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        土釘墻在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用
        ——以淮北礦業(yè)(集團(tuán))礦工醫(yī)院內(nèi)科病房樓為例

        2012-10-26 07:43:12淮北礦業(yè)集團(tuán)礦工醫(yī)院基建科丁勁松
        河南科技 2012年3期
        關(guān)鍵詞:坡頂淮北土釘

        淮北礦業(yè)(集團(tuán))礦工醫(yī)院 基建科 丁勁松

        土釘墻在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用
        ——以淮北礦業(yè)(集團(tuán))礦工醫(yī)院內(nèi)科病房樓為例

        淮北礦業(yè)(集團(tuán))礦工醫(yī)院 基建科 丁勁松

        在土質(zhì)較好地區(qū),土釘墻是深基坑支護(hù)的常用方法之一。本文,筆者以淮北礦工醫(yī)院內(nèi)科病房樓基坑支護(hù)工程為例,介紹了土釘墻支護(hù)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容、適用范圍和施工要點(diǎn)。

        一、工程概況

        淮北礦業(yè)(集團(tuán))礦工醫(yī)院內(nèi)科病房樓工程總建筑面積21 000 m2,地上13層、地下2層,占地面積1 550 m2。基坑?xùn)|西長(zhǎng)73.5 m,南北寬30 m,地下室基坑開(kāi)挖深度8.5 m,邊坡支護(hù)面積3 400 m2?;铀闹苣蟼?cè)距11層原病房樓11.80 m,東側(cè)距配電房?jī)H4.5 m,北側(cè)距建筑物5.5 m,西側(cè)距主干道12.6 m。現(xiàn)場(chǎng)不具備放坡開(kāi)挖條件。

        二、工程地質(zhì)水文條件

        1.地質(zhì)條件。根據(jù)淮北礦業(yè)集團(tuán)勘察工程有限公司提供的《巖土工程勘察報(bào)告(詳細(xì)勘察)》,擬建場(chǎng)地為第四系山前坡積形成,淮北平原地貌,地勢(shì)平坦,土層沉積分布穩(wěn)定均勻。按照土的工程性質(zhì),可將地基土自上而下可分為以下幾層。

        (1)雜填土。以黏性土為主,混含有建筑石塊Φ5~15 cm,層厚0.5~1.5 m。

        (2)粉質(zhì)黏土。棕黃色~棕褐色,濕、可塑,局部遇水易崩解,偶見(jiàn)石灰碎石塊Φ1~5 cm,層厚3.7~6.2 m,N=11~15擊。該層為工程的設(shè)計(jì)持力層。

        (3)粉質(zhì)黏土。棕褐~棕黃色,濕、可塑稍硬,含少量Fe、Mn質(zhì)結(jié)核,局部含石灰?guī)r碎塊Φ1~5 cm,層厚2.7~5.2 m,N=16~20擊。

        (4)粉質(zhì)黏土。棕褐色,濕、可塑-硬塑,含F(xiàn)e、Mn質(zhì)結(jié)核,切面稍光滑,偶見(jiàn)石灰?guī)r碎塊,局部成泥質(zhì)膠結(jié)巖狀。層厚3.70~6.50 m,N=21~25擊。

        (5)粉質(zhì)黏土。棕黃~棕褐色,濕、可塑,遇水易崩解,偶見(jiàn)石灰?guī)r碎塊Φ3~7 cm,N=12~15擊。

        各土層承載力特征值及力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1。

        2.場(chǎng)地地下水概況。場(chǎng)地?zé)o穩(wěn)定地下水位,地下水屬于上層滯水類(lèi)型,主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水、地表水及地下生活用水管網(wǎng)滲漏,水位易受季節(jié)影響。場(chǎng)區(qū)地下水對(duì)鋼筋混凝土有微腐蝕性。

        三、基坑支護(hù)方案

        根據(jù)場(chǎng)地地理位置,基坑開(kāi)挖深度、周?chē)h(huán)境條件、土層力學(xué)性質(zhì)及地下水位情況,決定采用土釘墻作為基坑開(kāi)挖的臨時(shí)支護(hù)。

