建筑基坑支护施工技术探讨 周少宇

发表时间:2019/11/11   来源:《基层建设》2019年第22期   作者:严春雨 周少宇
[导读] 摘要:针对某工程地下停车库的特点及考虑周围环境、场地地基条件和开挖深度、围护造价等因素,经过综合分析、计算,最后确定基坑围护结构采用排桩墙加1层内支撑支护体系。
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        摘要:针对某工程地下停车库的特点及考虑周围环境、场地地基条件和开挖深度、围护造价等因素,经过综合分析、计算,最后确定基坑围护结构采用排桩墙加1层内支撑支护体系。
        关键词:深基坑;护坡桩,土钉墙,支护技术
        1基坑降水与支护设计
        本工程为三层地下停车库,地下室建筑面积约为30000平方米,地下室层高均为5.5m,基坑开挖深度约16.5m,地下水渗透系数不一、水量分布不均、水位高、降深大、地下水丰富、基坑开挖深度大,距周边建筑物和道路近。要确保工程顺利进行,基坑降水和支护就成为施工的一个关键。
        2基坑降水施工
        (1) 管井采用反循环钻机ø600mm 的钻头成孔,自造泥浆护壁。成孔完毕后立即下ø400mm 无砂水泥管,下管要保证垂直居中。滤料从井口四周均匀回填,以防将井管挤偏,井管离地面2m范围四周用粘性土回填封口。管井抽水前,要先用空压机洗井,清除管内泥砂,洗出清水为止,以保证出水畅通。
        (2) 由于含水层渗透系数不一、水量分布不均,加上抽降周期短的原因,在开挖基坑下半部时,地下水不会完全疏干,坑壁局部土层有渗水。在该处土钉墙喷射面层混凝土的同时,在其坡面水平插入土中长度为0.4~0.6m,间距3m 左右,直径≥40mm 的塑料排水导管。上半部管壁钻一些透气孔,外包滤网,外端伸出混凝土面层,以便将坡内滞水导出排走。
        (3) 基坑坡脚挖设排水明沟,将基坑内和侧壁局部渗水和雨水排走。排水沟和集水井布置在基础轮廓以外1.4m,排水沟边缘离开边坡脚1.3m,沟底比基坑底面低1.4m,排水坡度1.1 % ,沟底填碎石。基坑四角及四边每隔30m左右设置1 个集水井,井径0.8m,井壁用红机砖砂浆砌筑,底面比排水沟底面低0.8m。集水井中积水应及时排至基坑外地面排水系统。
        3基坑支护施工
        3.1护坡桩施工
        采用长螺旋钻机成孔,中心压灌混凝土,插入钢筋笼成桩的施工工艺。
        (1) 依据设计护坡桩的桩位平面图,定出桩位及高程控制点,同时在现场制作绑扎桩身钢筋笼,进场钢筋复检合格方可使用,钢筋笼的钢筋直径、数量、长度要严格按照施工图加工制作,箍筋为Ⅰ级钢筋ø10 @100~250 ,在主筋内侧每隔2m 焊1 道Ⅱ级ø14 钢筋作为加劲箍筋,主筋为通长筋,其接头采用焊接,保护层厚50mm。钢筋笼在存放、搬运和吊装过程中要保证不变形,堆放场地要平整。
        (2) 钻机就位成孔
        钻机对位允许偏差20mm。钻机就位后应保持机身平稳、钻杆垂直,钻进过程中要确保孔壁垂直,随钻随注浆成孔,并做施工记录,收集水文地质资料。当钻至设计深度时即可停钻,验收符合要求后,进行压灌混凝土的施工。对于砂土层,护坡桩成孔时加2~3 节护筒护壁,以避免发生坍孔。
        (3) 压灌混凝土
        随着钻具的提升,通过钻杆压灌混凝土。桩身混凝土坍落度160~180mm。浇筑混凝土时要掌握好混凝土用量和桩顶标高。
        (4) 混凝土压灌完成后,应迅速将钻机移走,立即进行钢筋笼吊放。钢筋笼就位采用汽车吊,专人指挥,夹具夹紧钢筋笼,使振动锤的激振力通过导入管传到底部,缓慢放入桩孔中,并一直振动到就位完成。防止钢筋笼放偏和避免碰撞孔位,要特别注意主筋的方向和保护层的厚度,在钢筋笼的四周每隔1.5m 设置混凝土垫块来保证钢筋笼的保护层厚度。
        (5) 护坡桩顶浮浆凿除清理干净后,施工冠梁。
        3.2预应力锚索施工
        (1) 锚索施工前,要求挖土至锚索位置以下0.5m,离护坡桩或土钉墙大于10m范围内场地平坦。定位放线,每隔10m设1 个控制点,保证锚索在同一标高。


