地下综合管廊基坑支护方案设计及应用

双拼方案地下综合管廊基坑支护方案设计及应用
[摘要] 综合管廊基坑因其特点具有复杂多变,受外界施工环境影响大。本文结合工程实际,重点分析工程重点、难点,提出有针对性的施工技术方案,重点介绍了自然放坡开挖及钢板桩支护,就其结构受力进行了分析计算,为今后类似工程提供一些可鉴戒经验。
[关键词]综合管廊;深基坑;开挖支护;结构检算
1
0引言[1]
综合管廊就是浅埋在地下,将强弱电、燃气、供暖、给水等各种线缆及管道集中于一体的线形构筑物。同时管廊本身结构完备,管线分支、人员出入及逃生、便于管道安装及更换的吊装孔等,同时内部设置有防火分区,每区段设置有通排风设备,在此基础之上还兼具环境感知能力,有毒有害气体检测及自动报警等。综合管廊的的建设将极大的避免不同产权单位对道路的频繁开挖与回填,减少道路占用提高城市整体形象,改善居民出行条件,是未来构建海绵城市的重要组成部分。
目前城市综合管廊基坑受地理环境影响施工方法多样,如明挖法、矿山法、顶管法、盾构法等,其中明挖法最为常见。明挖法中又分为,自然放坡开挖和有支护开挖,常用支护手段包括:土钉墙、深层搅拌桩、钻孔灌注桩、SMW工法桩及钢板桩等。在项目前期策划过程中,要充分调查施工现场,充分考虑施工条件及资源,在此基础上才能做出贴近实际,可操作性强的施工方案。
本文以新建综合管廊为例,通过分析该项目特点、难点,从而进行施工方案选取及设计,为类似项目提供参考。
1.工程概况
1.1工程简介
拟建城市综合管廊位于安徽省淮南市,依托于新建城市道路,遵循“先地下,后地上”的原则组织施工。管廊总体呈“L”型布置,北起南沿山路,南至春申大街,向西一致延伸至规划一路,全长6.33km。全部位于道路中央分隔带内,划分综合舱和燃气舱两个舱室,综合舱内敷设有高低压电缆、通信、给水三种管道;燃气舱内敷设有燃气管道。管廊标准段竖向设
计基本沿用道路纵坡走向,埋置深度约为2m~2.5m;在河道范围,采用纵坡不大于25°的过渡段进行顺接。管廊廊体采用钢筋混凝土现浇而成。全线共设计:进风口、排风口、吊装口、管线分支口、逃生口、人员出入口、端井及交叉节点等8大类节点结构。
1.2工程地质条件
拟建场地由北向南分别穿越山前斜地及淮河南岸II级阶地。地势总体北高南低,地形较平坦。
根据地勘报告所示的岩土层分布情况可知,场地内上部岩土层主要为第四系松散土体。①层耕土(局部为杂填土)主要是人类活动形成,剩余各层均为自然搬运堆积而成。
①层耕土层,大部分路段为耕土,局部地段为人工填土,呈灰~灰黄,含大量植物根茎。该层土在建设区域均有分布,性质稳定,均匀性差,工程性能差。
②粉质粘土,主要分布在道路南段上部,为颜较浅,微湿,具有可塑性,含有植被根系,内含少量钙质结核,有浅粉土颗粒分布,含有机质,切面较光滑,稍有光泽度,强度中等。承载力偏高,为中等压缩性土。
③层粘土,主要分布于道路南段二级阶地,主要为褐黄、棕黄,稍湿,硬塑状,内含少量铁锰结核,切面较光滑,稍有光泽度,韧性较好,无摇震反应,干强度较高。综合评价该层土结构性较好,承载力较高,为中等偏低压缩性土。
④层灰岩层,主要分布在道路山前斜地。主要为灰白,稍湿,坚硬状,为石灰岩,中、厚层结构,成明显块状,芯样比较完整,其单轴抗压强度平均值为64Mpa,属坚硬岩,RQD为80~90%,完整性好,岩体基本质量等级为II类。该层结构性好,承载力高,压缩性低。
根据岩土报告,基坑设计参数见表1。
表1  基坑设计参数表
序号
土类名称
厚度
重度
内摩擦角
粘聚力
(m)
(kN/m3)
(度)
(kPa)
1
1-耕土
0.6
(17.0)
(5)
(8)
2
2-1粉质粘土
0.8
19.8
13.1
43.0
3
2-粘土
7.0
20.5
21.3
45.7
1.3气象水文
本区属于亚热带半湿润季风气候区。气候适宜,光照足,降雨丰富。每年的6~8月为丰水期,降水量约占全年降水总量的50%,12月至次年的2月为枯水期,降水量约占年总降水量的8.8%;年蒸发量为1603mm,年平均风速2.7m/s,历年主导风向东南风;冻土深度约13cm。
地下水主要为孔隙水,其中①层耕土中含水属上层滞水,受地表水及大气降水影响较大;②层粉土粘土含水属弱承压水,富水性较强,其动态变化主要受大气降水、地表水补给以等因素影响。静止水位为地表下0.9~3.3m。
2.综合管廊特点及重难点
2.1管廊基坑特点
综合管廊沿路布设,属于典型线形构筑物,其基坑特点也恰好如此,长边远大于短边,属于狭长基坑。因空间效应的影响,长边变形要高于短边及坑角[1],故在方案设计阶段要充分考虑该影响,增加长边内支撑的刚度及数量,从而保证支护体系的安全,严格控制地表
沉降。
2.2管廊结构特点
综合管廊全线共342个舱段,设置有36个排风口、42个进风口、17个吊装口、70个逃生口、126个管线分支口、3个人员出入口。节点尺寸各有不同,挖深各异,人员出入口最大埋深10m。支护体系需根据结构特点,分区分段设计施工。
2.3沿线施工环境
拟建区位于城乡结合部,沿路两侧分部有大量的水稻田、鱼塘及居民房屋,还有多处横穿管廊的既有道路,局部还有并行段,车流量大,交通导行频繁,安全压力大。
地下障碍物多,有给水管、污水管,地埋高压电缆等。设计有2处下穿管廊的倒虹吸雨水管道,基坑开挖深度将明显增加,支护体系设计需格外关注。
3基坑支护方案选择
基坑支护方案的选取主要从,技术可行性、安全、成本、周边环境及工期等方面予以考虑。
采用放坡明挖及钢板桩支护等手段分区段进行基坑支护施工。
3.1自然放坡明挖+挂网喷浆
综合管廊基坑深度≤4m时,均采用一级自然放坡开挖,坡度为1:1;开挖深度为大于4m小于6.5m时,采用坡比为1:1的二级自然放坡开挖。
边坡分层开挖后应及时进行挂网锚喷防护,喷射混凝土厚度10cm,分两次喷射,每次喷射厚度5cm。锚杆采用长度40cmφ12mm的钢筋做为锚杆,端部端部4cm做成135度弯钩,布置间距1m×1m矩形布置。钢筋网采用φ6mm,网格间距15cm×15cm钢筋网片。锚杆垂直边坡打入30cm,外露10cm。锚杆插打完成后喷射第一层混凝土。将铁丝网绑扎在锚固钢筋上,要保持表面平整不晃动,开始喷射第二次混凝土。混凝土喷射按预先划分的区段依次进行,喷射顺序由下至上;喷射时,喷头与受喷面垂直,距离为0.6m~1.2m。喷射混凝土标号为C20,喷射后要保持混凝土表面平整、无干斑及滑移流淌现象。

本文发布于:2024-09-25 12:27:08,感谢您对本站的认可!

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