一、工程概況

　　桂林市象山升船機(jī)站工程是桂林市中心城環(huán)城水系“兩江四湖”工程項(xiàng)目中一項(xiàng)非常重要工程，是溝通桃花江和漓江的一座過(guò)船建筑物。工程位于桂林市城徽象鼻山旁的桃花江上。工程建成后，“兩江四湖”相互貫通，融為一體，實(shí)現(xiàn)了真正意義的水上環(huán)城游。

　　象山升船機(jī)工程位于桂林市象山公園傍的桃花江上，距漓江與桃花江匯合處約90m，該建筑左岸瀕臨濱江路，右岸緊靠象山公園，距上游文昌橋約145m.工程樞紐主要布置有擋水壩、承船廂室和控制樓等建筑物。

　　二、地質(zhì)概況

　　工程地貌上屬桃花江河床至漓江一級(jí)階地的過(guò)渡地帶，地形相對(duì)高差不大，一般2.50～4.50m，沿江兩岸均建有2.50～4.50m高岸墻。第四系一級(jí)階地及現(xiàn)代河床沖積層面具有明顯旋渦沉積及河口三角洲沉積特點(diǎn)，交錯(cuò)層理發(fā)育，古河床改道頻繁，巖性變化較大，下伏基巖為泥盆系上統(tǒng)融縣組厚層狀塊狀灰?guī)r。

　　根據(jù)土層成因及巖土工程特征，場(chǎng)地可分為以下幾個(gè)土層單元：

　　第一層：雜填土①：分布于整個(gè)場(chǎng)地，厚度0.5～3.5m，主要為灰黑色粘土及碎磚、破瓦、水泥塊、砂卵石及碎石等組成建筑垃圾，成份復(fù)雜多變，硬質(zhì)組分含量30～50%不等。土層結(jié)構(gòu)松散，透水性好。

　　第二層：松散中細(xì)砂層②：分為兩個(gè)亞層：松散細(xì)砂層②-1及稍密中細(xì)砂層②-2.

　　松散細(xì)砂層②-1：主要由石英、長(zhǎng)石、云母等礦物組成。含有少量不均勻分布礫石、卵石等，屬中壓縮性土，滲透系數(shù)K=1.28×10-3cm/s，屬于中等透水層，厚度1.0～7.0m，層面埋深最深達(dá)17m.

　　稍密中細(xì)砂層②-2：分選性較好，結(jié)構(gòu)均勻，不含泥質(zhì)。

　　第三層：礫砂層③：灰褐色，松散~稍密，飽和，含水，分選性較差，結(jié)構(gòu)不均勻，主要由中細(xì)砂（30%～60%），礫石（15%～50%），卵石（<10%）組成，局部偶含少許粘土，卵石粒徑2-3cm，主要為石英砂巖，該層僅呈透境狀產(chǎn)出，分布有限。

　　第四層：砂卵石層④：呈灰黃色為主，含水，分選性具有一定差異，主要由卵石（21%～43%），礫石（4%～38%），粗砂（5～5.4%），中砂（5%～15%），細(xì)砂（5%～35%）及少許粉砂、粘粒等組成。卵石粒徑一般3～8cm，最大達(dá)15cm，主要成份為砂巖，粉砂巖，石英巖及少量灰?guī)r、花崗巖等，屬中壓縮性，滲透系數(shù)K=2.96×10-7cm/s～1.09×10-2cm/s，極弱-中等透水層。

　　三、支護(hù)方式的選擇及設(shè)計(jì)

　　（一）支護(hù)方式的選擇

　　本工程施工難點(diǎn)主要是承船廂室的基坑開(kāi)挖施工，由于基礎(chǔ)底板較深，距離濱江路較近，如圖2.因此，基坑支護(hù)方式的選擇尤為重要，支護(hù)方式必須安全可靠、方便施工。

　　基坑支護(hù)的支護(hù)方式有放坡開(kāi)挖及簡(jiǎn)易圍護(hù)、懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)、重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)、內(nèi)撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu)、拉錨式圍護(hù)結(jié)構(gòu)、土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)、門(mén)架式圍護(hù)結(jié)構(gòu)、加筋水泥土墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)等。本工程的設(shè)計(jì)基底高程為138.3，距原地面145高程的高差為6.7m，通過(guò)對(duì)工程地質(zhì)資料和周?chē)�環(huán)境的具體分析，結(jié)合該工程深基坑開(kāi)挖的有關(guān)技術(shù)要求，確定采用三排門(mén)架式鉆孔灌注樁支護(hù)方案，結(jié)合高壓旋噴樁形成止水帷幕，采用挖土卸載、坑外集水井降水為輔輔助措施的基坑圍護(hù)系統(tǒng)。

