組合邊坡支護結構施工應用技術

胡國聯

湖北工業大學在職研究生 湖北黃石 435000

組合邊坡支護結構施工應用技術

胡國聯

湖北工業大學在職研究生 湖北黃石 435000

介紹了某選礦廠工程濃縮池、泵房及地下通廊基坑圍護結構的施工，闡述了組合邊坡支護結構在濃縮池、泵房及地下通廊基坑邊坡圍護結構中的施工應用。

組合支護 井點降水 井點布置 拉森鋼板樁 鋼圍檁支撐 維護結構

常規的邊坡維護技術常采用井點降水技術、混凝土抹面護坡技術、混凝土旋噴樁和地下連續墻等支護結構中的1～2種結構做為深大基坑的開挖支護結構，但在施工過程中，由于不同地質結構條件和周邊結構建筑物的限制，深大基坑的支護結構選擇和施工應用技術的完善性、可靠性和對周邊結構的地質影響作用成為深大基坑開挖支護結構選擇和組合應用的先決條件。我單位施工的某選礦廠工程濃縮池、泵房及地下通廊基坑圍護結構就是通過基坑開挖的綜合條件選擇了井點降水技術、混凝土抹面護坡技術和拉森鋼板樁支護技術這三項邊坡支護技術共同應用于該深大基坑的支撐圍護，具備施工過程安全可靠，施工進度快捷，施工方法明確簡單的施工特點，值得總結并形成技術成果，現將該工藝的施工應用情況予以介紹。

1 工程概況

該選礦廠工程濃縮池、泵房及地下通廊基坑結構濃縮池直徑60m，池心最深處13.71m，泵房底最深處為15.4m，二者通過地下通廊連接。根據地質報告，濃縮池結構地下水較為豐富，屬于潛水層，水位高度-2.5m，為保證基坑土方正常開挖和圍護樁順利施工，在土方開挖前一周打設31眼噴射型井點實施降水，井直徑300mm，深度25m，采用200Qj-32/5型高壓揚程泵作為降水主要機具，將水降至-15.9 m以下。根據土層性質及土層分布情況，開挖形式為自然地坪以下7m，分二級實施1∶1放坡開挖，坡壁采用C15素砼進行護坡增固，坡底砌設排水溝、集水井及時排放積水。在-7.6m施工碎石平臺并施工深12m的拉森鋼板樁，在鋼板樁基坑開挖時隨土方開挖進展布置三道圍檁支撐以增強圍護樁的鋼度。為確保拉森樁的止水效應，在分向連接處采90度角樁過渡保證圍樁的密閉性。待結構施工完畢并達到回填強度后拆除鋼板樁支護進行回填施工作業。

2 組合支護技術的施工工藝流程

該選礦廠工程濃縮池及附屬工程基坑開挖支護采用井點降水技術、混凝土抹面護坡技術和拉森鋼板樁支護技術這三項邊坡支護技術共同應用于該深大基坑的支撐圍護，主要施工工藝流程如下：

3 井點降水施工

3.1 井管埋深計算

井管埋設深度H：H≥H 1+h+iL+l(建筑施工計算手冊4-22)

h=0.5m—基坑中央最深挖掘面至降水曲線最高點的安全距離，機械開挖一般取0.5m；

i—降水曲線坡度，取i=1/10；

L=15.m—井管點中心距基坑中心的短邊距離；

l=7m—濾水管長度。

H≥21.4m+0.5m+15×1/10+7

故：H≥30.4m；鉆井深30.4-5.5=24.9m，取25m

3.2 基坑涌水量計算

根據現場實際情況，為簡化計算，采用無壓非完整井群井涌水量計算公式水量，涌水量計算公式為，根據現場數據計算，Q=41816m3。

3.3 井點降水管數量計算

3.3.1 單根井點降水管出水量計算

3.3.2 井點降水管總數量計算

3.3.3 井點降水管布置

（1）排水管道布置

排水管采用Φ100鋼管和Φ100橡塑管，在基坑邊采用鋼管，離基坑較遠則采用橡塑管。基坑排水通過排水管排至主集水井，再通過廠內主雨排水管線排至廠外明渠。布置形式見圖1。

（2）降水井施工布置

① 間距、孔深：降水井間距約為8.00m，管井孔深25m,沿基坑周邊布置。

② 孔徑：管井孔徑為300mm。

③ 井管：管井均下入內徑250mm的聚氯乙烯塑料管。

④ 濾料：在井管外圍填入直徑1～4mm的卵石濾料或3mm的石屑。

⑤ 抽降方法：沿四周的降水孔（可根據現場具體實際情況，為加速降水，先期可采用抽水，視降水效果后期可采用間斷性抽水）。

3.3.4 井點降水施工

（1）定位放線由測量人員負責，根據降水井平面圖測設各個降水井及觀測井位置，并用石灰做好記號。

（2）鉆機采用掏管機，鉆孔孔徑為600mm，孔深根據管井深度適當增加1～2m，為27m。首先根據在已標示的管井處挖井口，然后安裝護筒，再用吊車將鉆機就位，開始鉆孔，直至孔深達到設計要求。

（3）下井管：鉆孔完成后，應立即下井管，下管時要扶正，與井壁保持同心，不偏離，井管要下到位；井管下完后用結實物品，如紡織袋將井口封好，避免落入雜物，同時做好填卵、洗井安裝水泵抽水等后續工作。

