西南地区软质基岩深基坑开挖与支护技术的探析

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:王乾旭 郭效法 王守宇 谭建国 达德文
[导读] 摘要:当前社会深基坑支护技术在西南片区建筑施工中得到较为广泛应用,建筑基坑的开挖与支护结构是一个系统工程,涉及工程地质、水文地质、工程结构、建筑材料、施工工艺和施工管理等多方面。
        中国建筑第八工程局有限公司西南分公司  成都  610000
        摘要:当前社会深基坑支护技术在西南片区建筑施工中得到较为广泛应用,建筑基坑的开挖与支护结构是一个系统工程,涉及工程地质、水文地质、工程结构、建筑材料、施工工艺和施工管理等多方面。文章结合实际工程施工过程,从土方开挖、锚拉式桩板挡墙两方面,针对软质基岩深基坑开挖与支护技术进行了研究。
        关键词:深基坑,土方开挖,锚拉式桩板挡墙,
        前言
        西南地区的地层岩性以砂质泥岩、软弱砂岩为主,风化裂隙发育,岩质软,多呈土状或土夹石状,其厚度一般较小,砂岩强风化带厚度一般1m左右,砂质泥岩强风化带厚度一般1.5m左右。所以针对以上地层岩性,在边坡治理中采取的支护形式和施工工艺与其他地区较为不同。比如在进行锚索施工时,应采取干钻法,若采取水钻法,会减弱砂浆与土层的粘结性,从而影响边坡的稳定。
        1、工程概况
        本工程主要有两栋主楼组成,一号楼高度为195.55米,二号楼高度为97.65米。地下室设有六层,负一层4.2m、负二层3.9m、负三层~负五层均为3.3m、负六层3.9m,建筑±0.000至地下六层总深度32.7m。该建筑结构采用的是钢筋混凝土核心筒和框架剪力墙结构的形式。抗震设防烈度6级.
        2、深基坑土方开挖施工技术
        2.1土方开挖技术流程
        本工程土石方开挖采用机械凿打+人工风镐相结合的方式,基础顶面以上2米以内严格按设计要求采用机械和人工开挖,以确保基础持力层的完整性。土石方施工的流程大体为先确定开挖的顺序和坡度,然后是分段分层平均下挖,最后进行修边和清底。
        2.2土方开挖施工方法
        土石方开挖首先要确定坡度,开挖坡度按设计要求,若在施工中仍不能确保稳定,则跟设计方面联系,更改开挖方案。其次是进行机械开挖,开挖应合理确定开挖顺序、路线及开挖深度。本工程采用挖掘机配合堆土机进行开挖,土方开挖宜从上到下分层分段依次进行。随时作成一定坡势,以利泄水。在开挖过程中,应随时检查边坡的状态。开挖基坑,不得挖至设计标高以下,如不能准确地挖至设计基底标高时,可在设计标高以上暂留一层土不挖,以便在抄平后,由人工挖出。暂留土层挖土机用反铲挖土时,为50cm左右为宜。最后进行人工修挖,在机械施工挖不到的土方,由人工挖出,并用手推车把土运到机械挖到的地方,以便及时用机械挖走。
        2.3土石方开挖安全技术措施
        (1)不间断应力应变监测:委托专业单位对边坡和岩壁进行不间断的变形监测。随时反馈岩壁的变化情况,给施工决策提供科学依据。由专业单位另行编制监测方案。
        (2)多台机械同时开挖时,挖掘机间距应大于15m。在挖掘机工作范围内,不准进行其他作业。
        (3)重物距边坡安全距离:汽车不小于5m,土方堆放不小于2m,堆土高不超过1.5m。
        (4)夜间施工时,应合理安排施工地点,防止超挖,场地内应根据需要安设照明设施,在危险地段应设置明显标志及防护措施。
        3、深基坑支护施工技术
        3.1锚拉式桩板挡墙施工
        3.1.1桩间挡板工程
        本工程有旋挖灌注桩126根,待排桩施工完成后进行锚索及桩间挡板施工,挡板施工时首先需搭设脚手架。
        脚手架搭设时需注意:双排架宜先立内排立杆,后立外排立杆。每排立杆宜先立两头的,再立中间的一根,互相看齐后,立中间部分各立杆。双排架内、外排两立杆的连线要与壁面垂直。立杆接长时,宜先立外排,后立内排。拆除时不准分立面拆架或在上下两步同时进行拆架。做到一步一清、一杆一清。拆立杆时,要先抱住立杆再拆开最后两个扣。拆除纵向水平杆、斜撑、剪刀撑时,应先拆中间扣件,然后托住中间,再解端头扣。应保证拆除后架体的稳定性不被破坏,应加设临时支撑防止变形、失稳。


