加载钢衬套在基坑施工中的应用

沙市钢管厂ERW项目设备基础工程位于荆州开发区荆沙大道旁，地处一片鱼塘回填的区域内，施工总面积约10000m ² ，基坑开挖深度为3.6~5.3m。场地覆盖层主要为人工填土，坑底新近淤积层。钻孔实测初见水位1.500~2.100m，静止水位0.800~1.300m。本基坑紧邻开发区西干渠，潜水受西干渠侧向补给，基坑开挖受承压含水层影响。

1   基坑支护及处理

以本工程入口段设备基础为例，该设备基础深基坑底部平面尺寸为15.6mx1.76m，坑深4.0m，地面下4.6m，基坑边坡采用已施工完毕的水泥粉喷地基处理桩进行护坡，考虑到开挖后桩体外露，桩身因难以抵抗土体侧压力而发生剪切破坏，故在不放坡开挖的同时适当加大基坑开挖面积，开挖至设计标高以下200mm。开挖完成后，立即在基坑四周压入120根双排杉木桩（图1），以此护住土体并在一定程度上阻止流沙涌入基坑，然后抢压已运至现场的2400mmx600mmx120mm预制空心板32块，用压入基坑内的预制板镇压流沙，立即在预制板上砌筑240mm厚砖胎模，高1600mm。需要注意的是，砖胎模砌筑时要进行轴线复测，砌筑完成后做好竖向和横向临时支撑。砖胎模与土体之间的空间以3∶7碎石土回填至砖胎模顶面下400mm处并夯实，以提高设备基础地基的承载力。

图1   基坑四周压入双排杉木桩

砖胎模施工完成后，尚有地下水从板缝内涌入基坑，地下水位高出板顶1.2m，对该段设备基础后期影响很大。

2   钢衬套制作及施工处理

首先抽掉基坑内已有的积水，在预制板上先浇筑厚约100mm的C15混凝土垫层，预留两处抽水孔不间断抽水，保证垫层混凝土成型稳定后拆除砖模支撑。

然后，根据设备基础坑底平面尺寸及池壁混凝土浇筑高度，预制板厚5mm，尺寸为15600mmx1760mmx1500mm的钢衬套（图2），预制时钢衬套单面满焊即可。

  图2   预制钢衬套

为防止被挤压变形，钢衬套顶部适当加焊10加劲筋。将钢衬套放入坑内，在钢衬套内对称架设高2m的直径48x3.5钢管，间距1500mm，距池壁内侧500mm（现浇混凝土池壁外侧200mm），在钢衬套上口架设长17m的直径48x3.5钢管4根（图3），与之扣紧连接形成井架，在井架上铺设竹跳板，每处跳板加砂包配重共计约10t，压住钢衬套，防止钢衬套因地下水作用上浮（图4）。在地板钢管洞眼混凝土补强成型3d后，隔断加劲筋，待底板混凝土强度达到75%后，拆除井架。

（a）

（b）

（c）

  图3   预制钢衬套加筋示意

（a）立面图；（b）侧面图；（c）平面图

图4   预制钢衬套埋入效果

3   实施效果

该基坑施工完毕2周后，施工方派专人对设备基础池底进行了检查，池内无积水，池底标高在允许偏差内，达到了预期目的。

此设备基础段在施工过程中，砖胎模墙顶最大变化量为4cm，钢衬套施工完成后，位移变化趋于稳定，墙体最终位移量为6cm，地面沉降4cm，在报警值范围内。

由此可知，该方法对防治地下水位高、流沙层不良地质条件的影响起到了良好的效果。该设备基础使用至今，底板混凝土未见渗漏，各项指标稳定，加载钢衬套的使用收到了预期效果。