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摘要:深基坑工程支护是建筑工程施工过程中经常遇见的工程,虽已在全国不同地区、不同的地质条件下取得了不少成功的经验,甚至一些技术达到了国际水平,但仍存在一些问题需进一步研究或提高,以适应现代化经济建设的需要。本文通过对深基坑支护类型的总结,针对深基坑工程支护施工技术当前存在的一些问题进行了阐述
关键词:深基坑工程支护,建筑工程,施工技术
Abstract: the deep foundation pit engineering support is building construction process in often meet engineering, although in the country has different areas and different geological conditions made a lot of successful experience, even some technology has reached the international level, but there are still some problems need to be studied further or improve, in order to adapt to the needs of the construction of modern economy. This article through to the deep foundation pit supporting type of summary, in view of the deep foundation pit engineering support construction technology at present, there exist some problems is discussed in this paper
Keywords: deep foundation pit engineering support, construction engineering, construction technology
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
1施工工艺
1.1施工工艺流程
土方开挖→基坑边坡修整→放点→成孔(钻孔)→放人锚筋及注浆管→注浆→设置泄水孔→墙面布筋→喷射混凝土→养护。
1.2钻机定位成孔
成孔设备采用两套地质矿产部重庆探矿机械厂生产的MGJ-50型回转式钻孔机,为了满足土钉施工倾角的需要,进行了钻机的改造配套工作。基坑采用分层开挖的方式,挖完第一层后设备立即进场进行土钉施工,避免土坡暴露时间过长。
1.3土钉锚钉的安装与孔内注浆
大部分土钉为1Φ22钢筋,长度L=7000~9000mm。
孔内注浆采用水泥浆灌注,胶结材料选用425号普通硅酸盐水泥,水灰比为0.45~0.5:1,用气压式注浆方式,将注浆导管底端插入孔底后才开始注浆,待空口溢出水泥时再将导管以匀速缓慢撤出,以保证孔中气体能全部逸出,直至全孔灌注浆注满浆液为止:
1.4锚固端处理与喷射混凝土板墙
布置完面层钢筋网后,先在距锚钉端头200mm处采用穿孔塞焊一块150mm×150mm×8mm的钢板,然后在钢板外侧锚钉端部两侧沿锚钉长度方向焊上三根Φ12、长度为150mm的通长加强钢筋互相焊接,使所有土钉相互连接成一个整体。喷射混凝土配合比为水泥∶瓜米石∶中砂=1∶2∶2,内掺速凝剂及早强剂,要求混凝土强度达C20以上。
喷射前,先在边壁面上垂直打入短钢筋段作为标志,以保证施工时得喷射混凝土厚度达到规定值。100mm厚的板墙分两次喷射,每次厚道控制在50~60mm;120mm厚的板墙分3次喷射,每次厚度控制在40~50mm。在继续下步喷射混凝土工作时,要求工人仔细清除预留施工缝结合面上的浮浆层和松散碎屑,并喷水使之潮湿,待混凝土终凝后2小时,立即开始连续喷水养护5~7天。
1.5排水系统的设置
在基坑上边构筑排水沟,流至西南面的沉沙井后排入市政管网。并将施工场地做硬化处理。然后于土钉注浆完成后,在基坑侧面插入长度为500mm,直径为60mm的UPVC排水管,使其外端伸出支护混凝土板墙外50~60mm,管内填碎石做滤水层以利混凝土板墙后的积水排出。
2深基坑止水、降水技术措施的工艺和做法
2.1 基坑壁防渗止水
场地浅部填土松散且厚度较大,开挖深度内地基土强度较低,地下水位埋深较浅,场地南、北、东三侧均有密集的民宅分布。基坑开挖后坑壁上压力和水压力增大,坑壁土体极易向坑内滑移,所以为保证基坑支护施工顺利进行和周围建筑物的安全,基坑开挖前,宜在基坑开挖上口线外预先施工一排相互搭接的深搅止水帷幕桩。深搅止水帷幕桩设计和施工主要依据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002及《岩土工程勘察报告》等要求进行。根据岩土工程勘察报告,拟开挖基坑底之下均为很厚的圆砾层,该层为相对强透(含)水层,无隔防止水效果,深搅止水帷幕桩只能选择悬挂式(即帷幕悬吊在透水层中),深搅止水帷幕桩绕基坑施工呈环形闭合状,这样不仅延长了坑内降水时坑外地下水的深流路径,而且有利于坑内降水和坑外回灌工作的进行,同时预设的环形闭合帷幕对深基坑的喷锚支护施工可起到兼顾支护的作用。
本工程深搅桩主要设计参数为:桩径500㎜,桩心距0.35m,桩间搭接15㎝,桩长9m,固化材料采用32.5MPa水泥摻入量≥70kg/m,水灰比0.5-0.6,28天水泥土无侧限抗压强度0.80-1.00MPa.
