電廠建筑施工深基坑支護(hù)技術(shù)分析

文/葛永志 中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)天津電力建設(shè)有限公司 天津 300041

隨著水資源的緊缺和適應(yīng)發(fā)達(dá)地區(qū)電力需求，很多電廠選址選在江浙、上海、天津等地的江河沖淤區(qū)，這些地區(qū)的土質(zhì)相對(duì)承載力低，土質(zhì)主要為淤泥，這些地方土方開(kāi)挖都需要進(jìn)行邊坡支護(hù)，而電廠建筑施工中，汽機(jī)基座、循環(huán)水泵坑、凝泵坑、循環(huán)水管道、翻車機(jī)室等部位都需開(kāi)挖至十幾米到二十米，都需要進(jìn)行深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)，深基坑支護(hù)能夠確保整個(gè)電廠基坑部位環(huán)境，處于可靠性的狀態(tài)。

1、深基坑支護(hù)方案優(yōu)選

大型電廠建筑基坑的主要特點(diǎn)是占地廣，開(kāi)挖面積大、往往大基坑套小基坑，淺基坑套深基坑。由于基坑一般比較寬廣，所以內(nèi)側(cè)大都不能設(shè)置支撐，這就造成火電廠基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工和普通民用建筑基坑支護(hù)不同。選擇支護(hù)型式和地下水位的高低、土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)和附近環(huán)境條件等，有密切聯(lián)系。一般優(yōu)先采用造價(jià)比較低的鋼筋網(wǎng)噴射支護(hù)再到土釘，最后為幾種支護(hù)方式組合在一起的復(fù)合支護(hù)方案。深基坑工程的挖土堅(jiān)持“開(kāi)槽支撐，先撐后挖，分層開(kāi)挖，嚴(yán)禁超挖”的原則，避免深基坑挖土之后，土體回彈產(chǎn)生較大變形，施工中設(shè)法減少土體中有效應(yīng)力的變化、縮短暴露時(shí)間并避免地基土浸水是防止基坑回彈變形的有效手段。所以，在基坑開(kāi)挖期前、開(kāi)挖期間與開(kāi)挖之后，都要采取降排水措施，以保證開(kāi)挖的順利進(jìn)行。

2、深基坑支護(hù)方式

2.1　排樁或地下連續(xù)墻

一般其組成部分包括圍護(hù)墻、支撐與防滲帷幕等。排樁的類型主要有鋼管樁、預(yù)制混凝土樁、鉆孔灌筑樁、挖孔灌筑樁、加筋水泥土樁等。適合基坑側(cè)壁安全等級(jí)一、二、三級(jí)；在軟土場(chǎng)地中，懸臂式結(jié)構(gòu)要小于5m；在地下水位超出基坑底面時(shí)，適合使用降水、排樁加截水帷幕或地下連續(xù)墻。

2.2　土釘墻

土釘墻的組成部分包括密集的土釘群、被加固的原位土體、噴射的混凝土面層等。土釘墻即為一種邊坡穩(wěn)定式的支護(hù)，其不同于被動(dòng)起擋土的圍護(hù)墻，它的主要作用為主動(dòng)嵌固，提高邊坡穩(wěn)定性，確保開(kāi)挖基坑后坡面的穩(wěn)定。適合基坑側(cè)壁安全等級(jí)最好是二、三級(jí)的非軟土場(chǎng)地；基坑深度一般要小于12m；在地下水文超出基坑底面時(shí)，適合選擇降水或截水的手段。

2.3　水泥土墻

水泥土墻一般為利用自身重量和剛度對(duì)坑壁進(jìn)行保護(hù)的重力式擋墻，通常不宜設(shè)置支撐，特殊狀況下采取一定的措施可局部加設(shè)支撐。水泥土墻存在深層攪拌水泥土樁墻、高壓旋噴樁墻等類型，適合二、三級(jí)基坑側(cè)壁安全等級(jí)；重力式擋墻與圓拱支擋方案能充分發(fā)揮圓形結(jié)構(gòu)物空間效應(yīng)優(yōu)勢(shì)，均勻受力時(shí)，截面只受壓應(yīng)力控制，可有效控制變形，保證土體穩(wěn)定，其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯。實(shí)際工程案例中采取格構(gòu)式布置水泥土墻有達(dá)到4.55米的工程實(shí)例。其上部采取1:10放坡配合噴漿掛網(wǎng)支護(hù)從+1.35米開(kāi)控至-5.05米，又采用由6排500mm攪拌樁及兩排樁位置格構(gòu)組成厚度為4.2m的攪拌樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，樁長(zhǎng)為9.95m。普通水泥土樁施工范圍內(nèi)地基承載力最好小于150kPa；基坑深度最好小于6m。水泥土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)要進(jìn)行抗傾覆/抗滑移、整體性移定、墻體隆起、抗管涌等各項(xiàng)驗(yàn)算。

