨桿鉆孔孔徑150 mm，傾角為15°～20°，東側(cè)考慮避讓一期沉淀池，傾角可取大值;鉆孔采用0.5水灰比水泥漿灌注，錨桿孔兼作周圍松散回填巖土體的固結(jié)灌漿孔。4)噴射混凝土面層厚度為10 cm，配合比采用水泥∶碎石∶砂子=1∶2∶2，水泥采用普通硅酸鹽 32.5級(jí)水泥，鋼筋網(wǎng)采用φ 6.5 mm，鋼筋按200 mm×200 mm綁扎制作，掛1層網(wǎng)，坡頂做0.5 m護(hù)頂，網(wǎng)片在坡頂上翻0.5 m，頂部以通長(zhǎng)φ 12 mm螺紋鋼做主筋并用1 m間距0.5 m長(zhǎng)的短土釘固定;錨桿墊板規(guī)格為250 mm×250 mm×8 mm，錨桿加強(qiáng)筋為雙向φ 12 mm螺紋鋼，橫向?yàn)橥ń?，縱向長(zhǎng)0.5 m。

7 施工順序

東坡旋噴樁→西坡錨噴→北坡旋噴樁→東坡錨噴→南沉淀池旋噴樁→水池旋噴樁→泵房旋噴樁→冷卻塔旋噴樁，現(xiàn)場(chǎng)在保證基坑邊坡穩(wěn)定的情況下根據(jù)施工總體安排進(jìn)行支護(hù)施工及樁基施工。1)邊坡錨固工程施工原則要求按照錨孔鉆造、錨桿制安、錨孔灌漿、網(wǎng)片制安、噴射混凝土和錨桿張拉鎖定等工序依次進(jìn)行，各工序在保證主要施工順序和工藝要求條件下，可以統(tǒng)籌安排，以加快施工進(jìn)度。2)旋噴樁主要施工工序?yàn)闄C(jī)具就位、貫入噴射管、噴射注漿、拔管和沖洗。

8 施工要求

8.1 總體要求

1)基坑開挖應(yīng)在上部支護(hù)工程達(dá)到強(qiáng)度要求后方可進(jìn)行，并應(yīng)分層分段開挖，每次開挖深度不得大于4 m，以防支護(hù)工程強(qiáng)度未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度前或在零星施工中遭到破壞不便于下一循環(huán)施工。2)施工中加強(qiáng)工地巡視，備有應(yīng)急措施，確保施工安全。3)各項(xiàng)工程必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工，遵循相應(yīng)規(guī)范，確保施工質(zhì)量。

8.2 旋噴樁施工

1)施工前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和地下埋設(shè)物的位置情況，復(fù)核設(shè)計(jì)孔位，偏差不得超過(guò)±5 cm。2)技術(shù)參數(shù):旋噴壓力:20 MPa～24 MPa;旋轉(zhuǎn)速度:20 r/min～22 r/min;提升速度:20 cm/min～30 cm/min;漿液水灰比1∶1。施工時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)調(diào)整工藝參數(shù)。3)旋噴樁施工時(shí)必須采用間隔跳打的方式施工。4)當(dāng)噴射管貫入土中，噴嘴達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，即可按旋噴工藝要求提升噴射管，旋轉(zhuǎn)噴射成樁。5)噴射管分段提升的搭接長(zhǎng)度不得小于100 mm。6)在高壓噴射注漿過(guò)程中出現(xiàn)壓力驟然下降、上升或冒漿異常時(shí)，應(yīng)查明原因并及時(shí)采取措施。7)旋噴過(guò)程中做到“不返漿不提升”，保證將回填土石方固結(jié)密實(shí)。8)承載樁在成樁后必須進(jìn)行樁頭回灌。

