深基坑工程施工技术要点探析.doc
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浅
谈
深
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坑
工
程
施
工
技
术
作者:
黄海军
座位编号:
276
联系电话:
84427698
湖南兴旺建设有限公司
浅谈深基坑工程施工技术
摘要:
“深基坑工程”在国外又名为“深开挖工程”,具体表现在建筑物的地下部分需要进行深开挖施工。
实际上深基坑只是深开挖的一种类型。
目前随着我国大型建筑工程越来越多,深基坑技术的应用越来越广泛。
结合工程实例就我在施工过对深基坑支护的施工作简要阐述。
关键词:
建筑工程;地下深基坑、支护技术;
前言:
随着我国经济的发展和房地产行业的兴起,许多大型建筑和高层建筑工程剧增,据我所了解随着现在经济快速的发展,现今人口密度大,土地使用有限,地上空间已经远远不能满足人们的需求了,为了更充分的利用土地,人们已逐渐的向地下空间进展、地上高层发展,建筑物也是越来越高,如何在施工过程中保证基坑稳定、既有建筑物(道路)以及拟建建筑物的结构和操作人员的安全,成为工程的关键。
针对这种现状,地下施工将是我们将要面对的最先施工环节。
1、现阶段建筑工程中深基坑支护技术的应用现状与技术要求
1.1深基坑支护施工技术的应用现状
经过多年的深基坑的支护技术应用实践,基本形成了一个根据不同地形、地质条件、不同经济条件的的深基坑支护技术体系。
目前建筑工程中深基坑支护技术的应用主要有:
土钉墙支护、排桩支护、搅拌桩支护、柱列式灌注桩、地下连续墙和钢板桩支护等。
其中在5m以内、或者10m以内的深基坑工程最常用的支护技术为土钉墙技术和搅拌桩技术。
如果工程所在地的地质条件良好,15m左右的深基坑也是可以应用以上的土钉墙技术。
通常搅拌桩支护技术既能挡土,还能挡水,而土钉墙支护技术更多是应用在地下水位过低的地方。
土钉墙技术一般可以单独使用,也能联合其他各种支护技术使用,使得这种支护工艺成为当今深基坑工程中最常用的技术。
1.2深基坑支护施工技术的要求
在当前大型建筑或者高层建筑工程中,深基坑的施工技术要求有如下几点:
根据建筑物的占地面积、基坑的边缘距、地质条件等进行合理设计;选择适宜的支护技术,这是确保深基坑施工安全的关键措施;由于深基坑支护工程既要保证基坑四周稳定,又要具有良好的止水效果;因此,选择适宜的支护方法,避免对周围的道路、建筑物、地下管道等的危害和影响。
2、施工方案的选择
根据场地情况、地质条件及周边环境,本工程深基坑支护施工技术上采用:
深层搅拌桩止水、钢管桩超前支护、预应力锚索控制基坑位移的加强型喷锚支护结构的复合型支护方案,即在东侧距居民区较近处采用桩锚支护;在场地较为宽松的地段坑壁顶部适当放坡的支护方案。
3、施工方法
3.1、总体施工顺序:
搅拌桩施工→超前钢管桩施工→土方开挖→边坡土钉(锚索)施工。
3.2、因本工程砂层较厚,采用单排搅拌桩很难达到止水效果,故采用了双排搅拌桩。
深层搅拌桩:
采用大功率的搅拌桩机4搅4喷施工工艺,搅拌桩要求穿越砂层进入砂质粘性土不小于1000mm,相互搭接200mm,双排搅拌桩平面布置如图1所示。
水泥搅拌桩采用32.5R普通硅酸盐水泥配浆,水灰比0.55~0.6,每m桩身水泥用量为65kg/m。
施工搅拌轴转速宜为中档,提升速度为0.8m/min~1.2m/min,不得太快,以免影响搅拌效果。
施工前按图纸间距做好标志桩及控制线,施工过程中控制好桩身垂直度、有效桩长、桩顶及桩底标高。
3.3、超前钢管施工
钢管桩:
钢管桩主要是在土方开挖过程中,当土钉及锚杆还未施工(受力)时起超前支护作用。
钢管采用Φ89×2.7,成孔直径Φ110,要求穿越砂层进入砂质粘性土不小于1500mm,且嵌固段不小于2000mm。
用32.5R普通硅酸盐水泥配浆,水灰比0.55~0.6,清孔后由下往上注浆,注浆压力宜为0.5MPa~0.8MPa。
施工前必须放出搅拌桩中心线,以防止钢管桩偏出搅拌桩,降低钢管桩作用。
图1 双排搅拌桩相互搭接示意图
3.4、开挖土方及修整边坡
基坑开挖:
搅拌桩龄期达到10d后,方可进行基坑开挖及喷锚支护施工,要求分层分段开挖,每层开挖深度应与锚杆竖向间距相匹配,超挖深度不得大于0.2m;土方开挖必须紧密配合土钉支护施工,严格做到开挖一层,支护一层,上一层未支护完或达不到注浆体强度的70%(即土钉龄期不得少于4d),不得开挖下一层,每段开挖长度宜为15m~20m。
