巫朝欽
(廣東省地質物探工程勘察院廣東廣州510800)
簡述某深基坑工程施工項目的重點、難點分析和解決方案
巫朝欽
(廣東省地質物探工程勘察院廣東廣州510800)
本文闡述了某深基坑工程施工及支護工程的重點、難點及有并的解決方案。隨著建筑業(yè)蓬勃發(fā)展,高層及多層建筑的地下室、地下商場、地下車庫、地鐵車站等工程施工都會面臨深基坑工程。工程技術人員應在工程中不斷的實踐,總結經(jīng)驗,保證基坑支護結構在施工過程中的安全,控制結構和周圍土體的變形,確保周圍環(huán)境的安全。
深基坑支護施工技術解決方案
基坑工程是指在地表以下開挖的一個地下空間及其配套的支護體系,而基坑支護就是為保證基坑開挖、基礎施工的順利進行及基坑周邊環(huán)境的安全,對基坑側壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護措施?;又ёo工程的內(nèi)容主要包括支護結構設計、施工、監(jiān)測和周圍環(huán)境的保護等三個方面.這三個方面是相互聯(lián)系、密不可分的。
擬建深基坑工程總用地面積15109 m2。根據(jù)該地區(qū)的城市設計要求,建設一幢250米超高層商務樓,地上總建筑面積97240平方米?;悠矫嫔铣室?guī)則形狀,基坑尺寸約(南北)136*(東西)95m,基坑面積約1萬平方,基坑外周邊總長度約418m。側壁安全重要性等級為一級。
擬建建筑±0.000相當于絕對標高+8.000,周邊自然地面相對標高為-0.300m,基坑土方開挖深度18.8m。土方開挖約18萬立方。
基坑支護采用Ф800@500深層水泥攪拌樁、Ф1000@1200鉆孔灌注樁、Ф600@1200旋噴樁、1~5道錨索和二道鋼筋混凝土水平支撐的聯(lián)合支護形式。
3.1止水支護體系
基坑止水:a、砂層底整合全風化巖,采用具備較強穿透能力的大直徑攪拌樁止水;b支護樁間均采用雙管旋噴樁止水擋土;
支護:a、樁撐:方便布置支撐的部位采用樁撐支護,樁用1000直徑鉆孔樁,上部2層鋼筋混凝土支撐(-2.0m、-8.3m),下部1~3排預應力錨索;b、不便布置支撐的部位采用樁錨支護,樁用1000直徑鉆孔樁,用5排預應力錨索。
3.2支撐體系
圍護結構采用二道鋼筋混凝土支撐。支撐標高為-2.000、-8.300,砼冠梁截面為1000×1000、支撐截面為1000×800和800× 600。
立柱采用鉆孔灌注樁內(nèi)插鋼格構柱形式,樁徑為1200㎜,樁端進入全風化8m,鋼構柱為700×700㎜,角鋼為4L160×14,插入灌注樁不小于3.0m。
基坑場地在珠江三角洲沖積平原區(qū),根據(jù)鉆探揭露,場地上部第四系覆蓋土層主要有人工堆積成因的素填土,沖積成因的淤泥、粉細砂、中粗砂層等;下伏基巖為白堊系下統(tǒng)基巖,巖性以泥質粉砂巖、粗砂巖、砂礫巖為主。地下水位埋深為0.90~1.50m。
揭露場地內(nèi)各土巖層按其成因自上而下分為:
(1)第四系人工填土層,層厚1.10~2.80m,平均2.16m;
(2)第四系沖積層,層厚0.70~5.30m,平均3.57m;
(3)白堊系下統(tǒng)基巖,層厚0.40~27.7m,平均6.78m。