8.3 預(yù)應(yīng)力錨桿施工

1)錨桿孔位測(cè)放應(yīng)準(zhǔn)確，偏差不得超過(guò)±5 cm。2)成孔采用干鉆施作，嚴(yán)禁用水鉆進(jìn)，以防錨桿施工導(dǎo)致邊坡工程地質(zhì)條件惡化。3)自由段抹涂黃油，套聚乙烯管，且端部綁扎。4)錨桿孔設(shè)計(jì)孔徑150 mm，鉆孔完成后必須用高壓風(fēng)(風(fēng)壓大于 0.4 MPa)進(jìn)行清孔，以免降低水泥砂漿與孔壁的粘結(jié)強(qiáng)度。5)錨桿用φ 25 mm螺紋鋼焊接而成，鋼筋必須由正規(guī)廠家生產(chǎn)，符合規(guī)范要求。6)錨桿注漿采用從孔底到孔口返漿式注漿，注漿壓力0.3 MPa～0.5 MPa，在漿液未完全固化前不得拉拔和移動(dòng)錨桿。7)錨桿鎖定拉力為50 kN。

8.4 錨桿施工

1)錨桿孔位測(cè)放應(yīng)準(zhǔn)確，偏差不得超過(guò)±5 cm。當(dāng)成孔過(guò)程中遇有障礙需調(diào)整孔位時(shí)，不得損害支護(hù)原定的安全程度。2)成孔采用干鉆施作，嚴(yán)禁用水鉆進(jìn)，以防錨桿施工導(dǎo)致邊坡工程地質(zhì)條件惡化。3)錨桿成孔孔徑150 mm，鉆孔完成后必須用高壓風(fēng)進(jìn)行清孔，以免降低水泥砂漿與孔壁的粘結(jié)強(qiáng)度。4)錨桿用φ 25 mm螺紋鋼焊接而成，鋼筋必須由正規(guī)廠家生產(chǎn)，符合規(guī)范要求。5)錨桿注漿應(yīng)采用從孔底到孔口返漿式注漿，注漿壓力0.3 MPa～0.5 MPa，在漿液未完全固化前不得移動(dòng)錨桿。

8.5 掛網(wǎng)噴漿施工

1)在噴射混凝土前，面層內(nèi)的鋼筋應(yīng)牢牢固定在邊壁上，并符合規(guī)定的保護(hù)層厚度要求。鋼筋網(wǎng)片可用插入土中的錨桿固定，在混凝土噴射下應(yīng)不出現(xiàn)振動(dòng)。2)噴射混凝土?xí)r，射距宜在0.8 m～1.5 m的范圍內(nèi)，并從底部逐漸向上部噴射。射流方向應(yīng)垂直指向噴射面，但在鋼筋部位，應(yīng)先噴填鋼筋前方，防止在鋼筋背面出現(xiàn)空隙。3)水壓應(yīng)高于風(fēng)壓100 kPa～150 kPa，噴射手應(yīng)根據(jù)噴射效果及時(shí)調(diào)整水灰比，噴射混凝土的粗骨料最大粒徑不宜大于12 mm，噴射混凝土水灰比一般為0.35～0.45。4)噴射機(jī)的工作壓力，隨管路長(zhǎng)度不同而不同，當(dāng)管路長(zhǎng) 20 m時(shí)，壓力控制在150 kPa左右，以后管路每增加1 m，壓力相應(yīng)增加 20 kPa～30 kPa。5)噴射混凝土厚度要均勻，勿使鋼筋網(wǎng)及錨桿或錨桿頭外露。6)噴射混凝土完成后應(yīng)至少養(yǎng)護(hù)7 d，可根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件，采取連續(xù)噴水、織物覆蓋澆水或噴涂養(yǎng)護(hù)劑等養(yǎng)護(hù)方法。

9 其他

1)本設(shè)計(jì)方案是建立在現(xiàn)場(chǎng)踏勘和二期勘察報(bào)告的基礎(chǔ)上，由于地質(zhì)情況的復(fù)雜和資料的局限，因而病害治理設(shè)計(jì)應(yīng)是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，在施工過(guò)程中視情況實(shí)施動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)是必須的。2)本工程為二期工程，在施工過(guò)程中難免受既有建筑物的影響，如遇此類情況可在保證邊坡安全性的前提下作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

[1] 李宇升.基坑工程地下水回灌研究[J].山西建筑，2008，34(20):131-132.