        1.基坑支護(hù)方案的總體設(shè)計(jì)。總承包單位委托濉溪縣建筑勘察設(shè)計(jì)院進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)。該基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:確定土釘墻的平面、剖面尺寸及分層施工高度;確定土釘?shù)念?lèi)型、布置方式和間距;確定土釘鋼筋的類(lèi)型、直徑和構(gòu)造;確定注漿參數(shù)和注漿方式;確定土釘與面層的連接構(gòu)造,混凝土面層與坡頂?shù)姆雷o(hù)設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制及施工監(jiān)測(cè)要求等。

        2.基坑支護(hù)方案的具體設(shè)計(jì)。

        (1)基坑?xùn)|側(cè)和北側(cè)距已有建筑只有5 m左右,原地面較高,開(kāi)挖深度較大,設(shè)計(jì)5排土釘。土釘孔徑120 mm,1Φ25鋼筋,長(zhǎng)度12 m,最下排9 m,傾角15°。水平間距1.5 m;豎向間距:第一排土釘距坡頂0.5 m,2~5排間距1.7 m。坡面掛Φ6.5@ 200雙向鋼筋網(wǎng)。

        (2)南側(cè)和西側(cè)開(kāi)挖深度平均7.6 m,設(shè)計(jì)3排土釘。土釘孔徑120 mm,1Φ25鋼筋,長(zhǎng)度9 m,最下排7.5 m,傾角15°。水平間距1.5m;豎向間距:第一排土釘距坡頂3.0 m,2~3排間距2.5 m。坡面掛Φ6.5@200雙向鋼筋網(wǎng)。

        (3)基坑四周坡頂設(shè)置截水溝,坑內(nèi)坡腳設(shè)置排水溝和集水井。

        (4)土釘注漿采用P.O.42.5水泥拌制的水泥漿,水灰比為0.5。土釘墻及放坡段噴射C20混凝土面層,厚80 mm。

        四、土釘墻的施工

        1.土釘墻施工流程。

        (1)按設(shè)計(jì)要求開(kāi)挖工作面,修整邊坡并埋設(shè)噴射混凝土厚度控制標(biāo)志,噴射第一層混凝土。

        (2)安設(shè)土釘(包括成孔、插鋼筋、注漿、安設(shè)連接件等)。

        (3)綁扎鋼筋網(wǎng),噴射第二層混凝土。

        (4)設(shè)置坡頂、坡面和坡腳的排水系統(tǒng)。

        2.土釘施工。

        (1)土釘原材料應(yīng)符合下列規(guī)定。土釘鋼筋使用前應(yīng)調(diào)直、除銹、除油;土釘鋼筋焊接定位支架,支架間距小于2 m;注漿用水泥漿應(yīng)拌和均勻,隨拌隨用,一次拌和的漿料應(yīng)在初凝前用完。

        (2)土釘成孔的技術(shù)要求。孔深允許偏差±50 mm;孔徑允許偏差±5 mm;土釘孔位允許偏差±100 mm;成孔傾角允許偏差±5%。

        3.注漿作業(yè)應(yīng)遵守下列規(guī)定。

        (1)注漿前,應(yīng)將孔內(nèi)殘留及松動(dòng)的廢土清除干凈;注漿開(kāi)始或中途停止超過(guò)30 min時(shí),應(yīng)用水或稀水泥漿潤(rùn)滑注漿泵及其管路。

        (2)注漿時(shí),注漿管應(yīng)插至距孔底250~500 mm處;在孔口部位設(shè)置止?jié){塞及排氣管,并及時(shí)補(bǔ)漿。

        (3)第一次注漿壓力為0.3~0.5 MPa;待初凝后進(jìn)行第二次注漿,注漿壓力為0.7~1.0 MPa。

        4.土釘墻及掛網(wǎng)噴漿。

        (1)基坑開(kāi)挖和土釘墻施工。

        ①設(shè)計(jì)要求。基坑開(kāi)挖和土釘墻施工應(yīng)按設(shè)計(jì)要求自上而下、分段分層進(jìn)行。在上層土釘注漿體及噴射混凝土面層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后,方可開(kāi)挖下層土方及下層土釘施工。

        ②土方作業(yè)。在機(jī)械進(jìn)行土方作業(yè)時(shí),嚴(yán)禁坡壁出現(xiàn)超挖或松動(dòng)坡壁土體;機(jī)械開(kāi)挖后,應(yīng)輔以人工修整坡面,坡面平整度允許偏差±20 mm;在坡面噴射混凝土支護(hù)前,應(yīng)清除坡面虛土;豎向開(kāi)挖深度應(yīng)與土釘豎向設(shè)計(jì)間距相對(duì)應(yīng)。

