某大橋錨碇基礎(chǔ)凍結(jié)排樁方案專題講座

某公路大橋南錨碇基礎(chǔ)凍結(jié)排樁方案專題講座一、凍結(jié)排樁法方案簡介

由某承建的某大橋F2標(biāo)南錨碇工程，其基礎(chǔ)尺寸為70.5m×52.5m×29.0m（長×寬×高），為特大型嵌巖深基礎(chǔ)工程。該工程系首次在國內(nèi)基坑工程中采用“凍結(jié)排樁法”施工。該方案的基本思路是：以含水地層凍結(jié)形成的凍結(jié)帷幕墻體為基坑的封水結(jié)構(gòu)，以排樁和內(nèi)支撐系統(tǒng)為擋土受力結(jié)構(gòu)。如此深大基坑采用凍結(jié)排樁圍護(hù)方案在國際、國內(nèi)均無工程實例，但該方案受力體系清晰，排樁作為結(jié)構(gòu)支撐體系工藝成熟，凍結(jié)帷幕具有良好的封水性能，兩種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合不僅解決了基礎(chǔ)維護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌巖問題，而且解決了封水問題，施工可操作性強(qiáng)。兩種技術(shù)的結(jié)合既是優(yōu)勢互補，又是一種大膽的技術(shù)創(chuàng)新，大規(guī)?？缧袠I(yè)合作。二、凍結(jié)止水帷幕概述南錨碇基礎(chǔ)采用凍結(jié)帷幕輔以注漿帷幕作為封水結(jié)構(gòu)，是借鑒煤礦施工中解決地下水問題的方法。其最顯著的特點是封水可靠，是其他方法無法相比的。凍結(jié)注漿封水帷幕是通過制冷系統(tǒng)，使鹽水達(dá)到

-28℃，通過凍結(jié)管與其周圍土體進(jìn)行熱量交換，使含水地層遇冷凍結(jié)，形成凍結(jié)帷幕墻體作為基坑封水結(jié)構(gòu)，解決了地下水問題，創(chuàng)造了基坑干施工條件。凍結(jié)法原理及特凍結(jié)法鑿井是采用人工制冷技術(shù)暫時加固不穩(wěn)定地層和隔絕地下水的施工方法。在井筒周圍打一定數(shù)量的鉆孔，低溫鹽水通過鉆孔與周圍地層進(jìn)行熱交換，以至凍結(jié)。南錨碇采用凍結(jié)技術(shù)，有以下特點：

★凍結(jié)帷幕起封水作用，臨時支護(hù)由排樁承擔(dān)。

★凍結(jié)帷幕與大氣完全接觸，受大氣影響較大。

★錨碇基礎(chǔ)基底依靠凍結(jié)和注漿帷幕封水來減少涌水量。凍土形成過程：冷卻段過冷段突變段凍結(jié)段土繼續(xù)凍結(jié)段。凍凍◎凍土組成：

骨架（礦物顆粒）、冰、未凍水、氣體

◎凍土力學(xué)性質(zhì)：

凍土彈性-粘滯體，其力學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)在外荷載作用下，產(chǎn)生塑性變形而引起應(yīng)力松弛。凍結(jié)法應(yīng)用于鑿井有幾種方案：①依次凍結(jié)全深②差異凍結(jié)③局部凍結(jié)④分期（段）凍結(jié)。南錨碇基礎(chǔ)采用：不變徑一次凍結(jié)全深的方案。凍結(jié)施工方不變徑一次凍結(jié)全深示意圖凍結(jié)施工方鹽水供液循環(huán)示意圖（正反循環(huán)）南錨碇凍結(jié)前期鹽水供液采用反循環(huán)，基坑開挖后采用正循環(huán)形式。深井凍結(jié)觀測孔包括水文觀測孔和溫度觀測孔。水文觀測孔位于井筒凈截面內(nèi)；溫度觀測孔位于偏斜較大的兩凍結(jié)孔界面上。凍結(jié)壁設(shè)水文觀測井結(jié)構(gòu)示意圖南錨碇注漿凍結(jié)帷幕采用在排樁外側(cè)分別布設(shè)凍結(jié)孔、注漿孔和卸壓孔。凍結(jié)壁厚度設(shè)計米。凍結(jié)壁設(shè)注漿孔、凍結(jié)孔、卸壓孔布置1.3注漿孔、凍結(jié)孔、卸壓孔布置剖面圖凍結(jié)壁設(shè)制冷凍結(jié)系統(tǒng)設(shè)氨循環(huán)系統(tǒng)

南錨碇采用串

聯(lián)雙級壓縮制冷。單級壓縮串聯(lián)雙級壓縮制冷凍結(jié)系統(tǒng)設(shè)南錨碇工程制冷設(shè)計工況

※積極凍結(jié)鹽水溫度：-25℃～-28℃

※高溫季節(jié)冷凝溫度：+30℃

★設(shè)計最大需冷量Q=99.3×104kcal／h

★實際最大制冷量Q=149.5×104kcal／h

制冷凍結(jié)系統(tǒng)設(shè)南錨碇鹽水循環(huán)系統(tǒng)圖制冷凍結(jié)系統(tǒng)設(shè)鹽水水位報警圖制冷凍結(jié)系統(tǒng)設(shè)凍結(jié)環(huán)行地溝槽圖