2.2 基坑内部降排水
2.2.1 降水井
设计依据及主要设计参数:《岩土工程勘察报告》揭示:地下水埋深0.25-3.5m;孔隙型潜水具微承压性;水位降至地面下5.5m;基坑面积(146×198)㎡,等效半径为98m;基坑涌水量取值2425m3/d,降水半径取值243m,渗透系数取值46.6m/d.降水井直径为1m,井深7m,间距L=30m,单井出水量≥100m3/d.
降水井做法:在基坑开挖前钱用人工挖掘成孔,配以相应的提升运土设备完成,在挖下0.8-1.2m支模浇一节砼护壁,边挖边护壁,间歇交替进行,直至设计孔深。护壁砼厚100㎜、强度C20,最后一节砼护壁养护≥24h,用冲击电钻在护壁上(2m一下部位) 交错制成相应数量ф10的出水口。
降水井施工技术控制要点:
2.2.1.1 护筒上端应高出地表25-30㎝,防止雨水和掉入异物。
2.2.1.2 挖掘前必须向工人进行技术、安全交底,注意抓好下挖、吊运土、护壁、找区等几个重要环节,做好通风、排水、照明、信号联络等准备工作。
2.2.1.3 必须在护壁砼凝固后方可拆模继续下挖,校区、修直井筒。
2.2.1.4 挖孔至圆砾层时,要加强井内抽排水和支模护壁工作。
2.2.1.5 吊出的土方及时运走,不得堆积在孔口周围。
2.2.1.6 当井内无人作业时,井口必遮盖,防止掉入异物或坠落事件。
2.2.1.7 做好用于井内抽排水的潜水泵等用电线路的检查、保护工作,防止漏电、触电现象的发生。
2.2.2 排水沟
为避免水浸泡软化土体,及时排放地下水,利于基坑内的作業施工,拟在基坑内、外各设一排水沟。坑外排水沟布于深搅帷幕桩外侧距坑壁1.5m,呈环形封闭状,用砖砌水泥砂浆抹面修筑,在基坑开挖前预先修好,水沟宽0.8m、深0.6m,并与市政排污管接通,根据现场具体情况,在适当位置修筑沉淀池,基坑内抽排出的地下水经沉淀池沉淀后,排入市政排污管道。坑内排水沟位于基坑壁底部,宽0.5m、深0.4m,即坑挖至底部时修筑,修筑时根据建筑物基础外挑宽度做成的沟或盲沟。
3基坑支护常见问题
深基坑工程支护技术虽取得了不少成功的经验,但仍存在一些问题。深基坑工程支护施工过程中常常存在的问题主要有以下几种:
3.1土层开挖和边坡支护不配套
常见支护施工滞后于土方施工很长一段时间,而不得不采取二次回填或搭设架子来完成支护施工,一般来说,土方开挖技术含量相对较低,工序简单,组织管理容易。而挡土支护的技术含量高,工序较多且复杂,施工组织和管理都较土方开挖复杂。所以在施工过程中,大型工程均是由专业施工队来分别完成土方和挡土支护工作,而且绝大部分都是两个平行的合同。这样在施工过程中协调管理的难度大,土方施工单位抢进度,拖工期,开挖顺序较乱,特别是雨期施工,甚至不顾挡土支护施工所需工作面,留给支护施工的操作面几乎是无法操作,时间上也无法完成支护工作。
3.2成孔注浆不到位、土钉或锚杆受力达不到设计要求
深基坑支护所用土钉或锚杆钻孔直径为100~150的钻机成孔,孔深少则五、六米,深则十几米,甚至二十多米,钻孔所穿过的土层质量也各不相同,钻孔如果不认真研究土体情况,往往造成出渣不尽,残渣沉积而影响注浆,有的甚至成孔困难、孔洞坍塌,无法插筋和注浆。再者注浆时配料随意性大、注浆管不插到位、注浆压力不够等而造成注浆长度不足、充盈度不够,而使土钉或锚杆的抗拔力达不到设计要求,影响工程质量,甚至要做再次处理。
4施工阶段的安全措施
