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摘要:随着城市建设的发展并受建筑场地的限制,人们越来越重视地下空间的开发与利用,地下室基坑越来越深,坡度越来越小,给支护提出了越来越高的要求。因此,基坑的稳定安全问题,已成为岩土工程领域内的一个重要问题。本文结合某地下车库工程介绍了其基坑支护方案的选择和施工工艺要点,以供类似工程的参考与借鉴。
关键词:基坑支护;降水;工艺要点;质量控制
中图分类号:TV551.4文獻标识码: A 文章编号:
1工程概况x
如某地下车库工程,场地南北长约190m,东西宽约150m,整体挖深约9.7m。基坑东侧距离已建2层仓库约7m,基坑西侧距路边石约10m。需认真考虑基坑支护工作安排。
2要点分析及方案选择
2.1施工要点分析
本工程基坑挖深9.7m,基坑周围场地较开阔但基坑的东侧均邻有建筑物,基坑西侧临有道路和地下管线,不能大放坡开挖。基坑南侧为规划中的步行街,北侧为空地,目前场地比较宽阔,具备放坡开挖的条件。
根据建筑单位提供资料总结:基坑东、西两侧都比较重要,必须采取切实可行的支护措施。
2.2支护方案选择
深基坑支护方式有多种,如地下连续墙、悬臂桩、内支撑、桩一锚联合、土钉墙等。本方案根据建筑场地的实际情况、安全侧重点及对各种支护方式的经济类比,优化出最适合本工程的支护方案为二种结构相结合支护,即:①东侧采用微型桩+复合土钉墙联合支护;②其他边坡土钉墙+预应力锚杆支护。
1)土钉墙设计:平台(-4.5m)以上按1:0.3比例放坡开挖,4.5m以下垂直开挖,采用微型桩+复合土钉墙支护;设计6排土钉,1排预应力锚杆。
2)微型桩设计:桩径200mm,桩长8.2m,桩顶标高-4.5in,内置一根12#工字钢,采用人工或机械成孔,孔底压浆灌注混凝土,标号不低于C20。
3)土钉墙及预应力锚杆设计:西边坡复合土钉墙支护,在-4.5m深处留一级平台,平台宽1.5m按1:0.3放坡开挖,采用土钉墙一预应力锚杆支护;设计5排土钉、2排预应力锚杆,土钉长度为9~13m。
3施工工艺要点
3.1注浆法灌注超前微型桩施工要点
3.1.1施工工艺流程
放孔位→成孔→置人钢管(底部为花管)一填放碎石→孔底压浆至孔口→封孔→二次压浆→完成。
3.1.2施工方法
1)成孔:采用洛阳铲或高压水枪成孔,必须保证孔位的准确性及开挖后桩与底板间的操作距离。2)安装钢管:将按设计参数要求制作好的钢管置入孔中,并使钢管居中。3)填充碎石-将粒径为0.5~1.0cm的碎石沿钢管四周填入孔中,填满、填实。4)压浆:将注浆管插入距孔底50cm的位置,开始压浆至孔口冒浆为准。5)封孔:距孔口50cm范围内采用编织袋或水泥袋封死,注浆管和钢管接15处封死。6)二次压浆:再次向钢管中压浆,注浆压力控制在0.4l~1.0MPa为宜,注浆量以孔口或地面冒浆为准。
3.2预应力锚杆施工要点
1) 成孔
采用人工洛阳铲或锚杆钻机机械成孔,按图纸设计的孔位标高,进行测量画线,标出准确的孔位,然后按设计要求的孔长、孔的俯角和孔径进行钻孔,严格注意质量,逐孔进行验收记录。锚孔水平间距误差应不大于300mm,倾角不大于20,孔深误差不得大于设计深度±200mm
2)锚杆制作安装
钢筋应除油污、除锈,排列要均布、平直,沿杆体轴线方向每隔1.5-2.0m设置一个隔离架,一次注浆管及二次注浆管应捆扎牢固(一次注浆管在外,二次注浆管居中:二次注浆管锚固段长度内做喷浆孔,问距1000mm,并用胶带封好,防止一次注浆浆液流入管中)。注浆管均采用聚乙烯管。锚杆自由段应涂油并采用塑料护套包裹.与锚固段相交处的塑料管管口应密封并用扎丝绑紧。最后将锚杆固定好平稳送放至孔底。
3)注浆
