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【摘 要】 对于建筑工程来讲,深基坑的施工技术难度其实并不是很大,但是控制其质量性能及安全性能却不太容易。因此,在进行建筑工程施工时应充分考量施工程序及深基坑的数量等因素,进而保证各个工程进度及细节处理合适、妥当。建筑工程的施工质量同深基坑质量有着密切的关系,良好的操作细节及规范的施工质量是保证建筑企业信誉及效益的最佳途径,同时可以提高企业在建筑市中的竞争力。文章结合具体工程实例,根据深基坑的工程概况,采用桩锚支护与高压旋喷桩相结合的方式,有效地解决了施工过程中的一些难题。
【关键词】 建筑工程;深基坑;施工;支护
一、工程概况
某综合楼,地上26层,地下1层。地下室东西长约78.52m,南北长约37.1m,埋深6.5m~8.5m。基坑东临宿舍楼(浅基础,4层),南、西面靠近城市主干道,北面与宿舍楼(浅基础,7层)、医技楼(浅基础,9层)相邻。基坑开挖深度:东面7.4m、南面8.47m、西面6.5m、北面6.5m。
地质情况:基坑开挖涉及土层分布情况如下:①杂填土(0.6m~3.5m);②1粉质黏土(0.8m~4.3m);③细砂(1.3m~3.9m);②2粉质黏土(0.0m~2.3m);④中砂(0.9m~4.8m);⑤砾砂(6.6m~8.9m);⑥强风化泥质粉砂岩(0.40m~1.1m);⑦中风化泥质粉砂岩。地下水情况:上层滞水水位埋深0.40m~0.90m,水量一般;在细砂及中砂层含有潜水,潜水水位埋深7.00m~7.40m,水量较大。
二、方案策划
(一)工程难点
该综合楼基坑施工时有以下难点:
1.基坑最大开挖深度>8.0m,属于一级重大危险源,施工难度大;
2.工期紧,基坑周围环境复杂(四周距离构筑物较近),对基坑支护结构的沉降与变形敏感度大;
3.地下水量丰富,排水困难;
4.本工程处于市中心,场地狭小,土方全部外运(白天禁止,只能夜间运输),运土困难;
5.土方开挖层含砂层,易造成流砂或管涌现象。
(二)支护设计
1.基坑支护:采用机械钻孔灌注桩支护(约204根)。排桩φ800mm,桩净距为300mm(桩外露长度为基坑开挖深度;锚固长度依据基坑开挖深度由浅至深分别为11.0m、12.0m、13.0m,且进入中风化岩层1.0m以上)。钢筋采用HRB335,桩顶设置400mm×800mm的冠梁。混凝土强度等级为C25。在冠梁位置张拉1根φ28mm的二级钢做锚杆,长度为15m(自由段6.0m,锚固段9.0m),锚杆水平倾角为10°,间距为1.1m。锚杆钻成孔,孔径为110mm(图1)。
图1 排桩剖面
2.基坑止水:采用高压旋喷桩止水帷幕(约450根)(东西侧2圈),桩径为700mm,桩长伸至隔水层,樁身搭接为150mm,并在钻孔灌注桩之间设置φ500mm的高压旋喷桩(图2)。
图2 旋喷桩止水帷幕平面布置
(三)基坑降水(管井降水)
1.φ600mm管井,选用φ300mm的波纹管做井管,滤水管长度为3.0m;管井深入到透水层7m,比基坑深6m。
2.基坑外侧:沿基坑周围离开挖边坡上缘1.5m处设置,间距为20m~30m,共13个。
3.基坑内外:坑内降水管井呈棋盘形点状布置,共有12个。
4.基坑内外设置7个水位观测井(外侧4个,内侧3个)。
三、主要施工方案
(一)施工流程
1.排桩施工:场地平整→桩位放线→挖孔口、安护筒→钻机就位→钻孔→清孔、验孔→放入钢筋笼浇筑桩混凝土→冠梁施工。锚杆施工:钻孔→锚杆安装→压力灌浆→锚杆试验→锚杆张拉→封锚。
