深基坑桩锚支护体系施工技术应用 秦龙

发表时间:2021/5/7   来源:《建筑模拟》2021年第1期   作者:秦龙 刘国瑞
[导读] 导致原支护桩出现嵌固深度不足的安全隐患,局部甚至出现“吊脚桩”。针对此情况,在施工过程中,通过组织技术攻关、反复改进,最终对该支护体系采取坑内新增一排钻孔灌注桩,对原支护桩进行搭接接长的加固方式。此方案安全度高,各工序质量易于控制,能确保基坑周边道路、建筑物等环境安全,工程造价适中,具有施工便捷,经济性好的优点。通过应用此方案,发现在类似工程具有推广运用价值,因此总结形成本施工技术,供类似工程参考
        中国建筑第二工程局有限公司  北京  100000
        摘要:随着市场竞争日益激烈,深基坑支护工程的设计及施工已成为高层建筑项目施工中质量问题最为集中的施工环节之一,此对后续施工安全及进度将造成重大影响。因此,解决支护体系的安全隐患,是确保工程顺利进行的必要条件。结合某工程实例,其基坑支护工程已按原设计图施工完毕,后由于主楼基础形式调整,开挖深度较之前增加3~4.7m,由此导致原支护桩出现嵌固深度不足的安全隐患,局部甚至出现“吊脚桩”。针对此情况,在施工过程中,通过组织技术攻关、反复改进,最终对该支护体系采取坑内新增一排钻孔灌注桩,对原支护桩进行搭接接长的加固方式。此方案安全度高,各工序质量易于控制,能确保基坑周边道路、建筑物等环境安全,工程造价适中,具有施工便捷,经济性好的优点。通过应用此方案,发现在类似工程具有推广运用价值,因此总结形成本施工技术,供类似工程参考运用。
        关键词:深基坑;锚支护;施工
       
                1 技术特点
        本施工工艺在解决深基坑支护桩嵌固深度不足问题上具有显著的优势及特点。主要如下。
        1)安全及可靠性高。
        通过在原支护桩底增加一排灌注桩,新增灌注桩顶冠梁与原支护桩进行可靠连接,各工序质量易于控制。施工工艺成熟可靠,安全性高。
        2)对基坑外围环境要求低。
        该加固方法均在基坑内进行施工,对基坑周边环境要求较低。在基坑外围场地狭窄的情况下,其相对顶部卸载或基坑外围增加排桩等加固方法具有明显的优势。
        3)成本适中且易控制
        相对其他加固方式成本适中,且工艺成熟,工序及成本易于控制。
        4)节省工期
        基坑加固可与主楼桩基同时施工,可有效的节省施工工期。
        2 技术原理
        由于原支护桩嵌固深度不满足要求,为保证基坑安全,控制基坑变形,应将原支护体系进行整体考虑,将其作为荷载施加在新增的桩锚体系上进行设计。其具体如下。
        1)在基坑内的原支护桩底部增设一排支护桩,新增支护桩桩径及间距均同原支护设计;新增支护桩桩顶设置冠梁,冠梁直接浇筑至原支护桩边,顶住原支护桩脚。
        2)在新增支护桩冠梁下方根据实际情况设置一~两道锚索,形成新的桩锚支护体系;新增的支护桩间通过植筋设置挡土板,防止支护桩间土外流。
        3)对于位于转角处的支护体系,可在上述新增支护桩冠梁处增设混凝土角撑或型钢角撑,以增强支护桩稳定性。
        3 施工工艺流程及施工要点
        3 操作工艺
        3.1 场地布置
        针对桩基施工的场地要求,采用挖掘机进行场地平整。复核场地标高与新增支护桩的冠梁底的标高关系(应确保场地标高不低于冠梁底标高)。同时于平整后的场地上放出结构底板边线以及支护桩的定位边线,保证施工准确性。
        3.2 内排支护桩施工
        在进行新增支护桩施工时,考虑在支护桩底进行钻孔施工,对原支护桩存在较大扰动,因此,必须采取跳桩法进行施工,跳桩间距不小于4倍的桩径。
        3.2. 1 桩位放样
        桩位放样,按“从整体到局部的原则”进行桩基的位置放样,进行钻孔的标高放样时,及时对放样的标高进行复核。采用全站仪准确放样各桩点位置,使其误差在规范允许内。
        新增支护桩之间间隙应与原支护桩间隙相对应,以避免新增的锚索穿过原支护桩身。
        3.2. 2 钻孔施工
        1)根据现场情况选择钻孔工艺,并相应布置好泥浆池、钢筋加工场等场地。
        2)成孔前必须检查钻头保径装置,钻头直径、钻头磨损情况,施工过程对钻头磨损超标的及时更换。
        3)成孔中,按试验施工确定的参数进行施工,安排专职记录员记录成孔过程的各种参数,如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。记录必须认真、及时、准确、清晰。
        3.2. 3 成孔检查
        成孔达到设计标高后,对孔深、垂直度进行检查,不合格时应采取措施处理。成孔检查方法采用测绳对孔深进行检查,如果孔底虚土厚度超过规范要求或者有蹋孔现象,必须用钻机重新进行清孔,直到满足规范要求。经质量检查合格的桩孔,及时灌注混凝土。导管安装完毕,灌注混凝土前,应再一次量测孔的深度,如果有蹋孔现象发生,必须提出钢筋笼重新进行清孔处理。


