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[文章摘要]
基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖,是一项综合性很强的系统工程。基坑支护体系是临时结构,安全储备较小,具有较大的风险性。存在着施工工艺复杂,交叉作业多,工作面狭窄以及混凝土养生时间长需要合理安排工作流程等问题。
【关键字】:深基坑 支护
中图分类号: TV551.4文献标识码:A 文章编号:
[工程概述]
阜新兴隆百货二期扩建项目,建设用地形状基本呈梯形,北邻中华路、东邻经纬路、西邻街心路、南邻工农路。规划用地面积9111.7㎡,总建筑面积16.51万㎡。南侧6-29层为住宅,北侧8-27层为公寓。地下两层停车场;地上商场5.5万㎡。
[地勘分析]
地勘单位为东煤沈阳岩土工程公司。拟建工程场地为河流冲积物堆积地貌, 场地处在细河Ⅰ级阶地位置,地势平坦,最大高差约1米。
地层分上下两部分:
一、上覆土层:顶部为近期杂填土,下部为Q4河流相堆积粘性土、砂土,沉积较稳定;
二、下伏地层:中古生界岩层(沉积岩),分布稳定。土层顺序由上至下如下:
1、杂填土:粘性土混杂,稍湿,松散;该层厚度0.8~2.7m。
2、粉质粘土:中等压缩性,较均匀,稍有光泽,韧性中等;该层厚度2~4.1m。
3、中砂:矿物成分为石英、长石,少量云母,颗粒级配差,该层厚度0.9~3.2m,局部夹有透镜体状粉土。
4、粗砂:矿物成分为石英、长石,少量云母,颗粒级配差,该层厚度0.9~3.2m,局部夹有透镜体状粉土。
5、砾砂:矿物成分主要为石英、长石及岩屑,颗粒级配差,该层厚度3.7~5.7m。
6、泥岩:局部砂岩,灰色、灰黄色,矿物成分主要为泥质及石英、长石,半成岩状,手掰易断,具层理,冲击进尺很难,风化严重;该层厚度大于5 m,顶层界限约在12m。
[支护概述]
本项工程的基坑周长约为460m,基坑深度为-12m。场地土为 II 类,根据地勘报告得出的结论,东煤沈阳岩土工程公司针对地质条件提出螺旋钻孔压灌混凝土灌注桩加预应力锚索的横向连接整体的方案:
1.从本工程自然地面的相对标高起算,基坑上部按1:1放坡卸荷,坡面采用挂钢丝网喷射支护方式(干喷法),喷射厚度30~50mm,混凝土强度为C15;
2.下部采用螺旋钻孔压灌混凝土灌注桩,桩径为600 mm,桩间距1200 mm。主筋为HRB335级D20,分布为北侧119根、东侧86根、南侧115根、西侧62根。箍筋均为HPB235级D8@150。每2.0 m设置加强筋一道,采用HRB335级D14,加强筋与主筋焊接,桩身混凝土强度等级为C25。桩长西侧、南侧为16m;东侧、北侧为14m,笼长西侧、南侧为14m;东侧、北侧为12m;
3.锚索共设置三道,第一道位于-2.8m处,每道锚索总长17米,入射角度15°,间距1.2米,内应力设计值为125.69KN;第二道位于-4.5m处,每道锚索总长16m,入射角度15°,间距1.2m,内应力设计值为333.03KN;第二道位于-7.5m处,每道锚索总长13m,入射角度15°,间距1.2m,内应力设计值为333.23KN;
4.桩间土喷射厚30~50mmC15混凝土;
5.桩顶设置一道400×800mm冠梁,强度等级为C25;
6.预应力锚索的横向连接整体采用20槽钢。
[施工工艺]
该工程划分为六个施工段。第一施工段为工程放线定位,第二施工段为土方工程施工(分四层开挖),第三施工段为支护桩施工(螺旋压灌钢筋混凝土桩工艺施工),第四施工段为面层喷射施工(分支护桩上部土层放坡和桩间土部分喷射施工),第五施工段为冠梁施工(随支护桩施工分阶段进行),第六施工段为锚索施工(分二层施工局部三层)。
