深基坑围护新技术

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1、深基坑围护新技术——“冻结排桩法”信息化施工润扬长江公路大桥南汊桥采用跨径1490m双塔单跨双铰钢箱梁悬索桥方案，是我国目前跨径最大的桥梁，位居世界第三。悬索桥两根主缆6.8万吨拉力通过锚碇及重力式嵌岩基础传至地基。南锚碇基础尺寸为70.5m×52.5m×29m（长×宽×深），为特大型嵌岩深基坑工程。设计方案经过初步设计阶段、技术设计阶段和带案招标设计阶段等对沉井、地下连续墙、冻结、地下连续墙加冻结、排桩加冻结基础方案的反复论证和比较，最终确定在国内首次采用“冻结排桩基坑围护设计方案”。1、工程地质及水文情况1.1工程地质状况南锚碇位于镇江岸农田内，距江边大堤540m，距达

2、标大堤270m。地处下扬子板块前陆褶皱冲断区宁镇冲断带。锚区地面高程+3.0m（黄海高程系统，以下同），，第四系覆盖层主要以软塑淤泥质亚粘土、亚粘土与粉砂互层为主，底层为3～5m粉细砂，总厚27.80～29.40m。基岩的岩性为二长风化花岗岩，层面总体上较为平缓，标高在-24.80～-26.40m之间，但全风化层和强风化层分布不均匀。在基坑西侧岩石呈碎裂结构，裂隙发育。1.2水文条件南锚碇场区地下水位为+1.8～+2.2m，由于区域断裂构造的叠加影响及长江漫滩冲刷沉积，赋存两大含水层组——第四系孔隙微承压含水层组及基岩裂隙微承压含水层组，其渗透系数分别为2.0m/d和0.0

3、06～0.4m/d，两个含水层与长江水系均有不同程度的水力联系。2、冻结排桩围护结构设计与施工2.1基本原理深大基坑工程施工关键技术是解决封水和挡土问题。南锚碇冻结排桩围护体系是以含水地层冻结形成的冻结帷幕为基坑的封水结构，以排桩及内支撑系统为抵抗水土压力的承力结构，将二者的优势有机结合起来，形成一种新的围护技术，较好地解决了基坑围护结构的嵌岩及封水问题。2.2结构设计2.2.1排桩结构设计沿基坑四周布置140φ150cm@170cm(172.5cm)钻孔灌注桩，桩长35m，嵌岩6m。基坑内设7道钢筋混凝土水平支撑，并由29根钢格构作为水平支撑的支承立柱。2.2.2冻结帷幕

4、设计冻结帷幕布置在排桩外侧，设计采用单排冻结孔冻结封水，与排桩插花布置，间距1.70m（1.725m），距离排桩中心线1.4m。冻结孔数量为144个，孔深40m，冻结帷幕入岩11m。为了保护冻结帷幕不会因地下水绕流冲刷融化，同时增加封水深度减少基底的涌水量和扬压力，沿基坑一周共设置74个注浆孔，在冻结前，对深度37～45m范围内的基岩裂隙进行地面预注浆封堵。含水地层经冻结后产生冻胀，当这种冻胀受到约束时，就会产生冻胀力。为了降低冻胀力对排桩结构不利影响，设计采取在冻结帷幕外侧覆盖层土体内设置288φ25cm卸压孔。为了有效地释放冻胀力，卸压孔内注满优质泥浆。以防孔壁坍塌。2

5、.3施工工艺2.3.1工艺流程2.3.2预注浆施工①注浆工艺根据锚碇场区地质水文条件，施工采用下行式注浆方案。施工设备主要有地质钻机、注浆机和制浆机。注浆施工顺序为：钻机就位固管段钻进施工下钢套管、固管第一段高取芯清孔压水试验浆液配制注浆养护第二段高取芯、注浆②注浆相关参数㈠注浆深度：-34.0米～-42.0米，注浆段高为8.0米，分两个段高，每段4m。㈡注浆压力：注浆的终压为静水压力的1.5~4倍，即0.6~1.8MPa之间。㈢注浆扩散半径：2.5~4m。㈣注浆材料：p.o32.5普硅水泥+40°Be水玻璃。㈤浆液配比：水泥浆液配比（水灰比）2：1、1.5：1、1.25：

6、1、1：1、0.8：1、0.7：1、0.6：1七种，根据注浆钻孔时的吸水量确定浆液浓度，如吸水量小，说明可注性差，选择稀浆高压注浆；反之亦然。2.3.2排桩施工排桩采用跳钻成孔施工工艺。根据排桩设计净距20cm（22.5cm）要求，施工重点控制成孔质量，主要是垂直度（1/200）和孔径（扩孔系数1.05）控制，其施工要点：①选择钻机刚度较大，导向性好地反循环钻机钻孔，优质膨润土化学泥浆护壁。②安装钻机时要使钻盘、底座水平，起重滑轮中心、钻杆中心和护筒中心“三点一线”。③采取配重-减压钻进工艺，俗称“吊着打”，控制钻孔垂直度；根据土质变化，合理选择钻头及钻进参数，覆盖层用刮刀

7、钻头中速钻进，基岩用滚刀钻头低速钻进。④采用JJC-1A检测仪测量孔径、孔斜等指标，一般在成孔过程中检测一次，终孔验收检测一次，发现问题及时解决。⑤钻进、清孔过程中，保持孔内外水头差。施工高峰时有19台钻机同时进行钻孔，65天完成140根钻孔灌注排桩，桩身质量用超声波脉冲检测法逐根进行检测，全部为A类桩。2.3.3冻结帷幕施工①冻结孔、卸压孔施工在盐水温度、冻结管直径相同的冻结条件下，冻结帷幕的形成时间与冻结孔开孔间距、钻孔偏斜率有关，间距越大，冻结帷幕的形成时间就越长。为了达到冻结帷幕形成时间、厚度基本一致，必须