《S棚改項(xiàng)目中深基坑復(fù)合維護(hù)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究》4300字（論文）

S棚改項(xiàng)目中深基坑復(fù)合維護(hù)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究目錄TOC\o"1-2"\h\u82850前言 1126151工程概況 1321151.1基本概況 1248041.2場區(qū)地質(zhì)條件 2206462難點(diǎn)分析及方案優(yōu)化 375062.1周邊環(huán)境復(fù)雜 3258322.2施工場地狹小 3166452.3止水要求高 384502.4方案優(yōu)化 3156773關(guān)鍵技術(shù) 3103423.1SMC雙輪銑水泥土攪拌墻 325753.2施工工藝 450143.3質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)及保證措施 5255184應(yīng)用效果分析 512264.1無側(cè)限抗壓強(qiáng)度分析 699834.2止水效果分析 6170784.3監(jiān)測(cè)結(jié)果分析 628601參考文獻(xiàn) 7[摘要]針對(duì)緊鄰高層建筑群和地下水位高的深基坑對(duì)基坑邊坡穩(wěn)定和止水要求高的特點(diǎn)，以濟(jì)南某安置房深基坑支護(hù)工程為研究對(duì)象，通過對(duì)場地地質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，綜合考慮基坑周邊環(huán)境和地質(zhì)條件的復(fù)雜程度，兼顧基坑支護(hù)穩(wěn)定性、適用性、經(jīng)濟(jì)性，確定基坑復(fù)合維護(hù)結(jié)構(gòu)采用SMC雙輪銑水泥土攪拌墻施工工藝，有效解決了復(fù)雜環(huán)境下高層建筑深基坑支護(hù)施工難題，可為類似施工環(huán)境下深基坑復(fù)合維護(hù)結(jié)構(gòu)的施工提供參考。[關(guān)鍵字]復(fù)雜環(huán)境；復(fù)合維護(hù)結(jié)構(gòu)；深基坑；SMC雙輪銑水泥土攪拌墻0前言目前深基坑工程復(fù)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工有水泥土攪拌法、咬合樁法、地下連續(xù)墻法以及鋼板樁法等，其中水泥土攪拌法是最常用的一種施工方法。目前，水泥土攪拌法主要有三軸攪拌法、TRD攪拌法等。其中三軸水泥土攪拌樁機(jī)械設(shè)備安裝時(shí)間較長，需要的施工作業(yè)場地較大，水泥儲(chǔ)備量及用電量大，且在地下水位較高的碎石地質(zhì)中使用，施工效率較低，這在一定程度上影響和制約了其應(yīng)用，難以適應(yīng)地下空間開發(fā)對(duì)水泥土攪拌墻“深、快、強(qiáng)”的要求。而對(duì)于TRD工法等厚水泥土連續(xù)墻又存在著施工機(jī)械一次性投入大，維修費(fèi)用高，水泥摻和量大等難以解決的問題。為解決以上工法存在的問題，同時(shí)，保護(hù)水資源,滿足各種地下構(gòu)筑物的大深度開挖對(duì)支護(hù)和防滲的高要求。以濟(jì)南某安置房深基坑工程為研究對(duì)象，通過對(duì)場地地質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，綜合考慮基坑周邊環(huán)境和地質(zhì)條件的復(fù)雜程度，優(yōu)化確定基坑復(fù)合維護(hù)結(jié)構(gòu)采用SMC雙輪銑水泥土攪拌墻工藝，并取得了良好的綜合效益。1工程概況1.1基本概況SS片區(qū)棚戶區(qū)改造安置房建設(shè)項(xiàng)目地塊—東區(qū)（EPC）工程位于濟(jì)南市槐蔭區(qū)SS街南側(cè)、SS東街東側(cè)。包括4棟住宅樓及地下車庫。基坑形狀不規(guī)則，東西長約144.5m，南北寬約89.5m。