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        復(fù)雜條件下多種支護(hù)組合形式的深基坑施工技術(shù)概述

        2021-07-07 16:39:04蘇志華漆昌勇羅佩峰李海生
        北方建筑 2021年3期
        關(guān)鍵詞:混凝土施工

        蘇志華,張 鵬,漆昌勇,羅佩峰,李海生

        (中建科技有限公司華東分公司,上海 201109)

        0 引言

        近年來,隨著城市立體化建設(shè)的不斷發(fā)展,地下空間規(guī)模不斷擴(kuò)大,建筑地下空間的利用也逐漸趨向于復(fù)雜化和多樣化,對(duì)深基坑支護(hù)的要求也越來越高。傳統(tǒng)單一支護(hù)形式因安全性、經(jīng)濟(jì)性和施工進(jìn)度計(jì)劃等問題難以滿足這類建筑的需求,因此,多種支護(hù)組合形式的深基坑施工技術(shù)越來越受到業(yè)界的關(guān)注和青睞。

        多位學(xué)者對(duì)多種支護(hù)組合形式進(jìn)行了大量研究并取得一定成果。蔣洪勝等[1]通過實(shí)際工程,根據(jù)基坑周邊環(huán)境保護(hù)要求的不同探討了多種支護(hù)形式在深基坑工程中綜合應(yīng)用的情況。魏仁杰等[2]介紹和分析了不同開挖深度和復(fù)雜環(huán)境條件下多種基坑支護(hù)形式的組合應(yīng)用和監(jiān)測(cè)結(jié)果。陳新武等[3]研究了選取多種支護(hù)形式的條件和方法。張海等[4]對(duì)比了多種支護(hù)體系形式及其經(jīng)濟(jì)性。黃烏燕等[5]研究了基坑開挖的合理性對(duì)地下工程造價(jià)和精度的影響。徐擁建等[6]總結(jié)了SMW工法與放坡結(jié)合的復(fù)合基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式的施工方法和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

        本文從實(shí)際工程出發(fā),研究了SMW工法樁、混凝土支撐、可回收高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索、土釘墻、拉森鋼板樁和型鋼斜拋撐等多種支護(hù)形式組合應(yīng)用的深基坑施工技術(shù),以求為復(fù)雜條件下深基坑施工多種支護(hù)形式的組合應(yīng)用提供一定的參考。

        1 工程概況

        杭政儲(chǔ)出【2018】31號(hào)商業(yè)商務(wù)項(xiàng)目位于杭州市江干區(qū)環(huán)站東路與天成路交叉口西側(cè),是集辦公、商業(yè)、餐飲等功能于一體的鋼框架-核心筒結(jié)構(gòu)特色商業(yè)商務(wù)用房項(xiàng)目,由2棟地上11層、地下2層的建筑組成,地上建筑高度49.750 m,底板墊層底標(biāo)高為-10.700 m(相對(duì)標(biāo)高)?;幽蟼?cè)為天城路,圍護(hù)樁軸線距離人行道路邊線約7 m;基坑?xùn)|側(cè)為環(huán)站東路,圍護(hù)樁軸線距離人行道路邊線約1.6 m~4.3 m;基坑西側(cè)為二號(hào)港河道,汛期水位高程約為4.30 m(相對(duì)標(biāo)高-2.05 m),圍護(hù)樁軸線距離河道邊線約16 m;基坑北側(cè)為在建項(xiàng)目,圍護(hù)樁軸線距離其圍護(hù)樁約10.7 m?;又ёo(hù)形式(見圖1)。

        圖1 基坑支護(hù)形式

        2 工程地質(zhì)及水文條件

        根據(jù)勘察報(bào)告提供的資料,場(chǎng)地勘探深度以淺地下水按埋藏和賦存條件主要分為潛水和承壓水。經(jīng)查閱附近水文地質(zhì)資料,地下水位年變化幅度在1.0 m~2.0 m,承壓含水層隔水頂板層頂埋深約為13.7 m~18.3 m,厚度約為23.3 m~32.7 m,含水層最大揭露層厚9.8 m,水量較豐沛。

        地基土自上而下分為6大層,細(xì)分為10個(gè)亞層,分別為:①0雜填土全場(chǎng)分布,層頂埋深0.00 m~0.00 m,層厚1.00 m~4.50 m;①1粘質(zhì)粉土局部缺失,層頂埋深1.00 m~2.90 m,層厚0.90 m~3.80 m;①2-1粘質(zhì)粉土全場(chǎng)分布,層頂埋深2.90 m~5.50 m,層厚1.50 m~5.00 m;①2-2砂質(zhì)粉土全場(chǎng)分布,層頂埋深5.50 m~8.10 m,層厚1.10 m~3.70 m;②2砂質(zhì)粉土全場(chǎng)分布,層頂埋深8.20 m~11.60 m,層厚4.40 m~9.60 m;③2淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土全場(chǎng)分布,層頂埋深13.70 m~18.30 m,層厚21.50 m~27.70 m;④2粉質(zhì)粘土局部缺失,層頂埋深39.50 m~42.00 m,層厚1.10 m~7.00 m;⑤2粉質(zhì)粘土局部缺失,層頂埋深39.80 m~46.50 m,層厚0.70 m~2.40 m;⑤3夾細(xì)砂局部分布,層頂埋深41.60 m~44.90 m,層厚0.60 m~3.10 m;⑥3圓礫膠結(jié)性較好,局部粘性土含量較高,全場(chǎng)分布,層頂埋深43.90 m~47.20 m,最大揭露層厚9.8 m。深基坑坑底在②2砂質(zhì)粉土層,土方開挖范圍內(nèi)地基土物理力學(xué)指標(biāo)見表1。