        脚手架搭设完之后需对坡面进行修整,设计桩间挡板布置靠近临土测,桩间挡板土石方开挖无法使用机械完成,土方开挖时机械开挖至桩外侧位置,然后人工修整开挖桩间挡板工作面。
        待桩混凝土强度达到80%后,进行土方开挖,挖至设计板墙底标高后,平整场地,测放出标高线及板墙边线,进行板墙水平植筋,植筋深度25D。进行板墙钢筋绑扎时,钢筋接头采用绑扎搭接,搭接应相互错开在该区段内有接头的受力钢筋截面面积不宜超过受力钢筋总截面面积的50%。
        最后进行桩间挡板喷射混凝土施工,喷射前,应对机械设备、水管、电线等进行全面检查及试运转;喷射作业应分片依次进行,喷射顺序应自下而上;喷头应与受喷面垂直,宜保持0.6-1.0m的距离。喷射时,应控制好水灰比,保持混凝土表面平整、呈湿润光泽,无斑或滑移流淌现象,如有脱落的混凝土被钢筋网架住应及时清除。喷射作业完毕或因故中断喷射时,必须将喷射机和输料管内的积料清除干净。喷射混凝土养护时间不少于14天,并且混凝土终凝2h后应喷水养护。
        3.2预应力锚索工程
        3.2.1预应力锚索施工程序及方法
        (1)、钻孔与清孔
        在锚索施工之前,为了保证锚索施工的顺利进行,往往会进行锚索的试钻孔。锚杆工艺性试钻孔可以有效的确保锚杆施工程序中对于设计实际参数的提供,有关于试钻孔的具体数据及前期的施工预测方案都会及时反馈给建筑监理和业主,达到确定锚杆施工程序中钻孔成孔的质量。在正式进行钻孔时,首先会将钻孔速度保持在相对较慢的节奏上,等到钻孔正常之后再加快钻孔速度,钻孔钻具和施工钻杆一定要时刻保持在垂直状态,以确保钻孔的垂直深度。钻进过程中,应根据地层和钻进速度调整泥浆循环量,以免影响成孔质量。成孔之后,用清水将孔内的一些岩屑清理干净,锚索锚固段采用干作法施工,需在清孔后用压风机吹干。
        (2)、锚索制作
        在进行锚索制作时,应该依据各个成孔的具体孔深数据以及设计尺寸要求完成。锚索分为自由段和锚固段,锚索预应力张拉时主要靠自由段的弹性形变发生位移变化,从而产生张拉力。所以需要注意锚索自由段和锚固段的防腐要求不同,自由段防腐需要先在锚索表面涂刷沥青船底漆,然后包裹沥青玻纤布,再在沥青玻纤布上刷沥青船底漆,并再包裹沥青玻纤布,形成二涂二布,最后装入塑料套管中,自由段套管两端200mm长度范围内用黄油填充,外绕扎工程胶布固定,最终形成双层防腐。而锚固段只需要采用水泥砂浆防腐即可。
        (3)、注浆
        预应力锚索工程一般采用一次常压注浆工艺,一次常压注浆作业应从孔底开始,第一次只灌注内锚固段,注浆压力为0.3~0.5Mpa,注浆必须饱满密实。锚索注浆时应注意注浆浆液应搅拌均匀,随拌随用,在初凝前用完。严防石块、杂物混入浆液,注浆作业开始和中途停止较长时间再作业时宜用水或稀水泥浆润滑注浆泵及注浆管路。孔口溢出浆液或排气管停止排气时,可停止注浆。浆体硬化后,不能充满锚固体时应进行补浆,待注浆完毕,浆液凝固收缩后,孔口应进行补浆。
        (4)、锚索张拉及锁定
        在对锚索张拉前应对张拉设备进行标定,并待锚固体及外锚墩强度均达到设计强度的80%后方可进行张拉及锁定。在锚索正式张拉前应对锚索进行预张拉,使其各部位接触紧密,索体完全平直。锚索张拉应分两次逐级张拉,第一次张拉值为锚索张拉控制应力(锚索张拉控制应力不宜超过0.65倍钢绞线强度标准值)的70%,两次张拉时间间隔不宜小于3~5天,为减少预应力损失,宜进行锚索设计预应力值1.05~1.10倍的超张拉。当千斤顶压力表无返回现象时,方可进行锁定作业,若预应力损失过大,应进行整体张拉与重新锁定。
        4、结语
        深基坑开挖与支护施工,对现场组织协调要求非常严格。因城市四周的建筑较多,施工用地有限,工程地质与地下管线较为复杂。所以在施工时,必须考虑以上因素,采取相应的防治措施。施工人员应严格按照设计要求进行施工,时刻掌握工程的各项信息,将边坡的安全性放在首位,对各个分布分项工程进行严格把控,从而确保工程的质量。
        参考文献:
        [1]王贵,建筑边坡治理工程施工技术的研究[D]山西建筑,2018
        [2]陈科,高层房屋建筑深基坑工程的支护施工技术及其措施[D].湖南园艺建筑有限公司,2016
        [3]冯志棠,建筑工程深基坑开挖与支护施工工艺研究[J].中国高新技术企业,2014
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