河道内砂层地质条件基坑开挖及明排水施工技术.doc

1、1河道内砂层地质条件基坑开挖及明排水施工技术摘要：介绍青荣城际铁路蚬河特大桥河道内基坑开挖方案论证及施工工艺 关键词：基坑开挖砂层明排水 中图分类号： TV551.4 文献标识码：A 文章编号： 概述 1.1 线路概况 青荣城际铁路蚬河特大桥位于山东省莱阳市，该桥址区地貌多为丘陵，线路与蚬河相交于 DK117+921.00，交角为 95，设计采用 4 孔 32m简支箱梁跨越（24#27#） ，详见图 1-1。桥跨区域蚬河水深 23 米，上游有橡胶坝拦截，桥跨范围内水位常年基本保持不变。桥梁施工前，我们采取筑岛围堰的施工方式对施工区域进行了处理，围堰采用天然砂砾分层填筑、碾压，围堰填筑宽度 23

2、m，填筑完成后围堰高出现况水面1m。 1.2 地质条件 青荣城际铁路工程蚬河特大桥河道内 24#-27#墩基坑地质情况见表1-1。 表 1-124#-27#基坑地质情况统计表 22、工程特点 （1） 、承台开挖水位较高，施工降排水是本项目控制的一个重点。目前蚬河河道内水位为 27.5m，比承台底高出 3m 左右。为保证施工降水，根据现场调查并进行渗水量及排水计算，确定租赁 22kw 水泵 3 台，备用2 台 22kw 水泵以保证施工的顺利进行（详见 3.2.2） 。 （2） 、基坑开挖较深，施工安全控制是本项目的控制重点。施工中要强化安全生产意识，牢固树立安全责任高于一切的思想，始终贯彻“安全

3、第一、预防为主”的安全生产工作方针。3、 承台基坑开挖方案 3.1 承台基坑开挖施工工艺框图 图 3-1 蚬河河道内承台开挖工艺流程图 3.2 基坑开挖 3.2.1 设计原则 1、安全可靠，经济合理，施工可行，快速高效。 2、根据现场实际情况，现在河道流水位于 24#墩与 25#墩之间，故先开挖 26、27#墩基坑，等 26#、27#墩身做完之后，再将河道引至 26 与27 之间，这样能使施工现场尽量远离河水，减少基坑的坍塌隐患及渗水压力。 3、具备雨季防洪措施。 3.2.2 施工方法 31、场地清理 在桩基施工完成后，安排施工队伍清理场地内的护筒、钻杆、导管等物件，全面撤出河道内待开挖的场地

4、，同时，安排泥浆外运设备，将泥浆池内多余的泥浆及之前临时堆放的钻渣外运至规定位置，避免对蚬河河道内造成污染。 2、测量放线 桩基施工完成后，测量人员实测墩位现状地面高程，根据开挖设计方案，放出承台开挖边线，并用白灰标记。并在施工现场附近设置测量水准点一个，以便于施工过程中随时用水准仪严格控制开挖深度。 测量放线详见图 3-2（24、25 承台放线尺寸与 26、27 一致） 。 图 3-2 基坑放线尺寸图 3、基坑开挖验算 （1）施工排水方案选择 该基坑开挖深度约 4.5m，长为 52.36m，宽为 26.4 m，要达到良好的降水效果，使基坑尽快满足土方开挖要求，通过对施工现场条件及土质情况的了

5、解，决定采用基坑内明沟排水的降水方案，该降水方法为安全可靠的、经济合理的降水方案。 （2）排水计算 a、相关参数 图 3-3 开挖尺寸图 4如图所示：基坑宽 b=26.4m；基坑长 a=52.36m；侧面面积S1=126.53m2; S2=273.57m2 b、基坑涌水量计算 基坑采用明沟排水，流入基坑内的渗水量与土的种类、渗透系数、水头、渗水面积等有关，通过小范围开挖并进行抽水试验，确定基坑在水平面以下大部分土层为均质粗砂层，颗粒大小为 0.5mm1.0mm，查表（路桥施工计算手册376-表 11-41）得渗透系数 K 取 75m/d。基坑涌水量计算根据现场施工条件，可按大井法估算及单位面积