一次注浆:钻孔完成后,安放锚杆体,然后注浆。注浆开始或中途停止超过30min时,应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路;注浆材料采用纯水泥浆,水泥标号为32.5#,水灰比为0.45~0.5,压力不低于0.4MPa,为确保锚杆体与孔壁之间注满水泥浆,注浆采用由里向外注,先注锚固段。当水泥浆从孔口溢出后,停止注浆,封堵孔口。
二次注浆:一次注浆达到初凝(8~10h)进行二次劈裂注浆。注浆压力控制在1.2~3.0MPa,通过高压注浆,将一次注浆锚固体劈开、膨胀然后形成新的锚固体系。一、二次注浆水泥用量总和不少于35kg/m二次注浆管前端用塑料管(定制高压聚丙烯管)。
4)端头保护
锚杆注浆完成后外露部分要用胶布及防腐材料包缠好,防止钢筋损伤或生锈。
5)腰梁、垫板安装
根据设计要求,采用2xl0#槽钢做腰梁。2根槽钢上下平行放置,用槽钢(或钢板)电焊连接,保证固定垫板与孔向垂直、和孔中心一致。垫板尺寸为200x200,垫板厚20mm
3.3土钉墙施工要点
土钉墙支护要与基坑开挖紧密配合,各道工序实行平行作业,依次有序地进行。
3.3.1土钉墙支护施工顺序
凿孔一安装土钉一注浆一挂钢筋网一焊加强筋一喷射混凝土
3.3-2施工工艺
1)凿孔:采用洛阳铲或钻机成孔,按设计的孔位布置进行测量画线,标出准确的孔位,然后按设计要求的孔长、孔的俯角和孔径进行凿孔,严格注意质量,逐孔进行验收记录,不合格者为废孔。重打。
2)土钉安放:按照设计规定的土钉的长度、直径,加工合格的杆体,为使土钉处于孔的中心位置.每隔1.5~2m焊结一个居中支架,将土钉体安放在孔内。
3)注浆:在安装土钉钢筋的孔内注入水灰比为0.45-0.5的纯水泥浆,压力不低度于0.4MPa,确保土钉与孔壁之间注满水泥浆,注浆应由里向外注.需将注浆管插入孔内距孔底约0.5~1.0m处,用废编织袋封堵孔El,防止浆液外流。
4)挂网:在修好的边坡坡面上,按各坡面设计要求,铺上一层Φ6.5@250x250钢筋网。网筋之间用扎丝间隔绑扎,钢筋搭接要牢
5)加强筋焊结:等注浆、绑扎网片施工完成后.用Φl2圆钢将土钉头部连接起来,焊在杆体上,各焊接点必须牢固。
6)喷混凝土:在上述工序完成后,即可喷射混凝土,厚度按设计要求喷80~100mm,配合比现场取样试验配制,水泥标号32.5普通水泥,强度达C20,要求表面基本平整。
4临近地下管线变形监控
城市的市政管线主要有:煤气管、上水管、污水管、电力电缆、电话电缆、光缆等。地下管道根据其材性和接头构造可分为刚性管道和柔性管道,其中煤气管和上水管是刚性管道,是监测的重点,但电力电缆和通讯电缆也不可忽视地下管线变形监控点布点必须准确.测点间距一般在15~20m。各种不同的管线观测点要采用不同的编号,如煤气管(M)、上水管(S)、电力电缆(D)、电话电缆(H)等。
5应急措施
基坑支护过程中,由于地质条件比较复杂,常常会出现一些特殊的问题,如不及时采取措施,可能会给基坑边坡支护及周边建筑物的安全带来很大的危害。
5.1锚杆成孔造成流沙
在锚杆成孔过程中可能由于渗漏、施工震动使土体液化,产生流沙,针对此种可能性,应提前准备速凝剂及堵漏材料,如一旦出现以上情况,及时注浆,以最快的速度封闭土体,避免土体长时间暴露以防止边坡出现异常
5.2土方超挖造成塌方或边坡位移
土方开挖过程中,可能会产生超挖而造成塌方或边坡位移,这时应及时回填土方或用沙袋反压坡脚,并增加锚杆及时抢险支护,待土体稳定后再进行下一步开挖。特别强调:土方开挖每层挖深不允许超过1.7m。
5.3基坑变形过大,或地面荷载过大时出现位移
如出现以上现象,应马上减轻地面荷载,根据现场情况补加预应力锚杆,控制位移发展,或者在坑底脚被动区压重(如填砂袋等)
6结语
鉴于岩土深基坑工程施工的复杂性和风险性,实际施工管理中要求决策者需要掌握本地区或类似条件下已有的成功经验和失败教训,根据特定的工程要求和条件进行综合考虑。更是结合社会生产技术和发展中的相关环节综合控制,使得其在施工中施工工艺能够完善,确保建筑工程质量的良好。
