浅析旧城改造深基坑复合围护技术的应用

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年11期   作者:吴起帆
[导读] 旧城改造深基坑支护往往伴随着环境复杂、场地狭窄、地下水位高等特点。

        吴起帆
        海南第三建设工程有限公司 海南 海口 570100
        摘  要:旧城改造深基坑支护往往伴随着环境复杂、场地狭窄、地下水位高等特点。本文结合工程实例对农垦医院集资楼改造项目基坑支护工程进行了分析,并根据工作经验摸索出对一些复杂深基坑工程采用复合围护体系的施工方法。
关键词:深基坑;围护体系;支护
前 言:近年来,在城市建设的旧城改造中基坑工程日益增多,由于城中区地理位置特殊,地下障碍物多,周边环境复杂,基坑围护体系的安全性显得格外重要。而城中区中基坑围护体系的要求可以分为三个方面:
        (1)保证基坑四周边坡的稳定性;
        (2)保证基坑工程四周相邻建筑物、构筑物和地下管线在基坑工程施工期间不受损害;
        (3)保证基坑工程施工作业面在地下水位以上0.5米。
因此,城中区基坑工程施工,其围护结构形式的选择尤其为重要。结合个人工程实例,阐述复合围护体系在旧城改造基坑实际施工中的运用。
1.工程概况
1.1基坑基本数据
        工程中基坑基本矩形,宽度约为24米,长度约为73米。场地高程 37.5~38.0m ,基坑开挖深度大部分为6.5~7.0m,基坑支护总长度约194m。西侧有1幢高层建筑,东侧基坑边缘为相邻建筑物地下室基坑围护桩.
1.2基坑围护设计及地质条件
        基坑支护采用混凝土钻孔灌注桩+锚管的支护形式,灌注桩间设高压旋喷桩止水,灌注桩基坑一侧挂网喷射砼面层防护。本基坑支护属于临时性支护,基坑侧壁支护设计和施工安全等级均为二级,支护结构设计使用年限为一年。
        (1)基坑支护桩采用 Ф800 灌注桩,桩中心距 L=1.0m,桩长为16m。支护桩坡面设置3排15°Ф48×3.25长12m间距@1000钢花管,坡面喷射厚80mm强度C20钢筋混凝土面层防护。支护在排桩顶端设置截面1000×600强度C30冠梁。高压旋喷桩采用Ф600,长16m桩间@1000mm桩后@400mm。
(2)工程地质情况
        根据本项目详勘报告,基坑开挖及支护影响范围内地层及岩性特征如下:
①杂填土:杂、灰黄色,湿,松散,堆填时间约 3 年,层厚 1.0~10.2m,Ck=15KPa,Φk=10°,γ=18kN/m3。
②淤泥质砂:黑色,稍湿~饱和,松散状,层厚 0.5~3.0m,平均 1.29m,Ck=15KPa,Φk=9°,γ=20.1kN/m3。
③含黏土砾砂:灰黄、砖红色,饱和,稍密~中密,层厚 0.5~2.8m,Ck=20KPa,Φk=21°,γ=19.7kN/m3。
④中砂:灰黄、黄色,饱和,稍密~中密状,层厚 1.0~11.6m,Ck=5KPa,Φk=30°,γ=19.6kN/m3。
⑤黏土:黄、肉黄色,软塑~可塑状,层厚 1.1~8.4m,平均 2.83m,Ck=21KPa,Φk=6.3°,γ=18.2kN/m3。
⑥砾砂:黄、肉黄色,中密~密实状,层厚 1.2~12.0m,Ck=6KPa,Φk=32°,γ=20kN/m3。

