深层搅拌桩格栅支护在宝安区西乡河边坡开挖中的应用

第３期　２００６年６月　广东水利水电　ＧＵＡＮＧＤ０ＮＧ　ＷＡＴＥＲ　ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ　ＡＮＤ　ＨＹＤＲＯＰ０ＷＥＲ　Ｎ０．３　ＪＵＮ　２００６　深层搅拌桩格栅支护在宝安区西乡河边坡开挖中的应用　吴红军　（深圳市广汇源水利勘测设计有限公司，广东深圳　５１８０２０）　摘要：该文介绍深圳市宝安区西乡河基坑深层搅拌桩格栅支护的设计及施工，在城市建筑物逼近的河流岸墙施工中，该方法既节约投资　又保证施工安全。　关键词：深层搅拌桩；格栅；淤泥；砂层；支护　中图分类号：ＴＵ７５３．５　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８－０１１２（２００６）０３－００５４－０３　深圳市宝安区西乡河位于深圳市西部，流经宝安区中心城，　注入珠江口伶仃洋，属珠江口水系，流域面积８１．４２　ｋｍ　，河长ｌ８　中粗砂层：浅黄色，松散，湿～饱和，承载力特征值为０，内摩擦角为３Ｏ。。　：　．　ｌ８０ｋＰａ，压缩模量Ｅ　＝６．５　ＭＰａ，变形模量Ｅ　＝ｌ５　ＭＰａ，凝聚力　该两种土层均不利于边坡开挖施工，在没有大放坡条件的　情况下，极易引起基坑塌方事故，危及两岸居民建筑物安全。砂　层在地下水丰富的情况下放坡时，极易发生管涌、流土破坏。而　淤泥层放坡开挖时，极易发生边坡塌方。　２设计方案　ｋｍ，平均坡度２．３４％ｏ，中游修建铁岗水库后，河道范围缩短为从　水库溢洪道至河口，长约７　ｋｍ，除承泄水库下泄流量外，还承担　宝安中心城的防洪流量。河道按１００年一遇的防洪标准设计，设　计河宽３０　ｍ，上游约２２　ｍ，设计流量ｌ１９．９　ｍ　／ｓ，上游８６．６　ｍ　／　ｓ。按感潮河流洪潮外包天然河道计算水面线，设计方案是两岸　采用钢筋砼防洪岸墙，结合两岸截污干管施工。西乡河广深公路　以下位于繁华的城区中心，河道两岸居民建筑物已逼近河边，而　根据现场施工场地条件，首先考虑施工按ｌ：ｌ～ｌ：２开挖放　河道治理又需拓宽现有河道５～８　ｍ不等，除部分特别阻碍防洪　的建筑物需拆除外，大部分建筑物离治理后的河岸约５　ｍ～７　ｍ．　坡，但按瑞典条分法计算边坡稳定性，在淤泥段及中粗砂段均不　满足要求，边坡稳定系数仅为０，３及０、８。　考虑到该工程全线支护为临时支护，需节约投资，舍弃地下　连续墙及护壁桩等方案。而采用钢板桩支护时，在没有锚杆、斜　故需采取基坑支护方案对其进行保护。　１　３－程地质和水文地质　该河道河口～广深公路段长约２．５　ｋｉｎ范围的河岸处，地质　情况分别为淤泥层及中粗砂层：河ＶＩ～宝源路段长约５００　ｍ为淤　泥层，宝源路～广深公路段长约２　ｋｍ为中粗砂层，埋深约３　ｍ．　淤泥层底到河底以下约１．０　ｍ，中粗砂层到河底以下约５．０　ｍ。　淤泥层：软塑状，承载力特征值　１。　撑的情况下，其弯矩为１　５００　ＫＮ・ＩＴＩ，大大超过允许值（约５倍），　而工程没有打锚杆及斜撑的施工条件，且投资上也不允许。故考　虑采用深层搅拌桩格栅支护，设计时按两种工况进行计算。　工况１：淤泥层段，该段位于河口～宝源路段长约５００　ｍｍ，　＝６０　ｋＰａ，压缩模量Ｅ　＝　格栅宽６．０　ｍ，深６　ｍ，采用　５５０喷浆水泥土搅拌桩，布置如图１　所示。　１．５　ＭＰａ，变形模量Ｅ。＝２．０　ＭＰａ，凝聚力Ｃ＝５　ＫＰａ，内摩擦角为　图１工况１深层搅拌桩格栅支护布置　单位：ｍｍ　收稿日期：２００６—０３—１３　作者简介：吴红军（１９７６一），江西省修水县人，主要从事水利工程设计工作。　