高水位富水砂卵石地层超深基坑施工技术研究

2018-08-30曾一峰

四川水泥 2018年9期

关键词：民房角点弧形

曾一峰

（四川路桥华东建设有限责任公司，四川成都 610200）

1 工程概况

西部某特大桥为跨越岷江的中承式钢管混凝土拱桥，拱桥长457.6米。拱座基础采用整体式扩大基础，顺桥向长50米，横桥向宽50.6米，基底标高为295.5米。

2 地质条件

基坑工程所在场地为岷江Ⅰ级冲积阶地，基坑范围内东、西侧和南侧原地面较为平缓，高程约为315.00m～317.00m，北侧为一斜坡，坡顶为河口村街道尾部高程约321.50m～312.2m。上层覆盖约5米厚的粉土；中层为8～10m的砂卵石层，φ＞200mm约占20%，φ200mm～20mm约占60%；下层为粉砂质泥岩。

3 施工方案的对比

为采用最科学、安全、经济的施工方法，需对施工方案从造价、工期、施工难度、环境影响等进行全方面的考虑[1]。

方案一：基坑周围采用双排SMW 工法桩（φ850mm@600mm）形成止水帷幕，两排桩间距为1.85m，每根桩内部插入一根H 型钢（H700×400×18×25），与锚索位置重叠的桩内不放置H 型钢，桩顶采用帽梁连接。两排工法桩之间灌注水泥砂浆与工法桩共同形成止水帷幕。

基坑侧壁面自上而下共布设预应力锚索 5～6 排，长度18～44m，采用 4 根φ 15.2 钢绞线，竖向及水平向间距皆为2.5m，下倾角25～32°。

方案二：本方案采用咬合桩[2]作为基坑围护结构，承受水、土压力，止水隔渗。设计水位高程取 311.5m，钢筋混凝土桩直径采用 150cm，素混凝土桩直径采用120cm，桩间咬合20cm。

基坑北侧为一斜坡，坡顶为河口村街道尾部，拆迁阻力大，为尽量减少民房拆迁数量，北侧采用原地面整平后施工咬合桩+锚索[7]的方案。在高程318.00m 和313.00m 分别设置一道锚索，其余三侧采用三级放坡，在第三级边坡坡脚（312.00m）施工咬合桩。

方案三: 本方案采用咬合桩作为基坑围护结构，承受水、土压力，止水隔渗，咬合桩的截面尺寸和平面关系与方案二相同。考虑在富水砂卵石中锚索施工困难，故基坑四周均采用三级放坡，在第三级边坡坡脚（312.00m）施工咬合桩。

基坑施工方案对比

收拆迁时间）新征收民房拆征收民房0 ㎡拆迁民房116 ㎡拆迁民房686.5 ㎡红线面积红线面积约4900 ㎡红线面积约6300 ㎡红线面积约6800 ㎡

从上述三个方案可以发现：三个方案各有优缺点，方案一环保，但工程量大、造价高、施工难度高、工期长、对地质条件适用性差、施工质量不易保证；方案二在富水砂卵石地层中施工锚索困难，造价与方案一相差不大，有房屋拆迁，不可控因素增加。超过了原有设计红线，不利于环保；方案三房屋拆迁面积大，增加工期的不可控，对环境破坏大。

综合考虑经济、环保、工期等方面，以上三个方案均不完全符合当前环保、经济、科学的要求，在结合以上三个方案的优点的基础上提出了依然采用咬合桩这一成熟的工艺来做止水帷幕和支护结构，参照拱形结构主要承受轴力的特性[3]，将咬合桩布置为弧形进行结构优化设计。

4 弧形咬合桩施工技术

基坑底部开挖范围为变成51m的正方形，四个边的挡水和挡土结构采用弧形单列咬合桩。单边跨距52.27m，矢高4.06m，矢跨比1/12.9。在基坑角点拱座各设4根直径2m的抗力桩，角点外侧各布置2根直径1.4m的加固桩。桩顶设置弧形连系梁，增加基坑支护结构的整体性，并且约束桩顶变形，改变支护桩的受力结构，将支护桩从悬臂受力状态转变为底部固结、顶部简支的状态。

基坑角点抗力桩底端锚固基坑底以下 5m四个角点外加固桩底端锚固中风化以下2m。四边中部各设计3根加强桩，桩底端嵌入基坑底以下1.5m，一般挡土及挡水桩嵌入3.2m，桩顶伸入弧形连系梁0.3m。桩长根据钻孔的实际地质进行调整。