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        鋼花管支護(hù)在中細(xì)砂層中的應(yīng)用

        2017-11-21 08:05:15黃曉杰
        綠色環(huán)保建材 2017年5期
        關(guān)鍵詞:鋼花細(xì)砂壓漿

        黃曉杰

        中鐵十四局集團(tuán)建筑工程有限公司

        鋼花管支護(hù)在中細(xì)砂層中的應(yīng)用

        黃曉杰

        中鐵十四局集團(tuán)建筑工程有限公司

        在中細(xì)砂層中采用鋼花管支護(hù),通過不良地質(zhì)的改良加強(qiáng)了深基坑支護(hù)的安全性。

        邊坡支護(hù);中細(xì)砂層;不易成孔;鋼花管

        1 工程概況

        灃鎬七里鎮(zhèn)安置項(xiàng)目DK1位于陜西省西咸新區(qū)灃東新城,南起昆明二路,北至昆明一路,東至復(fù)興大道,西至灃東四路。

        地貌單元屬灃河右岸I級(jí)階地?;硬捎梅牌麻_挖,坡度為1:0.5,開挖深度分別為5.4m、5.7m、6.3m、7.0m(由自然地坪至開挖底標(biāo)高),屬深基坑范疇,本基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二級(jí),結(jié)構(gòu)使用期限為12個(gè)月。

        本項(xiàng)目土方開挖到23-34/BL段時(shí),地質(zhì)情況較差,砂層厚(相對(duì)標(biāo)高-4.4米至-6.5米處),厚度為2.1米。邊坡不易成型,(詳見右圖)。根據(jù)《灃鎬七里鎮(zhèn)安置項(xiàng)目DK1巖土工程勘察報(bào)告》顯示此層為中細(xì)砂層,天然重度γ=20.0KN/m3,粘聚力C=0KPa,內(nèi)摩擦角φ=26°。

        采用普通土釘支護(hù)已不能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。為保證基坑邊坡的穩(wěn)定、安全選用了鋼花管錨固支護(hù)。

        2 鋼花管錨固支護(hù)的特點(diǎn)和組成

        2.1 鋼花管錨固支護(hù)的特點(diǎn)

        鋼花管錨固支護(hù)的主要特點(diǎn)就是能夠?qū)ψo(hù)坡的不穩(wěn)定層(中細(xì)砂層)起到對(duì)土質(zhì)的改良與對(duì)邊坡的加固作用。它是通過高壓注漿將水泥泥漿滲透到邊坡的不穩(wěn)定層里面的,采用這種方法能夠改善土體的物理力學(xué)性能指標(biāo)的,能提高邊坡的自身的抗滑能力的;鋼管與噴射鋼筋混凝土面層連接成整體后,這樣就能跟邊坡提供一定的阻滑和錨固的功效的。這兩種作用結(jié)合起來(lái)能很好的提高了邊坡的安全穩(wěn)定系數(shù)的。

        2.2 鋼花管支護(hù)的組成體系

        鋼花管錨固支護(hù)結(jié)構(gòu)由兩部分組成,即鋼花管錨固和噴射鋼筋混凝土面層。

        鋼花管采用“Φ48×3.25mm鋼花管”,長(zhǎng)度3米,不開孔段長(zhǎng)1米,入土端加工成錐形體長(zhǎng)度10cm,方便打入;開孔段孔眼對(duì)向設(shè)置,孔徑8mm;孔眼豎向間距50cm,共設(shè)置4道,每個(gè)孔眼前端焊接角鋼,構(gòu)成孔前倒刺及保護(hù)塊,起到加強(qiáng)錨固與保護(hù)濾水孔堵塞作用;然后采用打管機(jī)將鋼花管定位鋼筋的位置按照與水平夾角15°擊入土中再進(jìn)行高壓注漿。

        注漿完成后采用掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土,同時(shí)設(shè)置加強(qiáng)筋并與錨頭焊接,然后噴射第二層混凝土。土方開挖過程中,根據(jù)土方開挖進(jìn)度,隨時(shí)插入鋼花管及掛網(wǎng)噴混凝土的施工。鋼花管間距1500mm,梅花形布置;面層掛鋼筋網(wǎng),噴100mm厚C20細(xì)石混凝土。土方開挖配合鋼花管施工時(shí),每步均開挖至相應(yīng)的鋼花管下0.5m位置,打入鋼花管的施工,然后掛鋼筋網(wǎng)噴混凝土面層;下部土方開挖一定要等到上部支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后再進(jìn)行。

