摘要:隨著社會的發(fā)展與進(jìn)步,基坑支護(hù)及降水工程愈來愈多,總結(jié)基坑支護(hù)及降水技術(shù)對于工程應(yīng)用具有重要的意義。本文主要介紹了復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)及降水技術(shù)的有關(guān)內(nèi)容。
引言
基坑支護(hù)及降水具有保證地下結(jié)構(gòu)施工和基坑周邊環(huán)境的重要作用。不同的支護(hù)結(jié)構(gòu)適應(yīng)于不同的水文地質(zhì)條件,因此,要根據(jù)具體問題具體分析,選擇安全、經(jīng)濟、適用的支護(hù)結(jié)構(gòu)。復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)技術(shù)的發(fā)展擴充了基坑支護(hù),尤其是土釘墻支護(hù)的應(yīng)用范圍,并提高了支護(hù)體系的安全可靠度。它在多種地質(zhì)條件下的適用性和顯著的經(jīng)濟技術(shù)效果,將使該方法得以迅速發(fā)展。
1、工程概況
某地區(qū)在建的5#地塊建設(shè)項目由2幢37層的住宅樓和2幢22層住宅樓及樓層間2層地下車庫組成。本基坑由住宅樓基礎(chǔ)開挖和地下車庫基礎(chǔ)開挖組成,住宅樓基坑開挖線距用地紅線較遠(yuǎn),大部區(qū)域與紅線距離超過8.3m,局部區(qū)域距離約為6.9m;地下車庫東西兩側(cè)距用地紅線較近,東側(cè)與紅線的最小距離約為4.Om,且有道路和供水管線需要保護(hù),距離基坑開挖線5~1Om,西側(cè)與紅線距離僅為3.Om,施工場地比較狹小。
2、選定方案
該工程承臺底標(biāo)高-10.93m,場地自然標(biāo)高約-0.90m,地下水位約-7.50m,開挖深度10.0m。鑒于本工程地質(zhì)情況,結(jié)合該區(qū)域內(nèi)其他基坑工程的設(shè)計及施工經(jīng)驗,經(jīng)理論計算和綜合分析,確定本基坑工程支護(hù)方案如下:場地周邊鄰近施工道路荷載較大采用雙排深層攪拌樁作為止水帷幕,東西兩側(cè)距場地圍墻距離很近,只能采用單排深層攪拌樁作為止水帷幕。深層攪拌樁設(shè)計樁徑d=550mm,單排布置時咬合200mm,雙排布置時咬合150mm。場地南側(cè)采用臺階式放坡復(fù)合土釘墻支護(hù),北側(cè)及東西兩側(cè)采用錨拉式排樁支護(hù)。土釘及錨桿設(shè)計為植入式,長度9~12m。降水采用管井降水,設(shè)計井深20m,間距25m梅花形均勻布置。
3、施工工藝
(1)施工工序:鋼筋混凝土灌注樁→深層攪拌樁→降水工程施工→土方開挖。
(2)基坑北側(cè)及東西兩側(cè)支護(hù)灌注樁采用潛水鉆機施工,泥漿護(hù)壁,混凝土灌注采用商品混凝土。
(3)基坑四周深層攪拌樁施工采用深層攪拌樁機,水灰比為0.6,水泥摻入量60kg/m3,采用四攪兩噴施工工藝。
(4)基坑內(nèi)設(shè)管井6口,呈梅花形布置。管井孔徑Ф700,選用Ф400無砂混凝土井管,井管外包塑料紗窗5層,用竹板夾緊,10號鉛絲綁扎牢固。井管四周填3~5mm混合濾料,經(jīng)抽水洗井后至水清,然后用粘土封井四周。降水井中用50mm潛水泵抽水,揚程25m,用DN65帆布管接至閘閥處與主管道相連。降水主管道全部采用DN100焊接鋼管,外接城市排水管網(wǎng)。
4、基坑支護(hù)施工技術(shù)
4.1土方開挖
基坑面積較大,故土方開挖時對基坑進(jìn)行合理分區(qū)或分段組織施工。基坑挖土應(yīng)遵循先施工錨桿(支撐)后開挖的原則,采用盆式、分層、抽條、對稱開挖,圍護(hù)墻無錨桿(支撐)暴露時間應(yīng)控制在20h之內(nèi),開挖面圍護(hù)墻無錨桿(支撐)暴露長度不大于20m;