場地地下含水層及地下水位深度:場地內(nèi)地下水主要是賦存于第<1>層人工填土層中的上層滯水和第<2-2>層、第<2-3>層、第<2-4>層沖積砂層中的孔隙水,主要通過大氣降水滲透補給,上層滯水透水性較好但富水性較差,孔隙水透水性和富水性較好。另強風化~中風化基巖裂隙中埋藏的屬裂隙水,主要由上覆地層補給,富含一定的地下水,透水性弱~中等。本次鉆探測得鉆孔靜止水位深度為0.60~1.50m,平均1.06m,場地地下水動態(tài)較穩(wěn)定,本次勘察期為4~5月份多雨期,所測水位為豐水期水位,旱季時地下水位會有所上下降。因本次野外鉆探時間較短,所測得的地下水穩(wěn)定水位與長期地下水位有可能存在一定的差別。
6.1工程量大,基坑支護方式多樣、復雜,施工工期緊是工程的重點及難點:
本工程基坑面積達1萬平方米,基坑土方開挖量達約18萬立方米?;又ёo方式采用了錨索、水泥攪拌樁、旋噴樁、混凝土水平支撐及旋挖鉆孔灌注樁等。而要求在240日歷天內(nèi)完成止水樁、支護樁及土方挖運等工序,施工工期十分緊。
其主要解決方法如下:
(1)工程需提前準備好大量的施工機械,確保在施工中有足夠的施工機械。本工程主要的施工機械有:鉆孔樁機、攪拌樁機、挖掘機、土方運輸汽車、錨桿機等。
(2)由于本工程投入的施工機械眾多,施工時為了減少施工混亂,攪拌樁、旋噴樁及鉆孔樁采用分區(qū)分段流水施工進行,并嚴格安排好各施工工序,安排好機械數(shù)量及施工進度、路線,確保按序施工。
(3)由于基坑較大,土方量多,施工時必須設置好出土路線,確保運輸車輛的交通。
(4)處理好攪拌樁、旋噴樁、鉆孔樁、錨桿、支撐及土方開挖之間的工序搭接,嚴格按施工總體流程施工,土方開挖要待相應支護到達齡期后再開挖。
6.2本工程為深基坑工程,確?;影踩潜竟こ痰闹刂兄亟鉀Q方案及施工措施:
(1)采用信息化施工,加強加密基坑四周的位移及沉降觀測,如發(fā)現(xiàn)異常及時研究處理。
(2)基坑四周地表修筑明溝排水,嚴防地表水向下滲流?;舆叡谟型杆畬踊驖B水土層時,混凝土面層上要做泄水孔,使土坡中滲出的水從坑底后排走?;觾?nèi)設置排水溝和排水井,及時排除坑內(nèi)積水。
(3)基坑周邊安全范圍內(nèi)不準堆放土方、材料及設置加工場,施工便道距離基坑要有安全距離。
(4)嚴格控制施工質量,及時進行基坑圍護樁的檢測,做好錨索的工程試驗,包括基本試驗、驗收試驗、蠕變試驗等,以確保工程質量。
6.3本工程跨越雨季,確保雨季施工基坑安全是本工程的重點:
(1)根據(jù)工程場地特點,合理進行現(xiàn)場排水設施的布置,排水設施能滿足最大降水時及時排水的需要,確保保證場地內(nèi)不積水;
(2)現(xiàn)場采用有組織排水,排水通道暢通;
(3)密切注意天氣預報和臺風暴雨警告,提前安排車輛;
(4)儲備足夠水泵、棚布、塑料薄膜等防雨用品;
(5)定期檢查各類防雨設施,發(fā)現(xiàn)問題及時解決,并做好記錄。特別是汛前和暴風雨來臨前的檢查工作;
(6)汛期和暴風雨期間組織晝夜值班。
(7)加強期間的監(jiān)測工作。
6.4本工程巖層較淺,擬采用爆破施工,確保安全是本工程的重點:
