【摘要】近幾年來,深基坑土釘墻圍護在我國發(fā)展較快,多次用于工業(yè)與民用建筑的基坑圍護工程中,并與其它支護方法聯(lián)合使用,均取得了良好的效果,獲得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。本文首先闡述了深基坑土釘墻圍護施工的特點,其次,分析了深基坑土釘墻圍護施工工藝。同時,以某工程為例,進行實例分析,具有一定的參考價值。
1前言
深基坑土釘墻圍護是近年來發(fā)展起來用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新型擋土結(jié)構(gòu)。由于其具有經(jīng)濟性、施工快捷等優(yōu)點,在我國得以迅速推廣應(yīng)用。所謂土釘墻圍護就是用加固和錨固現(xiàn)場原位土體的細長桿件(土釘)作為受力構(gòu)件,與被加固的原位土體、噴射混凝土面層組成的圍護體系。
2.深基坑土釘墻圍護施工的特點
第一,能合理地利用土體的自承能力,將土體作為支護結(jié)構(gòu)的不可分割部分。同時,結(jié)構(gòu)輕型、柔性大,有良好的抗震性和延性。
第二,施工便捷、安全、土釘?shù)闹谱骱唵我仔?,且靈活機動,便于根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測的變形數(shù)據(jù)和特殊情況,及時的變更設(shè)計。施工設(shè)備簡單,不需要復(fù)雜技術(shù)及大型機具設(shè)備,施工不需要單獨占用場地,對于施工場地狹小,放坡困難,有相鄰建筑物,大型圍護施工設(shè)備不能進場時,該技術(shù)顯示出獨特的優(yōu)越性。
第三,穩(wěn)定可靠,支護后邊坡位移小,水平位移一般為基坑深度的0.1%~0.2%,最大不超過0.3%,超載能力強。施工工期短,可以隨開挖隨支護,基本不占用有效施工工期。費用低,與其它支護類型相比,工程造價可降低20%~50%。
3.深基坑土釘墻圍護施工工藝
3.1土釘墻作業(yè)流程如下:
第一層挖土→打入土釘(鋼管)→編網(wǎng)→焊聯(lián)系筋及襯墊→注漿及制作土釘→攪拌水泥漿及拌混凝土干料→噴砼→重復(fù)上述工序,至坑底。
3.2土釘墻施工工藝
?。?)挖土
基坑挖土應(yīng)分層開挖,分層厚度應(yīng)根據(jù)土釘?shù)呢Q向間距確定,一般挖至所在工作層土釘設(shè)計標(biāo)高以下約0.3m處,嚴(yán)禁超挖,挖土機開挖應(yīng)服從土釘支護的要求。挖土至設(shè)計坑底時,應(yīng)留置>200mm土方采用人工挖掘、抄平。
(2)修邊坡
根據(jù)施工計劃總平面圖,首先確定基坑放樣尺寸,沿線挖出一條6~8m寬的工作斷面,然后進行人工修整。
土釘墻施工完本層面后才可開挖下一層面。結(jié)合監(jiān)測的數(shù)據(jù),對土釘?shù)拿芏群烷L度可適當(dāng)加以調(diào)整。保證土體的位移在規(guī)范的范圍內(nèi)。
?。?)定位、成孔
成孔前應(yīng)根據(jù)設(shè)計定出孔位,并做出標(biāo)記,成孔時對土體注意保護,孔位誤差應(yīng)小于50mm。成孔作業(yè)時要調(diào)整好角度,避開鄰近建筑的基礎(chǔ)和管線。碰到障礙物時,適當(dāng)調(diào)整土釘長度、位置和數(shù)量,確保邊坡安全。成孔作業(yè)時,若發(fā)現(xiàn)某個孔的出水量較大,應(yīng)首先把此孔改成導(dǎo)水孔,具體做法應(yīng)根據(jù)土體飽和情況來處理。鋼管土釘采用風(fēng)鉆打入土層中。
?。?)注漿
注純水泥漿,水灰比一般為0.5,摻早強劑,摻量根據(jù)早強劑性能定。注漿量根據(jù)實際情況調(diào)整,分一或兩次注漿。
?。?)噴砼
為保證噴射砼厚度,打入土釘時,土釘末端露出巖土面100mm。噴射砼采用干噴法,使用32.5級水泥、骨料為中粗砂和直徑10-15mm的碎石,干料的級、配開工前由設(shè)計級出,摻速凝劑,摻量為水泥的3%。砼干料至少拌和二次。噴射機開機順序為:送風(fēng)——送水——送料,關(guān)機順序反之。
土釘墻面層混凝應(yīng)分二次噴射施工;噴射第一層混凝土厚度為30~50mm,完成后,安裝土釘,綁扎鋼筋網(wǎng)片,然后噴射第二層混凝土至設(shè)計厚度。噴射時噴應(yīng)與作業(yè)垂直,噴頭至作業(yè)面距離為0.6~1.0m,噴射順序由下至上運動,回料不得再用。要及時清理噴射機。
