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        建筑工程中的深基坑支護(hù)施工技術(shù)

        2022-08-20 08:16:26李文博LIWenbo
        價(jià)值工程 2022年24期
        關(guān)鍵詞:吊點(diǎn)鋼架土釘

        李文博LI Wen-bo

        (東莞市城建工程管理局,東莞 523079)

        0 引言

        深基坑支護(hù)施工技術(shù)是當(dāng)前高層、超高層等大型建筑工程常用的一項(xiàng)深基坑處理技術(shù)。大型建筑工程基坑開挖過程中,其深度會(huì)持續(xù)增加,而隨著基坑深度的不斷增加,基坑所處地質(zhì)條件將會(huì)越來越差,若遇地下水區(qū)段還會(huì)出現(xiàn)滲水等惡劣施工環(huán)境,導(dǎo)致基坑的穩(wěn)定性受到影響,從而導(dǎo)致施工安全受到威脅。為了確保深基坑施工的安全性與穩(wěn)定性,必須采取有效的技術(shù)措施來為施工提供安全保障,深基坑支護(hù)技術(shù)便能夠發(fā)揮有效的保障作用,可有效避免基坑周邊出現(xiàn)的土方坍塌、土層滲漏等一系列問題[1],使工程施工質(zhì)量得到有效提升。但在開展深基坑支護(hù)作業(yè)時(shí),還要根據(jù)實(shí)際工況選擇合理的支護(hù)施工技術(shù),并且還需要嚴(yán)格按照施工技術(shù)要求來操作,所以深基坑支護(hù)施工技術(shù)的適當(dāng)選擇,以及對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的掌握水平對(duì)于深基坑支護(hù)施工而言非常關(guān)鍵。因此,本文將結(jié)合實(shí)際案例,對(duì)深基坑支護(hù)施工技術(shù)在案例工程中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行探討。

        1 深基坑支護(hù)施工技術(shù)概述

        1.1 深基坑支護(hù)的概念及特點(diǎn)

        所謂深基坑是指基坑開挖深度≥5m,或者是深度<5m,但基坑所處地質(zhì)條件以及周邊環(huán)境比較復(fù)雜的一類工程。大多數(shù)出現(xiàn)于高層、超高層、地下停車庫(kù)等大型建筑工程中,深基坑支護(hù)指的是為了確保地下結(jié)構(gòu)施工和深基坑周圍環(huán)境的安全性,特選擇支擋、保護(hù)以及加固等技術(shù)措施,以此保證施工安全。深基坑支護(hù)具有以下特點(diǎn):

        ①遞增性。深基坑支護(hù)的遞增性主要體現(xiàn)在深度方面和施工環(huán)境方面。從深度方面來講,隨著建筑工程的不斷發(fā)展,工程施工技術(shù)也隨之發(fā)展,深基坑支護(hù)的技術(shù)水平在不斷提升,使得深基坑的深度在持續(xù)增加;從施工環(huán)境方面來講,隨著基坑深度不斷增加,所面臨的地下施工環(huán)境會(huì)越來越復(fù)雜,導(dǎo)致深基坑設(shè)計(jì)及施工難度會(huì)越來越大。②靈活性。深基坑支護(hù)施工同其他項(xiàng)目相比而言,具有更強(qiáng)的靈活性,該技術(shù)能夠?qū)⒌叵沦Y源充分利用,有利于緩解現(xiàn)階段我國(guó)土地資源不足的情況,同時(shí),深基坑支護(hù)施工技術(shù)多種多樣,可滿足不同施工環(huán)境的要求,在技術(shù)應(yīng)用方面可選擇性較強(qiáng),并且各類支護(hù)技術(shù)可搭配應(yīng)用,所以具有較強(qiáng)的靈活性。③施工難度比較大。深基坑支護(hù)施工既受到地下施工環(huán)境所影響,又受到地上因素影響,由于地下施工環(huán)境非常復(fù)雜[2],且涉及分布復(fù)雜的地下管道,導(dǎo)致深基坑施工容易受到影響,并增加施工難度,甚至容易出現(xiàn)安全事故。同時(shí),地面壓力、路面承載力等地上因素會(huì)造成施工質(zhì)量和安全均收到影響,從而提升了施工難度。

        1.2 常用的深基坑支護(hù)施工技術(shù)

        ①土釘墻支護(hù)施工技術(shù)。該技術(shù)主要是由混凝土、土體以及土釘?shù)炔糠謽?gòu)成,土釘墻支護(hù)施工技術(shù)不僅能夠?qū)ι蠈油翂毫Πl(fā)揮一定的抵制作用,而且還能使邊坡穩(wěn)定性得到有效提升,從而使工程施工的安全性得到保證,并且該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中,具有設(shè)備柔韌性強(qiáng)、造價(jià)低等特點(diǎn),所以在當(dāng)前深基坑支護(hù)施工中得以普遍應(yīng)用,見圖1。