作者简介:吴冬健(1979~),男(汉族),江苏启东人,江苏省岩土工程公司工程师,2003年毕业于南京工业大学土木工程学院岩土工程专业,从事勘察工程、岩土工程施工技术与管理工作。
关键词:基坑支护;降水;工艺要点;质量控制
中图分类号:TV551.4文獻标识码: A 文章编号:
1工程概况x
如某地下车库工程,场地南北长约190m,东西宽约150m,整体挖深约9.7m。基坑东侧距离已建2层仓库约7m,基坑西侧距路边石约10m。需认真考虑基坑支护工作安排。
2要点分析及方案选择
2.1施工要点分析
本工程基坑挖深9.7m,基坑周围场地较开阔但基坑的东侧均邻有建筑物,基坑西侧临有道路和地下管线,不能大放坡开挖。基坑南侧为规划中的步行街,北侧为空地,目前场地比较宽阔,具备放坡开挖的条件。
根据建筑单位提供资料总结:基坑东、西两侧都比较重要,必须采取切实可行的支护措施。
2.2支护方案选择
深基坑支护方式有多种,如地下连续墙、悬臂桩、内支撑、桩一锚联合、土钉墙等。本方案根据建筑场地的实际情况、安全侧重点及对各种支护方式的经济类比,优化出最适合本工程的支护方案为二种结构相结合支护,即:①东侧采用微型桩+复合土钉墙联合支护;②其他边坡土钉墙+预应力锚杆支护。
1)土钉墙设计:平台(-4.5m)以上按1:0.3比例放坡开挖,4.5m以下垂直开挖,采用微型桩+复合土钉墙支护;设计6排土钉,1排预应力锚杆。
2)微型桩设计:桩径200mm,桩长8.2m,桩顶标高-4.5in,内置一根12#工字钢,采用人工或机械成孔,孔底压浆灌注混凝土,标号不低于C20。
3)土钉墙及预应力锚杆设计:西边坡复合土钉墙支护,在-4.5m深处留一级平台,平台宽1.5m按1:0.3放坡开挖,采用土钉墙一预应力锚杆支护;设计5排土钉、2排预应力锚杆,土钉长度为9~13m。
3施工工艺要点
3.1注浆法灌注超前微型桩施工要点
3.1.1施工工艺流程
放孔位→成孔→置人钢管(底部为花管)一填放碎石→孔底压浆至孔口→封孔→二次压浆→完成。
3.1.2施工方法
1)成孔:采用洛阳铲或高压水枪成孔,必须保证孔位的准确性及开挖后桩与底板间的操作距离。2)安装钢管:将按设计参数要求制作好的钢管置入孔中,并使钢管居中。3)填充碎石-将粒径为0.5~1.0cm的碎石沿钢管四周填入孔中,填满、填实。4)压浆:将注浆管插入距孔底50cm的位置,开始压浆至孔口冒浆为准。5)封孔:距孔口50cm范围内采用编织袋或水泥袋封死,注浆管和钢管接15处封死。6)二次压浆:再次向钢管中压浆,注浆压力控制在0.4l~1.0MPa为宜,注浆量以孔口或地面冒浆为准。
3.2预应力锚杆施工要点
1) 成孔
采用人工洛阳铲或锚杆钻机机械成孔,按图纸设计的孔位标高,进行测量画线,标出准确的孔位,然后按设计要求的孔长、孔的俯角和孔径进行钻孔,严格注意质量,逐孔进行验收记录。锚孔水平间距误差应不大于300mm,倾角不大于20,孔深误差不得大于设计深度±200mm
2)锚杆制作安装
钢筋应除油污、除锈,排列要均布、平直,沿杆体轴线方向每隔1.5-2.0m设置一个隔离架,一次注浆管及二次注浆管应捆扎牢固(一次注浆管在外,二次注浆管居中:二次注浆管锚固段长度内做喷浆孔,问距1000mm,并用胶带封好,防止一次注浆浆液流入管中)。注浆管均采用聚乙烯管。锚杆自由段应涂油并采用塑料护套包裹.与锚固段相交处的塑料管管口应密封并用扎丝绑紧。最后将锚杆固定好平稳送放至孔底。
3)注浆
一次注浆:钻孔完成后,安放锚杆体,然后注浆。注浆开始或中途停止超过30min时,应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路;注浆材料采用纯水泥浆,水泥标号为32.5#,水灰比为0.45~0.5,压力不低于0.4MPa,为确保锚杆体与孔壁之间注满水泥浆,注浆采用由里向外注,先注锚固段。当水泥浆从孔口溢出后,停止注浆,封堵孔口。