采用盆式開挖時,基坑周邊邊坡留土范圍不小于1Om,中部開挖至基底時應(yīng)及時澆筑墊層,待中部墊層形成并達(dá)到設(shè)計強度要求后,分塊、抽條開挖基坑周邊的邊坡,并及時澆筑分塊墊層,最后澆筑貫通整個墊層;不得超挖,開挖面的高差應(yīng)控制在1m以內(nèi),并宜按不大于1:1.5放坡。在基坑開挖過程中,施工單位應(yīng)采取有效措施,確保邊坡留土及動態(tài)土坡的穩(wěn)定性,慎防土體的局部坍塌造成現(xiàn)場人員損傷和機械的損壞。
4.2圍護(hù)鉆孔灌注樁施工
工程圍護(hù)樁采用GPS-10型工程鉆機正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔,開孔及鉆進(jìn)過程中均采用原土造漿,并根據(jù)土層情況人工造漿或摻入一定的化學(xué)劑,以充分維護(hù)孔壁的穩(wěn)定性,鉆進(jìn)結(jié)束后進(jìn)行一次清孔;鋼筋籠現(xiàn)場分節(jié)制作,安放鋼筋籠時在孔口進(jìn)行焊接;下完鋼筋籠后將導(dǎo)管插入孔內(nèi),利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔,成樁采用商品混凝土泵送注入料斗,導(dǎo)管回頂法連續(xù)灌注的方法。
4.3預(yù)應(yīng)力錨桿施工
土層預(yù)應(yīng)力錨桿成孔采用機械成孔,在一般土層中施工選用國產(chǎn)液壓錨桿鉆機成孔,其特點是:施工效率高,成孔質(zhì)量直觀、環(huán)保,不會對周圍場地造成不良影響。
當(dāng)遇有特殊、復(fù)雜地質(zhì)情況時用全套管錨桿鉆機施工,其特點是.對各種不同地層的適應(yīng)性較強,錨桿質(zhì)量高,土層預(yù)應(yīng)力錨桿成孔直徑設(shè)計為Ф11Omm,錨桿桿體采用二級鋼制作而成。工程錨桿均采用一次常壓注漿,養(yǎng)護(hù)5—7天后,待錨固結(jié)體強度達(dá)到15MPa后,進(jìn)行錨桿的張拉、鎖定施工。
4.4土釘施工
坡面經(jīng)檢查合格后,放線定土釘孔位置,用洛陽鏟成孔(直徑為Фl1Omm):土層土釘機械成孔定位誤差應(yīng)小于5Omm,孔斜誤差小于±10;檢查孔深、孔徑、錨筋長度合格后,及時插入錨筋和注漿管至距孔底250—500mm處,及時注水泥漿并二次壓漿,孔口部位宜設(shè)置止?jié){塞:雜填土處成孔困難,可采用Ф48鋼管打入,管內(nèi)注漿:水泥漿水灰比宜為0.45~0.50,注漿壓力不得小于0.3MPa。根據(jù)現(xiàn)場實際情況看注漿效果,必要時采用二次補壓漿:鋼筋設(shè)計長度包括彎鉤長度,彎鉤長20cm;彎鉤處采用冷彎,與錨筋成90°;錨筋沿長度方向每隔2m用Φ6鋼筋焊一個三角形托架,使土釘居于錨孔中心:土釘墻須設(shè)置泄水管,泄水管采用Ф50PVC管,上下(左右)間距為1.5m,梅花型布置;土釘壓漿完成應(yīng)及時掛網(wǎng)噴混凝土,混凝土厚度不小于8cm,強度為C20。
4.5混凝土面層施工
在錨筋頭部做噴射混凝土厚度8Omm的標(biāo)記。將Φ6的鋼筋編成15Omm×15Omm的網(wǎng)片,用插入土中的鋼筋固定,用加強筋壓緊與錨頭焊接。鋼筋網(wǎng)片均應(yīng)與上部搭接,給下步留茬,搭接長度不小于20cm,接茬避免在同一直線上,經(jīng)檢驗合格后噴射80±2Omm厚C20細(xì)石混凝土。
4.6冠梁施工工藝
