论文：北村泵站基坑支护设计分析
时间：2021-08-31论文：北村泵站基坑支护设计分析
1工程概况
北村泵站位于现有北村水闸南侧，雅瑶水道出口处。按照10年一遇最大24小时暴雨一天排完，控制内水位1.50m标准要求新建北村泵站，规划流量105m/s。设计安装3台3300ZBG39.5- 2.11型竖井贯流泵，电机配用3台TKS 1600- 8型同步电动机，总装机容量4800kW，泵站规模属大型。
2基坑施工难点
本工程主要难点有以下方面:①本工程位于现北村水闸及居民住宅区之间，主体建筑物距离现有水闸、住宅区较近，施工场地狭窄，基坑开挖较深，最深处达到12.1m基坑边缘基本贴着北村水闸及北村水闸交通桥，需保证施工期基坑安全，并尽量减少对现有建筑物的影响。②交通疏导方案，对工程布置影响较大。③主体施工时间短，水下结构必需在4月15日完工并拆除围堰。
3基坑支护方案比选
北村泵站的基坑位于现有北村水闸南侧，基坑底南侧边缘距离用地边线约为12~40m，尤其是外江出水涵洞EF~J K段与现有房屋最小距离仅为12m，没有完全放坡开挖的场地，为确保基坑开挖时不影响现有建筑物的安全，并尽量减少房屋拆迁，经分析，在基坑南侧内涌斜坡连接段至外江出水涵洞JK段需采取垂直支护措施进行开挖。
本工程内涌斜坡连接段至内涌进水池反滤段建基面高程为-6.825~- 7.325m;泵房内涌段建基面高程为-13.625m，泵房中间段建基面高程为-9.60m~- 13.6m ,泵房外江段建基面高程为-7.725m;外江出水涵洞AB~JK段建基面高程为-7.025~- 3.8m，基坑顶地面高程为2.5m~4.4m，基坑开挖深度约7.3m~12.1m。根据地质资料，内涌进水池段及外江出水涵洞段揭露地层为:①人工填土层、②-1冲淤积含淤质砂、含砾砂层、②-3冲淤积淤泥质粘土层及泥质砂岩、砂砾岩;泵房段揭露地层有:①人工填土层、②-1冲淤积含淤质砂、含砾砂层、②-3冲淤积淤泥质粘土层、②-4冲积含泥细砂、含砾中粗砂层及泥质砂岩、砂砾岩。上述土层中②-3冲淤积淤泥质粘土层为高压缩性土，属软弱层，揭露厚度约为1.0~4.6m。
根据地质资料，拟定以下2种基坑支护方案进行比
选。①方案1-冲孔灌注桩支护加旋喷桩围护方案。在基坑外侧采用冲孔灌注桩作基坑支护结构，桩间采用旋喷桩止水防渗。从地面约3.5 m高程开始以1:1.5放坡开挖至2.25m~- 2.5m高程，2.25m~- 2.5m高程到基坑底采用灌注桩垂直支护。冲孔灌注桩直径为1.0m，桩中心间距为1.05m，桩顶设计高程为~2.5m~2.25m，单桩长为9.0m~ 16.0m，旋喷桩直径为0.6m，桩中心间距为1.05m，单桩长为5.0m~5.5m.②方案2重力式格构式搅拌桩挡土墙支护方案。从地面约3.5 m高程开始以1:1.5放坡开挖至2.25m~- 2.5m高程，2.25m~- 2.5m高程到基坑底采用重力式格构式搅拌桩挡土墙垂直支护。挡土墙厚4.0m，由格构式布置的直径0.5m，中心间距为0.35m的水泥搅拌桩与桩间土体组成。
4基坑支护设计
本工程冲孔灌注桩支护范围为内涌斜坡连接段至外江出水涵洞JK段及内引涌右岸，支护纵向长约300.3m ,桩中心间距1.05m，共布置287条，各部位的灌注桩桩顶高程及桩长列于表2所示。为进一步保证基坑安全，减少灌注桩桩顶水平位移，在内涌进水斜坡连接段一外江出水涵洞AB段冲孔桩处-3.0m和-5.0m高程、外江出水涵洞BC段一JK段冲孔桩处1.0m和-1.0m高程设置2道张拉锚杆，锚杆直径为32mm，采用HRB335级钢筋，单条锚杆长15.0m，水平间距2.1m，锚杆与水平面倾角200，共布置287条。在灌注桩桩顶设钢筋硷连系梁，梁高1.0m，宽1.0m。为保护开挖边坡受雨水冲刷，采用0.1 m厚的.C20喷射硷对基坑开挖边坡进行护面。
5基坑安全监测
为确保基坑开挖和周边房屋安全，需对泵站南侧基坑进行监测。监测项目包括支护结构水平及竖向位移、坡顶水平及竖向位移、周边建筑物变形、地下水位等。具体布置如下:在基坑南侧边坡顶部设置25个水平及竖向位移监测点，监测点间距约20m;在灌注桩桩顶联系梁上设置15个水平及竖向位移监测点，监测点间距约20m;在灌注桩桩体内埋设测斜管，共埋设3支，每支间距约80m，用于监测桩体的深层水平位移;在张拉锚杆处设置2处锚杆拉力监测点，每处布置3根监测点;在泵站基坑周边内外侧共埋设3支测压管，用于监测基坑开挖过程中地下水位变化情况。
在基坑与南侧房屋间设沉降、位移观测水准点，共10个，用于观测该部位土体变形情况。以上各项监测的时间间隔根据施工进程确定，当监测结果变化速率较大时，应加密观测次数。
6结语
本工程是南海地区水利工程首次遇到的复杂的深基坑支护，在城镇化建设日益加快的情况下，今后的水利工程建设会越来越多遇到类似深基坑的支护工程，本工程的支护设计对于日后水利工程基坑支护有一定的参考价值。
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