        3.3 桩顶冠梁施工
        内排灌注桩顶部设置钢筋混凝土冠梁,冠梁宽度方向延伸至原支护桩桩底,顶住原支护桩桩脚。施工过程中必须注意以下几点。
        1)钢筋工程:施工前,应认真检查钢筋、模板、预埋件的位置、几何尺寸以及数量是否符合设计及规范要求,在梁标高变化处,钢筋应按设计要求进行特殊处理。调直支护桩钢筋,确保锚入冠梁长度不小于35d,将桩头混凝土进行凿毛处理,保证同冠梁混凝土的粘结力。
        2)模板工程:在钢筋绑扎前,将梁底(桩间部分)进行平整,且浇筑100mm厚C15混凝土垫层,垫层标高同梁底标高。梁外侧模板采用普通木模板。
        3)混凝土工程:混凝土采用商品混凝土,现场设置1台混凝土汽车输送泵进行混凝土浇筑。
        3.4 钢支撑施工
        1)钢支撑拼装
        钢管进场后,按规格分类堆放,拼装时,将需用的管节按拼装顺序在场地摆放整齐。人工利用扳手分节进行整体拼装,各管节间采用高强法兰螺栓连接。
        2)钢支撑吊放及调整
        钢支撑采用两点吊装,吊点一般距离端部0.2L~0.25L左右,吊装时注意平衡、稳定,不得过快,以免碰撞已加架设的钢支撑。
        钢支撑放落过程中,应使钢支撑稳定在安装位置的中心线上方,然后慢慢放下,将钢支撑放置在正确位置。
        因钢管支撑中心线可能存在轴线偏差,应进行调整,调整时先对一端进行调整,一端调整后再调整另一端,使支撑安装误差在允许范围内,否则不得进行预加轴力施工。
        3)分次施加预应力
        施工中采用千斤顶施加预应力,轴力施加应根据监测进行动态控制调整,不允许一次性施工轴力到设计预加值的100%,要求第一次施加轴力为设计预加值的30%,然后增加支撑轴力到设计预加轴力值70%。千斤顶进场后要进行标定,并根据千斤顶标定公式计算出施加轴力相应的读数。同时要考虑到活动端摩擦力,该力经过试验确定,并在施加轴力时增加该部分力。施加预应力的设备应专人负责,且应定期维护,如有异常应及时校验且施工前应在规定的鉴定中心进行标定。
        4)楔紧锁定
        预加轴力完成后,活动端后部滑移长槽与钢管端面之间的空隙采用钢楔块垫塞紧密,然后拆除千斤顶。
        3.5 锚索加固施工
        3.5. 1 钻孔方法
        锚秆定位孔位的核正:锚杆成孔钻机就位时,应根据设计要求确定孔位并定出标志,孔位垂直方向允许偏差为±50mm,水平方向允许偏差为±50mm,钻孔倾斜度允许偏差为3%。
        根据地质情况选择钻机成孔,成孔时将钻杆逐段接长至设计深度,并用水冲射清出孔内虚土,成孔时应注意控制钻进速度,钻进应平直稳定。成孔深度应超过锚杆杆体长度500mm。
        3.5. 2 洗孔
        钻孔至设计要求的深度后,继续向孔内注水,洗孔时应不停置换孔内泥浆,以充分清除孔内沉碴。直至孔口流出清水为止,方可停止洗孔,洗孔完毕后应立即安装锚杆杆体。
        3.5. 3 安放锚索
        锚索用的拉杆为钢绞线。
        安放拉杆要求顺直,并将其按设计长度截断,在使用前应除锈,并作防腐处理:对自由段的钢绞线,应套以16聚丙烯波纹管或聚氯乙烯防护套等全长防护,波纹管内全长填充“无粘结预应力筋用防腐润滑脂”(JG/T430—2014)。再与锚固段相接的波纹管端头,用塑料胶带密封,防止注浆时浆液向波纹管内渗入。钢绞线如涂有油脂,在固定段要仔细加以清除,以免影响与锚固的粘结,除锈24h后进行组装并尽快放入钻孔和灌浆,以免再次生锈。
        为将锚索安放在钻孔的中心,防止自由段产生过大的挠度和插入钻孔时不搅动土壁,并保证拉杆有足够的水泥浆保护层,在锚索的表面应设置定位器。定位器沿拉杆120°布置,其间距在锚固段为1.5m左右,在自由段为4~5m,外径小于钻孔直径10mm。对中支架和隔离支架的支撑高度均不得小于20mm。
        结语
        运用深基坑桩锚支护体系搭接接长加固施工技术,能够有效解决支护桩嵌固深度不足的问题,该施工工艺成熟可靠,施工效率高,在确保施工质量及安全的前提下,能够有效缩短施工工期,产生良好的经济效益及社会效益,应用效果良好。对以后同类施工方式具有较强的指导、借鉴意义。
        参考文献:
        [1]周勇,郭楠,杨校辉,等.某桩锚支护深基坑超挖变形分析与加固处理[J].地下空间与工程学报,2015(S1):211-216.
        [2]林枫.复杂环境条件下深基坑设计方案的优化[J].岩土工程学报,2014(S1):39-45.
        [3]中国建筑科学研究院.建筑基坑支护技术规程:JGJ120—2012[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
        [4]建筑基坑工程监测技术规范:GB50497—2009[S].北京:中国计划出版社,2009.
        [5]北京市勘察设计研究院有限公司。建筑桩基技术规范:JGJ94—2008[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
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