《S棚改項目中深基坑復合維護結構關鍵技術研究》4300字（論文）

S棚改項目中深基坑復合維護結構關鍵技術研究目錄TOC\o"1-2"\h\u82850前言 1126151工程概況 1321151.1基本概況 1248041.2場區(qū)地質條件 2206462難點分析及方案優(yōu)化 375062.1周邊環(huán)境復雜 3258322.2施工場地狹小 3166452.3止水要求高 384502.4方案優(yōu)化 3156773關鍵技術 3103423.1SMC雙輪銑水泥土攪拌墻 325753.2施工工藝 450143.3質量控制標準及保證措施 5255184應用效果分析 512264.1無側限抗壓強度分析 699834.2止水效果分析 6170784.3監(jiān)測結果分析 628601參考文獻 7[摘要]針對緊鄰高層建筑群和地下水位高的深基坑對基坑邊坡穩(wěn)定和止水要求高的特點，以濟南某安置房深基坑支護工程為研究對象，通過對場地地質進行數據分析，綜合考慮基坑周邊環(huán)境和地質條件的復雜程度，兼顧基坑支護穩(wěn)定性、適用性、經濟性，確定基坑復合維護結構采用SMC雙輪銑水泥土攪拌墻施工工藝，有效解決了復雜環(huán)境下高層建筑深基坑支護施工難題，可為類似施工環(huán)境下深基坑復合維護結構的施工提供參考。[關鍵字]復雜環(huán)境；復合維護結構；深基坑；SMC雙輪銑水泥土攪拌墻0前言目前深基坑工程復合圍護結構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械設備安裝時間較長，需要的施工作業(yè)場地較大，水泥儲備量及用電量大，且在地下水位較高的碎石地質中使用，施工效率較低，這在一定程度上影響和制約了其應用，難以適應地下空間開發(fā)對水泥土攪拌墻“深、快、強”的要求。而對于TRD工法等厚水泥土連續(xù)墻又存在著施工機械一次性投入大，維修費用高，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，保護水資源,滿足各種地下構筑物的大深度開挖對支護和防滲的高要求。以濟南某安置房深基坑工程為研究對象，通過對場地地質進行數據分析，綜合考慮基坑周邊環(huán)境和地質條件的復雜程度，優(yōu)化確定基坑復合維護結構采用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)改造安置房建設項目地塊—東區(qū)（EPC）工程位于濟南市槐蔭區(qū)SS街南側、SS東街東側。包括4棟住宅樓及地下車庫?；有螤畈灰?guī)則，東西長約144.5m，南北寬約89.5m。開挖深度13.5m，基坑支護結構安全等級為一級。1.2場區(qū)地質條件場區(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化帶。根據勘察報告，土層分部情況見表1，工程地質剖面圖見圖1：表1土層分部情況表編號地層名稱厚度/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黃土狀粉質粘土0.70～2.50可塑～硬塑②-1碎石混粉質黏土0.20～6.80松散，飽和③黃土狀粉質黏土（飽和）0.20～5.00軟塑，局部可塑③-1碎石混粉質黏土0.20～4.00松散～稍密④粉質黏土3.70～9.00可塑，局部軟塑④-1碎石混粉質黏土0.80～6.70松散～稍密，飽和⑤粉質黏土4.90～13.80可塑，局部硬塑⑤-1碎石混粉質黏土0.50～4.70稍密，飽和⑥殘積土1.40～14.30可塑～硬塑圖1工程地質剖面圖2難點分析及方案優(yōu)化2.1周邊環(huán)境復雜基坑周邊環(huán)境比較復雜，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：基坑北側為清風東區(qū)高層建筑群，施工時兩個項目地下車庫外墻緊鄰，間距約為0.3m。場地東側：基坑東側基礎邊線距離山東省送變電宿舍21.0m，天然地基，基礎外邊線距離SS自來水加壓站最近處7.6m，此建筑為上世紀80年代建筑，基礎埋深約為4.0米，采用筏板基礎，現澆框架結構，基坑邊距離紅線最近處約為4.6m。場地西側：基坑西側基礎邊線距離嘉馨現代逸居小區(qū)30.0m，距離SS東街17.0m。場地西北角為二層公建，距離基礎邊線1.3m，SS路距離基坑坡底線管線由近及遠依次為熱力、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：基礎邊線距離臨時板房約10.0m?；A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，開挖深度內局部地層姜石、碎石含量高，若處理不當，將對施工安全、進度產生影響。2.3止水要求高該工程地下水類型為第四系孔隙潛水，主要由大氣降水補給。地下水位隨季節(jié)不同而變化，場地內靜止水位埋深4.0米，相應標高為36.2~37.0米。基坑底部標高為27.40米，對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，綜合考慮基坑周邊環(huán)境和地質條件的復雜程度，對原設計方案提出優(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，經實踐證明，在穩(wěn)定性、安全性、經濟性等方面取得良好效果。3關鍵技術3.1SMC雙輪銑水泥土攪拌墻通過對場地地質進行數據分析，綜合考慮基坑周邊環(huán)境和地質條件的復雜程度，兼顧基坑支護穩(wěn)定性、適用性、經濟性，確定基坑支護方案采用“SMC雙輪銑水泥土攪拌墻+預應力錨索”的支護方式。支護深度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138幅，一期槽60幅，二期槽68幅，型鋼約535棵。該技術是兼具有液壓雙輪銑槽機和深層攪拌技術的綜合效率較高的新型施工工藝。如圖2所示，下沉時通過兩個銑輪相對相向旋轉，同時通過凱式方形導桿施加向下的推進力，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計深度。提升時兩個銑輪相對相反旋轉，通過凱式方形導桿或懸索以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、整體性強、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，特別是對本基坑中存在的較厚雜填土層及碎石層均能產生有效的截水效果，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：對施工場地進行整平壓實，清除施工障礙物，作業(yè)面不小于7m，當地表土層較軟時，應采取措施防止機械失穩(wěn)，備足水泥量和外加劑；（2）測量放線:按設計要求定好墻體施工軸線，每25m布設一高程控制樁，并作出明顯標志；（3）安裝調試：液壓履帶式移動機械和雙輪銑槽機就位；安裝制漿、注漿和制氣等輔助設備；接通水箱、電源和空氣壓縮機；運轉試車；（4）開溝鋪板：為解決削銑過程中的余漿儲放和回漿補給，需開挖尺寸為1000×1200mm溝槽，超雙輪銑槽主機作業(yè)長度10m，鋪設箱型鋼板,以均衡主機對地基的壓力和固定芯材；（5）在開挖的工作導槽兩側放置型鋼導軌，型鋼規(guī)格為H700×300×13×24，長度12m，控制線引至型鋼導軌上，以型鋼導軌標記做為分幅定位標記。（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：型鋼下插應在雙輪銑攪拌墻施工完畢后30min內進行。（8）成墻移機：集料斗內注入清水，將注漿泵開啟，對壓漿管道及其它所用機具進行清洗，然后將雙輪銑槽機移動至下幅墻定位位置進行作業(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、均質性和接槎位置的施工質量，應進行重復套鉆（陰影部分），雙輪銑水泥土攪拌墻搭接部位施工質量以及墻體的垂直度修正是依靠重復套鉆來實現，以達到止水的作用。圖4SMC雙輪銑水泥土攪拌墻施工順序3.3質量控制標準及保證措施質量控制標準如下：（表2）表2SMC雙輪銑水泥土攪拌墻質量控制標準項序號檢查項目允許值或允許偏差檢查方法單位數值主

