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1.前言
目前城市燃?xì)夤艿缆裨O(shè)中使用的非開挖穿越技術(shù)主要有定向鉆和頂管兩種。當(dāng)遇到需要頂管穿越時(shí)，設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)的頂管作業(yè)井的施工圖普遍采用沉井。沉井的下沉方式有：排水下沉、不排水下沉、島式下沉3種。主要優(yōu)點(diǎn)是、可靠。缺點(diǎn)是施工工藝復(fù)雜，造價(jià)太高，施工工期長(zhǎng)。當(dāng)場(chǎng)地地下水位高、水量大。地層中含有淤泥及松散砂層等不良地質(zhì)條件時(shí)。采用排水下沉的方式施工沉井亦存在不因素。
當(dāng)?shù)叵滤桓?、水量大、地層中存在大量流砂等不良地質(zhì)條件時(shí)開挖頂管作業(yè)井。開挖前首先應(yīng)該進(jìn)行止水、止流砂等預(yù)先支護(hù)加固的處理措施。工程上常用的止水防滲加固方法有：高壓旋噴注漿法、深層攪拌樁法、凍結(jié)法、袖閥管注漿法等。在城市燃?xì)夤艿缆裨O(shè)過程中。限于場(chǎng)地條件及周邊建構(gòu)筑物的影響。需使用大型機(jī)械設(shè)備施工的地基處理方法往往又不適宜采用，怎么辦?
本文以深圳寶安大道次高壓燃?xì)夤艿来┰叫律陈返捻敼茏鳂I(yè)井為例。介紹一種新穎的頂管作業(yè)井的支護(hù)設(shè)計(jì)和施工方法。
2.工程概況及工程地質(zhì)條件
2.1工程概況
寶安大道新沙路頂管工程有2段頂管，共4個(gè)作業(yè)井。接收井直徑4.0m、工作井直徑6.5m。兩段頂管長(zhǎng)度分別為100.85m和107.52m：開挖深度分別為8.6m和9.9m。場(chǎng)地原始地貌屬濱海海陸交互相河流人海地段。其中。新沙路2#頂管工作井位于寶安大道與新沙路交匯處，交通流量非常大，場(chǎng)地狹小，不適宜大型機(jī)械進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)井支護(hù)施工。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和地質(zhì)條件，對(duì)地層進(jìn)行預(yù)先支護(hù)加同的方法采用了微型樁+止水樁。施工使用的設(shè)備就是常規(guī)地質(zhì)勘探使用的XY一1型鉆機(jī)。其自重約1.5工，鉆探機(jī)械占地僅僅1.5m2.0m。
需要說明一點(diǎn)：這里所指的微型樁是巖土工程業(yè)界約定俗成的一種稱謂。
特指由小型鉆機(jī)施工的樁，也叫樹根樁。
成樁工藝是：泥漿護(hù)臂鉆孔-插管注漿、置換孔內(nèi)泥漿-安放鋼筋籠或工字鋼-填碎石-二次注漿。微型樁的直徑一般小于0.4m。而本工程微型樁樁徑采用0.4m-0.6m，按照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94—2008)，樁徑d介于250mm一800mm的樁歸類為中等直徑樁，d≤250mm才是屬于小型樁。
2.2工程地質(zhì)條件
以2#工作井為例，根據(jù)鉆探及實(shí)際開挖后修正的地層如下：
?。?）0.00m一3.00m為雜填土：含磚塊、混泥土石塊，局部還埋藏有已廢棄的建筑物鋼筋混凝土基礎(chǔ)，底部0.3m～0.5m為拋填的塊石。
?。?）3.00m～6.00m為淤泥：黑色，含腐殖質(zhì)、細(xì)砂和貝殼，很濕，軟塑。
?。?）6.00m～8.80m為細(xì)沙：淺灰一淺白色，較純凈，粘性土含量小于7％，飽和，松散。