        鋼花管大樣如圖所示:

        鋼花管倒刺采用長(zhǎng)40mm,寬25mm,厚3mm的角鋼制成,焊牢在鋼管上。

        掛鋼筋網(wǎng)噴混凝土面層結(jié)構(gòu)如圖所示:

        3 施工工藝

        3.1 施工流程

        開挖――修坡――定孔位――打管機(jī)夯擊鋼花管至設(shè)計(jì)深度――堵孔注漿――補(bǔ)漿――綁扎、固定鋼筋網(wǎng)――壓筋――端頭焊接――噴射混凝土面層――混凝土面層養(yǎng)護(hù)――循環(huán)下一層鋼花管施工

        3.2 成孔及掛網(wǎng)噴錨施工

        1)定位放線

        按設(shè)計(jì)圖紙由測(cè)量人員準(zhǔn)確放出每一根鋼花管的位置,使用Φ6.5長(zhǎng)30cm鋼筋插入孔位定位,并作出標(biāo)記和編號(hào),防止偏位和漏設(shè)。

        2)鋼花管制作及打設(shè)

        鋼花管制作:鋼花管入土端加工成樁尖狀;鋼花管全長(zhǎng)范圍內(nèi)設(shè)注漿孔,孔徑8mm,對(duì)向布置,間距500mm;鋼花管倒刺采用長(zhǎng)40mm,寬25mm,厚3mm的角鋼制成,焊牢在鋼管上。

        鋼花管打設(shè):采用打管機(jī)將鋼花管按設(shè)計(jì)角度(與水平面夾角15°)及位置對(duì)正,將鋼花管擊打入土至設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。

        3)注漿

        注漿材料選用水灰比為0.5~0.6的純水泥漿,采用JW型制漿機(jī)制漿,漿液應(yīng)攪拌均勻,隨攪隨用,要在初凝前用完。

        壓漿采用UB3型壓漿泵進(jìn)行壓漿,壓漿管采用高壓纏絲橡膠壓漿管,壓漿管的抗壓強(qiáng)度不小于3MPa,壓漿接頭應(yīng)保持密閉,不漏漿、泄?jié){,綁設(shè)牢固,不脫落。

        壓漿開始時(shí)用稀漿走孔,注漿壓力為0.4MPa~0.5MPa之間,且每米花管注漿水泥用量不小于8Kg,壓漿終止標(biāo)準(zhǔn)每延米水泥用量達(dá)到設(shè)計(jì)值得1.5倍即12Kg/m,或壓力達(dá)到0.5MPa且持續(xù)增高,走將困難。壓漿結(jié)束時(shí)用濃漿封管。

        4)掛網(wǎng)

        掛設(shè)Φ6@200×200單層鋼筋網(wǎng),在鋼花管外露端部與鋼筋網(wǎng)接觸位置增加2根Φ14通長(zhǎng)加強(qiáng)筋筋與鋼花管焊接連接,鋼花管與通長(zhǎng)加強(qiáng)筋頂部?jī)蓚?cè)沿鋼花管方向另設(shè)兩根鎖定筋,鎖定筋使用2根長(zhǎng)度12cmΦ18鋼筋,雙面滿焊。

        5)噴射混凝土

        噴射混凝土強(qiáng)度為C20,設(shè)計(jì)厚度100mm;要求土方分層分段開挖,噴錨段分層高度不大于1.5m,分段長(zhǎng)度不大于20m;噴錨強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后方可進(jìn)行下一層開挖噴錨作業(yè)。

        4 鋼花管錨固支護(hù)的施工要點(diǎn)

        4.1 鋼花管打入時(shí)要對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)位,將管體調(diào)整好角度順管軸向一次性連續(xù)打入,減少對(duì)中細(xì)砂層的擾動(dòng)和管位偏差。

