维普资讯 http://www.cqvip.com 第４３卷第１期 甘肃水利水电技术 Ｖｏ１．４３．Ｎｏ．１ ２００７年３月 Ｇａｎｓｕ Ｓｈｕｉｌｉ Ｓｈｕｉｄｉａｎ Ｊｉｓｈｕ Ｍａｔ．，２００７ ・施工技术・ 巴帕南水闸基坑软土开挖方案 赵志杰．赖佑贤 （广州市水电建设工程有限公司，广东广州 ５１０６００） 摘要：介绍了在软湿地基进行大面积大深度开挖的开挖总思路、开挖准备、开挖边坡确定及机械选型。 关键词：水闸；基坑；软土；开挖；方案 中图分类号：ＴＵ７５１￣．２ 文献标识码：Ｂ １ 工程概况 在沼泽区内堆高３．４ ｎｌ的问题。 巴帕南水闸工程位于泰国南部马来半岛洛坤府巴帕南 （２）要解决地基承载力过小与机械设备运行时荷载的 县境内巴帕南河牛轭弯段上。主要工程内容：①兴建１座１０ 矛盾。分析计算道路填土厚度对地基的影响。防范可能出现 孔挡潮蓄淡水闸。每孔净宽２３．５ ｎｌ；②裁弯取直开挖新引河 的诸如滑坡、圆弧滑动之类的土层扰动对施工的影响。 约１ ９００ ｎ１．挖方３７５万ｎｌ ；③兴建１座净宽６ ｎｌ的双向 （３）解决软土大深度开挖后边坡稳定问题。 挡水船闸；④兴建永久房屋４７栋，占地面积近２０万ｎ１２，区 ４水闸基坑开挖准备 内修建８ ｎｌ宽的沥青公路２．７ ｋｍ；（ 兴建巴帕南河支流邦 （１）清障及排水 比河排水涵闸１座；⑥在巴帕南河老河道上修建截流坝１ 总面积６１万ｎ１２。组织７台小型挖掘机自垫钢板进入灌 座。工程总造价约１、ｏ９亿美元。 木丛。先开挖纵横排水沟并用表土沿沟渠修筑土埂。以便排 ２工程地质资料 水。清障作业中特别小心，挖掘机用铲斗试探前方水塘的深 巴帕南水闸地处巴帕南河人海ＶＩ。表层约２ ｎｌ厚为淤泥 浅和土层的软硬以避免陷机。整个清障工作历时４个月。 沼泽灌木丛林．多泥潭水塘。人员无法通行。 （２）施工道路和施工排水 地质勘察报告表明：地表以下至１８ ｎｌ深土层为极软一软 ①施工道路布署 黏土：地下１８～３５ ｍ土层为硬一极硬黏土，成分十分均匀。土 水闸基坑清障完成后即用外购的风化土石料将基坑围 层的天然含水量十分丰富，其中上部１２ ｎｌ为１１８％～８０％，越 成田字形方框作施工主干道．外框道路宽１０ ｎｌ，内十字道路 往下逐渐递减。按塑性指数和液性指数上层的上部可定为流 宽８ ｎｌ。 塑性淤泥．上层的下部可定性为可塑性“软”黏土。主要的地 外框施工道路右侧通往房建区及船闸，左侧接施工辅助 区物理特性参数：∞＝１１８％，ｅ＝２．５４－３．００，ＩＬ＝２．３７，／ｐ＝３５，Ｃ＝ 企业区及通往外界公路。上下游道路相距３２０ ｎｌ，左右道路 １６．３ ｋＰａ，妒＜６。。 相距４０２ ｎ１．位于水闸两岸护坡内边缘，形成了一个面积为 由此可见。工程地处土层极软，承载力极小，降雨十分充 １３万ｒｎ２的基坑。框中的十字形道路又将基坑分成４个小区， 沛的软湿黏土地区。要保证工程的顺利施工，必须首先攻克 每小区３万余 ，便于开挖和统筹管理。