4 基坑土方整體開挖施工

在第一次土方開挖前一周實施降水，井點降水將地下水位降至基底設計標高500mm以下時可進行基坑整體土方開挖，開挖方式為由泵房向濃縮池方向一次性開挖成型。并及時修坡，鋪設素砼，挖設排水溝。預備8m鋼板柱和彩條布防止塌陷，及時采取措施，基底開挖至-7.6m后鋪墊500厚碎石墊層平臺為后續拉森鋼板樁施工創造條件，與此同時開挖坑底排水溝和積水井，及時抽排坑底積水避免基底土體擾動。如果發現坡壁有不穩定現象，及時打設土釘和噴錨對坡壁進行增固。施工形式見圖2。

5 拉森鋼板樁施工

5.1 施工準備

（1）施工前配合測放出打樁的軸線，確定標高，辦好簽證手續。

（2）施工前必須平整好場地，開挖排水溝，做好地下障礙物的清理。

（3）樁機機組人員應檢查樁機運轉是否正常，所有線路、管線是否暢通。

（4）施工人員進入工地前應做好三級安全教育培訓工作。

（5）合理安排施工流程，保證施工機械設備及拉森樁進出道路的暢通。

5.2 拉森鋼板樁施工

5.2.1 機械手打、拔4#拉森樁（小齒口）施工工藝

（1）機械手（PC-400）沉樁時，先放下夾具，咬住鋼板樁，用挖機臂提升振動錘。使之豎直，插入土中；松開控制油泵。矯正鋼板樁的垂直度，鋼板樁垂直后，重新啟動控制油泵。夾緊鋼板樁。移動鋼板樁，放之樣樁位置。啟動振動錘，將樁振入至要求標高。

（2）拔樁時，在振動錘上掛一根保險絲蠅（5分），用機械手上的夾具咬好鋼板樁，啟動控制油泵，夾緊鋼板樁，啟動振動錘。拔至1m高時，用鋼絲蠅捆住鋼板樁并用卸扣鎖好鋼板樁。啟動振動錘，拔出鋼板樁，移至倒樁位置，松開夾具，慢慢放下鋼板樁。

5.3 鋼板樁內支撐的安裝和拆除

（1）鋼支撐布置在鋼板樁下－2.5m處，根據現場地板和墻板施工的具體情況，采用設置不同的鋼支撐。

（2）工作面挖出后，在圍護樁上用墨線彈出圍檁中心線標高，焊接圍檁支架。然后安裝圍檁。

（3）根據土方開挖段，及時配齊該開挖段所需的支撐及墊塊等件，并將鋼管裝配到設計長度，等待工作面挖出后進行安裝。鋼支撐采用HW 400×400×13×21型鋼制作。

（4）支撐安裝采用一臺履帶吊吊裝，為確保支撐做到軸心受力，根據實測支撐兩頭中心點位置，量出兩點實際下料長度制作拼接使用的鋼管。

（5）支撐焊接部位必須保證連接強度并做好觀測記錄和試驗檢驗，確保支撐構件整體受力強度滿足支撐要求和施工安全。

6 拉森鋼板樁內土方開挖

（1）拉森鋼板樁維護結構施工結束后，進行鋼板圍護樁內土方開挖，基底開挖至-10.5m，在開挖進尺的同時做好第一道、第二道圍檁安裝，安裝第一道支撐后對整體圍護鋼板樁實施監測，嚴格測定圍護樁的位移量，和變形情況，如出現變形和位移不能滿足支撐要求和強度則立即安裝第三道支撐以增加維護鋼板樁的整體強度。施工形式見圖3。

（2）待鋼板圍護樁內土方開挖至-10.5m，第一和第二道支撐施工完畢，支撐結構穩固，地下水涌滲量不明顯，具備施工條件時，最后開挖至設計基底標高，修坑采用小型挖機直接入坑開挖，坑內有少量積水時采取排水溝和積水井抽排，人工配合清底。基底達到設計標高且驗收合格后立即進行墊層和結構施工，避免基底土體受到擾動。施工形式見圖4。

7 基坑驗收

基坑土方開挖完成后，基坑圍護結束將工作面移交結構施工班組施工，按照設計及相關基坑圍護驗收規范，由建設方、設計方、監理和施工單位共同參與驗收合格后會簽資料存檔，對于正在運行井點降水實施連續運轉，保證達到降水要求，拉森鋼板樁圍護系統則密切觀測其位移和變形情況，如有局部區城產生過量變形或出現塌陷情況，應及時針對變形原因采取補救措施或增加結構支撐以確保基坑圍護結構穩固，創造施工工作面以利結構部分順利施工。

8 基坑圍護結構拆除和土方回填

（1）拉森鋼板樁第一層圍護待工作面內的結構達到回填要求強度后方可拆除，先拆除內支撐，再依順時針方向逐根拔出鋼板樁，拔出的鋼板順序運出基坑移至指定場地堆放整齊。

（2）基坑整體回填按照GB50202-2002《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》要求執行，回填壓實度和平整度要滿足設計要求。

（3）回填結束經驗收合格后可施工周邊附屬構、建筑物。

該選礦廠工程濃縮池、泵房及地下通廊基坑結構采用組合邊坡支護結構施工，施工過程明確且組織有序，能夠快速開展出施工工作面，充分發揮施工作業效率，通過網絡動態控制，隨時調整不合理的工序安排，保證流水施工的順暢，最終提前20d完成了基坑開挖的施工，該工藝具有基坑支護結構穩固，結構施工作業面充裕，基坑內作業安全可靠的特點，工程質量得到了業主、監理和設計院的一致好評，創造了良好的經濟和社會效益。

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1672-9323（2013）01-0084-03

2013-01-06）