SMW工法在天津石化乙烯配套项目卸煤沟中应用.doc

SMW工法在天津石化乙烯配套项目卸煤沟中应用 　　摘要：介绍了天津100万吨/年乙烯及配套项目热电工程卸煤沟的工程特点，阐述了基坑支护的选型和SMW工法的设计方法，结合工程实际陈述了施工技术措施。 关键词：基坑支护SMW工法旋喷桩施工工艺 中图分类号： U215.14文献标识码： A 1 工程及地质概况 1.1 工程概况 天津100万吨/年乙烯及配套项目热电工程卸煤沟，位于天津市大港区东南部。考虑设备增容需求，需要在原有卸煤沟南侧扩建一段长84m，宽9.5m的卸煤沟。卸煤沟结构形式为筏板基础，混凝土框架结构，基坑开挖深度为8.6m。拟建卸煤沟位置极为特殊，南侧为原有铁路线，北侧需与原有卸煤沟对接，东侧为另一条正运行的铁路线距扩建卸煤沟最近距离仅为9.5m，西南侧为新建卸焦沟，施工场地极为狭窄。 1.2 工程地质及水文条件 根据地勘报告分析，拟扩建卸煤沟基坑底部为淤泥质粘土，土质不均，呈流塑态，且很厚，工程性质极差，容易产生不良地质现象。本场地地下水类型主要为潜水类型，以大气降水及邻区其它类型地下水渗入补给为主，土层富水性及透水性较弱。强风化岩透水性相对较强。地下水埋深1.77～3.17m，地下水位高低受季节性影响较小，土层为微、弱渗透性。 2 基坑围护结构设计 2.1 基坑支护方案的选择 拟建物基坑开挖深度约8.6m，根据场地施工环境、工程地址及水文地质条件，拟考虑从以下3种方案中选取： 方案一为水泥土重力式围护结构方案。由于基坑周围建筑物和铁路线都很重要，其位移很难控制，特别是其施工时占用场地大，施工现场不能满足其要求。 方案二为钻孔灌注桩加内支撑方案。灌注桩支护是一种成熟、可靠的工艺，在基坑支护中被广泛选用，其止水处理一般采用1～2 排深层搅拌桩，但其占地也较大，对东侧铁路的正常运营有影响，同时其施工工期长，造价高。 方案三为采用SMW工法加两道钢管水平内支撑方案。它集挡土与止水为一体，占地小，工期短，费用低等特点，尤其是对东侧铁路的正常运营和北侧原有卸煤沟的位移无影响。 综合各种因素考虑决定采用SMW工法加两道钢管水平内支撑方案。 2.2 基坑支护的布置及设计 2.2.1 基坑支护结构的布置 综合考虑本基坑开挖所处地理、地质及地下水条件，支护结构体系采用“高压旋喷桩+ H型钢+冠梁+钢管支撑”方案。此方案的四部分形成受力、止水较为有利的有机整体，内支撑充分利用角撑与组合撑结合的单层支撑，为土方开挖提供了较大的空间，同时帽梁上相应部位有预埋螺栓，支撑与帽梁，以及支撑中钢管的连接均为高强螺栓连接，有利于挖土施工。 （1）沿基坑设置Ф850三轴搅拌桩内插H700×300×13×24（三插二）间距为900mm，桩长18.0m。为了减小桩长的同时又控制桩顶变形，采取如下措施： 1）桩顶下压1.0m，尽可能减小支护桩悬臂高度；在桩顶设置钢筋混凝土帽梁；钢筋混凝土梁采用C35 混凝土；梁底保护层为50mm，其他3侧均为25mm。钢筋焊接长度满足规范要求。 2）角部设置Ф609mm×12mm轧制钢管角撑。 3）由于基坑长度较大，在跨中部分设置1 道Ф609mm×12mm轧制钢管对撑。其剖面图及围护桩大样图如图2.2.1-1。 图2.2.1-1基坑支护剖面图及围护桩大样图568803438682 （2）沿支护桩顶设置钢筋混凝土冠梁（700mm×1100mm），使支护桩连成整体，共同工作；冠梁四角设置Ф609mm×12mm轧制钢管角撑，具体设置如图2.2.1-2所示。 图2.2.1-2基坑支护布置平面图568803438682 2.2.2 基坑结构的计算 （1）确定入土深度 根据天津地区经验，旋喷桩插入基坑底深度D一般为D/H≥1.1～1.2，且宜插到不透水层，以阻止地下水的渗流，则支护总深度18m，型钢插入开挖面以下9.4m。 （2）整体稳定性验算 按规范的条分法进行验算，结果显示最小安全系数K0=1.421.3。按Terzaghi-Peck方法验算，基坑抗隆起稳定性结果K=4.181.5；按Prandtl方法验算，基坑抗隆起稳定性结果K =3.521.5；基坑抗管涌稳定性验算结果Kp =2.101.5。由此可知基坑是安全稳定的。 （3）内力及位移计算 通过杆系有限元程序计算，围护桩顶水平最大位移D=16mm，围护桩桩身最大位移95mm，墙体最大剪力为Q =200kN·m- 1，墙体的最大弯矩为M =321.7(kN·m).m- 1。 （4）强度验算 根据SMW工法中的假定，支护结构剪力、弯矩由型钢承担，则水泥土墙体的σmax=