王彩俠 孫巍巖
摘要:介紹了在復(fù)雜環(huán)境某深基坑樁錨與土釘墻、樁聯(lián)合支護(hù)技術(shù)的施工,重點(diǎn)介紹了施工技術(shù)以及在特殊情況下采取的技術(shù)措施。
基坑支護(hù)是一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和巖土工程問題,它技術(shù)復(fù)雜且綜合性很強(qiáng),是提高工程質(zhì)量減少事故的關(guān)鍵。它涉及安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、施工工期等多方面。如果有足夠的場地,采用放坡在開挖的形式最為經(jīng)濟(jì),而且工期短、安全性高。但場地狹小,不能采用大放坡的形式開挖,如何采用安全、合理、可行的基坑支護(hù)方案,和施工方法成了大家關(guān)注的問題。
基坑支護(hù)的方法有很多種方法,本篇文章主要闡述以下幾種:樁錨形式支護(hù)、土釘墻支護(hù)形式、樁支護(hù)形式。樁錨支護(hù)形式又有人工挖孔樁、旋噴樁、鋼管樁等。這種基坑的支護(hù)方法造價(jià)高,在場地狹小的繁華地段的深基坑應(yīng)用較多。
以下是一個(gè)工程實(shí)例
擬建物為1幢31層高層建筑及裙房等,設(shè)計(jì)3層聯(lián)體地下車庫,建筑設(shè)計(jì)室內(nèi)坪±0.000=6.450m。
基坑工程地下室邊界面積約7850m2,周長約396m,主樓基底相對標(biāo)高-18.17m,裙樓基底相對標(biāo)高-17.17m,場區(qū)現(xiàn)狀地面平均相對標(biāo)高約-1.0m,基坑開挖支護(hù)深度約16m?;釉O(shè)計(jì)的安全等級為一級。
基坑支護(hù)共分五個(gè)單元:A單元采用樁錨形式支護(hù),旋噴樁止水;B單元采用復(fù)合土釘墻支護(hù)形式,旋噴樁止水;C單元采用灌注樁支護(hù),旋噴樁止水兼作重力式擋墻;D單元采用樁錨形式支護(hù),旋噴樁止水;E單元采用復(fù)合土釘墻支護(hù)形式,旋噴樁止水。
本基坑工程由于包括鉆本工程包括灌注樁施工、旋噴樁施工、錨桿施工及土釘墻施工等多個(gè)分項(xiàng)工程,施工中工序繁雜。
一、工作原理:
1.樁體和錨力錨桿通過圍梁形成二元擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu),該支護(hù)體系通過整體剛度來控制基坑變形。一方面通過鉆孔灌注樁進(jìn)行擋土,另一方面,通過預(yù)應(yīng)力錨桿將支護(hù)結(jié)構(gòu)承受的力傳遞給穩(wěn)定地層,對錨桿施加張拉應(yīng)力,有利于錨固體與土體之間的摩擦力、拉桿與錨固體的握裹力以及錨桿強(qiáng)度的共同作用,使錨固體系保持穩(wěn)定。旋噴樁的主要作用是止水,同時(shí)旋噴樁也是整體性較好的重力式擋墻。
2.土釘在土體中起加筋作用,通過灌注砂漿和拉桿以約束土體的松弛和位移,鋼筋網(wǎng)片和噴射混凝土面層具有良好的柔韌性和整體性,并與注漿土釘連接成一體,既大大改善了被加固土體的物理力學(xué)性能,形成一種新的地質(zhì)體,又能有效地調(diào)整表土層與土釘內(nèi)固段的應(yīng)力分布,維持和加強(qiáng)了邊坡整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性。
二、支護(hù)方案的特點(diǎn)
①樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)適用于坑深較大的深基坑,嵌固深度、樁徑、配筋率可大大減小,在深基坑中,樁錨支護(hù)成本較高。
②樁頂位移量大大減小,提高了基坑安全性??筛鶕?jù)周邊環(huán)境的要求,增減錨桿的數(shù)量、長度、位置來有效地控制基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形位移量,而且在基坑開挖過程中,根據(jù)變形值的大小和發(fā)展趨勢,可方便地調(diào)節(jié)施加于錨朽的預(yù)應(yīng)力值,因而有利于信息化施工和變形控制。
