六都泵站厂房集水井逆作法施工技术

，

(广东省水利水电第三工程局， 广东 东莞 523710)

六都泵站厂房集水井逆作法施工技术

吕俊，覃政和

(广东省水利水电第三工程局， 广东 东莞 523710)

逆作法施工技术是一种具有推广价值的深基坑支护技术。本文结合工程实例，介绍了逆作法的设计、施工、质量及安全控制要点，为逆作法施工技术在水利水电工程中的应用提供了借鉴参考经验。

集水井； 逆作法； 施工技术

1 工程概况

六都泵站位于广东省云安县境内蓬远河出口，工程规模为II等大(2)型，主要建设内容为旧泵站更新改造和新建1座排涝泵站，总装机11250kW，本文所介绍的集水井位于新建泵站厂房。

新建泵站厂房平面尺寸23.7m×30m，原地面高程16.00m,主厂房建基面-1.4m，副厂房建基面0.00m，最大开挖深度17.40m，集水井位于主副厂房间，平面尺寸4.80m×8.40m，建基面高程-5.40m，垂直开挖深度5.40m，详见厂房基础平面图1。

图1 集水井逆作法施工断面

厂房地质自上而下分布为素填土、粉质黏土、淤泥质黏土、淤质粉细砂和强风化粉砂岩，建基面以下淤泥质土和淤质粉细砂层14m，地下水丰富，设计采用桩径600mm，间距800mm的水泥搅拌桩加固处理。

2 施工方案选择

新建厂房放坡开挖基坑至▽0.00m，进行水泥搅拌桩加固施工后，按先进行集水井混凝土施工，再进行主体结构施工的程序进行施工。集水井位于厂房建基面以下深5.40m，如何施工集水井成为厂房施工的关键。为此，根据施工部署要求，结合水文、地质等施工条件，采用水泥土挡墙作为集水井施工的围护结构，并采用逆作法，利用集水井井壁，作水平支撑基坑开挖施工方案。

采用水泥土挡墙可获得挡土、止水的围护效果，优点是可结合基础搅拌桩减少投资。为了减少变形，采用集水井井壁作为水平支撑，保证墙体强度和刚度，减少围护结构工程量。

3 逆作法施工设计

3.1 围护结构设计

集水井平面尺寸4.80m×8.50m，井壁厚1m，底板厚1～2m，上游侧(靠副厂房)地面高程0.00m，下游侧(靠主厂房)地面高程-1.40m，建基面高程-5.40m，采用逆作法施工，在水泥挡土墙搅拌桩完成后28天，先施工井壁混凝土结构，再完成底板混凝土结构，详见图2。

图2 集水井逆作法施工断面

图2中围护结构采用排桩块状水泥土重力式挡墙，采用直径φ600mm，间距400mm，搭接200mm的水泥土搅拌桩，其所处土层为淤泥质黏土，重度r=17.4km/m3，内聚力c=13kPa，内摩擦角φ=21°。

水泥土挡墙的尺寸按下列公式确定：

D=(0.80～1.20)h

B=(0.60～0.80)h

式中D——水泥土挡墙埋入基坑底面以下的深度；

h——水泥土挡墙的档土高度；

B——水泥土挡墙的墙身宽度。

本工程水泥土挡墙在逆作法施工中存在两个工况：工况1为井壁混凝土浇筑前水泥土挡墙上部承受土压力，可决定其墙厚。工况2为井壁混凝土浇筑后，井壁承受上部土压力，水泥土挡墙承受下部土压力，决定其埋入基坑底深度。

工况1确定上游侧B1=2.40m，下游侧B2=1.60m。

工况2确定上游侧D1=4m，下游侧D2=3m。

在初步确定水泥土挡墙尺寸后，分别对结构进行墙身强度验算，抗倾覆、抗水平滑移和抗整体滑动稳定性验算，抗坑底部隆起和抗渗稳定性验算后，其各种安全系数均满足《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)要求，挡墙断面尺寸合理安全。

3.2 承重结构设计

图2中承重结构采用I200工字钢作支承柱，将工字钢打入基面以下土体，在逆作法施工期间，它承担先期浇筑的井壁混凝土自重和施工荷载。

I200工字钢周长U=0.78m，间距800mm，插入土体l=1.0m，水泥搅拌桩基础侧阻力标准值qsk=63.0kPa，井壁混凝土自重取25.0kN/m3。则：