制冷凍結(jié)系統(tǒng)設(shè)

編號測點布置部位測試內(nèi)容數(shù)量說明11-1供水總管溫度t（℃）1MS-30型1臺1-2回水總管

11-3補充水總管

122-1中冷器進(jìn)盤管

1×22-2中冷器回盤管

1×23汽化器

1×544-1總回路（鹽水）

1×24-2總?cè)ヂ?/p>

1×25冷凝器出液總管

26凍結(jié)孔回水管道

150MS-100型2臺7空間放置大氣溫度18各測溫控制點

16×3

制冷系統(tǒng)監(jiān)測

監(jiān)測儀器及測點布設(shè)情況表

監(jiān)測頻率：鹽水流量1次／周鹽水溫度1次／天

凍結(jié)階段鹽水溫度℃運轉(zhuǎn)天數(shù)開挖深度m積極期試運行+53

降溫期-1512

強(qiáng)化期-25～-2845

開挖維護(hù)凍結(jié)期-22～-25307.5-22～-253015-22～-253022.5-22～-253030填芯維護(hù)凍結(jié)期-20～-2230

-20～-2230

-2030

凍結(jié)律運轉(zhuǎn)雪指標(biāo)制冷凍結(jié)系統(tǒng)設(shè)凍結(jié)壁的形成與解★交靈圈時電間：隨凍專結(jié)孔稠增大助而延撿長，謎隨土?xí)吃w葛粒的奇變粗棄及凍陵結(jié)管誤直徑未增大模而縮促短?！锖聒P度增壤長值蛛：隨凍華結(jié)管圓間距暮增大曉而減蝕小，腹隨土備層顆末粒的疊變細(xì)嶄而減蚊小?！飻U(kuò)亭展速脖度：隨凍害結(jié)孔裹間距騰增大被而減潮慢?！锲矫谰鶞赜懚龋弘S鹽蜜水溫郊度降玻低而炭降低處，歲結(jié)凍結(jié)麥孔間載距增漸大而焰上升憑，隨蟻凍結(jié)舊管增須大而答降低底?！镒孕l(wèi)然解喚凍：凍結(jié)之壁解辭凍是揀兩頭勇快、決中間再滿。尊當(dāng)溫冠度上死升至渴-3廢℃左隸右時融開始擊解凍邊；溫穿度上廉升至臺-1纖℃后狠解凍泉速度妄加快要。三、港基坑孤支護(hù)晉結(jié)構(gòu)——梳排樁規(guī)與內(nèi)廢支撐應(yīng)體系南錨彼碇基細(xì)礎(chǔ)為拐矩形匠結(jié)構(gòu)氣，基際坑開考挖深丘度達(dá)亦29拋m，港經(jīng)過泥多方豪案的艘技術(shù)耳經(jīng)濟(jì)占比較敲，確泉定以候直徑蠶φ1稅.5建m灌散注樁拔加6嗓道水拿平鋼野筋混次凝土炕支撐胞作為憂基坑洞的支減護(hù)結(jié)灑構(gòu)。南錨捧碇基寇礎(chǔ)的夕受力洪結(jié)構(gòu)喉為：懂以φ揮15券0離cm緣瑞排樁鉆抵抗補水土銜壓力埋，并裁設(shè)置則6道鄭鋼筋巖混凝劃土支立撐承登擔(dān)水殺平荷身載，農(nóng)采用菠立柱俯樁加駁立柱潤鋼格恭構(gòu)承靠擔(dān)支女撐的效豎向撫荷載巴。概述排樁臣采用觀灌注劇樁，笨直徑良為灶米口，共咸有隱個承。排爪樁嵌造入巖紐奉石深挖達(dá)6挖米以缺上。排排樁填平面衫布置匠圖14粱41.領(lǐng)5計算唇理論還及參藏數(shù)◆鼠坑穴內(nèi)開死挖面駱以上恭的內(nèi)擴(kuò)支撐武點以捷彈性屠支座推模擬戰(zhàn)，彈投性支餓座的紗剛度課以實盛際支套撐剛棗度計鮮算輸宰入。催◆淡坑乘內(nèi)開麥挖面棚以下壺土體如以水柿平彈恩簧支風(fēng)座模寧擬，洲水平技彈簧員支座熄的壓倆縮剛呢度采酬用m部，m召值按狀每層怒土的嚴(yán)實際鈴性狀純分別必取值夕。尤◆副基董坑外叫側(cè)考轉(zhuǎn)慮水元、土緒壓力益分算師，土秋壓力膊按主期動土工壓力蠟計算鼓，水葉壓力距考慮蓮開挖疑過程億中坑肢內(nèi)水佳位隨危挖土臥進(jìn)程領(lǐng)下降救而坑集外水脹位不茅變的瘋實際寸過程慈。繡◆蠶基坑朵周圍嬸地面臘超載德取2敢0K蝕Pa革。晌◆晶圍護(hù)寸的內(nèi)組力分仙析按涼實際宅開挖隸工況胃計算姿。排樁結(jié)構(gòu)計排樁悅計算