?。?）8.80m以下為風(fēng)化殘積土(砂質(zhì)粘性土)。黃褐色，濕，可塑。
?。?）地下水位埋深2.40m，為孔隙潛水，地下水豐富。頂管工程地質(zhì)剖面圖見圖1
圖1頂管工工作井、接收井地質(zhì)剖面圖
3.頂管作業(yè)井的支護(hù)設(shè)計(jì)及施工方法
3.1支護(hù)設(shè)計(jì)
3.1.1作業(yè)井主要設(shè)計(jì)參數(shù)
工作井直徑6.5m；
接收井直徑4.0m；
頂管洞口開口直徑1.6m；
水泥套管內(nèi)徑1.2m；
頂管高程：1#作業(yè)井：-3.6m；2#作業(yè)井：-2.9m；
洞口底高出作業(yè)井底0.5m；
次高壓燃?xì)夤艿拦軓溅?13mm。
作業(yè)井平面圖及剖面結(jié)構(gòu)圖見圖2、圖3
圖2頂管工作井結(jié)構(gòu)平面圖
圖3頂管工作井結(jié)構(gòu)剖面圖
3.1.2開挖深度
1#工作井、接收井9.9m，封底厚度0.5m，有效井深：9.4m。
2#工作井、接收井8.6m，封底厚度0.5m，有效井深：8.1m。
3.1.3微型樁
工作井樁徑D=600mm，接收井樁徑D=400mm，樁長(zhǎng)均為12m，內(nèi)置18工字鋼，通長(zhǎng)配置。工作井沿直徑D=7.8m園周均勻布置28根樁，接收井沿直徑D=5.1m圓周均勻布置24根樁，樁身混凝土強(qiáng)度：C20。
3.1.4止水樁
樁徑D=300mm，樁長(zhǎng)12m,灌注素水泥漿，工作井樁數(shù)28根，接收井樁數(shù)24根，與微型樁搭接。
3.1.5襯砌(挖孔樁護(hù)臂)。
厚度350mm，按構(gòu)造要求配筋，澆注C30混凝土
3.2施工方法
3.2.1微型樁施工工藝
?。?）挖除填石平整場(chǎng)地：由于場(chǎng)地上部填土層中含較多混凝土碎塊、填石等硬雜質(zhì)，局部埋藏有廢棄的鋼筋混凝土基礎(chǔ)。微型樁施工前首先使用挖土機(jī)挖出作業(yè)井范圍內(nèi)混凝土、填石等障礙物后，再回填粘性土，平整場(chǎng)地。
?。?）測(cè)量、放線：按設(shè)計(jì)管道走向測(cè)量頂管作業(yè)井位置，沿直徑D=7.8m(工作井)、D=5.1m(接收井)圓周均勻布設(shè)微型樁樁點(diǎn)28個(gè)、24個(gè)。
?。?）鉆機(jī)就位-復(fù)核樁-開鉆-泥漿護(hù)壁成孔-插入注漿管至孔底-灌注水泥漿置換孔內(nèi)泥漿-插入18工字鋼-填人碎石-二次注漿-結(jié)束。
?。?）重復(fù)工藝(3)間隔-孔跳鉆下一孔，直至全部完成。
3.2.2止水樁施工工藝
泥漿護(hù)壁鉆孔-插管-注漿-結(jié)束。
3.2.3襯砌施工工藝
采用自上而下開挖和支護(hù)的逆作法施工襯砌。以人工挖孔樁方式挖孔-鋼筋制作安裝-制模-澆注混凝土。每節(jié)高度1.0m，節(jié)護(hù)壁與微型樁樁頂冠梁同一批次澆注混凝土。
3.2.4封底
底板鋼筋制作安裝一澆筑混凝土。
3.2.5頂管洞口開口及封門
工作難點(diǎn)：由于頂管洞口開口部位位于細(xì)砂層中，若直接在井壁開口將會(huì)有大量泥沙涌人作業(yè)井，引發(fā)地面塌陷。
解決辦法：開口前，在支護(hù)結(jié)構(gòu)外圍施工兩排注漿孔，共17孔。采用袖閥管注漿法加固洞口外圍砂層，止水防滲。
加固結(jié)構(gòu)見圖4
開口后洞口采用砌磚封門。
圖4頂管洞口止水及加固平面圖
4.基坑支護(hù)施工效果評(píng)述
在地層中存在較厚淤泥及砂層且地下水豐富等不良地質(zhì)條件下，開挖基坑、作業(yè)井、挖孔樁等地下洞室工程，關(guān)鍵處理技術(shù)是止水防滲和超前支護(hù)，若處理不當(dāng)。在施工過程中很容易發(fā)生基坑或其他洞室工程塌方、地面沉陷等造成財(cái)產(chǎn)或人員傷亡的工程事故。
