深基坑圍護(hù)新技術(shù)

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1、深基坑圍護(hù)新技術(shù)——“凍結(jié)排樁法”信息化施工潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋南汊橋采用跨徑1490m雙塔單跨雙鉸鋼箱梁懸索橋方案，是我國(guó)目前跨徑最大的橋梁，位居世界第三。懸索橋兩根主纜6.8萬(wàn)噸拉力通過(guò)錨碇及重力式嵌巖基礎(chǔ)傳至地基。南錨碇基礎(chǔ)尺寸為70.5m×52.5m×29m（長(zhǎng)×寬×深），為特大型嵌巖深基坑工程。設(shè)計(jì)方案經(jīng)過(guò)初步設(shè)計(jì)階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和帶案招標(biāo)設(shè)計(jì)階段等對(duì)沉井、地下連續(xù)墻、凍結(jié)、地下連續(xù)墻加凍結(jié)、排樁加凍結(jié)基礎(chǔ)方案的反復(fù)論證和比較，最終確定在國(guó)內(nèi)首次采用“凍結(jié)排樁基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)方案”。1、工程地質(zhì)及水文情況1.1工程地質(zhì)狀況南錨碇位于鎮(zhèn)江岸農(nóng)田內(nèi)，距江邊大堤540m，距達(dá)

2、標(biāo)大堤270m。地處下?lián)P子板塊前陸褶皺沖斷區(qū)寧鎮(zhèn)沖斷帶。錨區(qū)地面高程+3.0m（黃海高程系統(tǒng)，以下同），，第四系覆蓋層主要以軟塑淤泥質(zhì)亞粘土、亞粘土與粉砂互層為主，底層為3～5m粉細(xì)砂，總厚27.80～29.40m?；鶐r的巖性為二長(zhǎng)風(fēng)化花崗巖，層面總體上較為平緩，標(biāo)高在-24.80～-26.40m之間，但全風(fēng)化層和強(qiáng)風(fēng)化層分布不均勻。在基坑西側(cè)巖石呈碎裂結(jié)構(gòu)，裂隙發(fā)育。1.2水文條件南錨碇場(chǎng)區(qū)地下水位為+1.8～+2.2m，由于區(qū)域斷裂構(gòu)造的疊加影響及長(zhǎng)江漫灘沖刷沉積，賦存兩大含水層組——第四系孔隙微承壓含水層組及基巖裂隙微承壓含水層組，其滲透系數(shù)分別為2.0m/d和0.0

3、06～0.4m/d，兩個(gè)含水層與長(zhǎng)江水系均有不同程度的水力聯(lián)系。2、凍結(jié)排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工2.1基本原理深大基坑工程施工關(guān)鍵技術(shù)是解決封水和擋土問(wèn)題。南錨碇凍結(jié)排樁圍護(hù)體系是以含水地層凍結(jié)形成的凍結(jié)帷幕為基坑的封水結(jié)構(gòu)，以排樁及內(nèi)支撐系統(tǒng)為抵抗水土壓力的承力結(jié)構(gòu)，將二者的優(yōu)勢(shì)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成一種新的圍護(hù)技術(shù)，較好地解決了基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌巖及封水問(wèn)題。2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.1排樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沿基坑四周布置140φ150cm@170cm(172.5cm)鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)35m，嵌巖6m。基坑內(nèi)設(shè)7道鋼筋混凝土水平支撐，并由29根鋼格構(gòu)作為水平支撐的支承立柱。2.2.2凍結(jié)帷幕

4、設(shè)計(jì)凍結(jié)帷幕布置在排樁外側(cè)，設(shè)計(jì)采用單排凍結(jié)孔凍結(jié)封水，與排樁插花布置，間距1.70m（1.725m），距離排樁中心線1.4m。凍結(jié)孔數(shù)量為144個(gè)，孔深40m，凍結(jié)帷幕入巖11m。為了保護(hù)凍結(jié)帷幕不會(huì)因地下水繞流沖刷融化，同時(shí)增加封水深度減少基底的涌水量和揚(yáng)壓力，沿基坑一周共設(shè)置74個(gè)注漿孔，在凍結(jié)前，對(duì)深度37～45m范圍內(nèi)的基巖裂隙進(jìn)行地面預(yù)注漿封堵。含水地層經(jīng)凍結(jié)后產(chǎn)生凍脹，當(dāng)這種凍脹受到約束時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生凍脹力。為了降低凍脹力對(duì)排樁結(jié)構(gòu)不利影響，設(shè)計(jì)采取在凍結(jié)帷幕外側(cè)覆蓋層土體內(nèi)設(shè)置288φ25cm卸壓孔。為了有效地釋放凍脹力，卸壓孔內(nèi)注滿優(yōu)質(zhì)泥漿。以防孔壁坍塌。2