2.高压旋喷桩施工:桩位放线→引孔钻机就位→钻进成孔→下塑料套管→高压台车就位→插入注浆管,试喷浆→旋喷注浆→拔管及冲洗等。
3.深井井点降水:井位放样定位→做井口、安放护筒→钻机就位、钻孔→井管制作→吊放深井管与填滤料→洗井→安装抽水设备及控制电路→试抽水→降水完毕拆除水泵、拔出井管、封井。
4.土方开挖:土方分层开挖(每层开挖深度为1.5m)→留设300mm采用人工开挖→设置基坑内排水沟、集水井。
(二)排桩施工
1.工程采用反循环施工工艺进行钻成孔,塔吊吊放钢筋笼(在钢筋笼外侧设置混凝土垫块),桩身主筋高度须达到冠梁顶部。
2.浇筑混凝土时,导管与钢筋保持100mm距离。开始浇筑混凝土时,管底至孔底的距离为500mm,并使导管一次埋入混凝土面以下0.8m余,在以后的浇筑中,导管埋深宜为4m。
3.冠梁浇捣时按照设计图纸预留锚杆施工的孔洞,锚杆采用后张法进行张拉、封锚。
(三)高压旋喷桩施工
1.高压旋喷桩在排桩施工完毕并达到设计强度后采用三重管进行施工,主要施工设备为:旋喷钻杆(地质钻)2台、高压台车2套、空压机2台、浆液搅拌机2台以及辅助设备。
2.旋喷桩采用高压水和高压水泥浆双高压介质喷射切割土体,正常喷射时上下两段桩的搭接长度控制在300mm,在高压三重管上焊接标记,间隔距离为0.5m,确保旋喷桩的长度达到要求。
3.高压旋喷桩采用取芯检测,并在取芯处采用灌水试验检测其渗透系数K(K<0.005m/d)。
(四)基坑降、排水
基坑内侧的降水井在基坑开挖7d前开始抽水,到地下室满足抗浮设计的要求后结束;基坑外侧降水则在基坑开挖3d前开始抽水。在抽水的过程中,采用隔日、隔井的方法抽水。抽水排入基坑外排水沟,经沉淀池排入市政管网。基坑降水降至基坑底下0.5m(并保持该水位)后,进行土方开挖。 (五)土方开挖
在坑顶做散水处理,采用C20混凝土浇筑,宽度为1.0m,坡度为5%,并设置坡内截水沟,以防止雨水及施工用水流入基坑内。基坑开挖采用3台反铲挖掘机分层分段开挖,12台载重卡车夜间运土。自然地坪以下3m采用分层整体开挖,其下采用分段开挖,由西向东。
四、基坑监测
为确保基坑开挖过程中的安全,对基坑坡顶沉降、位移及地下水进行监测,监测频率:2次/d。
(一)基坑坡顶沉降监测
1.预警值:当天最大沉降位移>2mm;连续3d沉降位移>1mm/d;累计沉降位移>40mm。
2.设置27个观测点,监测天数108d。
3.监测结果:当天最大沉降位移为1.2mm;连续3d最大沉降位移为0.6mm/d;累计沉降位移为6.8mm。
(二)基坑坡顶水平位移监测
1.预警值:当天最大水平位移>3mm;或连续3d水平位移>2mm/d;累计水平位移>40mm。
2.设置27个监测点,监测天数为108d。
3.监测结果:当天最大水平位移为2.6mm;连续3d最大水平位移为1.2mm/d;累计水平位移为9.5mm。
(三)地下水水位监测
1.报警值:最大水位变化超出±500mm/d;累计水位变化超出±1500mm。
2.设置7个水位监测点,监测天数为91d。
3.监测结果:地下水水位當天最大变化值为±320mm/d;累计水位变化为±00mm。
五、结语
在施工场地狭小的情况下,桩锚支护具有施工速度快、刚度大、污染小、能有效地节约空间等特点;配合高压旋喷桩做止水帷幕,能有效地控制基坑内地下水水位的变化。保证了基坑及周围环境的安全,实现了基坑开挖的顺利进行。
参考文献:
[1]莫次伦.浅谈房建工程深基坑施工常见问题及施工技术[J].城市建设理论研究,2012(24).