        表1 開挖范圍內(nèi)土層物理力學(xué)性質(zhì)

        3 基坑支護(hù)概況

        基坑四周均采用Φ850@600三軸水泥攪拌樁內(nèi)插H型鋼的圍護(hù)形式,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)及周圍環(huán)境條件采取不同的基坑支護(hù)形式(見圖1)。

        3.1 基坑?xùn)|側(cè)

        基坑?xùn)|側(cè),H型鋼頂部壓頂梁部位(-4.55 m)加1道鋼筋混凝土水平支撐,支撐標(biāo)高以上部位采用土釘墻的支護(hù)形式。

        3.2 基坑西側(cè)

        1)基坑西北角、西南角。H型鋼頂部壓頂梁部位(-4.55 m)加1道鋼筋混凝土水平支撐,支撐標(biāo)高以上部位采用土釘墻的支護(hù)形式。

        在識(shí)字教學(xué)的過程當(dāng)中,一方面要鍛煉學(xué)生獨(dú)立識(shí)字能力,授之以識(shí)字之“漁”,而非漢字之“魚”。教師理性思維的體現(xiàn),在于對(duì)學(xué)生須識(shí)漢字的整體感知與合理歸類,為學(xué)生有效識(shí)記漢字奠基鋪路。另一方面要培養(yǎng)學(xué)生識(shí)字興趣,通過教師對(duì)課堂教學(xué)模式的創(chuàng)新,把相對(duì)枯燥的漢字識(shí)記過程能動(dòng)的轉(zhuǎn)化為具有趣味的認(rèn)識(shí)世界的手段與方法。

        2)基坑西側(cè)中部。H型鋼頂部壓頂梁部位(-4.55 m)及下方各設(shè)1道可回收高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索(-7.55 m),壓頂梁標(biāo)高以上部位采用土釘墻的支護(hù)形式。

        3.3 基坑南側(cè)

        1)基坑?xùn)|南角。H型鋼頂部壓頂梁部位(-4.55 m)加1道鋼筋混凝土水平支撐的支護(hù)形式,其角部距離紅線、地下管線及車行主干道較近,支撐標(biāo)高以上增設(shè)拉森鋼板樁局部支撐。

        2)基坑西南角。H型鋼頂部壓頂梁部位(-4.55 m)加1道鋼筋混凝土水平支撐,支撐標(biāo)高以上部位采用土釘墻的支護(hù)形式。

        3)基坑南側(cè)中部。H型鋼頂部壓頂梁部位(-4.55 m)及下方各設(shè)1道可回收高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索的支護(hù)形式(-7.55 m),該部位存在消防水箱、變壓器等設(shè)施,支撐標(biāo)高以上增設(shè)拉森鋼板樁局部支撐。

        3.4 基坑北側(cè)

        1)基坑?xùn)|北角、西北角。H型鋼頂部設(shè)1道壓頂梁(-1.65 m),壓頂梁下方圍檁部位(-4.55 m)加1道鋼筋混凝土水平支撐,支撐標(biāo)高以上部位采用土釘墻的支護(hù)形式。

        2)基坑北側(cè)中部。該部位距離在建項(xiàng)目深基坑較近,壓頂梁下方采用放坡加型鋼斜拋撐的支護(hù)形式。

        4 深基坑施工關(guān)鍵技術(shù)

        4.1 SMW工法樁施工

        本工程從投資方的角度來看,在經(jīng)過技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)效益性、工程安全性等方面的對(duì)比分析后,SMW工法都有一定優(yōu)勢(shì)。SMW工法特別適合以粘土和粉細(xì)砂為主的松軟地層,擋水防滲性能好,不必另設(shè)擋水帷幕。且SMW工法以水泥土樁為主體結(jié)構(gòu),向其中置入H型鋼,構(gòu)成的結(jié)構(gòu)兼具承受荷載與防滲、擋水雙重作用。

        本工程SMW工法樁施工工藝流程為:清除障礙物、場(chǎng)地平整→定位放線→開挖溝槽→導(dǎo)向型鋼定位、劃定鉆孔位置→攪拌機(jī)就位、校正復(fù)核樁機(jī)水平和垂直度→鉆頭噴漿并切割土體下沉至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高→停留攪拌并提升復(fù)攪、成樁→樁機(jī)移位、定位、校正→履帶吊輔助插入型鋼→下道工序重復(fù)施工。

