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1、海口火車站地下室基坑支護方案及施工技術摘要：粉噴樁用作受彎為主的基坑支護結構不多見。本文是將水泥粉噴樁用于飽和砂土基坑支護的一個成功實例，扼要介紹了方案制定及施工技術措施，同時較好地解決了相關分項工程施工交叉干擾的矛盾，確保了各分項工程的質量、工期、投資控制，取得了較好的經濟和社會效益。 關鍵詞：基坑支護 柱扳式擋土墻 水泥粉噴樁 飽和砂層 井點降水 一、 工程概況粵海鐵路是國家重點工程項目，海口火車站是粵海鐵路渡海登陸的第一站，是海南省的對外門戶站。該工程位于海口市長流新區，靠近海邊。中央大廳局部有一層地下室，候車樓主體部分為二層現澆鋼筋混凝土框架結構，所有基礎采用C80高強預應力鋼筋砼預制2、管樁，地基設計方案為先用強夯對整個場地進行液化處理后，再填2m厚的粘性土，然后施工管樁基礎及地下室。地下室基坑平面為長方形，面積為46.228.2=1302.84m2，周長為148.8m，地面高差不大，開挖最大深度為6.5m。地下室周邊距主體柱下獨立樁基礎4.8m。二、 工程地質本場地地質勘察報告顯示，自然地面以下的地層和土質情況依次為砂性粘土（素回填土），塑性指數<17，約0.20.5m厚；中砂，稍濕濕，約0.4m1.5m厚；中粗砂，局部夾中砂層，很濕飽和，約4m5.5m厚。地下水位較高，水位標高在地面以下0.5m，含水層水量豐富，且存在較大的流砂、管涌現象。場地主要土層的物理力學指標3、見下表：巖土物理、力學性質指標表層位土名主 要 試 驗 指 標密度含水量孔隙比飽和度土粒 比重壓縮 模量壓縮系數凝聚力內摩擦角weSrdsESacKN/m3%MPaMPa-1kPa度中砂17.3130.5672.65160.1025.0中粗砂17.6130.5732.65150.1024.0三、 支護方案選擇1、支護特點：是在飽和中、粗砂地基中，坑壁頂面有堆載的淺基坑支護（H8m），降水止水、消除流砂管涌確保基坑穩定是關鍵。該工程基坑施工有如下要求：工期短。根據整個工程進度，從支護到地下室工程完成僅安排了45天，支護施工必須限定為15天計劃；造價盡可能低。由于投標時地質勘察報告尚未到位，在投標4、報價中未報此項單價，要求嚴控投資；該場地位置比較空曠，對坑壁變形要求不高，但在鄰近基坑四周均設計有預制樁獨立基礎，且地下室周邊距柱下獨立樁基礎僅4.8m，基坑放坡角度不能超限，為了保證基坑開挖與樁基礎能同時施工，坑壁要盡可能直立；據地質報告顯示，地下水位較淺，含水層水量豐富，因此地下室基坑降水、支護、開挖必須同步兼顧協調考慮。支護施工方案必須充分考慮飽和的中粗砂層因其坑壁穩定性較差而對邊坡支護可能產生的不利影響。以上工程實況是選擇支護方案的基本前提，因此尋求技術上合理、可行，經濟上可接受，工期上能滿足要求的支護方案成為所追求的目標。2、比選方案及其特點據以往經驗，該類場地基坑支護通常采用鋼板樁5、土釘墻等支護形式，這里把不常用的水泥攪拌樁列入比較，它們的主要特點分別如下：鋼板樁：適用于軟弱地基和地下水位高且水量豐富的地區，具有強度高、阻水、施工簡便、快捷等特點，以H4m為宜，但一次投入鋼材多。土釘墻：變形大、抗管涌能力差。適用于地下水位以上或經人工降水之后的人工填土、粘性土和粘砂土，H12m為宜。水泥攪拌樁：截面抗彎剛度、整體性、防水抗滲性能好。適用于深度56m的基坑，施工簡便，造價低廉。以上各方案主要技術經濟比較如下表：基坑支護類型工期施工條件造價鋼板樁10天工藝簡單但對設備要求較高。約20萬元土釘墻25天對設備要求較低，但施工工藝復雜，各工序相互干擾。約12萬元水泥攪拌樁15天對6、工藝及設備要求簡單。約8.8萬元根據以上綜合分析比較，選用水泥攪拌樁支護形式。3、支護結構設計該支護形式原則上可按樁板式擋土墻的設計計算理論進行：、 初定樁長、樁徑及入土深度；、 計算懸臂段的主動土壓力及錨固段的被動土壓力；、 分別進行墻面抗傾覆驗算、墻底整體抗滑驗算、墻身強度驗算及抗滲驗算；、 考慮到整個場地預先經過強夯處理，有關計算參數取各土層的平均值=300,c=0, =20KN/m3 , k=3.310-4。