天元建设集团有限公司 山东临沂 276003
摘要:随着大型建筑工程和高层建筑的大量增加,为了科学利 用地下空间,均进行地下室等设施建设,因而推动了基坑支护技术的 发展。基坑支护施工技术是确保基坑工程质量的重要保证。本文结合 多年的工作实践,并结合实例,主要就建筑基坑工程支护施工技术在 工程实际中的应用进行了探讨。
关键词:建筑工程;基坑支护;施工技术
基坑支护设计的首要工作是合理选择基坑支护体系,应根据不同 支护型式的造价、特点及地质条件,周边环境的要求等综合确定。通常当地质条件较好,而且周边环境要求也不高时,可以采用像土钉墙等的柔性支护;如果周边环境要求高,应采用像排桩或地下连续墙这样较刚性的支护型式,以控制水平位移。对于支撑的型式也一样,当周边环境要求较高,地质条件较差时,采用内支撑型式会比较好,因为采用锚杆会影响周边环境的安全且易造成周边土体的扰动;当地质条件特别差,周边环境要求较高,基坑深度较深时,可采用最强的支护型式,即地下连续墙加逆作法,保证周边环境的安全在基坑支护中是最重要的。
1. 项目概述
该工程施工场地非常狭小,且紧邻主要马路。该综合楼的结构为 框架剪力墙。地下一层,地下室层高 4.5m,地上 21 层,桩基承台式基础,抗震设防烈度为七度,建筑物基坑深度为 5m,是自然地面到地下室底板素的混凝土垫层。在勘探深度范围内拟建场地,地层由十三个亚层和砾砂混卵石、淤泥、粘土、淤泥质粘土、粉质粘土、硬壳层粘土、杂填土等九个工程地质层组成,关系到本工程开挖和基坑支护的土层为:①杂填土。由粘性土、砖瓦砾混砂土、碎块石等组成,杂色,局部分布有生活垃圾,成分复杂,土性呈湿、稍密,全场分布,0.29~5.30m为其层顶高程,0.4~4.1m 为层厚。②粘土。可 ~ 软塑,含少量腐植物和铁锰质斑点,为灰黄、灰色,底部向淤泥过渡,局部分布,层顶高程 1.90~4.20m,层厚 0.30~2.10m。③淤泥。流塑,含零星腐植物、贝壳碎片,呈青灰色,有不均匀粉细砂薄层夹杂,全场分布,局部含量较高。 层顶高程 -0.46~3.07m,层厚 11.60~15.10m。
2. 基坑支护工程施工技术
2.1 土钉墙施工技术
2.1.1 土钉成孔
①分层分段开挖,每层开挖深度为2m,对开挖出的边坡进行人工修整,确保边坡的平整度及坡率,在土钉位置作出标记,孔位的允许偏差不大于±100mm;②依据本工程土层条件,土钉成孔采用机械成孔,直径 110mm,成孔倾角15°,长度为6m、9m、12m,钻孔的倾角误差不大于3°,孔径允许误差为±5mm,孔深允许偏差为±50mm。成孔过程中遇有障碍物需调整孔位时,不得影响支护安全;成孔过程中应做好成孔记录。
2.1.2 土钉制作安装
①土钉采用 HRB400Ф20 钢筋;②土钉杆接头采用单面帮条焊; ③土钉杆体应沿土钉轴线方向每隔 2.0m 左右设置一个居中支架,居 中支架采用 3 根长 30cmφ6.5 HPB300 钢筋制作,并将用作居中支架的钢筋弯成弧形与土钉杆焊接;④土钉孔造好后尽快放置土钉,土钉放入前认真检查杆体质量。
2.1.3 注浆
①注浆采用水泥净浆,水泥采用 P.C32.5R 水泥;②注浆液水灰 比为 0.5,注浆压力不小于 0.5Mpa;③注浆应从距孔底 0.5m 处开始灌填,当孔口有浆液流出时,用废旧编织袋封堵孔口,防止浆液外流并加压稳定后 2-3 分钟,方可停止注浆。在水泥浆初凝前需补浆 1 ~ 2 次,以保证土钉浆体的总注浆量符合要求,与土体结合紧密。
2.1.4 铺设钢筋网及焊加强筋
①本工程钢筋网采用采用 φ6.5HPB300调直钢筋,桩顶以上面 层双向间距为 300*300mm,桩顶以下及复合土钉墙面层双向间距为 250*250mm;②根据作业面层分层、分段铺设钢筋网,用扎丝间隔绑 扎,钢筋网之间的连接采用搭接,搭接长度不宜小于300mm。网格允 许偏差为±10mm。并随壁面随坡就势铺设,网片与坡面间采用垫块 垫衬,确保钢筋网的保护层不小于 20mm;③钢筋网铺设好后,应在其上面焊接加强筋,使土钉、钢筋网、加强筋连成一体;④加强筋以土钉为连接点,土钉与面层钢筋网的连接可通过在土钉钉体端部焊接 短钢筋后与加强筋焊接来实现。短钢筋长度应在 10cm 左右,短钢筋 采用的材料同土钉体钢筋;⑤坡顶翻边处同土钉间距设置1m 长 Ф14 地锚,间距 1.5 米,并沿基坑四周设置一圈 Ф14 加强筋用于挂土钉墙钢筋网;⑥钢筋网安装完毕,自检查合格后及时进行隐蔽验收。
