明挖隧道深基坑支護設計論文

時間：2023-04-30 21:05:06 論文范文我要投稿

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明挖隧道深基坑支護設計論文

　　摘要：明挖隧道深基坑支護是一項風險性大、復雜的系統工程，在圍護結構設計中，必須全面分析地質資料，再確定合理的設計方案。本文較詳細地介紹了黃埔東路改造工程豐樂路隧道的深基坑支護設計，通過工程實例設計介紹，供其它類似工程設計作參考。

明挖隧道深基坑支護設計論文

　　關鍵詞：明挖隧道；深基坑；支護；系統工程

　　1工程概況

　　黃埔東路改造工程由黃埔大道支線至華坑路。石化路隧道位于黃埔東路與石化路交叉口，主線下穿石化路，配合黃埔東路整體快速化改造理念而設計的。隧道設計范圍為K3+137~K3+342，開口段長為115m，閉口段長為90m，共205m，節段劃分為1~16節段。整個隧道最大縱坡為4.9%，豎曲線半徑1500m。

　　在閉口段頂部交叉口處人行道，黃埔東路和石化路平面交換交通采用交通燈控制，設調頭車道，設輔道供左轉和超高車輛行駛，右轉交通由右轉車道通行。直行車輛（超高車輛除外）一律從隧道內通行。

　　隧道采用U形開口框架鋼筋混凝土結構和箱形閉合框架鋼筋混凝土結構隧道結構，寬度14.2~14.8米，隧道結構采用明挖施工，最大開挖深度約為13.227m左右。

　　為保證基坑土方開挖、隧道結構施工及周邊建筑物和車輛通行的安全，根據本工程基坑開挖深度、工程地質條件和周邊地形，設計分段采用不同的基坑支護形式。

　　2工程地質情況

　　本工程場地位于廣州市黃埔東路（黃埔大道支線－華坑路），其地貌單元多屬珠江三角洲平原區，局部為剝蝕殘丘，地形局部有起伏，河涌較發育，沿線多分布商鋪、綠化地、河涌及居民區。

　　根據本次詳勘所揭露的地層情況，把巖土分層特征自上而下分述如下：

　　①人工填土；

　　②海陸交互相沉積層自上而下由淤泥、淤泥質土、淤泥質粉砂、粉質粘土等組成；

　　③沖洪積層自上而下由粉質粘土、粉砂、中砂、礫砂等組成；

　　④殘積層粉質粘土為泥質粉砂巖、砂礫巖、礫巖風化殘積土，自上而下由可塑狀粉質粘土及硬塑狀粉質粘土組成；

　　⑤殘積層粉質粘土為花崗巖風化殘積土，自上而下由可塑狀粉質粘土及硬塑狀粉質粘土組成；

　　⑥白堊系基巖由泥質粉砂巖、砂礫巖、礫巖組成。按風化程度的不同分為強風化、中風化、微風化三個風化巖帶；

　　⑦燕山三期花崗巖由花崗巖組成。按風化程度的不同分為全風化、強風化、中風化、微風化四個風化巖帶。

　　3隧道基坑支護設計

　　3.1支護結構設計原則。

　　3.1.1根據基坑的規模和周邊構筑物情況，本工程基坑等級（泵房基坑等級為一級）為二級，重要性系數為1.0。

　　3.1.2隧道主體結構基坑采用明挖法施工。基坑使用年限為一年；

　　3.1.3基坑工程整體穩定安全系數應大于1.3，抗滑移安全系數、基坑底部土體隆起和抗滲流穩定安全系數均應大于1.3；

　　3.1.4支護結構的尺寸應滿足隧道結構凈空、結構邊界的要求，并適當預留富裕量，以滿足施工誤差、測量誤差、支護結構變形的要求；

　　3.1.5針對場地的工程地質與水文地質條件，考慮周邊構筑物的情況，合理選擇施工方法和支護結構型式。確保隧道施工對周邊構筑物無危害或將影響減至最小；

　　3.1.6支護結構應方便基坑開挖、結構及外包防水層的施工。

　　3.2支護結構技術標準。

　　3.2.1基坑使用年限：一年。

　　3.2.2基坑安全等級：二級（除泵房基坑），重要系數為1.0。

　　3.3支護結構主要材料。

　　3.3.1混凝土：鉆孔灌注樁采用C25水下混凝土，冠梁、腰梁采用C30混凝土。

　　3.3.2鋼筋：直徑≥12mm鋼筋采用熱軋HRB335鋼筋，直徑≤12mm鋼筋采用R235鋼筋，其主要技術性能應符合國家標準GB13013-91和GB1499-1998的有關規定。

　　3.3.3鋼材：所有鋼材采用Q235A鋼，質量應滿足GB/T1591-94的有關規定。

　　3.4支護結構設計內容。本標段基坑支護主要采用拉森Ⅳ型鋼板樁+鋼管橫撐和鉆孔灌注排樁+鋼筋混凝土橫撐兩種支護方式，具體描述如下：

　　3.4.1基坑1~2、15~16節段。本節段基坑采用拉森Ⅳ型鋼板樁+鋼管支撐，拉森Ⅳ型鋼板樁長度設計分別為9m及12m，空心鋼管支撐斷面尺寸為直徑600×14@6000mm，同時為防止基坑外的水滲入基坑，在鋼板樁外側打出雙排直徑0.5m深層攪拌樁。