一、螺旋钻孔压灌混凝土灌注桩施工工艺为:平整场地→轴线放线定位→桩点位放样→组装设备→安放钢护筒→钻孔机就位→钻至设计深度停止钻进→边提升钻杆边用混凝土泵经由内腔向孔内泵注超流态混凝土→提出钻杆放入钢筋笼→成桩→桩顶保护措施。
二、冠梁施工工艺:桩头标高放线→桩头清理→支模→桩头混凝土找平→平整场地→标高放线→垫层施工→冠梁模板放线→钢筋绑扎→支模→混凝土浇筑、振捣→冠梁混凝土养护→拆模。
三、锚索施工工艺:要求一次成孔工艺,进行二次补浆。
定位→带钢绞线、浆液旋喷至孔底→退出钻杆→二次补浆→封孔
浆液制备↑
四、槽钢腰梁施工工艺:采用20槽钢两根背向焊接,在每条锚索位置增加一道加劲肋板,每2m设一道链接板将两条槽钢连接在一起,如遇砼桩特别突出的槽钢需割开的,在割开处用连接板连接,以保证整钢梁体稳定性。
[施工要点]
本次基坑支护工程共计施工53天,完成螺旋钻孔桩482根,冠梁总长460m,腰梁总长1380m。
在本次施工过程中螺旋钻孔桩值得重点注意的是:
1.钻进中,当发现不良地质情况或地下障碍物,应立即停钻,并通知建设单位与设计单位确定处理方法、修改工艺参数或重改桩位、桩长,本工程共因为西侧、南侧土质的问题故经过专家论证后经原设计桩长增加2米;
2.钻机钻至设计孔底标高后混凝土泵开始压注混凝土,然后边压注边提钻,始终保持泵入孔中混凝土量大于钻杆上提体积量;
3.钻机就位对准桩位点后必须调平,确保成孔的垂直度,结合场地实际情况铺设枕木或钢板,使钻机支撑稳定;
4.钢筋笼主筋与加劲箍筋必须焊接,钢筋笼下端500 mm处主筋宜向内侧弯曲15~30º;
5.施工过程中要求边旋转钻杆边清除孔边渣土,以防止提升钻杆时土块掉入,钻孔过程要用经纬仪校正垂直度(≤1%)。
6.泵送施工时,要严格控制钻杆提升速度,确保提钻速度与混凝土浇注速度相协调。提钻杆前,要求钻杆内的混凝土高度高出地面。同时,要计算每盘泵入混凝土方量(每盘0.44 m3),施工时,通过混凝土泵送对钻杆产生的上顶力,调整提钻速度,保证钻杆及叶片对混凝土有一定的挤压作用;
在本次施工过程中锚索、腰梁施工值得重点注意的是:
1.锚索的组装:锚索选用低松弛预应力钢铰线,钢铰线应严格按设计尺寸下料,每股长度误差不大于50 mm,锚固端头部安好导向帽后,平顺放好待用;
2.锚索采用跟浆钻进,将锚索安放与锚头处;
3.注浆:锚索定位后,用注浆管进行一次高压注浆,注浆材料采用水泥浆水灰比为1.0,水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥。为了提高浆体的早期强度,可加入适量的早强剂。
4.腰梁的制作张拉锚索:腰梁采用20槽钢;
5.当锚固体强度大于15.0 MPa后,方可进行试张拉。锚索张拉前,应对张拉设备进行标定。锚索张拉应按一定程序进行,张拉顺序应考虑邻近锚索的相互影响。对于钢铰线的松弛、地层的突变等因素造成的预应力损失,在张拉后可进行补张拉,然后锁定。锚索张拉与锁定工作应作好记录;
6.钢铰线应无损伤,并应調直、除锈,同一孔的钢铰线必须等长,切断后的钢铰线两端应用铁丝捆扎牢固;
7.锁孔内的水泥浆应有足够的养护时间,在养护期内不得移动锚锁。
[工程总结]
本次基坑支护面临在阜新市市中心无法放坡,施工场地狭小作业难度大、地下水资源丰富降水难度大等诸多问题,根据基坑周边环境、坡顶施工条件分别采用了螺旋钻孔桩、钢制腰梁以及挂钢丝网喷射支护方式(干喷法)等支护体系,确保了基坑的安全、稳定,有效地限制了土体位移、确保了支护桩的嵌固深度,支护系统稳定安全,且施工速度较快,造价相对较低,值得进一步研究推广。
[参考文献]
地基与基础工程施工及验收规范 GB 50202-2002
锚杆喷射混凝土支护技术规范 GB50086-2001