5、.3施工工藝2.3.1工藝流程2.3.2預(yù)注漿施工①注漿工藝根據(jù)錨碇場(chǎng)區(qū)地質(zhì)水文條件，施工采用下行式注漿方案。施工設(shè)備主要有地質(zhì)鉆機(jī)、注漿機(jī)和制漿機(jī)。注漿施工順序?yàn)椋恒@機(jī)就位固管段鉆進(jìn)施工下鋼套管、固管第一段高取芯清孔壓水試驗(yàn)漿液配制注漿養(yǎng)護(hù)第二段高取芯、注漿②注漿相關(guān)參數(shù)㈠注漿深度：-34.0米～-42.0米，注漿段高為8.0米，分兩個(gè)段高，每段4m。㈡注漿壓力：注漿的終壓為靜水壓力的1.5~4倍，即0.6~1.8MPa之間。㈢注漿擴(kuò)散半徑：2.5~4m。㈣注漿材料：p.o32.5普硅水泥+40°Be水玻璃。㈤漿液配比：水泥漿液配比（水灰比）2：1、1.5：1、1.25：

6、1、1：1、0.8：1、0.7：1、0.6：1七種，根據(jù)注漿鉆孔時(shí)的吸水量確定漿液濃度，如吸水量小，說(shuō)明可注性差，選擇稀漿高壓注漿；反之亦然。2.3.2排樁施工排樁采用跳鉆成孔施工工藝。根據(jù)排樁設(shè)計(jì)凈距20cm（22.5cm）要求，施工重點(diǎn)控制成孔質(zhì)量，主要是垂直度（1/200）和孔徑（擴(kuò)孔系數(shù)1.05）控制，其施工要點(diǎn)：①選擇鉆機(jī)剛度較大，導(dǎo)向性好地反循環(huán)鉆機(jī)鉆孔，優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土化學(xué)泥漿護(hù)壁。②安裝鉆機(jī)時(shí)要使鉆盤(pán)、底座水平，起重滑輪中心、鉆桿中心和護(hù)筒中心“三點(diǎn)一線”。③采取配重-減壓鉆進(jìn)工藝，俗稱“吊著打”，控制鉆孔垂直度；根據(jù)土質(zhì)變化，合理選擇鉆頭及鉆進(jìn)參數(shù)，覆蓋層用刮刀

7、鉆頭中速鉆進(jìn)，基巖用滾刀鉆頭低速鉆進(jìn)。④采用JJC-1A檢測(cè)儀測(cè)量孔徑、孔斜等指標(biāo)，一般在成孔過(guò)程中檢測(cè)一次，終孔驗(yàn)收檢測(cè)一次，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。⑤鉆進(jìn)、清孔過(guò)程中，保持孔內(nèi)外水頭差。施工高峰時(shí)有19臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)進(jìn)行鉆孔，65天完成140根鉆孔灌注排樁，樁身質(zhì)量用超聲波脈沖檢測(cè)法逐根進(jìn)行檢測(cè)，全部為A類樁。2.3.3凍結(jié)帷幕施工①凍結(jié)孔、卸壓孔施工在鹽水溫度、凍結(jié)管直徑相同的凍結(jié)條件下，凍結(jié)帷幕的形成時(shí)間與凍結(jié)孔開(kāi)孔間距、鉆孔偏斜率有關(guān)，間距越大，凍結(jié)帷幕的形成時(shí)間就越長(zhǎng)。為了達(dá)到凍結(jié)帷幕形成時(shí)間、厚度基本一致，必須