        4.2 注漿時(shí),壓力不能過低,為了水泥漿能夠充分侵入土體中,根據(jù)圖紙要求可控制在0.4MPa~0.5MPa;注漿的時(shí)間要控制好,每條管注漿時(shí)間為10分鐘左右,不能過快;水泥漿的注入量最小用量不宜少于8Kg水泥/米鋼花管(圖紙要求),注入過程現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員仔細(xì)觀察邊坡土體變化,觀察到土壁產(chǎn)生可見的變形要停止注漿。

        4.3 壓漿時(shí)出現(xiàn)壓力急劇上升或壓漿管劇烈抖動(dòng)應(yīng)立即停止壓漿,并迅速打開回漿閥門,避免漏漿、爆管。

        4.4 停止注漿前要做好封閉管口的準(zhǔn)備工作,壓漿結(jié)束時(shí)用濃漿封管,用以防止水泥漿流出。注漿完成3日內(nèi)要檢查灌注水泥漿的飽滿度,如不飽滿有空隙要進(jìn)行二次注漿。

        5 鋼花管支護(hù)的使用優(yōu)點(diǎn)

        通過現(xiàn)場(chǎng)施工總結(jié)出鋼花管支護(hù)具有以下5個(gè)優(yōu)點(diǎn):

        5.1 基坑安全方面:鋼花管支護(hù)通過壓力灌漿加固,即是在軟弱層部位埋設(shè)高壓灌注水泥漿,對(duì)軟弱層進(jìn)行滲透、擠密和最終的膠結(jié)作用,形成膠狀水泥固結(jié)體,達(dá)到加固的作用,

        5.2 質(zhì)量控制方面:鋼花管支護(hù)要求將水泥漿通過注漿泵高壓注入土體中,水泥漿的注入量越多,對(duì)邊坡的加固越穩(wěn)定,通過嚴(yán)格控制水泥用量即可達(dá)到對(duì)質(zhì)量的控制;

        5.3 文明施工方面:鋼花管支護(hù)使用打管機(jī)打入鋼花管一次完成,不需清孔,產(chǎn)生垃圾少,對(duì)環(huán)境的影響小施工環(huán)境較優(yōu)。不用像土釘施工成孔后要有清孔工序,需使用水輔佐施工,產(chǎn)生大量的泥漿,致使施工環(huán)境泥濘不堪,不易清理;

        5.4 施工速度方面:普通土釘在不良地質(zhì)情況下,鉆孔時(shí)不易成孔,遇到砂層時(shí)還會(huì)有塌孔現(xiàn)象,還需另設(shè)套管才能施工,成孔速度慢,鋼花管支護(hù)只需使用打管機(jī)打入一次完成,施工進(jìn)度快;

        5.5 節(jié)約用地方面:使用鋼花管的基坑邊坡由于土質(zhì)得到改良,基坑開挖放坡可以達(dá)到1:0.5甚至更小,有效的減少了施工占用面積和土方開挖量,并降低了綜合成本。

        6 結(jié)語(yǔ)

        采用此方案施工安全的、有效的、快速的解決了在中細(xì)砂層中的支護(hù)問題(見右圖)。深基坑支護(hù)雖屬臨時(shí)工程,但影響范圍很廣,如不慎重考慮,不僅基坑本身安全得不到保障,而且會(huì)波及到臨近的構(gòu)造物,它涉及到圍護(hù)工程、土方開挖與支撐工程、降水工程、結(jié)構(gòu)工程等。鋼花管錨固支護(hù)施工方法采用了對(duì)土體加壓注漿的辦法,從改良土體性質(zhì)著手,從根本上降低土體主動(dòng)壓力。它的施工工藝、設(shè)備簡(jiǎn)單,施工時(shí)速度快,施工場(chǎng)地影響范圍小,特別是適用不易成孔地質(zhì)的施工的場(chǎng)地,造價(jià)低,對(duì)軟弱土層有較好的加固效果,是一種值得廣泛推廣的基坑支護(hù)施工方法。

        [1] CECS 96:97.基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

        [2] JGJ 120—2012.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

        [3] JGJ 167—2009.濕陷性黃土地區(qū)建筑基坑工程安全技術(shù)規(guī)程[S].

        [4] 《灃鎬七里鎮(zhèn)安置項(xiàng)目DK1基坑支護(hù)圖紙》

        [5] 《灃鎬七里鎮(zhèn)安置項(xiàng)目DK1巖土工程勘察報(bào)告》

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