单根工字钢竖向承载力

R=Uqskl=0.78×63×1.0=49.1kN

单根工字钢所受混凝土自重

G=0.8×1.0×2.0×25=40kN

R=1.23G，工字钢竖向承载力满足要求。

3.3 支撑体系设计

图2中支撑体系为集水井井壁钢筋混凝土结构，在逆作法施工期间，它承受水泥土挡墙传递的上部土压力，其最大土压力Ea=62.50kN/m，井壁最大弯矩M=190kN·m，而井壁厚1m，配有水平钢筋φ22@200mm，满足其承受的土压力要求。

4 逆作法施工

4.1 施工流程

本集水井逆作法施工流程为：水泥土挡墙→第一层土方开挖→打入支承柱→井壁混凝土→第二层土方开挖→底板混凝土→厂房主体结构。

4.2 水泥土挡墙施工

集水井上游侧水泥土挡墙宽2.40m，采用6排迭合水泥搅拌桩，桩长9.40m，下游侧墙宽1.60m，采用4排迭合水泥搅拌桩，桩长7m，水泥搅拌桩结合基础搅拌桩布置，桩径600mm，间距400mm，桩间塔按200mm，采用DSJ型深层搅拌机二喷四搅成桩，水泥渗入比15%，每延米桩长约用65kg水泥，水灰比0.5，设计90d水泥土无侧限抗压强度FCU=1.6mPa。

4.3 支承柱施工

沿集水井壁中心线布置单根长3.50m的I200工字钢支承柱30根，采用PC220挖掘机配DZ90型振动锤将工字钢打入至建基面以下1m，顶端露出500mm。

4.4 土方开挖

第1层土方开挖采用挖掘机明挖，搅拌桩侧土方人工开挖并将墙面修整平直。第2层土方采用人工开挖，挖掘机垂直吊运土方。

4.5 混凝土结构施工

井壁层高2m，厚1.0m，在第1层土方开后的基层上，采用水泥砂浆找平，并设置施工键槽，将井壁竖向钢筋截断，预留搭接长度800mm插入土体中后，进行钢筋、模板制安，混凝土采用泵送入仓，插入式振捣震实混凝土。

第2层土方开挖后，将井壁底部混凝土清洗、凿毛，进行施工缝处理，焊接井壁预留竖向钢筋，在钢筋模板制安完成后，采用泵送入仓浇筑底板混凝土。

5 质量安全控制要点

逆作法在施工期间质量安全控制要点如下：

a.搅拌桩：水泥掺入比、水灰比、每延米水泥用量、提升和下沉速度等技术参数严格按施工方案和相关规范控制，且邻桩成桩间隔应小于24h，在成桩后7d内进行动力触探检验桩身强度，28d后选3根桩进行钻取芯样作单轴极限抗压强度试验。

b.土方开挖：在搅拌桩28d强度达到设计要求后，才能进行土方开挖，水泥土挡墙侧及建基面采用人工开挖避免拢动或损坏搅拌桩，并及时做好坑内排水。

c.混凝土结构：井壁与底板施工缝清洗、凿毛、钢筋焊接要满足施工质量要求，底板混凝土浇筑前，预埋钢管排水管，混凝土浇筑后封堵。

d.安全监测：水泥土挡墙顶埋设水平位移观测点，井壁混凝土顶埋设沉降观测点，在施工过程中定时进行变形监测，确保施工安全。

6 结 语

a.本工程采用逆作法的设计和施工技术均获得成功。

b.本工程采用逆作法优点有：解决了放坡明挖的缺点和安全隐患，相对钢板桩方案经济快捷，同时采用逆作法施工，基坑变形小，减少对基础搅拌桩和周边环境的影响。

c.适用范围：逆作法施工技术广泛用于城市高层建筑、地铁站等工程，是一种很有发展前途和推广价值的深基坑支护技术，本工程逆作法施工是在水利水电工程中的一次成功应用，值得类似的工程参考和借鉴。★

[1] GB 50007—2002 建筑地基基础设计规范[S].

[2] 龚晓南.地基处理手册[R].第三版.北京：中国建筑工程工业出版社，2008.

Top-downConstructionTechniqueinLiuduPumpingStationPlantCollectingWell

LV Jun, TAN Zheng-he

(Guangdong No.3 Water Conservancy and Hydroelectric Engineering Board, Dongguan 523710, China)

Top-down construction technology belongs to deep foundation pit support technique with promotion value. In the paper, project examples are used to introduce the design, construction, quality and safety control key points of the top-down method, thereby providing reference experience for applying top-down construction technique in water conservancy and hydropower project.

collecting well; top-down method; construction technology

TU753

B

1005-4774(2014)09-0022-03