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选煤厂受煤坑基坑支护优化设计研究

 论文栏目:基坑支护论文     更新时间:2017/9/29 8:46:22   

摘要:充分分析了潘集选煤厂受煤坑基坑围护设计多方面的有利因素和不利因素,优化设计了施工工序、围护桩和工期节点安排,为受煤坑基坑围护的建设节省了成本并缩短了工期。

关键词:潘集选煤厂;受煤坑;基坑支护;优化

在潘集选煤厂受煤坑土建工程的建设过程中,基坑围护在施工工序上首当其冲处于第一步,扮演着非常重要的角色,直接影响到施工安全、施工工期和施工成本。目前基坑围护形式[1~3]主要有:排桩、地下连续墙、水泥土墙、组合式、边坡稳定式和沉井(箱)等几种形式,各种形式均有其优缺点。

1原始设计方案

地下部分施工量大,工期紧,为了做到工程质量、安全施工、工程进度全面均衡考虑,按施工区域分阶段、分部位进行施工安排。原计划基坑开挖顺序:受煤坑基坑先开挖深坑区域,深坑开挖期间,距离深坑15m范围不可开挖,待深坑出±0.00后再开挖深坑相邻区域。第一阶段:先进行上部(-5.39m以上)土方开挖、降水;第二阶段:深坑区支护桩施工,受煤坑至电厂地道(南部燃煤通道)在降水后30天开始支护桩施工;其他区域在45天后开始支护桩施工,基坑结构与基坑土方开挖同步穿插;受煤坑深坑部位采用三轴搅拌桩+高压旋喷桩止水+钻孔灌注桩+三道混凝土支撑支护形式(挖深24.21m)。第三阶段:抗浮锚杆施工完毕后,挖至基底后进行基础、板墙梁等的施工;第四阶段:等一区完成土建部分-11.59m以下的板墙梁、传力带施工及第三道撑的拆除时,三区可进行第二道支撑以下土建部分板墙梁、传力带施工及第二道撑的拆除;第五阶段:二区、三区第二道支撑拆除后,后续工程(砌筑、抹灰、安装工程等)施工。基坑K4深坑区底标高-25.5m,浅坑区底标高-13.09m。本工程按照原计划施工的话,先施工K4深坑区到正负零后再施工南北通道,最后施工K3区、K3’区以及东西两边的区域。施工工况多,安全隐患多,特别深坑区基础土方的开挖和垂直运输非常困难,在小范围基坑内施工,也造成施工难度增加,安全隐患增大,最终导致施工周期长,支护桩、止水帷幕的施工及拆除的工作量相对较大,材料、人工等的周转形成浪费。

2设计方案优化

基坑围护优化设计,实质上是结合实际地层组成情况、水位情况和现场施工环境采取比较科学合理的有效组合。鉴于上述问题,将受煤坑支护设计方案调整为:基坑先开挖受煤坑深坑区域,受煤坑深坑及南北通道开挖期间,距离深坑25m范围不可开挖,深坑相邻区域同时对称开挖,开挖至坑底后拆除分割灌注桩。(1)受煤坑挖深24.21m部位外侧采用三轴搅拌桩和钻孔灌注桩内加高压旋喷桩止水,内侧采用一道圈梁加三道钢筋混凝土支撑支护。(2)南侧燃煤通道挖深23.11m部位外侧采用三轴搅拌桩和钻孔灌注桩内加高压旋喷桩止水支护,内侧采用一道圈梁加三道钢筋混凝土支撑支护。(3)受煤坑挖深17.2m部位(东西侧)外侧采用三轴搅拌桩加钻孔灌注桩支护,内侧采用一道圈梁加一道钢支撑支护。(4)受煤坑北侧通道挖深14.66m部位外侧采用三轴搅拌桩加钻孔灌注桩支护,内侧一道圈梁加两道钢筋混凝土支撑支护。挖深7.0m-11.7m部位,外侧采用三轴搅拌桩加钻孔灌注桩支护,内侧采用一道圈梁加二道钢筋混凝土支护。挖深4.0m-7.0m部位外侧采用三轴搅拌桩加钻孔灌注桩支护,内侧采用一道圈梁加一道钢支撑支护。(5)受煤坑深坑部位调整为:采用三轴搅拌桩+高压旋喷桩止水+钻孔灌注桩+三道混凝土支撑支护形式,取消与南北侧连接的围护桩,将角支撑变为水平对撑。(6)受煤坑北侧部位:将东西侧围护桩分别外移至与深坑部位,东西向围护桩对齐,增加了14根立柱桩和水平支撑长度。(7)南侧燃煤通道至电厂部位调整为:由原来的四道撑调整为三道撑,将角撑变为水平对撑,围护桩数量增加,东西侧的桩顶标高调整和受煤坑深坑部位统一,最南侧一排围护桩桩顶标高与地标平齐。施工单位将K4深坑区与南北地道合为一体,与两侧浅坑区域同时施工。

3优化前后对比

(1)安全方面:1)优化后围护支撑由原来的斜支撑变为规则简单的轴向对撑,工程施工更安全;2)深基坑由原来的肥槽狭窄经优化后施工操作面变大,将人员分散开,极大的减少了安全隐患。正逢天气炎热,能保证施工安全通道和安全操作,施工机械也能发挥所长。(2)质量方面:优化后减少了原来不同工况间的接缝处理,变为整体施工,更能有效处理结构矛盾,一次成活,确保工程质量不留隐患。(3)使用功能方面:工程优化后,工程的主体结构功能没有改变。(4)工期方面:方案优化后,工期得到保证,工程能在计划工期内完成,约缩短工期2个月。(5)工作量方面:方案优化后,基坑土方挖方量和回填量增加,大约增加4万方。(6)经济效益方面:方案优化后,可节省约150万元。

4结语

受煤坑基坑支护优化方案能够配合施工过程积极调整工期节点,能满足施工周期的优化,控制了成本。新方案扩大了作业面,将人员分散开,极大的减少了安全隐患。使得人工、机械能够全面的结合,减少工序衔接,降低安全隐患。

参考文献:

[1]单建春.基坑围护的优化设计[J].科技情报开发与经济,2009,19(10):207-208.

[2]蒋丽芳.水泥土搅拌桩加锚杆基坑围护工程变形测试研究[J].铁道标准设计,2002(12):50-53.

[3]张亚为.双排桩与止水帷幕复合支护的基坑围护设计研究[J].山西建筑,2014(19):89-90.

作者:朱再胜 宋伟峰 曹军 袁遥遥 单位:淮南矿业集团潘集选煤厂建设项目部

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