复合支护技术在富水砂层基坑开挖中的应用实例

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1、2010年第4期西部探矿工程9复合支护技术在富水砂层基坑开挖中的应用实例王虎，朱正武，陈益敏(河南省地质矿产勘查开发局第三地质探矿队，河南洛阳471023)摘要：就如何在巨厚富水砂层中进行基坑治水、支护，结合工程实例进行综合总结。在复杂条件下采用管井降水、深层水泥搅拌桩隔水帷幕、土钉墙形成复合支护体来确保基坑的顺利开挖和地下室的构筑，为同类工程提供经验和相关设计思路，对富水砂层基坑支护和开挖具有一定指导意义。关键词：基坑；管井降水；水泥搅拌桩；土钉墙中图分类号：TV554文献标识码：B文章编号：1OO4—5716(2

2、O10)O4一o0o9一O4l工程概况及工程地质水文条件5450m2。美特斯·邦威综合大楼位于温州市鹿城工业开发工程场地属冲海积平原地貌单元。地势平坦，场地区内。其综合办公楼地上19～21层，地下1层(埋深地下水主要涉及场地浅部潜水，其补给来源主要为大气7．0m)，框架剪力墙结构，钻孔灌注桩基础。场地南、西降水及邻近瓯江径流，水位变幅受大气降水及瓯江水位两侧分别紧靠昆仑路、泰力路，北侧与浙江省第二大河变化影响(瓯江水位直接受海洋潮汐影响)，勘探期间实流——瓯江仅一路之隔(江滨大道)，东侧及东南侧分别测平均地下水埋深0

3、．2～1．5m，平均为0．5m左右。本邻近昆仑鞋业有限公司、飞轮鞋业有限公司及泰力实业基坑工程边坡支护和治水设计土层地质物理力学见表有限公司办公、生产厂房，地下室基坑占地面积约1。表l基坑工程设计参数取值表2基坑复合支护总体设计深度以及周边环境，本着安全、经济、快速的原则。选择根据该工程地质情况、基坑深度及周边环境，基坑管井降水+水泥搅拌桩止水帷幕+土钉墙支护相结合支护治水方案一般可选用如下方案：的基坑综合支护治水措施。(1)采用围护桩+高压旋喷帷幕桩进行落底式封闭3基坑治水设计止水，该方案安全可靠、造价高，工期长；

4、3．1治水方案选择(2)采用格栅式旋喷桩使之形成重力式挡墙，该方基坑降水方法主要有轻型井点降水、喷射点降水、案支护结构整体性和稳定性好，若能形成落底式止水帷电渗井点降水、辐射井点降水、白渗井点降水、管井井点幕，隔水性能良好，但造价较高，工期长；降水等。本工程场地地下水位浅，基坑开挖较深，水位(3)土钉墙支护结构，该方案工程费用低，工期短，降低幅度较大，基坑较宽，同时考虑自地表埋深20m以若单独使用止水效果差，基坑开挖困难，在富水砂层难上含水层为潜水，临近瓯江径流，从土层可降性分析基以正常施工。坑安全和技术经济比较，优

5、先选用深井管井降水+水泥综合分析本基坑的工程地质、水文条件、基坑规模、搅拌桩帷幕侧壁止水为本基坑的优选治水方案。10西部探矿工程2010年第4期3．2水泥搅拌桩止水帷幕参数设计lg(z12⋯⋯z11z12)])／。基坑周边采用悬挂式水泥搅拌桩止水帷幕，设计为由上式计算得：一9．95m，满足降深要求。根据双排搅拌桩，桩长14．0m，桩底落在地表下14．0m(受施计算结果、场区实际地质条件和工程类比经验，降水管工设备限制，14m为极限桩长)，上部1．0m不设搅拌井深度取22m。桩，桩径500mm，同排桩芯间距为430mm

6、，前后排桩4基坑土钉墙支护设计芯间距为380mm，水泥掺量为加固土体重量的15～根据基坑周边环境，地面附加荷载取q一20kPa，本18％。基坑定为二级基坑，重要性系数取y=1．1。根据朗肯3．3管并降水设计土压力理论按分层法计算土压力，并根据规程提出的梯3．3．1基坑涌水量估算形分布模式进行调整：根据场地水文地质条件、基坑尺寸、结合工程类比ea一()，·h+q)Ka一2C口，Ka=tan(45。一经验，采用潜水稳定流干挠井群岸边降水计算模型。其2)计算公式为：ep一)，·hKp+2C、，／Kp，gp—tan(45。+

7、2)Q—1．366kE(2H-S)S／lg(2b／ro)]土钉受力计算采用1／2分担法，抗力分项系数取K式中：Q一基坑总涌水量，m3／d；一1．8，土钉锚固体与土层摩阻力参照技术规范和工程是——土层渗透系数，取15m／d；经验综合选取。潜水层含水层厚度，取18．5m；一2eo··6一距江边距离，取50m；L—L：+l水位降深，7．5m；Lz一(H一^)tan(45。一2)r0——基坑有效半径，取38．6m；L一KT／cos()7t"Dr将有关参数代入上式计算，得基坑涌水量为Q一A=KN,fP哇4762m3／d=198

8、．4m3／h。钢筋网喷射混凝土依据《建筑基坑支护技术规程》3．3．2管井单井出水量估算(JGJ12O一99)按构造选用。根据土钉墙支护结构设计g=(Z／a)×24一q／z=(d／a)×24理论和相关规程要求，对支护结构进行：式中：广管井单井出水量，m3／d；(1)局部稳定性验算；(2)喷射混凝土面层强度验——过滤器外径，300mm；算；(3)施