        圖1 土釘墻支護(hù)施工技術(shù)示意圖

        ②錨桿支護(hù)施工技術(shù)。顧名思義錨桿支護(hù)施工技術(shù)采用的施工工具主要是錨桿,施工人員應(yīng)先將錨桿一端插入巖土中間位置,另一端連接支護(hù)結(jié)構(gòu),同時(shí)施加一定預(yù)應(yīng)力,從而使巖土中每一種力均能夠?qū)崿F(xiàn)平衡,從而保證施工穩(wěn)定性。此外,該技術(shù)具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,在深基坑中均可以廣泛應(yīng)用。

        ③地下連續(xù)墻支護(hù)施工技術(shù)。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中能夠發(fā)揮良好的擋土作用,通常來講,在對(duì)地下連續(xù)墻溝槽進(jìn)行挖掘時(shí),與地表靠近的土層均不具備穩(wěn)定性,容易發(fā)生坍塌問題,這種情況下采取地下連續(xù)墻支護(hù)便能夠發(fā)揮有效的擋土作用;地下連續(xù)墻還可當(dāng)做測(cè)量基準(zhǔn)對(duì)溝槽位置進(jìn)行規(guī)定[3],與此同時(shí),連續(xù)墻也可支承挖槽軌道,此外,地下連續(xù)墻還能夠避免漏漿問題。

        ④鉆孔灌注樁支護(hù)施工技術(shù)。該技術(shù)主要是通過鋼管擠土、機(jī)械鉆孔或者是人力挖掘等方式在地基土上成孔,并在樁孔內(nèi)放置鋼筋籠,然后向其中灌注混凝土,從而形成灌注樁,這種技術(shù)對(duì)成孔的要求比較高,不僅要保證樁孔的距離[4],而且還要保證成孔不會(huì)出現(xiàn)偏斜,只有保證樁孔的質(zhì)量,接下來的施工質(zhì)量才會(huì)得到有效保證。

        2 深基坑支護(hù)施工技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用

        根據(jù)深基坑支護(hù)常用的施工技術(shù)來看,其種類比較多,并且各種支護(hù)施工技術(shù)均有各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),在開展實(shí)際工程中,還需要根據(jù)工程實(shí)際情況適當(dāng)選擇有效的深基坑支護(hù)施工技術(shù),從而保證實(shí)際工程的質(zhì)量。

        2.1 工程概況

        國(guó)內(nèi)某工程項(xiàng)目總占地面積達(dá)到24712m2,工程建設(shè)的主要內(nèi)容包括一幢22 層的主樓以及1 幢4 層裙樓,該主樓地下室共有3 層,地下室底板的標(biāo)高達(dá)到-14.2m,地坪標(biāo)高達(dá)到-0.6m。該工程深基坑開挖操作順序?yàn)橄壬詈鬁\,工程施工主要為機(jī)械施工,人工操作作為輔助施工,考慮該深基坑工程在穩(wěn)定性方面有著一定的要求,所以采取鉆孔灌注樁聯(lián)合土釘墻支護(hù)施工技術(shù),從而形成支護(hù)結(jié)構(gòu)體系,使深基坑穩(wěn)定性得到有效保障。

        2.2 鉆孔灌注樁支護(hù)技術(shù)應(yīng)用

        ①前期施工準(zhǔn)備。該工程在實(shí)施鉆孔灌注樁支護(hù)技術(shù)前必須制定技術(shù)施工工藝流程,該工程的工藝流程見圖2所示。

        圖2 鉆孔灌注樁支護(hù)技術(shù)工藝流程圖

        施工準(zhǔn)備工作主要包括施工現(xiàn)場(chǎng)的清理工作、平臺(tái)搭設(shè)工作、埋設(shè)鋼護(hù)筒以及測(cè)量放樣等。在施工前應(yīng)該保證施工現(xiàn)場(chǎng)不出現(xiàn)任何雜物,保證地基平穩(wěn)、潔凈,若遇軟地基則需要采取換填法進(jìn)行換填處理,然后將換填土推平壓實(shí);平臺(tái)搭設(shè)需要嚴(yán)格按照要求開展,保證平臺(tái)可承受施工時(shí)出現(xiàn)的任何荷載;埋設(shè)鋼護(hù)筒應(yīng)該依據(jù)樁徑來對(duì)護(hù)筒的內(nèi)徑進(jìn)行控制,該工程中,鋼護(hù)筒埋深達(dá)到2m,護(hù)筒頂部超地面水平線30cm;測(cè)量放樣主要是依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙開展護(hù)筒樁位放樣,該工程經(jīng)放樣后,開展挖坑工作,坑的直徑均在護(hù)筒直徑之上(該工程護(hù)筒直徑為40cm),挖坑完成后便開始吊裝工作,吊裝時(shí)需要注意盡量使護(hù)筒中心與樁位中心出現(xiàn)的偏差減小,一般應(yīng)在3cm 之內(nèi),并且保證傾斜度在1%,以確保護(hù)筒穩(wěn)定。