③土釘支護(hù)目前各種基坑支護(hù)方法中造價(jià)較低,但基坑容易變形,所以支護(hù)邊坡的坡度較樁錨大。因?yàn)橥玲斨ёo(hù)是邊開挖,邊支護(hù),邊進(jìn)行基坑變形觀測。可以根據(jù)己支護(hù)面的變形大小和發(fā)展趨勢,及時(shí)靈活地調(diào)整下層土釘?shù)拈L度、間距等設(shè)計(jì)參數(shù),達(dá)到及時(shí)控制基坑變形的目的,有利于提高基坑的穩(wěn)定性和安全性。
三、各工序的施工方案
1.鉆孔灌注樁施工方法
灌注樁施工采用機(jī)械成孔工藝,設(shè)置單排,樁徑800mm,樁中間距1000mm,樁長16.5m,樁身混凝土強(qiáng)度等級C25;樁頂設(shè)置鋼筋混凝土冠梁,混凝土強(qiáng)度等級C25。
正式施工前選取典型地質(zhì)條件進(jìn)行一支工藝性試成孔。
鉆機(jī)定位后,進(jìn)行復(fù)驗(yàn),鉆頭與樁位點(diǎn)偏差不得大于20mm,開孔時(shí)下鉆速度應(yīng)慢;鉆進(jìn)過程中,不宜反轉(zhuǎn)或提升鉆桿。
鉆進(jìn)過程中,如遇到卡鉆、鉆機(jī)搖晃、偏斜或發(fā)生異常聲響時(shí),應(yīng)立即停鉆,查明原因,采取相應(yīng)措施后方可繼續(xù)作業(yè)。
混凝土灌注前,要檢查好導(dǎo)管是否符合要求,并根據(jù)樁徑及導(dǎo)管規(guī)格確定好初灌量;首批灌注正常后要連續(xù)不斷地進(jìn)行灌注,并控制好灌砼量及導(dǎo)管的提拔高度,確保成樁后的樁身質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。
2.旋噴樁施工方法
采用三重管旋噴工藝,水泥摻入量600kg/m ,有效樁徑不小于1200mm ,樁中間距1000mm,樁端入巖不小于500mm。
單元旋噴樁布置在鉆孔灌注樁之間,且與灌注樁外切,鉆孔灌注樁與旋噴樁組成止水帷幕,C-C單元四排階梯狀旋噴樁形成整體性較好的重力式擋墻。旋噴樁組成止水帷幕在基坑四周形成一道屏障,以隔斷基坑內(nèi)外的水力聯(lián)系,使地下水無法進(jìn)入基坑之內(nèi),以保證坑內(nèi)的安全施工。旋噴樁止水帷幕是本工程成敗的關(guān)鍵,必須引起足夠的重視。
為提供準(zhǔn)確施工技術(shù)參數(shù),正式施工前做試樁一支。
按設(shè)計(jì)要求鉆機(jī)準(zhǔn)確就位,孔位偏差不大于5cm。
鉆機(jī)安裝周正、水平、穩(wěn)固,鉆機(jī)垂直度偏差小于1%。
鉆孔入巖深度大于0.5米,孔徑130-150mm,鉆進(jìn)過程中準(zhǔn)確控制基巖面深度。
采用泥漿循環(huán)鉆進(jìn),保證泥漿正常循環(huán)和足夠的泥漿稠度,保證成孔質(zhì)量,終孔前必須保證孔口正?;貪{。
孔底殘留巖芯及泥渣厚度不得超過0.2米。
高噴灌漿準(zhǔn)備
供水與供氣,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
供漿:根據(jù)具體情況,適時(shí)調(diào)節(jié)好進(jìn)水量、上料速度和回漿量,及時(shí)測量進(jìn)漿比重和回漿比重,進(jìn)漿比重控制在1.60-1.80之間,并作好記錄。
高噴車就位準(zhǔn)確,安裝水平,高噴注漿過程中鉆孔及噴管垂直度偏差小于1%。
下入噴射管必須達(dá)到設(shè)計(jì)深度,下管進(jìn)程中應(yīng)采取措施,防止噴嘴堵塞。
下好噴管,送入合乎要求的水、氣、漿,待注入漿液冒出孔口后,即開始提升、旋轉(zhuǎn),自下而上邊噴射邊提升,直至達(dá)到設(shè)計(jì)高度后,停送水、氣、漿,提出噴射管。
充填回灌:噴射漿液完畢后,應(yīng)立即連續(xù)或間斷地向孔內(nèi)灌注水泥漿液,直至孔內(nèi)混合液面不再下沉為止。
高壓噴射灌漿各系統(tǒng)應(yīng)密切配合,注意各種機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停機(jī)檢修。