開挖深度13.5m，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)。1.2場區(qū)地質(zhì)條件場區(qū)位于屬于山前沖洪積平原中下部，地層為第四系沖洪積成因的粘性土、碎石土，下伏中生代燕山期輝長巖風(fēng)化帶。根據(jù)勘察報(bào)告，土層分部情況見表1，工程地質(zhì)剖面圖見圖1：表1土層分部情況表編號(hào)地層名稱厚度/m土層狀態(tài)①雜填土0.50～10.50松散，稍濕①-1素填土0.80～3.50松散，稍濕，②黃土狀粉質(zhì)粘土0.70～2.50可塑～硬塑②-1碎石混粉質(zhì)黏土0.20～6.80松散，飽和③黃土狀粉質(zhì)黏土（飽和）0.20～5.00軟塑，局部可塑③-1碎石混粉質(zhì)黏土0.20～4.00松散～稍密④粉質(zhì)黏土3.70～9.00可塑，局部軟塑④-1碎石混粉質(zhì)黏土0.80～6.70松散～稍密，飽和⑤粉質(zhì)黏土4.90～13.80可塑，局部硬塑⑤-1碎石混粉質(zhì)黏土0.50～4.70稍密，飽和⑥殘積土1.40～14.30可塑～硬塑圖1工程地質(zhì)剖面圖2難點(diǎn)分析及方案優(yōu)化2.1周邊環(huán)境復(fù)雜基坑周邊環(huán)境比較復(fù)雜，周圍存在較多的高層建筑物及管線，基坑距離紅線最近處約2.15m場地北側(cè)：基坑北側(cè)為清風(fēng)東區(qū)高層建筑群，施工時(shí)兩個(gè)項(xiàng)目地下車庫外墻緊鄰，間距約為0.3m。場地東側(cè)：基坑?xùn)|側(cè)基礎(chǔ)邊線距離山東省送變電宿舍21.0m，天然地基，基礎(chǔ)外邊線距離SS自來水加壓站最近處7.6m，此建筑為上世紀(jì)80年代建筑，基礎(chǔ)埋深約為4.0米，采用筏板基礎(chǔ)，現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，基坑邊距離紅線最近處約為4.6m。場地西側(cè)：基坑西側(cè)基礎(chǔ)邊線距離嘉馨現(xiàn)代逸居小區(qū)30.0m，距離SS東街17.0m。場地西北角為二層公建，距離基礎(chǔ)邊線1.3m，SS路距離基坑坡底線管線由近及遠(yuǎn)依次為熱力、路燈、電力、污水、雨水及給水、通信，天然氣等，埋深最深2.4m，距離基坑最近約11.5米。場地南側(cè)：基礎(chǔ)邊線距離臨時(shí)板房約10.0m?；A(chǔ)邊線外3.2m有一10KV東西走向高壓線，線桿埋深約為1.5m，高度7.5m。2.2施工場地狹小場地緊鄰18層高層住宅群，周邊地下管線眾多，基坑開挖不具備自然放坡條件，開挖深度內(nèi)局部地層姜石、碎石含量高，若處理不當(dāng)，將對(duì)施工安全、進(jìn)度產(chǎn)生影響。2.3止水要求高該工程地下水類型為第四系孔隙潛水，主要由大氣降水補(bǔ)給。地下水位隨季節(jié)不同而變化，場地內(nèi)靜止水位埋深4.0米，相應(yīng)標(biāo)高為36.2~37.0米?；拥撞繕?biāo)高為27.40米，對(duì)基坑止水性能要求高。2.4方案優(yōu)化為解決上述施工難點(diǎn)，綜合考慮基坑周邊環(huán)境和地質(zhì)條件的復(fù)雜程度，對(duì)原設(shè)計(jì)方案提出優(yōu)化，采用SMC雙輪銑水泥土攪拌墻取代原三軸水泥土攪拌樁，經(jīng)實(shí)踐證明，在穩(wěn)定性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等方面取得良好效果。3關(guān)鍵技術(shù)3.1SMC雙輪銑水泥土攪拌墻通過對(duì)場地地質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，綜合考慮基坑周邊環(huán)境和地質(zhì)條件的復(fù)雜程度，兼顧基坑支護(hù)穩(wěn)定性、適用性、經(jīng)濟(jì)性，確定基坑支護(hù)方案采用“SMC雙輪銑水泥土攪拌墻+預(yù)應(yīng)力錨索”的支護(hù)方式。