2.4　鋼板樁

鋼板樁支護(hù)近幾年來(lái)大都采用國(guó)外進(jìn)口拉森Ⅲ、拉森型Ⅳ鋼板樁結(jié)構(gòu)，此兩種型號(hào)鋼板樁具用強(qiáng)度高，硬度好，重復(fù)使用次數(shù)多，咬合緊密等特點(diǎn)而深受喜愛(ài)。鋼板樁有9米和12米、15米三種規(guī)格，寬度每塊400mm,鋼板樁利及鋼板樁之間互相咬合密實(shí)來(lái)阻止外面水進(jìn)入基坑。利用鋼板樁的入土深度及本身鋼度來(lái)抵抗外面土壓力。不設(shè)內(nèi)支撐的鋼板樁支護(hù)由于受鋼板樁本身剛度及強(qiáng)度的限制，基坑深度不能很深，否則會(huì)造成變形及位移超標(biāo)出現(xiàn)支護(hù)失穩(wěn)事故。

2.5　深基坑止水效果的控制

針對(duì)地下水位較高的地區(qū)，地下水對(duì)深基坑工程施工存在較大的危險(xiǎn)系數(shù)。地下水通常源自于上層滯水、潛水、雨水、承壓水及基坑附近的滲漏管道水。因?yàn)樗膩?lái)源較多，枯水期與豐水期水位變化，在確定止水方案時(shí)必須全面考慮深基坑工程的防水、降水與排水三個(gè)因素，結(jié)合地質(zhì)勘察部門(mén)提供的地質(zhì)資料，對(duì)形成地下水的原因進(jìn)行分析。

3、電廠建筑深基坑支護(hù)防護(hù)措施

基坑支護(hù)工程是風(fēng)險(xiǎn)性較大的工程，施工過(guò)程中可能會(huì)遇到各種意外情況，為做到有備無(wú)患，要根據(jù)工程特點(diǎn)，制定應(yīng)急措施。

在電廠建筑深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)期間，要綜合分析現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況，既要注重深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的安全防護(hù)，又要保障周圍構(gòu)筑物的安全，設(shè)計(jì)時(shí)，禁止誘發(fā)深基坑變形、沉降的問(wèn)題，全面預(yù)防安全風(fēng)險(xiǎn)，做好深基坑支護(hù)防護(hù)的設(shè)計(jì)工作。支護(hù)防護(hù)中的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)不僅僅體現(xiàn)在深基坑支護(hù)后期，也要在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、施工過(guò)程內(nèi)，實(shí)行監(jiān)測(cè)，基坑土體的挖出及基坑降水等施工因素將造成坑外土壓力、水壓力向基坑水平移動(dòng)，帶動(dòng)周圍土體下沉，導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境產(chǎn)生變形。通過(guò)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境等的監(jiān)測(cè)，并通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的處理，分析地層、支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性，及時(shí)掌握圍護(hù)結(jié)構(gòu)與相鄰環(huán)境的變化數(shù)據(jù)、變形規(guī)律和受力范圍，判斷基坑施工對(duì)周圍環(huán)境的影響程度。通過(guò)將監(jiān)測(cè)分析結(jié)果及時(shí)反饋，可以修正設(shè)計(jì)參數(shù)、優(yōu)化施工工藝、變更施工方法，做到信息化安全施工。

水泥攪拌樁 當(dāng)墻頂水平位移超標(biāo)時(shí)，墻體出現(xiàn)裂縫，墻后土體位移伴隨沉降，應(yīng)調(diào)查傾斜情況，如屬抗傾覆穩(wěn)定性不足，可采取墻后卸土減載，墻前加豎向斜支撐加固方案，豎向斜支撐不得影響主體工程樁安全。如屬于抗滑移穩(wěn)定性不足，除應(yīng)在墻后卸土減載外，還應(yīng)在墻前堆土反壓或支撐，然后設(shè)法搶鋪?lái)艍|層，增加坑底整體水平抗力。

基坑土體發(fā)生位移后，應(yīng)首先穩(wěn)定基坑土體，防止繼續(xù)位移，并根據(jù)已發(fā)生的情況采取相應(yīng)措施。

特別注意在采取以上應(yīng)急措施的同時(shí)，必須積極創(chuàng)造條件，盡早鋪筑基底砼墊層，特別是靠近基坑邊的砼墊層，以提高基坑抵抗土體變形的整體能力。

結(jié)語(yǔ)：

電廠建筑深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中，要明確深基坑支護(hù)的基本需求，規(guī)范好設(shè)計(jì)的內(nèi)容，注重防護(hù)措施的應(yīng)用，積極提高電廠建筑深基坑的質(zhì)量與性能，避免對(duì)電廠建筑的使用造成影響，體現(xiàn)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的規(guī)范性和有效性，保障深基坑支護(hù)在電廠建筑中的實(shí)踐效果，改善電廠建筑的工程環(huán)境。