　　該支護(hù)結(jié)構(gòu)由前后三排鉆孔灌注樁及壓頂梁組成剛架，利用樁的插入深度及基坑下較好的土體形成抗側(cè)移體系，使受力變形合理，此外壓頂梁上又可作為運(yùn)輸通道方便施工。由于該支護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)內(nèi)支撐，對(duì)坑內(nèi)的施工無(wú)任何影響。

　　（二）基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)

　　深基坑支護(hù)是近些年來(lái)才發(fā)展起來(lái)的工程運(yùn)用學(xué)科，新的完善的支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力理論還沒(méi)有正式提出，要精確地加以確定是不可能的。而且由于土的土質(zhì)比較復(fù)雜，土壓力的計(jì)算還與支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度和施工方法等有關(guān)，要精確地確定也是比較困難的。目前，土壓力的計(jì)算，仍然是簡(jiǎn)化后按庫(kù)侖公式或朗肯公式進(jìn)行。土壓力參數(shù)：主要是抗剪強(qiáng)度C/Φ的取值問(wèn)題。抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的測(cè)定方法有總應(yīng)力法和有效應(yīng)辦法，前者采用總應(yīng)力C、Φ值和天然重度γ（或飽和容重）計(jì)算土壓力，并認(rèn)為水壓力包括在內(nèi)，后者采用有效應(yīng)力C、Φ及浮容重γ計(jì)算土壓力，另解水壓力，即是水土分算。總應(yīng)力法應(yīng)用方便，適用于不透水或弱透水的粘土層。有效應(yīng)力法適用于砂層。

　　本工程的灌注樁后是濱江路，基坑在河中間，雖然上、下游圍堰后有集水坑，但不能保證在任何情況下灌注樁后無(wú)水，故土壓力計(jì)算采用最不利情況，即灌注樁后的土中有地下水的情況。地下水位高程取基底138.3m到145m平臺(tái)高差的2/3為142.77m.灌注樁采用φ500mm，排樁間距為1400mm，前后排樁排距為2000mm，樁長(zhǎng)分別為12.5m、11.5m、10.5m.混凝土采用C25.高壓旋噴樁樁徑φ800mm，搭接長(zhǎng)度200mm.鋼筋砼壓頂梁寬700mm，高500mm，混凝土采用C25.在計(jì)算三排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，首先必須確定土壓力分布情況及嵌固端位置。本工程的土壓力作用于前后三根灌注樁的壓力按1：1：1的比例來(lái)分配，嵌固端位置采用經(jīng)驗(yàn)值即開(kāi)挖面以下1/3～1/5開(kāi)挖深度的最大值1/3約2200mm.由此來(lái)算出擋土的高度為6700mm+2200mm=8900mm.據(jù)此算出土壓力。把土壓力平均分配到前后三根灌注樁組成的剛架中，如圖3：

　　灌注樁插入深度的計(jì)算：只取單根樁來(lái)計(jì)算。采用靜力平衡法來(lái)計(jì)算。根據(jù)布魯姆法來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)化。算得灌注樁插入深度為7.3米。

　　高壓旋噴樁的深度計(jì)算：高壓旋噴樁有兩種作用，一種是防止流土出現(xiàn)，另一種是阻止或減少坑外地下水由于基坑的土層為細(xì)砂、粉砂容易產(chǎn)生形成流土的條件，危害基坑的安全。故須進(jìn)行流土條件的驗(yàn)算。

　　地下水滲流的水力坡降i=h/L

　　式中：h———坑內(nèi)處水位差

　　L———流線總長(zhǎng)度

　　按流砂定義，當(dāng)滲透壓力γ水i=土的浮容重γ土?xí)r將出現(xiàn)流砂，此時(shí)的水力坡降稱(chēng)為臨界水力坡降i臨界=γ土/Fsγ水Fs安全系數(shù)一般取1.5～2.0當(dāng)i＜i臨界時(shí)滿(mǎn)足要求。

　　四、結(jié)語(yǔ)

　　1.采用門(mén)架式維護(hù)結(jié)構(gòu)坑內(nèi)范圍內(nèi)無(wú)支撐，對(duì)于基坑開(kāi)挖施工帶來(lái)很大方便。

　　2.結(jié)合高壓旋噴樁在砂質(zhì)層中起到固結(jié)樁腳和阻隔水流的作用，在旋噴樁施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制樁位、水泥漿的水灰比以及樁位提升速度。

　　3.三排樁門(mén)架式剛架?chē)�護(hù)結(jié)構(gòu)體系具有很大的抗側(cè)剛度，受力合理、位移變形少，適用于深基坑開(kāi)挖支護(hù)。

　　4.本支護(hù)系統(tǒng)在本工程整個(gè)施工過(guò)程中起到很好的防護(hù)作用，沒(méi)有出現(xiàn)位移變形等情況，說(shuō)明門(mén)架式剛架?chē)�護(hù)體系在技術(shù)上是可行的。