支護(hù)深度13.5m，型鋼高出冠梁頂面0.5m，攪拌墻幅長2800mm，寬650mm，搭接200mm，深度均為15-18m，型鋼采用HN500*200*10*16，共計(jì)138幅，一期槽60幅，二期槽68幅，型鋼約535棵。該技術(shù)是兼具有液壓雙輪銑槽機(jī)和深層攪拌技術(shù)的綜合效率較高的新型施工工藝。如圖2所示，下沉?xí)r通過兩個(gè)銑輪相對(duì)相向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)通過凱式方形導(dǎo)桿施加向下的推進(jìn)力，以0.8m/min的速度勻速下沉，并注入水灰比不大于1.2的水泥漿液（其注漿量為總注漿量的70%～80%），與原狀土體攪拌混合均勻至設(shè)計(jì)深度。提升時(shí)兩個(gè)銑輪相對(duì)相反旋轉(zhuǎn)，通過凱式方形導(dǎo)桿或懸索以0.8-1.2m/min速度提升銑輪，并注入固化劑（注漿量為總注漿量的30%～20%），從而形成墻體均質(zhì)、整體性強(qiáng)、防滲性能好水泥土攪拌墻。圖2SMC雙輪銑水泥土攪拌墻工作原理雙輪銑水泥土墻具有施工效率高，安全穩(wěn)定，止水效果好等特點(diǎn)，特別是對(duì)本基坑中存在的較厚雜填土層及碎石層均能產(chǎn)生有效的截水效果，形成封閉式帷幕。3.2施工工藝圖3SMC雙輪銑水泥土攪拌墻工藝流程（1）清場備料：對(duì)施工場地進(jìn)行整平壓實(shí)，清除施工障礙物，作業(yè)面不小于7m，當(dāng)?shù)乇硗翆虞^軟時(shí)，應(yīng)采取措施防止機(jī)械失穩(wěn)，備足水泥量和外加劑；（2）測(cè)量放線:按設(shè)計(jì)要求定好墻體施工軸線，每25m布設(shè)一高程控制樁，并作出明顯標(biāo)志；（3）安裝調(diào)試：液壓履帶式移動(dòng)機(jī)械和雙輪銑槽機(jī)就位；安裝制漿、注漿和制氣等輔助設(shè)備；接通水箱、電源和空氣壓縮機(jī)；運(yùn)轉(zhuǎn)試車；（4）開溝鋪板：為解決削銑過程中的余漿儲(chǔ)放和回漿補(bǔ)給，需開挖尺寸為1000×1200mm溝槽，超雙輪銑槽主機(jī)作業(yè)長度10m，鋪設(shè)箱型鋼板,以均衡主機(jī)對(duì)地基的壓力和固定芯材；（5）在開挖的工作導(dǎo)槽兩側(cè)放置型鋼導(dǎo)軌，型鋼規(guī)格為H700×300×13×24，長度12m，控制線引至型鋼導(dǎo)軌上，以型鋼導(dǎo)軌標(biāo)記做為分幅定位標(biāo)記。（6）噴氣注漿銑削攪拌下沉、提升：水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水泥漿液的水灰比不大于1.2，水泥摻入量為18%～20%（重量比），注漿壓力一般為2.0～3.0MPa。下沉速度0.8m/min，提升速度0.8-1.2m/min。（7）安裝芯材：型鋼下插應(yīng)在雙輪銑攪拌墻施工完畢后30min內(nèi)進(jìn)行。（8）成墻移機(jī)：集料斗內(nèi)注入清水，將注漿泵開啟，對(duì)壓漿管道及其它所用機(jī)具進(jìn)行清洗，然后將雙輪銑槽機(jī)移動(dòng)至下幅墻定位位置進(jìn)行作業(yè)。雙輪銑水泥土攪拌墻施工順序如圖所示（圖4），為保證墻體的連續(xù)性、均質(zhì)性和接槎位置的施工質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)行重復(fù)套鉆（陰影部分），雙輪銑水泥土攪拌墻搭接部位施工質(zhì)量以及墻體的垂直度修正是依靠重復(fù)套鉆來實(shí)現(xiàn)，以達(dá)到止水的作用。圖4SMC雙輪銑水泥土攪拌墻施工順序3.3質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)及保證措施質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)如下：（表2）表2SMC雙輪銑水泥土攪拌墻質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)序號(hào)檢查項(xiàng)目允許值或允許偏差檢查方法單位數(shù)值主