經計算支護結構采用：粉噴樁樁長4m，樁徑500mm，入土深度2m，水灰比0.45，單行密排，樁間距400mm，相鄰樁間搭接咬合50mm。每根樁頂部插入216預埋鋼筋，入樁深度7507、mm，外露250mm。所有樁頂用截面大小為500mm300mm、標號為C20的砼圈梁串連，圈梁配筋為425、8200。216外露鋼筋均伸入圈梁內并與其鋼筋焊連。圈梁以上采用堆碼砂袋護坡。水泥均用425號礦渣水泥，水泥摻量15。 四、 施工步驟及主要技術措施1、主要技術措施強夯施工：原設計是先強夯后填土，經過優化設計之后改為先填土后強夯，這樣即可使回填土和原狀土地基得以同時加固處理，按設計地面標高控制一次到位，也使在強夯有效影響深度范圍內的土體獲得了超壓密和加速固結，利于坑壁穩定甚至可減小支護樁長。施工中強夯采用二遍點夯，一遍滿夯，點夯夯擊能3000KNm，夯點間距5m6m，滿夯夯擊能1000K8、Nm。原定整個場地樁基施工一次到位，以爭取工期，這樣位于基坑內的預制管樁必然會影響后續基坑土方開挖，因此在打地下室區域內的預制樁時采用了送樁法，送樁長度最深達6m。既避免了拖延工期，又消除了開挖基坑障礙。基坑降水：在地下室周圍的工程預制樁施工完畢后，在基坑頂面外圍沿周邊均勻布設十個深降水井，井孔直徑600mm，濾水管徑400mm，井深13m，成孔后每個降水井放置潛水泵（QY15X25-2.2及以上型號）一臺，抽水3天后開始開挖基坑。粉噴樁施工：沉樁和降水井施工到位后，即可沿基坑周邊依次施工粉噴樁，本工程選用PH-5A型塔架式粉噴樁機及XK0.6型空氣壓縮機。粉噴樁施工的關鍵是首先確保水灰比及水9、泥摻量，其次要確保樁與樁之間的有效咬合，尤其在基坑轉角處要加大咬合的牢靠程度，除擋土外，還應保證形成擋水帷幕。工程中粉噴樁機提升速度為0.97m/min；噴粉壓力0.8N/mm3。此外樁頭應復噴。基坑開挖：基坑采用挖掘機小放坡開挖，分上下二級開挖。第一級為3m，待地下水位標高降到地面10m以下及粉噴樁達到強度后才可進行第二級土方開挖。開挖時預先準備數量充足的砂袋，待基坑開挖深度至圈梁底標高時，立即施工圈梁，圈梁以上坑壁分層構筑砂袋護坡，砂袋之間要墊砂抄平。基坑內排水：基坑底面四周設排水明溝及十個集水坑，將基坑內積水集中抽出坑外。四周支護的側壁均埋設泄水管，以利降低坑壁背面土層中的孔隙水壓力。五10、 工程效果整個施工過程中經歷過多場大雨的考驗，基坑整體支護工況完好，確保了地下室施工順利進行，達到了預期的目的和效果。其間曾出現過以下局部異常情況，經采取相應補強和處理措施后均得以消除。1、 基坑頂部邊緣土體局部出現5mm寬的裂縫；2、 到后期有個別粉噴樁在基坑底面處出現裂損現象；3、 基坑降水欠到位，地下水位標高僅降至在鄰近基坑底部，以至于挖地下室集水坑時出現局部流砂現象。六、 結論與體會1、 相對而論，粉噴樁的抗壓、抗剪強度較高，而抗析強度偏低，因此大都用來對具有一定厚度的軟土地基加固處理，形成復合地基，如軟土路堤、涵洞基礎的地基加固，而用作受彎的支護結構不常見。本工程地下室基坑支護采用11、粉噴樁是受工期、投資、地質條件所迫，但充分考慮到其可行性，尤其是基坑上部土層具有較高強夯效果的有利條件，可減小粉噴樁支護高度，同時采取了調整強夯與填土順序、送樁方法、井點深層降水、粉噴樁咬合排列等綜合技術措施，最終達到了預期支護效果，并取得了較好經濟和社會效益。2、 粉噴樁支護結構類似于樁扳式擋土墻，設計計算簡單，施工便捷，如果在樁體內插入適量的鋼筋或竹筋，可提高其抗彎性能，增大支護高度。3、 排樁樁體搭接排列形成惟幕，取到了基坑防水止水作用，根據需要還可采用雙排樁錯位排列，可增加支護能力和止水效果。a) 在飽和砂土地基中，粉噴樁將形成水泥砂漿樁體，如果水泥摻量得當，其抗壓、抗剪、抗折強度必將優于軟土中的粉噴樁體，對此進一步開展試驗研究具有實際意義。b) 井點降水效果不夠理想，其一是降水井數量偏少，應增多4個為宜，其二是洗井不到位，影響降水效果，在砂土地層中降水井有必要設置套管護壁。