・５４・　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年６月　第３期　吴红军：深层搅拌桩格栅支护在宝安区西乡河边坡开挖中的应用　设计指标：水泥土搅拌桩采用三喷四搅，水泥采用４２５＃普通　ｋｍ，格栅宽４．５　ｍ，深５　ｍ，布置如图２所示。　设计指标：水泥土搅拌桩格栅，临河侧布置２排，中间布置１　排，背河侧布置２排，纵向每３　ｍ横向连接。水泥土搅拌桩采用　二喷四搅，２８　ｄ齿期抗压强度不小于１．２　ＭＰａ，搅拌桩体相互反　搭接１００　ｍｍ，使整个格栅体连接在一起。　硅酸盐水泥，掺量８０　ｋｇ／ｍ，喷浆搅拌桩，２８　ｄ龄期强度不小于　１．２　Ｍｐａ。临河开挖侧及背后侧布置３排，中间布置２排，纵向每　２　ｍ采用横格栅体连接前后侧格栅体。搅拌桩相互搭接不小于　１００　ｍｍ，整个格栅体环环相扣，相互连接，形成整体受力。　工况２：中粗砂层段，该段位于宝源路～广深公路段长约２　／　Ｉ　基　＝ｘｊ仁　，ｃ＝ＩＥ　：ｘｊ仁　ｊ　籍　盎般　ｊｔ　ｊ０‘ｌ　Ｖ　Ｙ　Ｖ　Ｖ　Ｖ■　ｖ　Ｖ　ｖ　ｖ　ｖ　≥｛　＞：　＾＾　：　｝Ｃ　｝｛　≥Ｃ　：　《　：　：　《　｝＜　《　｝：　｝￡　星　ｑ仁　＾＾＾＾＾＾ｊ∞∞仁　　菇　＃ｊＥ　图２工况二深层搅拌桩格栅支护布置　单位：ｍｍ　３　内力验算　３．１压应力验算　位长度水泥土墙截面弯矩设计值（ＫＮ・ｍ）；Ｗ——水泥土墙截　面模量（ＭＰａ）；　——水泥土抗压强度（ＭＰａ），取１．２　ＭＰａ。　各工况计算结果见表１。　３．２拉应力验算　＜　（１）　拉应力验算采用下列公式，选取最大截面进行：　：　．：＜０．１５ｆ，　（２）　压应力验算采用下列公式，选取最大截面分别按弹性法和　经典法进行计算：　＝１．２５．ｙ　ｚ＋　式中Ｔｏ——基坑侧壁重要性系数，取１．０；．ｙ　——水泥土墙平　均重度（ＫＮ／ｍ　）；ｚ——由墙顶至计算截面深度（ｍ）；Ｍ——单　式中各符号含义同式（１），各工况计算结果见表１。　表１各工况内力计算结果　］　－＿１　从表１中计算结果来看，水泥土格栅体的拉应力、压应力均　‘　：　±　圣　：！　（３）　满足规范要求。　４稳定验算　４．１整体稳定验算　采用瑞典条分法计算，工况１和工况２的整体稳定安全系　数：　ｒ６∑ｈｉ・ｓｉｎ０ｉ　采用理正岩土计算软件进行计算，结果分别为Ｆ　＝２．５６和　３．３ｌ１，均满足规范要求。　４．２抗倾覆稳定验算　采用下列公式验算：　・５５・　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年６月　第３期　广东水利水电　ＪＵＮ　２ＯＯ６　ＮＯ．３　７ＤＮ＝　（４）　口＋ｃＮ　（６）　工况１、工况２抗倾覆安全系数　分别为１．８７２和１　４２９，均　大于１．３，均满足规范要求。　４．３抗滑移稳定验算　采用下列公式计算：　Ｋ　：　Ｌｎ　Ⅳ　：÷【　篱］　：　ｅ（￣－３．，４ｚ－２ｓ．ｚｏ％，．２ｓ．ｏｏ］　Ｎ＝ｃ（５）　（Ⅳ　一　）　（　・　０一　’　丽　・　５　工况１、工况２的抗滑移稳定安全系数　１．９６１，满足规范要求。　分别为１　３０１和　将数值代人式（６），得：　一　：　：垒　：！　±　：　：　４．４抗隆起验算　工况１：采用太沙基公式（Ｋ＞１．１５），安全系数取自《建筑　基坑工程技术规范￣ＹＢ９２５８—９（治金部）。　（上接第５３页）　２．３城市水利规划的难点是协调各级规划的关系　城市水利规划是城市总体规划的有机组成部分，与土地利　满足规范要求。　（下转第５８页）　广州市水资源丰富，但由于受城市生活、工业污染以及咸潮　上溯等因素的影响，水质性缺水问题也１３益凸现。广州市目前正　在编制广州市水资源综合规划。要做好水资源规划，首先要摸清　广州市的水资源总量和时空分布情况，在分析水资源承载能力　和水环境承载能力的基础上，提出水资源合理开发、高效利用、优　用、环境保护和城市供水等专项规划的关系也十分密切，水利规　划的可操作性在很大程度上取决于是否与这些规划衔接好。