各系統(tǒng)應(yīng)認(rèn)真作好記錄,切實(shí)反映各種機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)。
3.6.5錨桿(自進(jìn)式)施工方法
本工程錨桿設(shè)計(jì)較長,上部中細(xì)砂~粗砂層若采用常規(guī)工藝鉆進(jìn)成孔困難,且為了防止涌砂、冒水現(xiàn)象發(fā)生,以免周邊建筑物地基造成不均勻沉降,設(shè)計(jì)選用成品自進(jìn)式錨桿作為備選方案。
自進(jìn)式錨桿即鉆桿直接作為錨桿體,鉆進(jìn)結(jié)束,鉆桿亦作為錨桿體留于孔中,而常規(guī)施工工藝是先鉆機(jī)成孔后放置錨桿體,其他工藝流程相同。
設(shè)備的選用:錨桿較長,鉆進(jìn)時(shí)所需的扭距較大,因此,鉆機(jī)必須保證具有較大扭距,本工程選用專用錨桿鉆機(jī),以保證工程的順利進(jìn)行。
錨桿正式施工前,施工3根進(jìn)行錨桿試驗(yàn)。
自進(jìn)式錨桿桿體的材料:按設(shè)計(jì)抗拉力選用成品螺旋自鉆式桿體及配件,常規(guī)工藝桿體材料采用φs 15.2鋼絞線。長度:3-4米,外接成品箍絲扣連接。鉆頭:螺旋齒0.5-1.0米,直徑Φ130mm。每5米加一組找中器,保證桿體在孔中心。自由端采用抹黃油塑料布包裹處理。水灰比0.5~0.6,水泥為425#普通硅酸鹽水泥,外摻3%早強(qiáng)劑。錨桿的下料長度應(yīng)為自由端、錨固端及外露長度之和,外露長度需滿足腰梁、錨座及張拉作業(yè)要求。
錨桿的張拉應(yīng)該在錨固體強(qiáng)度與腰梁混凝土強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后方可進(jìn)行,并按設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力鎖定值鎖定。
桿體加工前,對材料進(jìn)行抗拉實(shí)驗(yàn)抽檢,保證桿體的抗拉力,自進(jìn)式錨桿桿體的連接采用絲扣連接,保證抗拉力。
嚴(yán)格按照水灰比拌制水泥漿,注漿過程中采用二次高壓注漿,注漿壓力為2—5Mpa。
在腰梁的施工過程中,應(yīng)根據(jù)錨桿的位置,力求腰梁在同一水平面上。
在錨孔的成孔過程中,要根據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范規(guī)定對鉆機(jī)進(jìn)行定位、安裝、調(diào)整角度,并控制好成孔深度,確保其孔位垂直偏差符合設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,接裝鉆桿要迅速,防止噴砂、冒水。
錨桿成孔鉆進(jìn)最后1米即采用水泥漿循環(huán)鉆進(jìn)。
在施工中,每道工序作好工序記錄,嚴(yán)格驗(yàn)收,不經(jīng)驗(yàn)收,不得進(jìn)入下一道工序。
4.鋼筋混凝土面層工程
鋼筋混凝土面層,鋼筋網(wǎng)采用φ6mm鋼筋幫扎,網(wǎng)格間距200×200mm,面層厚度100mm,以土釘為節(jié)點(diǎn)縱橫設(shè)置2Φ14加強(qiáng)筋。
初噴:該項(xiàng)工作在修坡后及時(shí)進(jìn)行,采用PR-5型砼噴射機(jī),砼強(qiáng)度等級C20。
掛網(wǎng):首先將網(wǎng)筋綁扎于坡面上;再將加強(qiáng)筋縱、橫焊于錨頭處,加強(qiáng)筋壓緊鋼筋網(wǎng)片,其與錨焊頭點(diǎn)焊或綁扎連接。
噴砼面層:噴射砼采用PR-5型砼噴射機(jī),砼強(qiáng)度等級C20,終噴厚度80mm~100mm,精度要求:面層噴射混凝土厚度誤差為±10mm。
四、建議
基坑支護(hù)工程是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)高的施工工程,為了確保基坑支護(hù)安全,必須在施工過程中實(shí)施信息化施工,在基坑施工過程中如出現(xiàn)異常情況,應(yīng)立即檢查,如發(fā)現(xiàn)安全隱患,則立即啟動該基坑工程專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案。