临海新吹填中粗砂区域超大超深基坑止水降水技术

在新加坡大士南新船厂项目的建设中,中交三航局沿着完成一个工程,树立一面旗帜,占领一片市场的方针,成功解决了2个近15m2、开挖深度近25m,最大日排水量近十长生20m3的超大超深临海区域单基坑止水降水难题,通过对新技术新工艺的研究和实施,保证了船坞结构的干施工条件。
 
新加坡大士南新船厂项目,包含4个干船坞、3个突堤码头、4个顺岸码头和2个驳岸码头以及相应的吊车道等13个项目,是我国交通系统截至目前在发达国家承担的单体合同最大项目,也是新加坡建国以来投资最大的一个建设项目。
 
施工难度成焦点
 
对于施工方中交三航局来说,承担本工程的压力来自于工程所处恶劣的地质条件及工程本身的国际影响力。
该工程地处新吹填松散中粗砂的临海区域,船坞基坑采用放坡大开挖方式,将4个船坞分为两个大基坑进行止水降水、开挖和结构施工等。每两个船坞共用一道海上双排钢板桩止水帷幕,陆域部分采用单排钢板桩止水帷幕,单个基坑止水帷幕包围的面积约15.5m2,基坑边线到海水最近距离约50m,船坞坞室结构边线到海水最近距离约90m
工程所在区域的吹填砂层顶标高为+5.00m,底标高为-22-25m,其中+5-6m左右的区域为松散中粗砂层,渗透系数约为3×10-4m/s-6m宜黄高速以下为中密松散中粗砂层,渗透系数约为6×10-6m/s。吹填砂层以下是原海泥层,标贯约100击,渗透系数约为6×10-9醋酸强的松龙m/s。所有止水体系均以进入原海泥层为控制要求。该工程止水降水难度大,最深开挖25m,降水实施过程中最大内外水位差约24m,实际日排水量最大接近20m3水泥胶砂流动度
同时,新加坡、日本、韩国等国际同行均非常关注本项目降水的实施情况,因此降水成功与否带来的国际影响也很大。
 
 
技术亮点解难题
 
亮点一:止水体系的选择和优化
针对该项目基坑范围大而深、地下水位高、砂土渗透系数大等特点,通过对止水帷幕施工方法及新加坡该地区特定砂层和土层的研究,综合考虑当地的施工条件、施工工期、施工设备以及成本控制等因素,止水体系选择时比选了水泥膨润土地连墙止水、钢板桩帷幕止水、高压旋喷桩止水及强降水动态止水等方案(见表1)。通过一系列的试验和检测,研究止水帷幕设计和施工中存在的问题, 完善配套工艺和特殊情况下的止水处理措施,确定了最优止水体系。
 
 
结合当地市场条件和技术水准,对止水方案进行现场典型施工,对其可施工性和止水效果进行对比和预判。由于高压旋喷桩止水体系方案的可实施性低;强降水方案于后期维护成本较高;水泥膨润土地连墙的方案不能保证连续性,所以最终选择了钢板桩帷幕墙作为止水体系。但在穿越近30m的土层时,由于部分钢板桩未达到设计标高,以及砂土中的细颗粒含量少等原因,造成前期抽水量超出预计值,使基坑降水工作难度增大,降水成本增加。
通过分析现场情况和新加坡建设市场行情,在钢板桩未达要求处,采用膨润土压密注浆法,将膨润土微颗粒注入砂层中,增加了原状土中的细颗粒含量,延长了水的渗径,并促进了钢板桩锁口中的砂粒结合,优化了钢板桩的止水效果。另外在围堰钢板桩未达到设计标高的区域采用高压旋喷桩局部补漏。
按照对1号基坑降水曲线的统计以及对渗水量的预估,开挖到最低标高时整个基坑渗水量将为1618司法公信力万m3,而加入膨润土压密注浆后实际基坑日排水量为1112m3。即实际渗水量比未补漏前的水量减少了1/3,降低了运行期的工程成本。
亮点二:降水体系的选择和优化
本工程开始之初,日本一家地基处理公司提出利用真空负压的原理,即通过在场地内布置少量的大井,主动将砂土中的水吸出并排出基坑外。他们在12号船坞坞室中共设计40余口大井,均匀分布在坞室范围内,井径1m,其成本和报价数倍于原先投标时的降水总价,因此从技术和商务两个方面考虑,建设方选择了中交三航局提出的降水方案。
中交三航局技术人员综合考虑现场土质渗透系数、水源补充距离、钢板桩止水帷幕效果以及现场施工工序搭接等诸多因素,提出了更能适合现场情况的降水方案。该方案通过在基坑周边布置相当数量的深井,利用深井泵降水排出基坑至海中。而基坑内不设深井,大大减少了施工各工序之间的互相影响,提高了挖土打桩结构施工等的效率。随着降水的实施,现场条件的变化,原设计20m的深井间距不能满足截水降水的要求,因此根据不同区域水量不同的特点调整了井距,最小间距为5m,最大的15m。井径是根据打井的工艺、水泵的尺寸等因素选择,采用了22.5cm30cmPVC管。考虑到吹填砂层和原海泥渗透系数的显著差别,井深在进入原海泥层后施工成本和难度增大,但出水量变化效果不明显,所以井深以满足结构施工面为要求下降25m,并不超过原状海泥面。
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本文发布于:2024-09-20 17:59:58,感谢您对本站的认可!

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标签:止水   施工   降水   基坑   钢板   工程
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