建筑基坑支护技术规程 JGJ 120—99
基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖,是一项综合性很强的系统工程。基坑支护体系是临时结构,安全储备较小,具有较大的风险性。存在着施工工艺复杂,交叉作业多,工作面狭窄以及混凝土养生时间长需要合理安排工作流程等问题。
【关键字】:深基坑 支护
中图分类号: TV551.4文献标识码:A 文章编号:
[工程概述]
阜新兴隆百货二期扩建项目,建设用地形状基本呈梯形,北邻中华路、东邻经纬路、西邻街心路、南邻工农路。规划用地面积9111.7㎡,总建筑面积16.51万㎡。南侧6-29层为住宅,北侧8-27层为公寓。地下两层停车场;地上商场5.5万㎡。
[地勘分析]
地勘单位为东煤沈阳岩土工程公司。拟建工程场地为河流冲积物堆积地貌, 场地处在细河Ⅰ级阶地位置,地势平坦,最大高差约1米。
地层分上下两部分:
一、上覆土层:顶部为近期杂填土,下部为Q4河流相堆积粘性土、砂土,沉积较稳定;
二、下伏地层:中古生界岩层(沉积岩),分布稳定。土层顺序由上至下如下:
1、杂填土:粘性土混杂,稍湿,松散;该层厚度0.8~2.7m。
2、粉质粘土:中等压缩性,较均匀,稍有光泽,韧性中等;该层厚度2~4.1m。
3、中砂:矿物成分为石英、长石,少量云母,颗粒级配差,该层厚度0.9~3.2m,局部夹有透镜体状粉土。
4、粗砂:矿物成分为石英、长石,少量云母,颗粒级配差,该层厚度0.9~3.2m,局部夹有透镜体状粉土。
5、砾砂:矿物成分主要为石英、长石及岩屑,颗粒级配差,该层厚度3.7~5.7m。
6、泥岩:局部砂岩,灰色、灰黄色,矿物成分主要为泥质及石英、长石,半成岩状,手掰易断,具层理,冲击进尺很难,风化严重;该层厚度大于5 m,顶层界限约在12m。
[支护概述]
本项工程的基坑周长约为460m,基坑深度为-12m。场地土为 II 类,根据地勘报告得出的结论,东煤沈阳岩土工程公司针对地质条件提出螺旋钻孔压灌混凝土灌注桩加预应力锚索的横向连接整体的方案:
1.从本工程自然地面的相对标高起算,基坑上部按1:1放坡卸荷,坡面采用挂钢丝网喷射支护方式(干喷法),喷射厚度30~50mm,混凝土强度为C15;
2.下部采用螺旋钻孔压灌混凝土灌注桩,桩径为600 mm,桩间距1200 mm。主筋为HRB335级D20,分布为北侧119根、东侧86根、南侧115根、西侧62根。箍筋均为HPB235级D8@150。每2.0 m设置加强筋一道,采用HRB335级D14,加强筋与主筋焊接,桩身混凝土强度等级为C25。桩长西侧、南侧为16m;东侧、北侧为14m,笼长西侧、南侧为14m;东侧、北侧为12m;
3.锚索共设置三道,第一道位于-2.8m处,每道锚索总长17米,入射角度15°,间距1.2米,内应力设计值为125.69KN;第二道位于-4.5m处,每道锚索总长16m,入射角度15°,间距1.2m,内应力设计值为333.03KN;第二道位于-7.5m处,每道锚索总长13m,入射角度15°,间距1.2m,内应力设计值为333.23KN;
4.桩间土喷射厚30~50mmC15混凝土;
5.桩顶设置一道400×800mm冠梁,强度等级为C25;
6.预应力锚索的横向连接整体采用20槽钢。
[施工工艺]
该工程划分为六个施工段。第一施工段为工程放线定位,第二施工段为土方工程施工(分四层开挖),第三施工段为支护桩施工(螺旋压灌钢筋混凝土桩工艺施工),第四施工段为面层喷射施工(分支护桩上部土层放坡和桩间土部分喷射施工),第五施工段为冠梁施工(随支护桩施工分阶段进行),第六施工段为锚索施工(分二层施工局部三层)。