?。?)掛網(wǎng)與加強筋
鋼筋網(wǎng)片一般用6~8mm鋼筋焊接或綁扎而成,上下層鋼筋搭接200mm,焊接或用鐵絲綁扎,縱向鋼筋插入土中200mm,與下一層鋼筋搭接,加強筋壓在鋼筋網(wǎng)和土釘上,與土釘焊牢,并在土釘頭上綁焊一個三角襯墊,壓住橫向加強筋,橫向加強連接筋的搭接采用焊接。
4.實例分析
4.1工程概況
本工程占地面積15054m2,總建筑面積約為64552m2。本工程基坑開挖面積,約12000m2,二層地下室部分最大開挖深度7.90m?;?xùn)|側(cè)為規(guī)劃道路,距用地紅線最近處約10.0m;南側(cè)坑邊距用地紅線最近處5.55m;西側(cè)距用地紅線最近處6.00m;北側(cè)距用地紅線最近處10.55m?;?xùn)|側(cè)有雨水、電信、污水、燃氣等管線,南側(cè)有水管和雨水管。
本設(shè)計±0.00與建筑標(biāo)高±0.00一致,相當(dāng)于黃海高程+5.00m,基坑?xùn)|、南、西三側(cè)場地標(biāo)高為-1.50m,東北角橋墩部位標(biāo)高為-0.50~±0.00m,北側(cè)場地地勢略低,標(biāo)高約為-2.50m,坑底標(biāo)高分別為-6.40m、-6.70m、-7.40m、-7.70m、-9.90m、-10.40m。
4.2施工程序、順序及控制要點
?。?)管井
1)管井成孔宜用清水鉆進,若采用泥漿管井,井管下沉后必須充分洗井,保持濾網(wǎng)的暢通。
2)水泵應(yīng)置于設(shè)計深度,水泵吸水口應(yīng)始終保持在動水位以下。成井后應(yīng)進行單井試抽檢查降水效果,必要時應(yīng)調(diào)整降水方案。降水過程中,應(yīng)定期取樣測試含砂量,保證含砂量不大于0.5‰。
?。?)土釘墻、掛網(wǎng)噴漿
1)土釘注漿體外徑100mm。注漿采用純水泥漿,水泥采用硅酸鹽水泥,強度不低于32.5級,水灰比為0.5,添加0.2%水泥重量的木質(zhì)素磺酸鈣及6%的磷石膏。
2)土釘墻面層噴射細石砼,強度等級C20,厚度100,配合比水泥:砂:細石=1:1:2,碎石最大粒徑應(yīng)小于10,噴射壓力為0.3Mpa。砼分兩次噴射。
3)鋼筋網(wǎng)采用φ6.5的鋼筋焊成200×200方格網(wǎng)片,網(wǎng)格允許偏差±10mm,鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)時每邊的搭焊焊長不小于網(wǎng)筋直徑的10倍。上下段鋼筋網(wǎng)搭接長度應(yīng)大于300。鋼筋網(wǎng)應(yīng)在噴射一層混凝土后鋪設(shè),鋼筋保護層厚度不宜小于20mm。
4)對受力段上層土釘注漿體及噴射混凝土面層養(yǎng)護72h后,對其它段上層土釘注漿體及噴射混凝土面層養(yǎng)護48h后,方可開挖下層土方及下層土釘施工。
4.3基坑挖土要求
預(yù)降水至設(shè)計標(biāo)高后,方可開挖土方。土方開挖應(yīng)分層分區(qū)進行,嚴(yán)禁一次開挖到位或超挖,挖出的土方嚴(yán)禁堆放在支護結(jié)構(gòu)外側(cè);挖至設(shè)計坑底標(biāo)高后,立即做素砼墊層、砌磚胎模,澆筑砼底板,嚴(yán)禁基坑長時間暴露。
4.4方案分析
在本工程地下二層車庫及主樓地下一層基坑圍護均采用了土釘墻支護。根據(jù)目前現(xiàn)場情況及變形觀測數(shù)據(jù)等,本方案取得了較理想成果。且與深層攪拌樁對比土釘墻施工速度快、經(jīng)濟,大大節(jié)省了工期及成本;對于本工程使用土釘墻結(jié)合井點降水的優(yōu)越性是顯而易見的。
在本工程施工過程中也遇到過一些具體問題:
(1)在基礎(chǔ)積水坑開挖過程中,由于降水的不及時,引起土釘墻內(nèi)側(cè)土方疏松,外泄;
?。?)南側(cè)有一部分墻面是土釘墻與坡頂部位厚度不夠,結(jié)合不到位,部分滲水。經(jīng)過此次施工,具體總結(jié)幾點如下:
(1)控制好原材料的制備以及施工機具的施工參數(shù),土釘?shù)暮附淤|(zhì)量等;
?。?)控制好成孔位置,成孔時應(yīng)根據(jù)設(shè)計孔位對土層進行保護,不得影響邊坡安全與地下管線;
?。?)嚴(yán)格控制每層開挖深度和長度,開挖后立即修正邊坡,初噴一層混凝土,并盡量使得原狀土不被破壞;
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