[2]贾广社,孙继德,秦立永.利用价值工程选择基坑围护方案及施工[J].四川建筑科学研究,2013(01).
[3]郭影.房建工程深基坑施工技术探析[J].科技与企业,2012(11)
【关键词】 建筑工程;深基坑;施工;支护
一、工程概况
某综合楼,地上26层,地下1层。地下室东西长约78.52m,南北长约37.1m,埋深6.5m~8.5m。基坑东临宿舍楼(浅基础,4层),南、西面靠近城市主干道,北面与宿舍楼(浅基础,7层)、医技楼(浅基础,9层)相邻。基坑开挖深度:东面7.4m、南面8.47m、西面6.5m、北面6.5m。
地质情况:基坑开挖涉及土层分布情况如下:①杂填土(0.6m~3.5m);②1粉质黏土(0.8m~4.3m);③细砂(1.3m~3.9m);②2粉质黏土(0.0m~2.3m);④中砂(0.9m~4.8m);⑤砾砂(6.6m~8.9m);⑥强风化泥质粉砂岩(0.40m~1.1m);⑦中风化泥质粉砂岩。地下水情况:上层滞水水位埋深0.40m~0.90m,水量一般;在细砂及中砂层含有潜水,潜水水位埋深7.00m~7.40m,水量较大。
二、方案策划
(一)工程难点
该综合楼基坑施工时有以下难点:
1.基坑最大开挖深度>8.0m,属于一级重大危险源,施工难度大;
2.工期紧,基坑周围环境复杂(四周距离构筑物较近),对基坑支护结构的沉降与变形敏感度大;
3.地下水量丰富,排水困难;
4.本工程处于市中心,场地狭小,土方全部外运(白天禁止,只能夜间运输),运土困难;
5.土方开挖层含砂层,易造成流砂或管涌现象。
(二)支护设计
1.基坑支护:采用机械钻孔灌注桩支护(约204根)。排桩φ800mm,桩净距为300mm(桩外露长度为基坑开挖深度;锚固长度依据基坑开挖深度由浅至深分别为11.0m、12.0m、13.0m,且进入中风化岩层1.0m以上)。钢筋采用HRB335,桩顶设置400mm×800mm的冠梁。混凝土强度等级为C25。在冠梁位置张拉1根φ28mm的二级钢做锚杆,长度为15m(自由段6.0m,锚固段9.0m),锚杆水平倾角为10°,间距为1.1m。锚杆钻成孔,孔径为110mm(图1)。
图1 排桩剖面
2.基坑止水:采用高压旋喷桩止水帷幕(约450根)(东西侧2圈),桩径为700mm,桩长伸至隔水层,樁身搭接为150mm,并在钻孔灌注桩之间设置φ500mm的高压旋喷桩(图2)。
图2 旋喷桩止水帷幕平面布置
(三)基坑降水(管井降水)
1.φ600mm管井,选用φ300mm的波纹管做井管,滤水管长度为3.0m;管井深入到透水层7m,比基坑深6m。
2.基坑外侧:沿基坑周围离开挖边坡上缘1.5m处设置,间距为20m~30m,共13个。
3.基坑内外:坑内降水管井呈棋盘形点状布置,共有12个。
4.基坑内外设置7个水位观测井(外侧4个,内侧3个)。
三、主要施工方案
(一)施工流程
1.排桩施工:场地平整→桩位放线→挖孔口、安护筒→钻机就位→钻孔→清孔、验孔→放入钢筋笼浇筑桩混凝土→冠梁施工。锚杆施工:钻孔→锚杆安装→压力灌浆→锚杆试验→锚杆张拉→封锚。
2.高压旋喷桩施工:桩位放线→引孔钻机就位→钻进成孔→下塑料套管→高压台车就位→插入注浆管,试喷浆→旋喷注浆→拔管及冲洗等。
3.深井井点降水:井位放样定位→做井口、安放护筒→钻机就位、钻孔→井管制作→吊放深井管与填滤料→洗井→安装抽水设备及控制电路→试抽水→降水完毕拆除水泵、拔出井管、封井。