一、螺旋钻孔压灌混凝土灌注桩施工工艺为:平整场地→轴线放线定位→桩点位放样→组装设备→安放钢护筒→钻孔机就位→钻至设计深度停止钻进→边提升钻杆边用混凝土泵经由内腔向孔内泵注超流态混凝土→提出钻杆放入钢筋笼→成桩→桩顶保护措施。
二、冠梁施工工艺:桩头标高放线→桩头清理→支模→桩头混凝土找平→平整场地→标高放线→垫层施工→冠梁模板放线→钢筋绑扎→支模→混凝土浇筑、振捣→冠梁混凝土养护→拆模。
三、锚索施工工艺:要求一次成孔工艺,进行二次补浆。
定位→带钢绞线、浆液旋喷至孔底→退出钻杆→二次补浆→封孔
浆液制备↑
四、槽钢腰梁施工工艺:采用20槽钢两根背向焊接,在每条锚索位置增加一道加劲肋板,每2m设一道链接板将两条槽钢连接在一起,如遇砼桩特别突出的槽钢需割开的,在割开处用连接板连接,以保证整钢梁体稳定性。
[施工要点]
本次基坑支护工程共计施工53天,完成螺旋钻孔桩482根,冠梁总长460m,腰梁总长1380m。
在本次施工过程中螺旋钻孔桩值得重点注意的是:
1.钻进中,当发现不良地质情况或地下障碍物,应立即停钻,并通知建设单位与设计单位确定处理方法、修改工艺参数或重改桩位、桩长,本工程共因为西侧、南侧土质的问题故经过专家论证后经原设计桩长增加2米;
2.钻机钻至设计孔底标高后混凝土泵开始压注混凝土,然后边压注边提钻,始终保持泵入孔中混凝土量大于钻杆上提体积量;
3.钻机就位对准桩位点后必须调平,确保成孔的垂直度,结合场地实际情况铺设枕木或钢板,使钻机支撑稳定;
4.钢筋笼主筋与加劲箍筋必须焊接,钢筋笼下端500 mm处主筋宜向内侧弯曲15~30º;
5.施工过程中要求边旋转钻杆边清除孔边渣土,以防止提升钻杆时土块掉入,钻孔过程要用经纬仪校正垂直度(≤1%)。
6.泵送施工时,要严格控制钻杆提升速度,确保提钻速度与混凝土浇注速度相协调。提钻杆前,要求钻杆内的混凝土高度高出地面。同时,要计算每盘泵入混凝土方量(每盘0.44 m3),施工时,通过混凝土泵送对钻杆产生的上顶力,调整提钻速度,保证钻杆及叶片对混凝土有一定的挤压作用;
在本次施工过程中锚索、腰梁施工值得重点注意的是:
1.锚索的组装:锚索选用低松弛预应力钢铰线,钢铰线应严格按设计尺寸下料,每股长度误差不大于50 mm,锚固端头部安好导向帽后,平顺放好待用;
2.锚索采用跟浆钻进,将锚索安放与锚头处;
3.注浆:锚索定位后,用注浆管进行一次高压注浆,注浆材料采用水泥浆水灰比为1.0,水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥。为了提高浆体的早期强度,可加入适量的早强剂。
4.腰梁的制作张拉锚索:腰梁采用20槽钢;
5.当锚固体强度大于15.0 MPa后,方可进行试张拉。锚索张拉前,应对张拉设备进行标定。锚索张拉应按一定程序进行,张拉顺序应考虑邻近锚索的相互影响。对于钢铰线的松弛、地层的突变等因素造成的预应力损失,在张拉后可进行补张拉,然后锁定。锚索张拉与锁定工作应作好记录;
6.钢铰线应无损伤,并应調直、除锈,同一孔的钢铰线必须等长,切断后的钢铰线两端应用铁丝捆扎牢固;
7.锁孔内的水泥浆应有足够的养护时间,在养护期内不得移动锚锁。
[工程总结]
本次基坑支护面临在阜新市市中心无法放坡,施工场地狭小作业难度大、地下水资源丰富降水难度大等诸多问题,根据基坑周边环境、坡顶施工条件分别采用了螺旋钻孔桩、钢制腰梁以及挂钢丝网喷射支护方式(干喷法)等支护体系,确保了基坑的安全、稳定,有效地限制了土体位移、确保了支护桩的嵌固深度,支护系统稳定安全,且施工速度较快,造价相对较低,值得进一步研究推广。
[参考文献]
地基与基础工程施工及验收规范 GB 50202-2002
锚杆喷射混凝土支护技术规范 GB50086-2001
建筑基坑支护技术规程 JGJ 120—99