控

項

目1水泥用量不小于設計值查看流量表2樁長不小于設計值測鉆桿長度3導向架垂直度≤1/150經緯儀測量4樁徑mm±20量攪拌葉回轉直徑一

般

項

目1樁身強度不小于設計值28d試塊強度或鉆芯法2水膠比設計值實際用水量與水泥等膠凝材料的重量比3提升速度設計值測機頭上升距離和時間4下沉速度設計值測機頭下沉距離和時間5樁位mm≤20全站儀或用鋼尺量6樁頂標高mm±200水準測量，最上部500mm浮漿層及劣質樁體不計入7施工間歇h≤24檢查施工記錄4應用效果分析4.1無側限抗壓強度分析對水泥土試塊進行28天無側限抗壓強度試驗，其強度均在2.50MPa以上，均高于設計要求和《型鋼水泥土攪拌墻技術規(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天無側限抗壓強度進行數據對比，SMC雙輪銑水泥土攪拌墻抗壓強度均高于其他兩種工藝，表明其銑削攪拌能力更強，攪拌更加均勻。4.2止水效果分析施工完成后，立即進行基坑內部疏干、降水工作，并對基坑外部水位變化進行實時監(jiān)測，通過對所取芯樣滲透系數試驗結果進行分析，滲透系數小于2×10-6cm/s，滿足設計要求。降水12天后，開挖地下水位以下土方，通過現場監(jiān)測發(fā)現，連續(xù)降水1小時后，基坑內部水位下降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)測結果分析整個深基坑監(jiān)測周期歷時12個月，委托第三方監(jiān)測機構對基坑水平位移、豎向位移、周邊環(huán)境等項目進行檢測工作。經觀測發(fā)現，所有觀測點變形數據均小于預期值，變形量較小，且未對周邊建筑及環(huán)境產生明顯影響。5綜合效益分析名稱成墻厚度mm復雜地層施工能力墻體品質造價（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水泥土在墻體整體深度上攪拌均勻，強度離散性小，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（用作復合維護結構）傳統(tǒng)型鋼三軸水泥土攪拌墻650-850只能施工貫標值N＜30擊的軟土地層水泥土分層攪拌均勻，在淤泥或淤泥質粘土等軟弱地層中強度偏低，各層間強度離散性較大，采用兩孔套接，墻體垂直精度1/200645元/m3（用作復合維護結構）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對硬質地層（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度較快，成孔成樁質量好，墻體剛度較大，咬合樁機成孔全套管跟進，對周圍土體擾動小，利于環(huán)境保護，成樁垂直度1/250。1200元/m35結語從工程的施工和監(jiān)測情況來看，SMC雙輪銑水泥土攪拌墻具有適應性廣、止水性能可靠、墻體均勻性良好的特點。從基坑工程開挖暴露面觀察可知，攪拌墻墻壁完整、基坑側壁干燥，無滲漏水現象，有效克服了傳統(tǒng)SMW工法施工深度小、攪拌能力差等缺點，同時也改進了TRD工法中轉角施工困難，機械設備價格高等不足。SMC工法具有很好的性價比，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