        (2) 锚索杆体制作
        杆体用预应力钢绞线加工而成,在施工现场平坦开阔地方进行制作,必要时在地面上铺塑料布。杆体下料长度为锚杆设计长度+ 1.2m。钢绞线每隔2m用火烧丝同隔离架绑扎在一起,钢绞线夹在隔离架缝隙里。杆体保护层厚度为20mm,自由段涂上黄油,套上ø20mm软塑料管,两端用胶带密封,杆体下端用胶带缠紧,以便入孔。
        (3) 成孔
        根据地层条件,锚索施工选用普通锚杆钻机和液压套管钻机进行成孔。在粉质粘土中采用普通锚杆机配备螺旋钻杆进行钻进,在砂、砾岩层中采用套管钻机进行钻进。
        (4) 锚索成孔后,杆体下放时,把注浆塑料管插入隔离架中心孔,跟杆体一同沿孔中心线徐徐送入孔内。中途遇阻时,可适当提动杆体,调整方向再下,如处理无效时,应将杆体提出孔外,重新成孔。
        (5) 注浆
        使用高压注浆泵,浆液中掺加早强剂,以加快施工速度。锚索注浆分两次进行,第1 次以小于1MPa 的压力注浆,直至孔口处溢出水泥浆。第1 次注浆完成后1h 左右进行第2 次注浆,注浆压力1 ~3MPa ,要求水泥浆再次自孔口溢出为止。
        (6) 腰梁安装、上锚具、张拉
        锚索施工完毕后,安装腰梁,并将腰梁焊接连成一个整体。锚杆张拉前,首先检查浆体的强度,试块抗压强度达到15MPa 以上时方可进行集中张拉。张拉设备采用配套的电动机油泵和千斤顶,根据千斤顶油压表控制张拉荷载。
        3.3土钉墙施工
        (1) 为缩短工期并及时保护已有开挖面,土方开挖与土钉墙支护施工分段分层,交叉进行,开挖一面支护一面。优先开挖基坑周边10m以上土钉墙施工作业面处的土方,在未完成上层土钉及喷射混凝土面层之前,不得开挖下层土方。
        (2) 机械开挖后,挂线定位人工修整坡面,清除坡面上的虚土,坡面平整度偏差≯±20mm。
        (3) 用锚杆钻机成孔,局部用洛阳铲成孔。钻孔后要将孔内残留或松动的杂土清除干净,对孔中发现的局部渗水坍孔或掉落松土,应立即进行压浆处理。孔深允许偏差±50m;孔径允许偏差±5mm;孔距允许偏差±100mm;成孔倾角允许偏差±5 %。
        (4) 及时安放土钉钢筋,主筋按土钉长度+ 200mm下料,外端设200mm 长90°的弯钩。主筋每隔2m 设对中定位支架,防止主筋偏离土钉中心。
        (5) 注浆锚杆钢筋安放好后,采用底部注浆方式,将注浆管插入孔底,及时注浆。注浆过程中,导管拔出要缓慢均匀,使注浆管口始终处于孔中浆体表面以下,以便将孔中空气排出,保证浆体灌实灌满。
        (6) 钢筋网绑扎时上下左右一根对一根搭接绑扎,搭接长度≥300mm,并不少于两点点焊,保护层厚度30~50mm。竖向每3 排土钉,横向每排土钉设置1 道Ⅱ级ø14 的通长压筋。土钉端部埋设500mm 长“L”形锚筋,通长压筋与“L”形锚筋和土钉钢筋外端的弯勾焊接成一个牢固整体。
        (7) 喷射混凝土应自上而下进行,喷锚施工先后顺序应根据地层土质条件灵活掌握。对于含水量高、自稳能力较差的粘性土和砂土部位,采取“先喷后锚”的方法施工,即在作业面上先绑扎钢筋网、喷射混凝土面层,而后再进行钻孔并设置土钉。混凝土终凝2h 之后,应洒水养护,时间≥7d。
        4降水和基坑支护效果
        在土方开挖至上层覆土回填基本完成的施工过程中,基坑内比较干燥。通过监测点观测,基坑支护结构顶水平位移最大为16mm,基坑周边沉降量仅3mm,各项监测值未超过报警值。基坑边坡稳定,周围建筑物和道路无损坏、无塌陷,表明支护效果良好。
        参考文献
        [1]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002).
        [2]《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99).
 
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