        4.2 鋼筋混凝土支撐施工

        鋼筋混凝土支撐強(qiáng)度高、變形小、跨度大,不受周邊場(chǎng)地不足的限制,常被應(yīng)用于軟地基深基坑施工工程中。

        結(jié)合工程實(shí)際,鋼筋混凝土支撐施工工藝流程為:土方開挖→支撐墊層及油氈施工→鋼筋綁扎→模板支設(shè)→混凝土澆搗養(yǎng)護(hù)。圖2~圖3分別為鋼筋混凝土支撐施工現(xiàn)場(chǎng)和鋼筋混凝土支撐成型圖。

        圖2 鋼筋混凝土支撐施工現(xiàn)場(chǎng)

        圖3 鋼筋混凝土支撐成型圖

        4.3 高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索施工

        高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)方法具有施工工藝流程簡單、施工速度快、環(huán)保安全等優(yōu)點(diǎn),其加固效果相較普通錨索更好,可用于各類土層,常用在飽和淤泥質(zhì)土基坑支護(hù)工程中。

        結(jié)合工程實(shí)際,高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程為:錨索桿體制作→測(cè)量定位→鉆機(jī)就位→校正孔位調(diào)整角度→鉆進(jìn)(高壓擴(kuò)孔)成孔→安裝錨索→高壓旋噴注漿→自然養(yǎng)護(hù)→安裝錨頭錨具→張拉鎖定。圖4~圖5分別為高壓旋噴錨索施工現(xiàn)場(chǎng)和高壓旋噴錨索成型圖。

        圖4 高壓旋噴錨索施工現(xiàn)場(chǎng)

        圖5 高壓旋噴錨索成型圖

        4.4 土釘墻施工

        土釘墻施工設(shè)備簡單、施工噪音低、振動(dòng)小、不影響環(huán)境,能夠顯著提高邊坡整體穩(wěn)定性和承受邊坡超載的能力,適用于有一定粘結(jié)性的雜填土、粘性土、粉土、黃土與弱膠結(jié)的砂土邊坡。

        土釘墻施工工藝流程:人工修整坡面→鉆機(jī)成孔注漿→綁扎鋼筋網(wǎng)→噴射第1層混凝土→噴射第2層混凝土→設(shè)置排水系統(tǒng)。圖6為土釘墻噴射混凝土成型圖。

        圖6 土釘墻噴射混凝土成型圖

        4.5 拉森鋼板樁施工

        拉森鋼板樁具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、施工機(jī)械簡單、施工方便快捷、無需養(yǎng)護(hù)即插即用、止水性好、耐久性好、可回收循環(huán)利用、環(huán)保無污染等優(yōu)點(diǎn),常用于粉質(zhì)粘土、淤泥土、流沙土等軟土。

        結(jié)合工程實(shí)際,拉森鋼板樁施工工藝流程為:場(chǎng)地平整→定位放線→設(shè)備調(diào)試→夾樁及就位→插樁→錘擊沉樁→停錘→樁機(jī)移動(dòng)(直至施工結(jié)束)。圖7~圖8分別為拉森鋼板樁施工現(xiàn)場(chǎng)和拉森鋼板樁成型圖。

        圖7 拉森鋼板樁施工現(xiàn)場(chǎng)

        圖8 拉森鋼板樁成型圖

        4.6 型鋼斜拋撐施工

        型鋼斜拋撐在控制基坑位移、施工工期、經(jīng)濟(jì)效益、減少環(huán)境污染等方面具有較大的優(yōu)勢(shì),適用于各種土層。

        基坑北側(cè)中部距離在建項(xiàng)目深基坑較近,為了增加施工空間,故采用型鋼斜拋撐,使用該支護(hù)方法能夠加大挖土空間,使得土方開挖更加方便。型鋼斜拋撐施工工藝流程:預(yù)留區(qū)土方開挖至圍檁底→圍檁梁施工→預(yù)埋件安裝→圍檁梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求→土方開挖至底部預(yù)埋件底標(biāo)高→施工底板預(yù)埋件或者底板預(yù)埋件施工→安裝支撐。型鋼斜拋撐施工完畢后,所有深基坑支護(hù)即全部施工完成,支護(hù)成型圖見圖9。

        圖9 深基坑支護(hù)成型圖

        5 結(jié)語

        深基坑支護(hù)技術(shù)作為建筑基礎(chǔ)工程的重要組成部分,本文從土方開挖、基坑降排水、不同支護(hù)形式的施工技術(shù)論述了深基坑的支護(hù)施工流程,詳細(xì)分析了各種支護(hù)形式的特點(diǎn)及其適用范圍,以求為深基坑支護(hù)提供一定參考。

        本文研究的多種支護(hù)組合形式的深基坑施工技術(shù)在工程中使用效果較好,該方法結(jié)合了多種支護(hù)形式的優(yōu)點(diǎn),可用于多種復(fù)雜土層的基坑支護(hù)工程中,基坑邊坡穩(wěn)定,布置靈活。相比于單一支護(hù)形式而言,其布置更加合理、安全性高、材料用量少、造價(jià)更低、施工周期短,是一種科學(xué)、合理的基坑圍護(hù)和支撐形式,值得深入推廣使用。

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