然　而，这些规划隶属于不同的职能部门，都有自己部门的立场和出　化配置、全面节约、有效保护、综合治理、科学管理的方案，实现水　资源的可持续利用，支撑经济社会的可持续发展。　３．４做好城市水利规划应该注意的几个问题　上述关系到水环境、水资源、水安全的三方面规划是当前我　们水利规划的重点，要做好这些规划还必须注意以下几个问题：　发点，相互间存在着许多矛盾和冲突。做好水利规划与其它规划　之间的协调对增强水利规划的可操作性十分重要，但又十分困　难。　３对城市水利规划的几点思考　城市水利规划是城市水利建设的起点，是城市水利建设的　①处理好水利规划间的一些矛盾，如水安全与水环境，水安　全与水资源利用间都存在一些矛盾，如何解决这些矛盾，找到一　个最佳平衡点对水利规划的成败至关重要。　龙头。广州在城市水利规划方面已经有了很多的实践，也积累了　一些经验。下面作者结合广州城市水利规划实际，谈谈自己对城　市水利规划的几点思考。　②做好城市水利规划和流域水利规划之间的衔接。无论是　防洪排涝，还是水资源、水环境规划，都必须考虑城市在整个流域　中的位置，做好点和面的协调。　３．１进一步修编完善现有的城市防洪、排涝规划　防洪、排涝是城市水利工作的首要任务，广州在上个世纪末　就着手编制了防洪排涝规划。但是，随着广州经济社会发展格局　的变化，很多地区对防洪、排涝标准的要求发生很大的变化。另　外，随着城市化进程的深人，城市洪涝的水文特性和成灾机制均　③做好水利规划与城市总体发展规划和国土、市政等部门　专项规划之间的协调。水利规划的可操作性在很大程度上取决　于是否与这些规划衔接好，在规划阶段做好与上述规划之间的　协调，对增强水利规划的可操作性，促进水利工程项目的顺利实　施十分重要，对保护城市水域面积，提高水利部门的影响力也十　分重要。　４结论　发生了显著的变化，日益严重的城市型水灾害也迫使我们对城　市防洪排涝模式、体系作深人的研究。因此，修改完善现有的防　洪排涝规划，保护现有的水域面积，严格控制人为侵占，合理设置　新的调蓄面积，建立科学的城市雨洪管理体制，对保障城市防洪　排涝安全至关重要。　３．２深化水环境整治规划　随着经济社会的发展，河道水体污染严重，城市水生态环境　日益恶化，水环境整治已成为水利部门面临的重要课题。广州在　经济的发展和城市化进程的加速使城市水利的特征发生了　巨大的变化，城市型水灾害加剧、水环境恶化和水资源短缺等问　题已成为当前城市水利面临的主要问题。在城市水利规划工作　中，我们必须明确城市水利发展的目标，及时更新我们的治水思　路；分析研究城市发展过程中出现的水利问题，以及统筹规划解　决这些问题的措施；努力促进城市水利与经济社会协调发展，实　现人与自然的和谐相处。　参考文献：　水环境整治规划方面已经做了一些工作，如广州市中心城区河　涌水系规划从水系梳理、水环境整治和水景观设置等方面作了　很好的规划。这个规划已经通过了市政府的审批，从总体上为广　州的水环境建设提供了依据。　但要使河涌水系规划的先进治水理念能真正落到实处，还　必须进一步深化水环境整治规划，在河涌水系规划的框架下，因　地制宜地做好每一个片区的水环境整治规划，实现从面到点的　细化，为具体的水环境工程建设提供有力的保障。　３．３做好水资源综合规划　・［１］　程晓陶．如何应对城市型水灾害［Ｊ］．中国水利报，２００４，（８）　［２］黄宣伟．城市水利规划问题［Ｊ］．上海水务杂志，２００２，（２）．　［３］程晓陶．城市水利与城市发展［Ｊ］．市长参考，１９９９，（６）．　［４］　刘树坤．让城市不再怕水淹［Ｊ］．中国水利报，２００４，（８）．　５６・