新沙路頂管作業(yè)井由于采用了微型樁+止水樁作為超前支護(hù)加同的處理措施。在隨后的作業(yè)井土方開挖及襯砌施工過程中進(jìn)行得很順利。
無論在淤泥還是在砂層中，開挖外徑達(dá)到7.2m（每節(jié)土方量40.7m3）的圓形工作井?？扇?個(gè)工人4個(gè)作業(yè)班組同時(shí)作業(yè)，每天能順利開挖深度1m、并澆筑一節(jié)護(hù)臂。由于有了微型樁+止水樁的超前支護(hù)和其良好的止水、固砂支護(hù)效果，即便在淤泥和流砂層中開挖土方。井下作業(yè)的工人都覺得很。
5.技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較
新沙路頂管作業(yè)井支護(hù)工程原設(shè)計(jì)圖的支護(hù)方式是：
首先在外圍采用人工挖孔樁護(hù)臂方式開挖，護(hù)臂厚度350mm。開挖完成后再在內(nèi)圈澆筑厚度為450mm的鋼筋混凝土襯砌。工程造價(jià)預(yù)算：4個(gè)頂管作業(yè)井造價(jià)合計(jì)142.47萬元。
工程經(jīng)過招投標(biāo)后。一家中標(biāo)的巖土工程施工單位進(jìn)場(chǎng)施工前。在2#工作井位處進(jìn)行超前鉆。發(fā)現(xiàn)地層中存在上述的淤泥、流砂、且地下水大等不良地質(zhì)條件。按原設(shè)計(jì)的施工圖開挖作業(yè)井很不，后經(jīng)過幾次會(huì)議協(xié)調(diào)，決定采用微型樁+止水樁+護(hù)臂的支護(hù)方式。
即首先施工微型樁+止水樁。替代原設(shè)計(jì)的挖孔樁護(hù)臂。然后再開挖，澆筑護(hù)臂，由于有了微型樁的超前支護(hù)，內(nèi)圈的襯砌厚度減少到350mm。其工程造價(jià)省了：作業(yè)井深度、內(nèi)徑等尺寸與原設(shè)計(jì)一致。
巖土工程施工單位承諾：愿以不超過總造價(jià)89.21萬元完成4個(gè)作業(yè)井支護(hù)工程，與原造價(jià)相比下降37.4％?？鄢┕挝蛔栽赴匆欢ū壤赂≈袠?biāo)價(jià)等因素。微型樁施工的簡(jiǎn)單易行、造價(jià)低廉、經(jīng)濟(jì)實(shí)用是顯而易見的。
6.結(jié)束語
微型樁是由意大利的F.Lizzi提出的，后來逐步推廣到整個(gè)歐洲和北美洲。其主要特點(diǎn)有：施工機(jī)具小，適用于狹窄的施工作業(yè)區(qū)；對(duì)土層適應(yīng)性強(qiáng)；施工振動(dòng)、噪音小，樁位布置形式靈活。我國于1981年開始研究。
目前，微型樁主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：
1）建筑物增層及改造；
2）地基不均勻沉降事故中的基礎(chǔ)托換；
3）岸（基坑）邊及地下洞室土方建筑物的基礎(chǔ)托換。
本文謂之為一種新穎的頂管作業(yè)井支護(hù)方法，是因?yàn)槲⑿蜆队糜陧敼芸拥闹ёo(hù)方面的報(bào)道還不多見。微型樁甚至還沒有列入我國的樁基礎(chǔ)規(guī)范。本工程難點(diǎn)是地質(zhì)條件較復(fù)雜，地下水大，存在流砂、淤泥等不良地質(zhì)條件，施工場(chǎng)地狹窄，大型機(jī)械不宜進(jìn)場(chǎng)施工。
微型樁的使用成功的解決了上述難題，與原設(shè)計(jì)采用的支護(hù)方法相比，施工更簡(jiǎn)單，開挖的性更好，工期更短，造價(jià)更省。
以上就是袖閥管廠家關(guān)于頂管作業(yè)井的新施工方法
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