某受煤坑基坑支护方案优化设计探讨论文_侯超虎

煤炭工业合肥设计研究院 安徽合肥 230001

摘要:本文引用某受煤坑基坑支护方案设计这一工程实例,通过对该设计方案进行优化,三坑合一,减少基坑复杂程度及基坑个数,在确保安全、稳定的前提下,方便了施工、提高了施工进度,并获得了良好了经济效益。

关键词:受煤坑;基坑设计;方案优化

1、工程概况

该基坑工程位于淮南市北部,属选煤厂受煤坑工程,主体结构主要包含受煤坑及南北通道;主要结构形式采用地上框架、地下箱体机构。基坑面积约7287m2,周长约760m;基坑挖深区域图及开挖深度详见下表1-1:

表1-1 基坑概况一览表

2、工程地质及水文地质条件

2.1工程地质条件

场地地层:①层耕土,松散,以黏性土为主,含杂草、植物根茎等;②层黏土,硬塑,干强度高,韧性高,Ps平均值3.13MPa;③层粉质黏土,可塑~硬塑,Ps平均值3.50MPa;④层粉质黏土夹粉土,可塑,干强度高,Ps平均值4.03MPa;⑤层粉土,饱和,中密,标准贯入试验实测平均击数19.7击,挖深为11.7m的基坑坑底位于该层;⑥层粉土,密实,夹薄层粉砂,标准贯入试验实测平均击数34.6击,挖深24.01的基坑坑底位于该层;⑦层粉砂,密实,标准贯入试验实测平均击数40.4击;⑧层黏土,硬塑,干强度高。

2.2基坑支护设计参数一览表

表2-1 基坑围护设计主要参数一览表

3 原设计方案及优化后方案

3.1 本工程基坑特点

本工程东西向基坑较长,局部开挖深度较深,高度落差较大。长约290m,宽19m,一般区域挖深11.70m,中间部分挖深较深,最大达24.21m,南侧通道挖深约23.11m,北向基坑也较长,长约55m,挖深从14.663至地面;中部深坑区域挖深24.21m,两侧通道开挖深度变化较大,约为0~23.01m,既有浅基坑工程,又有深基坑工程。

3.2深坑部位优化前后对比

3.2.1方案优化前

拟定先开挖受煤坑中部深坑区域,如下图方框中所示,深坑开挖期间,其周边15m范围不可开挖,受煤坑深坑出±0.00后再开挖。深坑部位分别采用钻孔灌注桩(φ800@1000,桩长15.65m)+三轴水泥土搅拌桩止水帷幕(3φ850@1200,桩长16.2m)+钢混内支撑+立柱,方案示意图如下图1:

图1 优化前围护方案

3.2.1方案优化后

受煤坑中部深坑、南侧通道及北侧通道范围同时开挖,但该区域未出±0.00前该区域25m范围内不可开挖。基坑挖深24.21m≥H>11.7m范围采用钻孔灌注排桩结合三轴水泥土搅拌桩止水帷幕+钢筋混凝土支撑的支护形式。深坑及南北通道示意图如下图2:

图2 优化后深坑及南北侧通道

3.3优化方案设计

3.3.1深坑部位

钻孔灌注桩:围护结构采用钻孔灌注桩,灌注桩混凝土设计强度等级为水下C30。具体设计见表3-1所示。

表3-1 灌注桩设计参数表

止水帷幕:灌注桩外侧采用单排3φ850@1200三轴搅拌桩作为止水帷幕,插入第⑧层粘土层1.78m,桩端标高-33.29,桩长27.9m及31.9m,水泥掺入量20%,砂性土地层采用两喷两搅,粉土及砂性土层中加10%的膨润土;止水帷幕与灌注桩净距150mm。

水平支撑体系设计:基坑内主要设置三道钢筋混凝土支撑,混凝土强度等级为C35,布置形式为角撑临时支撑体系,围檩采用混凝土。支撑截面参数如下表3-2所示。

表3-2 支撑截面参数表

4 结语

(1)深基坑工程实施过程中受到基坑开挖次序、大气降水以及施工动载等许多不确定因素的影响,围护设计对深基坑的变形控制以及基坑的分段施工等予以充分考虑。

(3)场地土层强度较高,但由于场地分布较厚的粉土、粉砂层,渗透性强,在地下水动力作用下易产生流砂、管涌等不良地质现象,优化后方案设计充分考虑了各种复杂地质情况。

(3)原设计方案按中间深坑部位、南、北两侧通道三个单体基坑进行设计、施工,但施工周期延长,满足不了业主如期运营的要求。优化后方案将中间深坑部位及南、北两侧通道联合开挖,减少了施工工序。另外,工程设备、材料可直接从北侧通道进出,方便地下建筑结构的施工。同时可满足业主工期要求(节省工期90天),提前投入运营,长远考虑经济效益好。

参考文献:

[1]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012

[2]《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013

论文作者:侯超虎

论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期

论文发表时间:2019/4/26

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