6、渗水量法两种方式估算，根据路桥施工计算手册377-表 11-44，计算公式分别为： （11-63） （11-65） 式中：Q基坑总渗水量，m/d； K渗水系数，取 75m/d； H含水层厚度，取 6m； h抽水后稳定水位至不透水层厚度，取 2.9m； D基坑至水边平均距离，平均得 18m； r0引用基坑半径，计算得 22.3m，对矩形基坑, r0=(a+b)/4， 取 1.14； F1、F2分别为基坑底面面积 692m2、侧面面积 800.2； q1 、q2 分别为基坑底面面积、侧面面积平均渗水量，查表得q1=0.6m/，q2=0.3 q1。 5根据式 11-63 计算得： 根据式 11-65

7、 计算得： Q=（6920.6+800.20.60.3）24=13421.664m3/d 经过两种计算方式平均得，本基坑的总渗水量约为 14000 m/d。 （4）水泵选择 设备总排水量 V 的根据现场情况及相关经验，考虑备用量后一般估算为 2.0Q,即： V=2.0Q=2.8*104 m/d； 根据现场施工用电条件及考虑便于管理，考虑三台潜水泵来进行集中抽水，即： Q 泵=2.8*104/3=9333 m/d=388.875 m/h 即在本基坑开挖明排水方案中选择流量大于 388.875 m/h 的水泵，经过以上计算依据及市场调查，考虑成本控制及经济因素，最终我们选择 200WQ400 型潜

8、水泵 5 台（其中 2 台备用） ，其设计参数见下表：表 3-1 200WQ400 型水泵设计参数表 （5）泵坑开挖 由于河道内水位较高，比承台底要高出 3 米左右，故基坑大面积开6挖之前，为减少流水对边坡的冲刷，提高开挖效率，首先选择在 26#墩与27#墩之间南面开挖泵坑 1 个，泵坑底高程为 23.5m（比承台底低 1m） 。泵坑尺寸为 10m10m，然后下泵降水，配备 22kw 水泵 5 台，3 台正常使用，2 台备用。 图 3-4 泵坑示意图 （6）基坑开挖 根据现场实际情况，采用 3 台 PC220 挖机进行开挖。分北、东、西三面，每台挖机各自负责一面，从泵坑位置往外挖。承台位置处开

9、挖深度控制在比承台底低 10cm，在基坑西南角设置一集水坑，集水坑比承台底低 50cm。从基坑四周放 2坡至集水坑，泵坑与基坑集水坑之间连接采用在便道下埋设水泥管，使基坑内水能从四周流入水泥管至泵坑，详见图 3-5。 图 3-5 基坑底排水示意图 开挖过程中派专人负责观测边坡稳定变化情况，防止开挖过程中产生坍塌事故。 （7）垫层施工 垫层施工采用10cm 槽钢作为模板，严禁不采用模板，垫层比承台边宽 50cm。 垫层厚 10cm，采用 C15 混凝土，垫层顶标高不高于基底设计标高。详见图 3-6 7图 3-6 垫层施工示意图 3.3 施工注意事项 （1） 、开挖过程中如遇障碍物，报项目总工核实

10、，提出处理方案，报请监理、业主以及有关部门审批后方可进行下步开挖。 （2） 、在施工区域内设置临时性排水沟，如遇滞水，将其引入临时排水沟，集中抽水，在基坑上口四周砌防水堤。 （3） 、基础挖至基底设计标高，表面修理平整，承台尺寸宽长均符合设计图纸要求。 （4） 、预防基坑泡水措施 开挖基坑周围应设挡水堤，防止地面水流入基坑。 在槽底设置集水坑，排水沟，配备足够用的潜污泵，及时将沟槽内积水排除。 （6） 、预防边坡塌方措施 做好地面排水措施，避免在影响边坡稳定的范围内积水，造成边坡塌方，做好基坑四周的降水、排水措施。 土方开挖应自上而下分段分层、依次进行，随时做成一定的坡势，以利泄水，避免先挖坡脚，造成坡体失稳。 4 资源配置 4.1 设备资源配置 考虑本工程现状，根据现场实际情况，机械设备配置如下： 表 4-2 主要机械设备资源配置表 84.2 主要物资材料 考虑本工程现状，主要物资材料如下： 表 4-3 主要物资材料统计表 5 结束语 （1）基坑开挖的工艺选择有很多，在充分考虑施工条件允许的情况下，采用大开挖的方式是最原始的方法，但同时也是最经济、最快速的方法； （2）通过对地质条件的考察及计算，采用合适的大功率潜水排污泵进行明排水施工，满足基础干施工的条件，实际施工效果也达到预期。 参考文献 路桥施工计算手册.北京：人民交通出版社，2001