图1:基坑支护剖面图
2.围护体系方案确定
        本工程地质条件复杂,土体的渗透系数较大,地下水位高,基坑平均深度6.5米,最深处达7米。设计要求止水桩的深度不小于15米。采用高压旋喷桩止水帷幕施工,止水桩的成桩质量将直接影响到止水效果,关系到后序工程的施工能否顺利展开,对整个工程的进度和质量起着至关重要的作用。因此本工程各个参建单位对止水桩的形式和成桩方式的选择十分重视。
2.1方案确定
        为了配合项目交付,建设单位希望尽快确定围护方案,随后根据基坑围护专题会议要求,先进行钻孔灌注桩试打,通过在场地特殊地层与周边环境下的试打桩工作,为最终的围护方案确定提供数据参考。
        公司进场了钻孔桩机进行试打桩工作, 并及时把掌握的钻进速度、平均提升速度、搅拌速度、下钻和提升的困难程度及每根成桩时间等情况,汇报给设计单位及勘察单位。在紧后召开的止水帷幕设备确定专题会上,各方肯定了围护方案,并根据施工的数据及场地实际情况,达成以下意见:
        (1)对于本工程16米深的桩钻进难度大,同意采用钻孔桩机进行施工。
        (2)同时考虑到施工现场作业面及新老桩交界部位等情况,基坑四周均采用高压旋喷桩进行施工。
        (3)设计单位根据确定的围护方案进行优化设计,最终形成施工版的设计图。
3. 围护体系施工的质量控制
3.1钻孔灌注桩施工质量控制
        (1)钻孔时防塌堵漏措施: 施工区内地层为成孔性差的松散填土,还有易缩径的淤泥质土和易坍塌的砂组成,施工过程中可能出现渗漏并导致坍塌,直接影响成孔后的质量,隔桩跳打并应采取如下措施:
        a.埋设孔口护筒高度为 1.5m,高出地表 200~300mm,周围用粘土分层夯实;
        b.随进测试并保持泥浆黏度,比重大于 1.20;
        c.现场储备掺有锯末的混泥土粉及高粘度泥浆以作堵漏使用。
        (2)钻孔时防斜措施
        a.施工前,施工人员将各机主动钻杆的垂直度,机台水平度要测量准确, 并经监理及现场人员验收;
        b.配备机上钻杆扶正器;
        c.钻头使用双腰带,增加其稳定性和导正作用;
        d.定期检查,各台配备水平尺,每钻进 5~10m 测量一次钻杆垂直度,发现偏斜及时纠正。
        (3)钻孔桩质量检测
        a.钻孔桩施工前应按规范要求进行原材料试验。
        b.钻孔灌注桩、冠梁应按规范要求留置试块,每批次混凝土留置一组 3件试块。冠梁砼终凝 2 小时后,盖草席、洒水进行养护。
        c.钻孔灌注桩采用低应变动测法检测,检测数量一般为总桩数的 20%,且不少于 5 根,如护壁桩桩身存在断桩、缩径等质量问题 ,应对所有护壁桩进行动测,并对检测出的所有存在问题的桩进行抽芯检测,对检测出发生离析或断桩的问题桩应由设计单位会商后采用高压注浆等措施补强处理方可进入下道工序。
        d.严格按照设计图纸进行施工,遇到问题时,应与设计单位、监理单位协商解决。
        e.设计变更内容应由设计单位提出变更通知书方可实施。
        f.做好隐蔽工程的验收及试验记录工作,办好验收手续。
3.2管高压旋喷桩施工质量控制
        由于高压旋喷桩施工难度大,根据本工程实际特制定施工细则,在施工中严格遵守,以保证施工质量。
        ⑴ 水泥应有产品合格证和产品质量证明文件方可使用。
        ⑵ 确保水泥用量和喷浆压力,旋喷桩桩身强度和直径必须达到设计要求。
        ⑶ 测量孔口地面高程和位置允许偏差≤1cm,孔位允许偏差≤50mm。
        ⑷ 钻孔口径应大于喷射管外径20~50mm,以保证喷射时正常返浆、冒浆。钻孔深度大于设计开喷深度0.5~1.0m,以满足各喷嘴前端距离。
        ⑸ 孔斜率不大于0.5%,测量钻杆钻具长度,允许偏差不超过5cm。
        ⑹ 施工时注意确保桩身应进入黏土层中不少于1m,以保证止水效果。
        米石。
4. 复合围护体系施工中产生的问题与解决方法
        4.1东侧老围护桩问题
        东侧为大楼围护桩,设计单位利用原围护体,并对坑外进行深井降水,老围护桩外侧的旋喷桩在开挖时用镐头机进行破除.
        此部的坑外深井由于遇到老地下室换撑结构及围檩,钻机无法成孔,后采用人工挖孔桩的办法进行处理。
        4.2 围护桩调整施工
        基坑西北角的围护钻孔桩与止水桩施工,由于楼的一承台刚好与现围护桩轴线相碰,首先对承台进行了开挖实测,然后根据具体位置进行了调整,钻孔桩2Φ800改为3Φ650,在满足搭接长度的条件下止水桩见缝插针,形成不规则的止水帷幕。
4.3 新旧桩的施工处理
        遇到老方桩时,三轴无法施工,统一改为高压旋喷桩,充分利用旋喷桩的软搭接与绕障能力,确保止水帷幕形成封闭。在基坑东北角施工时,由于售楼部仍在使用,为了不影响这个地下室施工,在边界施工时,先施工一个T形的临时止水帷幕,以确保基坑北半场能开挖至第二道支撑。待售楼处拆除后,再对预留的地下室外墙进行封闭施工。
5. 结束语
        经现场监测、分析和直观的围护效果,本项目的支护结构的位移和变形值在正常范围,且相邻建筑物未出现严重的沉降。特别是基坑开挖后可见围护体系结构牢固,少有渗水现象,基坑干燥,充分显示了复合式基坑围护体系优良的挡土、防渗性能,确保了地下室工程顺利施工和周边建筑物的安全。本基坑工程所采用的复合式围护体系在实践应用中是成功的。
        由于旧城区的地理位置的特殊性,及周围大量居民楼等环境的局限,确保基坑支护安全是首要,因此在深基坑支护施工过程中要根据水文地质情况,正确选择适合的施工方案。同时在实施过程中要因地制宜的,根据地下环境因素,灵活调整施工方案,保证基坑支护安全及工程质量,以实现项目管理的最终目标。
参考文献:
[1] 中国建筑科学研究院. JGJ120—2012 建筑基坑支护技术规程 [S]. 北京: 中国建筑工业出版社,2012.
[2] 中国建筑科学研究院. JGJ79—2002 建筑地基处理技术规范 [S]. 北京: 中国建筑工业出版社,2002.
[3] 建筑施工手册 ( 5 版) [M]. 北京: 中国建筑工业出版 社,2012.
[4] 刘国彬,王卫东. 基坑工程手册( 2 版) [M]. 北京: 中国建筑 工业出版社,2009.
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