4.1编制施工安全方案。为保证施工质量,避免伤亡事故的发生,制定切实可行的施工方案必不可少。这也是安全施工制度化、评价工作规范化、标准化的客观需要。施工方案的编制应本着防范于未然的思想,坚持“以人为本、安全第一、预防为主”的基本原则来制定,力求实用性与科学性并重。
4.2建立完善应急机制。施工过程中任何事情都可能发生,深基坑工程尤其如此,它包括挖土、挡土、支护、防水、降水等五个紧密相连的环节, 中间任何一环节出现问题,都将会给整个工程的质量及安全带来巨大的影响,埋下安全隐患。如果对施工过程中突发因素缺乏充分考虑,就有可能因事故不能及时解决而造成经济损失,因此制订一份有效应急措施是非常必要的。例如地下水位对基坑工程的影响很大,水位低,对基坑支护比较有利,但对周边环境不利,这就是一个矛盾,给地下水的处理带来很大的困难,稍有不慎,还可能会引发工程事故。因此,施工方制定一份科学全面应急措施,从基坑工程的危险源上进行控制,事故发生时争取在尽可能短时间内将问题解决,无论在损失降低还是保障安全方面都具有重要意义。
5结语
深基坑工程的施工是一个循序渐进的过程,施工单位应按先设计、后施工的程序施工,并尽量做到边施工、边监测,还要遵循“分层开挖,先撑后挖,随挖随撑,对称均衡,限时限量”的原则,杜绝盲目施工和野蛮施工的现象,加强对整个深基坑施工过程的控制,保证工程顺利、安全地完成。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:深基坑工程支护,建筑工程,施工技术
Abstract: the deep foundation pit engineering support is building construction process in often meet engineering, although in the country has different areas and different geological conditions made a lot of successful experience, even some technology has reached the international level, but there are still some problems need to be studied further or improve, in order to adapt to the needs of the construction of modern economy. This article through to the deep foundation pit supporting type of summary, in view of the deep foundation pit engineering support construction technology at present, there exist some problems is discussed in this paper
Keywords: deep foundation pit engineering support, construction engineering, construction technology
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
1施工工艺
1.1施工工艺流程
土方开挖→基坑边坡修整→放点→成孔(钻孔)→放人锚筋及注浆管→注浆→设置泄水孔→墙面布筋→喷射混凝土→养护。
1.2钻机定位成孔