控

項(xiàng)

目1水泥用量不小于設(shè)計(jì)值查看流量表2樁長不小于設(shè)計(jì)值測(cè)鉆桿長度3導(dǎo)向架垂直度≤1/150經(jīng)緯儀測(cè)量4樁徑mm±20量攪拌葉回轉(zhuǎn)直徑一

般

項(xiàng)

目1樁身強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)值28d試塊強(qiáng)度或鉆芯法2水膠比設(shè)計(jì)值實(shí)際用水量與水泥等膠凝材料的重量比3提升速度設(shè)計(jì)值測(cè)機(jī)頭上升距離和時(shí)間4下沉速度設(shè)計(jì)值測(cè)機(jī)頭下沉距離和時(shí)間5樁位mm≤20全站儀或用鋼尺量6樁頂標(biāo)高mm±200水準(zhǔn)測(cè)量，最上部500mm浮漿層及劣質(zhì)樁體不計(jì)入7施工間歇h≤24檢查施工記錄4應(yīng)用效果分析4.1無側(cè)限抗壓強(qiáng)度分析對(duì)水泥土試塊進(jìn)行28天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，其強(qiáng)度均在2.50MPa以上，均高于設(shè)計(jì)要求和《型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程》JGJ/T199-2010中不宜小于0.50MPa的規(guī)定。通過與某相似地質(zhì)條件下三軸水泥土攪拌樁和TRD工法水泥土攪拌墻28天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，SMC雙輪銑水泥土攪拌墻抗壓強(qiáng)度均高于其他兩種工藝，表明其銑削攪拌能力更強(qiáng)，攪拌更加均勻。4.2止水效果分析施工完成后，立即進(jìn)行基坑內(nèi)部疏干、降水工作，并對(duì)基坑外部水位變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過對(duì)所取芯樣滲透系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，滲透系數(shù)小于2×10-6cm/s，滿足設(shè)計(jì)要求。降水12天后，開挖地下水位以下土方，通過現(xiàn)場監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，連續(xù)降水1小時(shí)后，基坑內(nèi)部水位下降1.5m，基坑外部水位變化小于100mm，且在土方開挖及后期使用過程中，水泥土攪拌墻壁無滲漏情況發(fā)生，從實(shí)際情況可以判斷，SMC雙輪銑水泥土攪拌墻充分發(fā)揮了止水效用，有效確保了基坑施工階段干作業(yè)施工環(huán)境。4.3監(jiān)測(cè)結(jié)果分析整個(gè)深基坑監(jiān)測(cè)周期歷時(shí)12個(gè)月，委托第三方監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)基坑水平位移、豎向位移、周邊環(huán)境等項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)工作。經(jīng)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，所有觀測(cè)點(diǎn)變形數(shù)據(jù)均小于預(yù)期值，變形量較小，且未對(duì)周邊建筑及環(huán)境產(chǎn)生明顯影響。5綜合效益分析名稱成墻厚度mm復(fù)雜地層施工能力墻體品質(zhì)造價(jià)（元/m3）SMC雙輪銑水泥土攪拌墻550-850適用性廣，在淤泥、砂石、礫石、卵石及中等硬度的巖石中均可進(jìn)行銑削攪拌施工，克服了傳統(tǒng)三軸攪拌工法地層適用性小的缺點(diǎn)水泥土在墻體整體深度上攪拌均勻，強(qiáng)度離散性小，截水性能好，連續(xù)造壁，無縫連接，墻體垂直度精度1/250584元/m3（用作復(fù)合維護(hù)結(jié)構(gòu)）傳統(tǒng)型鋼三軸水泥土攪拌墻650-850只能施工貫標(biāo)值N＜30擊的軟土地層水泥土分層攪拌均勻，在淤泥或淤泥質(zhì)粘土等軟弱地層中強(qiáng)度偏低，各層間強(qiáng)度離散性較大，采用兩孔套接，墻體垂直精度1/200645元/m3（用作復(fù)合維護(hù)結(jié)構(gòu)）地下連續(xù)墻600-1200適用于N值50擊以下的土層鋼砼地下連續(xù)墻，墻體剛度大，整體性好，具有良好抗?jié)B性能，成槽精度可達(dá)1/300以上。但也存在粉砂地層，槽壁坍塌引起墻體滲漏等問題，挖掘深度遇硬地層受制1500元/m3咬合樁1000-1200對(duì)硬質(zhì)地層（硬土、砂卵礫石層、軟巖等）具有良好的挖掘性能，還可以用于清理地下障礙物咬合樁施工進(jìn)度較快，成孔成樁質(zhì)量好，墻體剛度較大，咬合樁機(jī)成孔全套管跟進(jìn)，對(duì)周圍土體擾動(dòng)小，利于環(huán)境保護(hù)，成樁垂直度1/250。1200元/m35結(jié)語從工程的施工和監(jiān)測(cè)情況來看，SMC雙輪銑水泥土攪拌墻具有適應(yīng)性廣、止水性能可靠、墻體均勻性良好的特點(diǎn)。從基坑工程開挖暴露面觀察可知，攪拌墻墻壁完整、基坑側(cè)壁干燥，無滲漏水現(xiàn)象，有效克服了傳統(tǒng)SMW工法施工深度小、攪拌能力差等缺點(diǎn)，同時(shí)也改進(jìn)了TRD工法中轉(zhuǎn)角施工困難，機(jī)械設(shè)備價(jià)格高等不足。SMC工法具有很好的性價(jià)比，是一種理想的深層水泥土擋土防滲墻施工工藝，具有廣闊的應(yīng)