土钉喷锚部分施工时,上部喷射混凝土及土钉龄期大于4d,方可开挖下一层;预应力锚索锚固体强度及腰梁强度达到70%,方可张拉锁定。
3.5、土钉、锚索施工
(1)成孔要求及偏差。
根据设计间距及标高,定出孔位,作出标记。
土钉水平方向孔距偏差不得大于50mm,竖直方向孔距偏差不得大于100mm,钻孔底部的偏斜尺寸不得大于杆长的3%,孔深不得小于设计长度,也不得大于设计的1%,土钉倾角要符合设计要求。
(2)土钉制作与安放。
①土钉钢筋应平直,除油、除锈;②土钉沿轴线方向按设计要求进行制作以保证杆体(锚索)在孔中央。
土钉大样如图2所示;③安放杆体(锚索)时,应防止杆体的变形。
注浆管随杆体一同放入。
注浆管距孔底宜为50mm~100mm;④杆体插入孔的深度不得小于杆体的95%。
杆体放入后,不得随意敲击;⑤普通土钉外端头焊接2Ф25钢筋,每根钢筋长60mm,以增强抗拔力和固定钢筋网,见图3;⑥当孔成型安装土钉后,立即用压力水进行清孔,至孔口返出清水后进行注浆;⑦注浆管采用PVC塑料管,注浆管应送至孔底,以确保浆液送至底部,由下往上注浆;⑧当清孔至回水清澈时,立即改注预先配制好的水泥浆(水灰比为0.45)。
应从孔底开始注浆直至孔口溢浆,并认定孔内已充满水泥浆时,将注浆管外拔至距孔口500mm外,停留10min~15min再进行补浆;⑨对预应力锚索二次注浆管,管底部离孔底约500mm,管底用胶布封口,注浆管从管端500mm处开始每隔1m开Φ8小孔并用胶布封住,防止一次注浆水泥浆流入管内;⑩.预应力锚索二次注浆只对锚固段进行,待一次注浆后4h~6h(水泥砂浆初凝后)进行,控制注浆压力为1.5MPa~2.0MPa,使浆液冲破第一次灌浆体,向锚固体和土壤间劈裂扩散,使之直径扩大,增加径向力,以提高抗拔能力。
(3)清孔、注浆。
图2大钉大样
图3土钉锚头大样
3.6、挂网、喷射速凝混凝土面层
(1)外网与杆连接要牢固,钢筋网采用Φ8@200双向钢筋,采用绑扎搭接,搭接长度>300mm,接头要错开,纵向钢筋插入土中长度应>300mm。
(2)网挂好后,安装加强筋,绑扎好钢筋保护层,经验收合格后喷射混凝土面层。
(3)混凝土面层厚度为100mm,施工前应进行配制试验,确定配合比;在干拌混合料时应拌合均匀,并掺入速凝剂10%,喷射枪头处的工作风压保持在0.3MPa;喷头应尽量与受喷面保持垂直,减少回弹及混凝土流淌现象,在面层上间隔2000mm×2000mm梅花形留置一个Φ50泄水洞,以排解坡面水及其压力。
3.7、预应力锚索的张拉与锁定
(1)张拉时应分批从中间向两边对称进行,以减少由于结构变形及相邻锚索施工时引起的应力损失。
(2)锚索张拉分级进行,分别为设计值50%、75%、100%,每级锚索持荷约3min~5min,并测读锚头位移3次,作好张拉记录,然后卸荷至设计控制力后,稳压10min后锁定。
(3)锚索锁定后,应在锚头处做防锈处理。
4、施工时应注意的几个方面
4.1原材料方面
所有原材料进场必须有出厂合格证,并经送检合格后方可使用。
对于面层混凝土必须提前做好混凝土试配。
4.2 施工工艺方面
(1)搅拌桩施工过程中要控制钻机提升速度,确保水泥浆与土充分搅拌均匀,控制好水灰比及每m桩身水泥用量。
(2)土钉、锚索方面:
当有较厚砂层或淤泥内的土钉应采用钢花管,其余土层的土钉选用钻孔钢筋土钉,土钉(锚索)孔口处地面要比孔口标高低300mm左右,以确保孔内清出的泥浆能顺利流出。
在天然地基下的锚索应逐条灌浆完成后再施工下一条,不得多条成孔,一次灌浆。
对建筑物下的锚索成孔应下套管,以防止坍孔。
二次注浆的时间要掌握好,过早、太迟均起不到效果。
5、支护效果
在深基坑支护完成后的施工期间,无坑壁坍塌问题出现,通过仪器对周围建筑物进行监测,无明显的变形现象出现。
混凝土灌注桩和锚杆支护能够保证该工程的顺利进行,并且保障周围的建筑物的安全,因此实施深基坑支护施工方案是可行的。
结语
实施深基坑支护技术的办法有很多,但是在具体的工程该选择哪一种支护技术,需要综合考虑工程地质条件、水文条件、周围环境等因素,做到因地制宜,精心设计,管理严密,以充分发挥支护技术的作用。
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