4.土方开挖:土方分层开挖(每层开挖深度为1.5m)→留设300mm采用人工开挖→设置基坑内排水沟、集水井。
(二)排桩施工
1.工程采用反循环施工工艺进行钻成孔,塔吊吊放钢筋笼(在钢筋笼外侧设置混凝土垫块),桩身主筋高度须达到冠梁顶部。
2.浇筑混凝土时,导管与钢筋保持100mm距离。开始浇筑混凝土时,管底至孔底的距离为500mm,并使导管一次埋入混凝土面以下0.8m余,在以后的浇筑中,导管埋深宜为4m。
3.冠梁浇捣时按照设计图纸预留锚杆施工的孔洞,锚杆采用后张法进行张拉、封锚。
(三)高压旋喷桩施工
1.高压旋喷桩在排桩施工完毕并达到设计强度后采用三重管进行施工,主要施工设备为:旋喷钻杆(地质钻)2台、高压台车2套、空压机2台、浆液搅拌机2台以及辅助设备。
2.旋喷桩采用高压水和高压水泥浆双高压介质喷射切割土体,正常喷射时上下两段桩的搭接长度控制在300mm,在高压三重管上焊接标记,间隔距离为0.5m,确保旋喷桩的长度达到要求。
3.高压旋喷桩采用取芯检测,并在取芯处采用灌水试验检测其渗透系数K(K<0.005m/d)。
(四)基坑降、排水
基坑内侧的降水井在基坑开挖7d前开始抽水,到地下室满足抗浮设计的要求后结束;基坑外侧降水则在基坑开挖3d前开始抽水。在抽水的过程中,采用隔日、隔井的方法抽水。抽水排入基坑外排水沟,经沉淀池排入市政管网。基坑降水降至基坑底下0.5m(并保持该水位)后,进行土方开挖。 (五)土方开挖
在坑顶做散水处理,采用C20混凝土浇筑,宽度为1.0m,坡度为5%,并设置坡内截水沟,以防止雨水及施工用水流入基坑内。基坑开挖采用3台反铲挖掘机分层分段开挖,12台载重卡车夜间运土。自然地坪以下3m采用分层整体开挖,其下采用分段开挖,由西向东。
四、基坑监测
为确保基坑开挖过程中的安全,对基坑坡顶沉降、位移及地下水进行监测,监测频率:2次/d。
(一)基坑坡顶沉降监测
1.预警值:当天最大沉降位移>2mm;连续3d沉降位移>1mm/d;累计沉降位移>40mm。
2.设置27个观测点,监测天数108d。
3.监测结果:当天最大沉降位移为1.2mm;连续3d最大沉降位移为0.6mm/d;累计沉降位移为6.8mm。
(二)基坑坡顶水平位移监测
1.预警值:当天最大水平位移>3mm;或连续3d水平位移>2mm/d;累计水平位移>40mm。
2.设置27个监测点,监测天数为108d。
3.监测结果:当天最大水平位移为2.6mm;连续3d最大水平位移为1.2mm/d;累计水平位移为9.5mm。
(三)地下水水位监测
1.报警值:最大水位变化超出±500mm/d;累计水位变化超出±1500mm。
2.设置7个水位监测点,监测天数为91d。
3.监测结果:地下水水位當天最大变化值为±320mm/d;累计水位变化为±00mm。
五、结语
在施工场地狭小的情况下,桩锚支护具有施工速度快、刚度大、污染小、能有效地节约空间等特点;配合高压旋喷桩做止水帷幕,能有效地控制基坑内地下水水位的变化。保证了基坑及周围环境的安全,实现了基坑开挖的顺利进行。
参考文献:
[1]莫次伦.浅谈房建工程深基坑施工常见问题及施工技术[J].城市建设理论研究,2012(24).
[2]贾广社,孙继德,秦立永.利用价值工程选择基坑围护方案及施工[J].四川建筑科学研究,2013(01).
[3]郭影.房建工程深基坑施工技术探析[J].科技与企业,2012(11)