選用恰當?shù)谋品椒ǎM行爆破時,應嚴格控制爆破震動、爆破飛石及爆破沖擊,確保爆破不對周圍人員、設備、建(構)筑物、支護結構等造成危害。擬采用光面或靜態(tài)爆破法。
本工程基坑面積大,支坑支護形式多樣,主要的支護形式主要有:預應力錨索、支承樁、構架柱、混凝土支撐、旋噴樁、水泥攪拌樁及鉆孔灌注樁等。
7.1攪拌樁、旋噴樁及鉆孔樁施工
本工程的施工關鍵是處理好基坑各施工圍護(主要是鉆孔灌注樁、水泥攪拌樁及旋噴樁)的施工順序及施工流向,確保短時間內(nèi)完成基坑支護樁及止水帷幕等施工并達到設計強度,盡早進行基坑開挖。
鉆孔樁成孔采用隔樁施工的方式,避免土體的過度擠壓至樁體變形。
擬采用鉆孔方式進行施工。鉆孔樁機采用XR-360液壓步履式工程鉆機。
在施工準備及測量放線完成后,擬同時進行鉆孔灌注樁、旋噴樁及水泥攪拌樁的施工(同一位置的攪拌樁先于鉆孔樁施工及完成,且成樁強度滿足灌注樁工藝要求)。攪拌樁采用噴漿工藝,要求二噴四攪;固化劑采用P.C32.5R復合硅酸鹽水泥,水灰比0.50;攪拌樁水泥摻入每米用量不少于180kg。保證樁與樁間的搭接質量,相鄰樁施工的間歇時間不應超過24h。
為加快施工進度,鉆孔樁、旋噴樁及攪拌樁同時搭接由南向北施工.
7.2錨桿、對撐梁及鋼構柱施工
(1)錨桿施工
錨索施工采用XY300多功能全液壓錨桿機成孔、2SNS高壓水泥漿泵注漿,預應力錨索張拉采用液壓千斤頂。擬投入4臺錨桿機,每臺錨桿機的工作量為2.5條/日。
為便于錨索施工,土方開挖面的標高應比該層錨索的標高低0.3m。采用機械開挖時應注意避免超挖,緊靠噴錨施工面0.2m范圍內(nèi),采用人工開挖修坡。
預應力錨索錨固段注漿采用二次注漿法,一次注漿注純水泥漿,注漿壓力宜為0.3~0.6MPa,待一次注漿初凝后再進行二次注漿;二次注漿壓力為1.5~2.5MPa,二次注漿采用純水泥漿,水灰比0.45,漿體強度不低于M20。
錨索灌漿后,在固結體(不少于15MPa)及圍檁梁強度達到設計強度的70%后進行張拉鎖定,
錨頭鎖定荷載應采用應力元件測試。
(2)內(nèi)支撐及支撐樁施工
①內(nèi)支撐
從地面開挖土方至支撐梁底進行支撐結構體系施工。墊層采用100mm厚C15砼作底模。側模采用木模板體系。支頂體系用鋼管結合對拉螺桿固定。砼澆筑采用泵車或地泵。
②支承樁
支承樁于原土面上在施工支護樁時就進行施工。先進行樁位測量放線工作,再組織機械設備進場進行沖孔樁施工。鋼構柱主要采用L160及-650*150*12制作,焊縫為貼角焊縫,滿焊,焊縫厚10mm。
為了使深基坑工程施工更安全、經(jīng)濟、合理,施工方便,應充分分析深基坑項目施工的重點、難點和并提出良好的解決方案。城市建設的快速增長,城市地下空間的開發(fā)和利用也在逐步加強,人防、地下室基坑開挖深度越來越深,開挖環(huán)境也日趨復雜,設計和施工人員隨時都會遇到新的問題。工程技術人員應積極推進深基坑動態(tài)設計和信息化施工技術,加強監(jiān)測力度,完善施工工藝技術,避免基坑施工工程事故,進一步推動深基坑支護施工技術發(fā)展。
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1000-405X(2015)-7-429-2