二次注浆:一次注浆达到初凝(8~10h)进行二次劈裂注浆。注浆压力控制在1.2~3.0MPa,通过高压注浆,将一次注浆锚固体劈开、膨胀然后形成新的锚固体系。一、二次注浆水泥用量总和不少于35kg/m二次注浆管前端用塑料管(定制高压聚丙烯管)。
4)端头保护
锚杆注浆完成后外露部分要用胶布及防腐材料包缠好,防止钢筋损伤或生锈。
5)腰梁、垫板安装
根据设计要求,采用2xl0#槽钢做腰梁。2根槽钢上下平行放置,用槽钢(或钢板)电焊连接,保证固定垫板与孔向垂直、和孔中心一致。垫板尺寸为200x200,垫板厚20mm
3.3土钉墙施工要点
土钉墙支护要与基坑开挖紧密配合,各道工序实行平行作业,依次有序地进行。
3.3.1土钉墙支护施工顺序
凿孔一安装土钉一注浆一挂钢筋网一焊加强筋一喷射混凝土
3.3-2施工工艺
1)凿孔:采用洛阳铲或钻机成孔,按设计的孔位布置进行测量画线,标出准确的孔位,然后按设计要求的孔长、孔的俯角和孔径进行凿孔,严格注意质量,逐孔进行验收记录,不合格者为废孔。重打。
2)土钉安放:按照设计规定的土钉的长度、直径,加工合格的杆体,为使土钉处于孔的中心位置.每隔1.5~2m焊结一个居中支架,将土钉体安放在孔内。
3)注浆:在安装土钉钢筋的孔内注入水灰比为0.45-0.5的纯水泥浆,压力不低度于0.4MPa,确保土钉与孔壁之间注满水泥浆,注浆应由里向外注.需将注浆管插入孔内距孔底约0.5~1.0m处,用废编织袋封堵孔El,防止浆液外流。
4)挂网:在修好的边坡坡面上,按各坡面设计要求,铺上一层Φ6.5@250x250钢筋网。网筋之间用扎丝间隔绑扎,钢筋搭接要牢
5)加强筋焊结:等注浆、绑扎网片施工完成后.用Φl2圆钢将土钉头部连接起来,焊在杆体上,各焊接点必须牢固。
6)喷混凝土:在上述工序完成后,即可喷射混凝土,厚度按设计要求喷80~100mm,配合比现场取样试验配制,水泥标号32.5普通水泥,强度达C20,要求表面基本平整。
4临近地下管线变形监控
城市的市政管线主要有:煤气管、上水管、污水管、电力电缆、电话电缆、光缆等。地下管道根据其材性和接头构造可分为刚性管道和柔性管道,其中煤气管和上水管是刚性管道,是监测的重点,但电力电缆和通讯电缆也不可忽视地下管线变形监控点布点必须准确.测点间距一般在15~20m。各种不同的管线观测点要采用不同的编号,如煤气管(M)、上水管(S)、电力电缆(D)、电话电缆(H)等。
5应急措施
基坑支护过程中,由于地质条件比较复杂,常常会出现一些特殊的问题,如不及时采取措施,可能会给基坑边坡支护及周边建筑物的安全带来很大的危害。
5.1锚杆成孔造成流沙
在锚杆成孔过程中可能由于渗漏、施工震动使土体液化,产生流沙,针对此种可能性,应提前准备速凝剂及堵漏材料,如一旦出现以上情况,及时注浆,以最快的速度封闭土体,避免土体长时间暴露以防止边坡出现异常
5.2土方超挖造成塌方或边坡位移
土方开挖过程中,可能会产生超挖而造成塌方或边坡位移,这时应及时回填土方或用沙袋反压坡脚,并增加锚杆及时抢险支护,待土体稳定后再进行下一步开挖。特别强调:土方开挖每层挖深不允许超过1.7m。
5.3基坑变形过大,或地面荷载过大时出现位移
如出现以上现象,应马上减轻地面荷载,根据现场情况补加预应力锚杆,控制位移发展,或者在坑底脚被动区压重(如填砂袋等)
6结语
鉴于岩土深基坑工程施工的复杂性和风险性,实际施工管理中要求决策者需要掌握本地区或类似条件下已有的成功经验和失败教训,根据特定的工程要求和条件进行综合考虑。更是结合社会生产技术和发展中的相关环节综合控制,使得其在施工中施工工艺能够完善,确保建筑工程质量的良好。
作者简介:吴冬健(1979~),男(汉族),江苏启东人,江苏省岩土工程公司工程师,2003年毕业于南京工业大学土木工程学院岩土工程专业,从事勘察工程、岩土工程施工技术与管理工作。