        (2)噴射混凝土施工。

        ①?lài)娚浠炷猎牧弦蟆Dz凝材料應(yīng)優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥,水泥強(qiáng)度等級(jí)不低于P.O.32.5;采用含水量5%~7%的干凈中、粗砂作為細(xì)骨料,粒徑小于15 mm的干凈礫石作為粗骨料;為加快施工進(jìn)度,混凝土中使用速凝劑前,應(yīng)先做與水泥的相容性試驗(yàn)及水泥凈漿凝結(jié)效果試驗(yàn)。

        ②噴射混凝土施工機(jī)具的選用?;炷羾娚錂C(jī)應(yīng)密封良好,輸料連續(xù)均勻,允許輸送骨料最大粒徑為25 mm,輸送水平距離不宜小于100 m,垂直距離不宜小于30 m;空壓機(jī)應(yīng)滿(mǎn)足噴射機(jī)工作風(fēng)壓和耗風(fēng)量的要求;混合料的攪拌宜采用強(qiáng)制式攪拌機(jī);輸料管應(yīng)能承受0.8 MPa以上的壓力,并且具有良好的耐磨性;供水設(shè)施應(yīng)保證噴頭處水壓大于0.2 MPa。

        ③混合料的配比與拌制。水泥與砂石的質(zhì)量比宜為1∶4~1∶4.5,砂率宜為45%~55%,水灰比宜為0.4~0.45;混合料應(yīng)拌制均勻,拌和時(shí)間不少于2 min,隨拌隨用;不摻速凝劑存放時(shí)間不超過(guò)2 h;摻速凝劑存放時(shí)間不超過(guò)20 min。

        ④?chē)娚浠炷潦┕?。混凝土噴射作業(yè)應(yīng)分段分片依次進(jìn)行,同一分段內(nèi)噴射順序宜自下而上,一次噴射厚度不宜小于40 mm;噴射混凝土?xí)r,噴頭與受?chē)娒鎽?yīng)垂直,距離宜為0.6~1.0 m;噴射混凝土終凝2 h后,應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)氣溫環(huán)境等條件確定,一般為3~7 d。

        ⑤噴射混凝土中鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)。鋼筋網(wǎng)應(yīng)在噴射一層混凝土后鋪設(shè),鋼筋保護(hù)層不宜小于20 mm;鋼筋網(wǎng)與土釘連接應(yīng)牢固,噴射混凝土?xí)r鋼筋不得晃動(dòng)。

        5.土方開(kāi)挖?;娱_(kāi)挖應(yīng)分層、分區(qū)進(jìn)行,嚴(yán)禁超挖;放坡土釘墻每區(qū)段開(kāi)挖面長(zhǎng)20 m,每一層開(kāi)挖深度為土釘設(shè)計(jì)標(biāo)高下30~50 cm,隨挖隨護(hù),上下段鋼筋網(wǎng)片搭接長(zhǎng)度不小于30 cm;基坑底30 cm土方由人工清除,不得超挖;開(kāi)挖到位后及時(shí)施工混凝土墊層,隨挖隨澆。

        五、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)

        該基坑按照安全等級(jí)“一級(jí)”進(jìn)行監(jiān)測(cè)。為此,根據(jù)設(shè)計(jì)要求沿基坑四周布置了6個(gè)水平位移觀測(cè)點(diǎn)和6個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn),監(jiān)測(cè)周期自基坑開(kāi)挖開(kāi)始到地下室側(cè)壁回填完畢。土釘墻監(jiān)測(cè)控制允許值,坡頂最大水平位移50 mm,水平位移速度連續(xù)3 d3.0 mm/d,坑外地面沉降連續(xù)3 d 3 mm/d。并且,設(shè)置了報(bào)警值,監(jiān)測(cè)時(shí)一旦達(dá)到預(yù)警值立即按應(yīng)急方案處理。目前,該基坑監(jiān)測(cè)周期已結(jié)束,沒(méi)有出現(xiàn)超過(guò)監(jiān)測(cè)值的現(xiàn)象。

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