道路填筑的沉陷在 沼泽地区软湿地基大深度大面积机械化开挖的难题，否则无 道路两边形成了反压平台，道路的填土及机械运行荷载Ｐ应 法施工。 小于地基的极限承载力，即Ｐ≤（ｑＮｑ＋ＣＮｃ）／Ｋ，同样，施工道路 ３土方开挖总思路 距开ＶＩ线距离应按ｂ＝２ａｔｇ（４５ｏ＋ｑｄ２）ｅ 控制。由此来确保 巴帕南水闸总计挖方４０３万ｎｌ，。其中水闸及引河３７５万 地层的稳定和开挖边坡的安全。 ｍ３，船闸、邦比河涵闸２８万ｍ３。为优化施工，决定水闸、船闸、 ②施工排渗和排水 邦比河涵闸、公路等枢纽建筑物基础均采用陆地开挖方式施 选用轻型长臂反铲（自重２２～２５ ｔ）自垫钢板进入小区中 工，约为１０３万ｍ３。这样做便于各建筑物下的混凝土预应力 央。将各区开挖成鱼刺状的排渗集水沟。主沟尽量挖深。挖出 桩能够尽快进场施工（公路基础为高压旋喷桩）。而作为大方 的软土尽量远堆，局部发生坍塌也无关紧要。支沟成鱼刺状 量的水闸引河开挖，则采用挖泥船水下开挖。 对称布置．每４０ ｎｌ布置一条深度较主沟浅的支沟。开挖的软 作者认为，在沼泽地区进行大面积大深度（最大挖深１０ 土就近堆放在支沟边，在各支沟间再修筑宽６ ｎｌ的断头支路 ｍ）软土开挖．必须解决好３个难题： 与主干道相连。 （１）机械设备能够进入沼泽区去清除灌木丛，并排除渍 在各小区主排渗沟顶端设置２台汽油泵抽水机（额定排 水以提供开挖或回填的场地，同时还须解决挖出的软土如何 水量６０ ｍ３／ｈ），将渗水排出开挖区外。实践证明，尽管土层的 收稿日期：２００６—０９—０８ 作者简介：赵志杰（１９７２一），男，江西｝艋川人，工程师，学士，主要从事工程建设管理。 ・６８・ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第１期 赵志杰。等：巴帕南水闸基坑软土开挖方案 第４３卷 渗透系数非常小，但这种排渗方法非常有效。 表１水闸基坑开挖层次 至此．整个基坑已形成完整的排水系统和畅通的道路交 通系统。水闸基坑道路施工历时１个月。 ③土方调配与平衡 本工程陆地开挖土方约１０３万ｉｎ ，根据设计要求，基本 用于其它几个建筑区的基础回填。主要运输到４个建筑区堆 放：一是房建区约２０万Ｉｌ１２的建筑台地，填筑厚度３．０－３．４ ｍ．填筑量约６０万ｍ ；二是水闸左岸下游附近的施工辅助企 业基础回填３万Ｉｌｌ２，填筑厚度２．０～２．４ ｉｎ，填筑量约７万ｉｎ ； 三是水闸左岸上游国王行宫约２．４万ｍ２的基础回填，填筑量 １层开挖，高程控制在一２．００ ｉｎ。这是因为标书规定高程 约６万ｍ ；剩余的约３０万Ｉｎ３土料堆放在水闸及船闸两岸的 －２．００ ｍ以上土方日后要作植草用，高程一２．００ ｎｆ以下纯黏 护堤道路外侧，将来翻晒晾干后用于水闸及船闸两岸的堤身 土要作永久填土区填方用，两者必须严格分开。 填筑。 ３层开挖．由高程一６．００ ｉｎ分别挖到各建筑物底高程。 ５开挖边坡及机械选型 不另筑施工道路，利用２层高程一６．００ ｉｎ的施工道路用双机 ５．１开挖坡度的确定 上下传递方式开挖。最后退码开挖拆除施工道路。 