錨桿施工完畢后,進(jìn)行樁頂冠梁施工,其具體施工工藝為流程為:在剔鑿樁頭完成后,將樁頭附近及樁間土挖除,綁扎冠梁鋼筋;冠梁鋼筋綁扎基本完成后,根據(jù)設(shè)計標(biāo)高調(diào)整冠梁鋼筋使之滿足設(shè)計要求并保證鋼筋平直;冠梁鋼筋綁扎完成后,支設(shè)基坑內(nèi)側(cè)面模板并灌注混凝土:配合冠梁頂面以上坡面做法在冠梁上預(yù)埋構(gòu)造鋼筋。
4.7錨桿施工
土層錨桿鉆孔定位誤差應(yīng)小于50mm,孔斜誤差小于±10,孔斜偏離軸線不大于3%的鉆孔深度,鉆孔深度同場比錨桿長度增加30cm;
錨桿的安放應(yīng)有定位裝置,以保證錨固段有足夠的保護(hù)層厚度:錨桿的自由段應(yīng)與注漿錨固體隔離,隔離材料可用PVC管處理;
錨固段注漿進(jìn)行一次灌注水泥漿,壓注純水泥漿,注漿壓力不大于上覆壓力的2倍,也不大于2.0mpa;
注漿漿液配比:第一次水泥砂漿水灰比為0.5,根據(jù)壓注漿效果看是否采用二次注漿;
錨固體強度達(dá)到75%的設(shè)計強度時,方可進(jìn)行張拉施加預(yù)應(yīng)力,符合要求后鎖定;
錨桿正式施工前須進(jìn)行基本試驗,基本試驗的數(shù)量不少于施工工程錨桿的3%,且不少于3根;
錨桿強度的驗收試驗宜與施加預(yù)應(yīng)力結(jié)合進(jìn)行、驗收試驗應(yīng)分級加荷到設(shè)計荷載,鎖定荷載,宜取設(shè)計荷載的O.65倍,并根據(jù)錨桿內(nèi)應(yīng)力損失情況,重復(fù)張拉補足預(yù)應(yīng)力。
4.8施工監(jiān)測
對深大基坑的監(jiān)測內(nèi)容通常包括:支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力(彎矩);支撐軸力變化;立柱的水平位移、沉降或隆起;坑周土體位移及土壓力變化;坑底土體隆起;地下水位及孔隙水壓力變化:相鄰建(構(gòu))筑物、地下管線、地下工程等保護(hù)對象的沉降、水平位移與異?,F(xiàn)象。
施工期間對圍護(hù)結(jié)構(gòu)和環(huán)境進(jìn)行全面監(jiān)測。監(jiān)測過程要保持監(jiān)測的連續(xù)性,及時整理分析數(shù)據(jù),一旦出現(xiàn)危害工程安全的趨勢,及時發(fā)出警報,以便及時采取緊急措施。
5、效果
5.1支護(hù)效果
在基坑開挖過程中,通過觀察基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形,南側(cè)的變形最大達(dá)到14mm,由于有拉錨樁起作用,北側(cè)變形最大只有4mm,東西兩側(cè)最大變形為5mm。在基坑開挖和地下結(jié)構(gòu)施工中,周圍地面和住宅樓未發(fā)現(xiàn)任何損害現(xiàn)象?;觾?nèi)地下水位降至施工操作面以下,在開挖過程中,地基土方呈干燥狀態(tài)。
5.2止水效果
基坑開挖后,周圍無滲漏,經(jīng)觀察,回灌井水位無變化,降水速度快,效果好,對周圍建筑無大的影響等。
5.3經(jīng)濟效益顯著
降低了降水施工的費用。如果采用大面積井點降水,至少需要12眼降水井,實際只打了6眼降水井,按照打井費和降水臺班費綜合計算至少節(jié)約施工費用20萬元。
結(jié)束語
該工程實踐表明,針對不同的地質(zhì)條件,采用多種結(jié)構(gòu)形式相結(jié)合的支護(hù)和止水方案是可行的。特別是攪拌樁施工工藝,既加強了擋土的作用,又有效利用基坑施工操作面,具有較高的經(jīng)濟效益,因此具有推廣應(yīng)用價值。
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