成孔设备采用两套地质矿产部重庆探矿机械厂生产的MGJ-50型回转式钻孔机,为了满足土钉施工倾角的需要,进行了钻机的改造配套工作。基坑采用分层开挖的方式,挖完第一层后设备立即进场进行土钉施工,避免土坡暴露时间过长。
1.3土钉锚钉的安装与孔内注浆
大部分土钉为1Φ22钢筋,长度L=7000~9000mm。
孔内注浆采用水泥浆灌注,胶结材料选用425号普通硅酸盐水泥,水灰比为0.45~0.5:1,用气压式注浆方式,将注浆导管底端插入孔底后才开始注浆,待空口溢出水泥时再将导管以匀速缓慢撤出,以保证孔中气体能全部逸出,直至全孔灌注浆注满浆液为止:
1.4锚固端处理与喷射混凝土板墙
布置完面层钢筋网后,先在距锚钉端头200mm处采用穿孔塞焊一块150mm×150mm×8mm的钢板,然后在钢板外侧锚钉端部两侧沿锚钉长度方向焊上三根Φ12、长度为150mm的通长加强钢筋互相焊接,使所有土钉相互连接成一个整体。喷射混凝土配合比为水泥∶瓜米石∶中砂=1∶2∶2,内掺速凝剂及早强剂,要求混凝土强度达C20以上。
喷射前,先在边壁面上垂直打入短钢筋段作为标志,以保证施工时得喷射混凝土厚度达到规定值。100mm厚的板墙分两次喷射,每次厚道控制在50~60mm;120mm厚的板墙分3次喷射,每次厚度控制在40~50mm。在继续下步喷射混凝土工作时,要求工人仔细清除预留施工缝结合面上的浮浆层和松散碎屑,并喷水使之潮湿,待混凝土终凝后2小时,立即开始连续喷水养护5~7天。
1.5排水系统的设置
在基坑上边构筑排水沟,流至西南面的沉沙井后排入市政管网。并将施工场地做硬化处理。然后于土钉注浆完成后,在基坑侧面插入长度为500mm,直径为60mm的UPVC排水管,使其外端伸出支护混凝土板墙外50~60mm,管内填碎石做滤水层以利混凝土板墙后的积水排出。
2深基坑止水、降水技术措施的工艺和做法
2.1 基坑壁防渗止水
场地浅部填土松散且厚度较大,开挖深度内地基土强度较低,地下水位埋深较浅,场地南、北、东三侧均有密集的民宅分布。基坑开挖后坑壁上压力和水压力增大,坑壁土体极易向坑内滑移,所以为保证基坑支护施工顺利进行和周围建筑物的安全,基坑开挖前,宜在基坑开挖上口线外预先施工一排相互搭接的深搅止水帷幕桩。深搅止水帷幕桩设计和施工主要依据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002及《岩土工程勘察报告》等要求进行。根据岩土工程勘察报告,拟开挖基坑底之下均为很厚的圆砾层,该层为相对强透(含)水层,无隔防止水效果,深搅止水帷幕桩只能选择悬挂式(即帷幕悬吊在透水层中),深搅止水帷幕桩绕基坑施工呈环形闭合状,这样不仅延长了坑内降水时坑外地下水的深流路径,而且有利于坑内降水和坑外回灌工作的进行,同时预设的环形闭合帷幕对深基坑的喷锚支护施工可起到兼顾支护的作用。
本工程深搅桩主要设计参数为:桩径500㎜,桩心距0.35m,桩间搭接15㎝,桩长9m,固化材料采用32.5MPa水泥摻入量≥70kg/m,水灰比0.5-0.6,28天水泥土无侧限抗压强度0.80-1.00MPa.
2.2 基坑内部降排水
2.2.1 降水井
设计依据及主要设计参数:《岩土工程勘察报告》揭示:地下水埋深0.25-3.5m;孔隙型潜水具微承压性;水位降至地面下5.5m;基坑面积(146×198)㎡,等效半径为98m;基坑涌水量取值2425m3/d,降水半径取值243m,渗透系数取值46.6m/d.降水井直径为1m,井深7m,间距L=30m,单井出水量≥100m3/d.