开挖坡度和开挖深度的合理与否是软基开挖成功与否 ５Ｉ３机械选型 的关键。对于强度沿深度大致不变的黏性土破坏稳定分析， 根据地基承载力的实际情况合理选择施工机械。选择轻 采用文献［１］黏性土边坡在不排水条件下的稳定分析，按无 型反铲挖掘机并铺垫钢板可以减少挖掘机的接地压力。表２ 因次参数做边坡稳定分析，求解安全系数： 列出了各土层选用的挖掘机类型。 Ｆｓ＝ＣＮＪ（ｙＪＩ）≥１．２５－１．３０ 式中：艮一边坡稳定安全系数，在１．２５～１Ｉ３０之间； 表２各土层选用的挖掘机类型 ｃ－一土的凝聚力，高程一３．０ ｉｎ以上采用１．００ ｔ／ｍ２，高 程一３．０ ｉｎ以下采用１．６５ ｔ／ｍ－； —．—土的总容重，表层采用１．９３ ｔ／ｍ ，下层采用１．５５ ｔ／ｍ ； １３＿￣ＵＨ０２ ．２叭∞４ 叭， ｚ 日——挖深（ｉｎ）； 小 短臂 ２００ ２２。． ０ ０．８ ０．４２ ０．２１ ０．２５ 软湿黏土层 一稳定系数，一个与坡比、挖深、土层厚度等有关 Ｋ０ 的参数．查圆弧曲线。 长臂 ＣＯ ２７．‘０ ０．６ ０．４８ ０．２４ ０．２５ 软湿黏土层 实际上，该公式中的ＣＮｏ即为地基极限承载力中的ＣＮ￣， 小松ＰＣ４００ ４１．０ １．６ ０．７６ ０．３８ ０．８３ 道路边转土 当无反压平台时ｐ＝ＣＮｏ，而ｐ＝Ｙ Ｈ，因此Ｆｓ＝ＣＮＪ（ｙ，１１）＝１时， 即为边坡稳定的临界状态，小于１边坡失稳，只有大于１边 施工中必须十分认真地作好地面的排渍排渗以改善地 坡才是稳定的。 基的承载力．这一点非常重要。无论选用何种挖掘机下坑作 计算表明：当基坑挖深越大，开挖坡度越陡， 值就越小， 业．一定要自带钢板垫机进场。小松ＰＣ２００带３块， 边坡就可能失稳发生圆弧滑动。当开挖深度浅，边坡越缓，尽 ＫＯＢＥＬＣＯ（神户制钢）带４块。钢板厚度２０～２２ ｍｉｌｌ，太薄易 值越大，边坡才能稳定安全。 变形无法长期使用。小松ＰＣ４００由于自重过大，即使垫钢板 当开挖到水闸引河底板－７．０ ｉｎ高程时， 值计算结果 也无法下坑只能安排在路边传递转土。而日立ＵＨ０２铲斗斗 为：①坡比１：５， ：Ｏ．９４３（Ｍ表层采用１．９３ ｔ／ｍ ，下层采用 容过小．与自卸车无法匹配使用，只能在沼泽区清障、挖沟。 １．５５ ｔ／ｍ ）；②坡比１：６， １．０５２（Ｃ值高程一３．０ ｉｎ以上采用 ６结语 １．００ ｔ／ｍ＂，高程一３．０ ｉｎ以下采用１．６５ ｔ／ｍ＂）；③坡比１：８，Ｆｓ＝ 水闸基坑开挖仅用９２ ｄ，比原计划提前４２ ｄ。中国水利 １．２８１（Ｃ值高程一３．０ ｉｎ以上采用１．００ ｔ／ｍ－＂，高程一３．０ ｉｎ以下 工程技术人员成功地解决了软湿地基大面积大深度开挖难 采用１．６５ ｔ／ｅｒ＇－）。 题．受到泰国朝野一致赞扬，为祖国争得了荣誉。 ５．２开挖层次和挖深的确定 参考文献： 水闸基坑一般挖深７．０ ｍ，最大挖深１０．０ ｉｎ。整个开挖 ［１］张剑锋．岩土工程勘测设计手册［Ｍ］．北京：水利水电出版社， 分３层进行（表１）。 １９９２．