2.1.5 喷射混凝土
喷射混凝土采用 P.C32.5R 水泥,砂子采用中砂,且砂的含水率 宜控制在 5-7%,石子最大粒径不大于 12mm;喷射混凝土的面层强 度 C20,配合比通过现场取样试验确定,一般采用水泥:砂:碎石重 量比为 1:2:2,水灰比为 0.40 ~ 0.50,面层厚度不小于 80-100mm。喷射混凝土时应自下而上喷射,喷头与受喷面距离宜控制在 0.8 ~ 1.5 m 范围内,射流方向垂直指向喷射面,但在钢筋部位,应先喷填钢筋后方,然后再喷填钢筋前方,防止在钢筋背面出现空隙,喷射混凝土前应确保钢筋的保护层。当连续 5 天以上日平均气温低于 5℃以下,且最低气温低于- 5℃以下时应考虑在混凝土中掺加防冻剂,面层喷射完成后挂草袋进行养护。喷射混凝土面层强度可用边长 100mm 立方试块块进行测定,每批至少留取 3 组试件。
2.2 型钢微型护坡桩施工方案
2.2.1 施工工艺流程
平整场地→型钢制作焊接→测量放线→孔距定位→钻孔机就位→ 钻孔(每2m 接钻杆一次)→清孔→注浆机安装→安装下放型钢→拌 制水泥浆→注水泥浆→多次加压注浆。
2.2.2 注浆钢管制作
微型桩桩长为 12-13.5m,孔径 200mm,桩体采用 M16a 槽钢,根据设计图纸要求的深度进行下料,槽钢连接处进行加强焊接,搭接部位要用 Φ14 钢筋加固帮接焊,帮接长度不小于钢管直径的两倍,焊缝应饱满,并应检查型钢的垂直度,施焊前应试焊。
2.2.3 定位
钢板微型护坡桩的定位采用全站仪,由有上岗证的专职测量员 测量,用绑有筷子的红绳定出桩位。施工前,复核桩位,桩位偏差小 于 20mm,后方可施工。钻机安装后移机就位,安放水平,对中桩位, 调整钻杆的垂直度,用直尺检测对中,用靠尺测量垂直度,对中偏差 10mm 以内,垂直度偏差小于 0.5%,方可开钻。启动钻机后,慢慢钻 进,每进深 2 米,需要接杆一次,直至达到设计深度。
2.2.4 泥浆坑
本施工工艺为湿作业成孔,水循环清渣。开挖 2m×1m×1m 泥浆坑,0.3m×0.3m 泥浆沟,在钻机钻进过程中,用泥浆泵抽水正循环钻进,渣土随水上翻清除孔外。
2.2.5 成孔
本工艺采用小型正循环钻机钻孔。玄机安放水平,防止倾斜;将 钻杆抬至钻机旁,启动钻机,慢慢钻进;每进深 2m,需要接一次钻杆,直至得到设计有效深度。
2.3 预应力锚杆施工方案
2.3.1 成孔
杆位置作出标记,孔位的允许偏差不大于 ±100mm;锚杆成孔采用机械成孔,直径150mm,成孔倾角 15°,锚杆长度 15m。钻孔的倾角误差不大于 3°,孔径允许误差为 ±5mm,孔深允许偏差为±50mm。成孔过程中遇有障碍物需调整孔位时,不得影响支护安全;成孔过程中应做好成孔记录。
2.3.2 注浆
初次注浆:锚杆体安放后进行注浆,注浆应连续一次注满,若中 途停止时间超过 30 分钟时,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,水泥采用 P.O42.5 级复合硅酸盐水泥。注浆液水灰比为 0.40 ~ 0.55,压力不小于 0.5MPa。注浆应从孔底开始灌填,当孔口有浆液流出并加压稳定后,方可停止注浆。二次注浆:一次注浆达到初凝后进行二次劈注浆。注浆压力不小于 2.5MPa。
2.2.3 锚杆制作与安装
钢筋严格按设计尺寸下料,长度误差不大于 100mm。钢筋按一定规律平直排列,沿杆体轴线方向每隔 2m 设置一个对中支架。制作好的锚杆在钻孔结束后立即放入孔内,安放时,防止杆体对中支架脱落,并确保拉杆处于钻孔中心位置,杆体插入孔内深度不小于锚杆长度的 95%。
3. 结语
综上,该工程基坑施工场地非常狭小,紧邻主要马路给护壁成孔 及桩基施工开孔造成一定难度,但是本工程采取了完善的技术、性能 良好的专用大型设备和先进的施工工艺保证措施,边坡支护与土方开 挖同步进行,无需占用关键工序,基坑边壁稳定为结构施工的提前插 入创造了条件,使工程竣工与工期的要求得到保证。
参考文献
[1]汤凤林,林希强.复合土钉支护技术在基坑支护工程中的应用——以广州地区为例[J].现代地质,2018(1):104-108.
[2]熊信福,聂吉利,刘献刚.柱锤强夯置换基坑支护技术在软土基坑施工中的应用[J].施工技术,2016,45(16):115-117.