　　3.4.2基坑3~8、10~14節段。本節段基坑采用鉆孔灌注排樁+鋼筋混凝土橫撐，鉆孔灌注樁直徑1.2m，樁間距1.4m，鉆孔樁之間采用直徑0.8米旋噴樁止水，鉆孔樁頂設置1.2×1m冠梁，并在兩側冠梁之間設置一道0.8×0.8m鋼筋混凝土支撐。

　　3.4.3基坑9節段（泵房段）。本節段基坑采用鉆孔灌注排樁+鋼筋混凝土橫撐，鉆孔灌注樁的直徑為1.2m，樁間距1.4m，鉆孔樁之間采用直徑0.8m雙管旋噴樁止水。鉆孔樁頂設置1.2×1m冠梁，在距冠梁下面處設置0.8×1m腰梁，并在兩側冠梁、腰梁之間各設置第一道0.8×0.8m鋼筋混凝土支撐。

　　4施工工藝和施工安全措施

　　根據地質資料，基坑全線均有軟弱土層存在，需要進行軟基處理。軟基處理采用水泥攪拌樁。軟基處理完成后，才可以進行基坑開挖工作。

　　4.1基坑施工工藝及注意事項。

　　4.1.1基坑開挖時應分段、分層開挖，隨挖隨支，分層開挖深度一般為1～2m，開挖寬度應滿足支護作業和邊坡臨時穩定性的要求，基坑頂3m范圍內嚴禁堆載。

　　4.1.2基坑開挖應自上而下地進行，嚴禁超挖，嚴禁大鍋底開挖，開挖后應及時支護；

　　4.1.3鉆孔灌注排樁+鋼筋混凝土橫撐施工順序：先施工支護樁，后施工止水旋噴樁，待支護樁齡期14天以上強度后，設置擋水高磚墻,開挖基坑，施工冠梁和混凝土支撐,齡期達到14天后繼續開挖土方到基坑底，然后馬上封底施工墊層、底板，繼續施工側墻、頂板結構直到地面，回填基坑，基坑工程結束。 4.1.4基坑開挖前應確實查明地下管線和周邊構筑物的情況，采取適當措施，確保施工期間地下管線和構筑物的安全。

　　4.1.5基坑開挖至設計標高后應及時平整基坑，疏干基坑內積水鋪設墊層，澆筑底板。

　　4.1.6整個施工期間應注意做好基坑內排水措施。

　　4.2高壓噴樁施工注意事項。

　　4.2.1旋噴樁主要用于基坑的防水防滲，本工程采用雙管旋噴法。

　　4.2.2旋噴樁單管法高壓水射流的壓力宜大于20MPa，提升速度為20~25cm/min，旋轉速度20~25rpm；雙管法高壓水射流的壓力宜大于20MPa，提升速度為6~12cm/min，旋轉速度8~12rpm；三管法高壓水射流的壓力宜大于30MPa，提升速度為6~12cm/min，旋轉速度8~12rpm。

　　4.2.3水泥漿液的水灰比可取1.0~1.5。

　　4.2.4施工時應保證鉆孔的垂直偏差不超過1%，樁位偏差不大于50mm。

　　4.3水泥攪拌樁施工注意事項。水泥攪拌樁要求采用四攪拌噴法施工：水泥摻入比為13%~15%（每米樁水泥和量約55~60kg），攪拌樁施工鉆進與提升時，轉速宜采用中檔，鉆至設計深度應原深度旋轉噴漿15秒后再提升噴漿，提升速度控制在0.8~1.0m。攪拌樁施工過程中應保持注漿壓力支0.5Mpa以上，且保持注漿連續，如果出現停電或機械事故而產生噴漿繼續時，應采取搭接1.5m重復噴漿攪拌接樁處理。

　　施工前要先進行工藝試樁，以確定施工參數，用以指導地基處理施工。

　　4.4鋼板樁施工注意事項。

　　4.4.1鋼板樁采用分段打入法施工，鋼板樁打入前必須嚴格檢查板樁鎖口完好，以確保板樁止水效果。

　　4.4.2鋼板樁拐角位置應最先打入，拐角采用異形板樁定位。

　　4.4.3鋼板樁與鉆孔樁勻界位置，采用高壓噴樁封閉。

　　4.5鉆孔灌注樁施工注意事項。

　　4.5.1施工單位在施工前應對樁位坐標、各項高程數據進行仔細核算，準確無誤后方能放線施工。

　　4.5.2施工鉆孔時應做好地質層面記錄，如發現地質情況與鉆孔資料相差較大時，應及時與設計單位聯系，協調處理。

　　4.5.3樁孔的中心位置允許偏差不大于30mm，樁基傾斜度允許偏差不大于0.5%。

　　4.6施工中應加強對兩側便道、周邊建筑物的監測，嚴格控制地表及路面下沉，施工中應及時反饋量測信息，如發現異常或與設計不符合應及時提出、及時處理，以確保施工安全。

　　5基坑監測

　　基坑支護工程是一種風險性大的系統工程，施工應遵照動態設計、信息化施工規定，確保基坑本身及周邊環境的安全。