降水井做法:在基坑开挖前钱用人工挖掘成孔,配以相应的提升运土设备完成,在挖下0.8-1.2m支模浇一节砼护壁,边挖边护壁,间歇交替进行,直至设计孔深。护壁砼厚100㎜、强度C20,最后一节砼护壁养护≥24h,用冲击电钻在护壁上(2m一下部位) 交错制成相应数量ф10的出水口。
降水井施工技术控制要点:
2.2.1.1 护筒上端应高出地表25-30㎝,防止雨水和掉入异物。
2.2.1.2 挖掘前必须向工人进行技术、安全交底,注意抓好下挖、吊运土、护壁、找区等几个重要环节,做好通风、排水、照明、信号联络等准备工作。
2.2.1.3 必须在护壁砼凝固后方可拆模继续下挖,校区、修直井筒。
2.2.1.4 挖孔至圆砾层时,要加强井内抽排水和支模护壁工作。
2.2.1.5 吊出的土方及时运走,不得堆积在孔口周围。
2.2.1.6 当井内无人作业时,井口必遮盖,防止掉入异物或坠落事件。
2.2.1.7 做好用于井内抽排水的潜水泵等用电线路的检查、保护工作,防止漏电、触电现象的发生。
2.2.2 排水沟
为避免水浸泡软化土体,及时排放地下水,利于基坑内的作業施工,拟在基坑内、外各设一排水沟。坑外排水沟布于深搅帷幕桩外侧距坑壁1.5m,呈环形封闭状,用砖砌水泥砂浆抹面修筑,在基坑开挖前预先修好,水沟宽0.8m、深0.6m,并与市政排污管接通,根据现场具体情况,在适当位置修筑沉淀池,基坑内抽排出的地下水经沉淀池沉淀后,排入市政排污管道。坑内排水沟位于基坑壁底部,宽0.5m、深0.4m,即坑挖至底部时修筑,修筑时根据建筑物基础外挑宽度做成的沟或盲沟。
3基坑支护常见问题
深基坑工程支护技术虽取得了不少成功的经验,但仍存在一些问题。深基坑工程支护施工过程中常常存在的问题主要有以下几种:
3.1土层开挖和边坡支护不配套
常见支护施工滞后于土方施工很长一段时间,而不得不采取二次回填或搭设架子来完成支护施工,一般来说,土方开挖技术含量相对较低,工序简单,组织管理容易。而挡土支护的技术含量高,工序较多且复杂,施工组织和管理都较土方开挖复杂。所以在施工过程中,大型工程均是由专业施工队来分别完成土方和挡土支护工作,而且绝大部分都是两个平行的合同。这样在施工过程中协调管理的难度大,土方施工单位抢进度,拖工期,开挖顺序较乱,特别是雨期施工,甚至不顾挡土支护施工所需工作面,留给支护施工的操作面几乎是无法操作,时间上也无法完成支护工作。
3.2成孔注浆不到位、土钉或锚杆受力达不到设计要求
深基坑支护所用土钉或锚杆钻孔直径为100~150的钻机成孔,孔深少则五、六米,深则十几米,甚至二十多米,钻孔所穿过的土层质量也各不相同,钻孔如果不认真研究土体情况,往往造成出渣不尽,残渣沉积而影响注浆,有的甚至成孔困难、孔洞坍塌,无法插筋和注浆。再者注浆时配料随意性大、注浆管不插到位、注浆压力不够等而造成注浆长度不足、充盈度不够,而使土钉或锚杆的抗拔力达不到设计要求,影响工程质量,甚至要做再次处理。
4施工阶段的安全措施
4.1编制施工安全方案。为保证施工质量,避免伤亡事故的发生,制定切实可行的施工方案必不可少。这也是安全施工制度化、评价工作规范化、标准化的客观需要。施工方案的编制应本着防范于未然的思想,坚持“以人为本、安全第一、预防为主”的基本原则来制定,力求实用性与科学性并重。
4.2建立完善应急机制。施工过程中任何事情都可能发生,深基坑工程尤其如此,它包括挖土、挡土、支护、防水、降水等五个紧密相连的环节, 中间任何一环节出现问题,都将会给整个工程的质量及安全带来巨大的影响,埋下安全隐患。如果对施工过程中突发因素缺乏充分考虑,就有可能因事故不能及时解决而造成经济损失,因此制订一份有效应急措施是非常必要的。例如地下水位对基坑工程的影响很大,水位低,对基坑支护比较有利,但对周边环境不利,这就是一个矛盾,给地下水的处理带来很大的困难,稍有不慎,还可能会引发工程事故。因此,施工方制定一份科学全面应急措施,从基坑工程的危险源上进行控制,事故发生时争取在尽可能短时间内将问题解决,无论在损失降低还是保障安全方面都具有重要意义。
5结语
深基坑工程的施工是一个循序渐进的过程,施工单位应按先设计、后施工的程序施工,并尽量做到边施工、边监测,还要遵循“分层开挖,先撑后挖,随挖随撑,对称均衡,限时限量”的原则,杜绝盲目施工和野蛮施工的现象,加强对整个深基坑施工过程的控制,保证工程顺利、安全地完成。
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