        ②旋挖鉆施工。選擇適當(dāng)?shù)你@機(jī)并對(duì)其檢查,保證鉆機(jī)工作正常。取鉆機(jī)實(shí)際位置,在其周圍灑白灰線,并使鉆機(jī)就位,鉆機(jī)就位后需要按照施工需求調(diào)整鉆頭位置,保證鉆頭中心能夠與樁位中心相對(duì)應(yīng),并保證桅桿以及鉆桿垂直度與要求相符。鉆進(jìn)時(shí)保持階段性,并按照先慢后快的鉆進(jìn)原則進(jìn)行,該工程慢速推進(jìn)時(shí),單次進(jìn)尺量達(dá)到45cm,待進(jìn)尺寸為5m,整個(gè)鉆進(jìn)過程并未出現(xiàn)異常問題,之后對(duì)進(jìn)尺量加大,達(dá)到了80cm。在鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)該對(duì)鉆進(jìn)出現(xiàn)的濾渣及時(shí)清理干凈,還要對(duì)地層特點(diǎn)加以關(guān)注,若地層出現(xiàn)變化,應(yīng)該在變化位置打撈渣樣,并對(duì)其地質(zhì)類型進(jìn)行確定和記錄,然后對(duì)比檢定結(jié)果和地質(zhì)剖面圖之間的差異,同時(shí)還需對(duì)鉆渣編號(hào)保管。隨著鉆深不斷增加,當(dāng)鉆深與設(shè)計(jì)要求相符后需要對(duì)鉆孔質(zhì)量進(jìn)行檢查,檢查的主要項(xiàng)目包括鉆孔孔徑、孔位以及孔深等指標(biāo),如果這些指標(biāo)與設(shè)計(jì)相符,則需要清理孔底出現(xiàn)的鉆渣,要保證孔底鉆渣清理程度達(dá)到要求范圍方可開展混凝土澆筑作業(yè)。

        ③檢孔與清孔。檢孔操作主要是通過測(cè)繩以及檢孔器,當(dāng)所有檢測(cè)項(xiàng)目均能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)之后,需要將旋挖鉆機(jī)移走,然后開展清孔工作,檢孔項(xiàng)目及對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)見表1 所示。

        表1 檢孔項(xiàng)目及對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)

        以上標(biāo)準(zhǔn)若未能夠滿足,則需要繼續(xù)掃孔檢查,直至達(dá)到要求方可進(jìn)行下一步操作。清孔主要使用清孔鉆頭來完成,清孔項(xiàng)目應(yīng)該滿足的標(biāo)準(zhǔn)見表2 所示。

        表2 清孔項(xiàng)目及對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)

        ④鋼筋籠吊裝施工。該工程開展鋼筋籠吊裝施工主要是采取雙吊點(diǎn)吊裝施工來完成的,在施工時(shí)要根據(jù)對(duì)稱原則施工,兩個(gè)吊點(diǎn)中第一個(gè)處于鋼架上方位置,并配套主鉤,而另一個(gè)吊點(diǎn)則應(yīng)該設(shè)定于鋼架長(zhǎng)度1/2~1/3 之間。起吊時(shí)應(yīng)該按照順序進(jìn)行,先將第一個(gè)吊點(diǎn)提起,將鋼架向上適度提升,之后同另一個(gè)吊點(diǎn)同步完成吊裝。然后需要對(duì)鋼架位置進(jìn)行觀察,如果鋼架與地面發(fā)生脫離,則應(yīng)該將第一個(gè)吊點(diǎn)向上持續(xù)提升,并將另一個(gè)吊點(diǎn)緩速放松,使鋼架同地面之間保持垂直,垂直關(guān)系達(dá)成后應(yīng)暫停吊裝。之后將第二個(gè)吊點(diǎn)解除,檢查吊裝狀態(tài)下的鋼架,觀察其順直程度,如果出現(xiàn)彎曲情況,則應(yīng)該立即對(duì)其進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整后便進(jìn)入鋼架入孔環(huán)節(jié)。

        鋼架入孔時(shí),應(yīng)該在剛剛接觸樁孔時(shí)特別注意,需要將鋼架扶正才能夠緩慢下降,應(yīng)避免與孔壁碰撞,伴隨鋼架緩慢下放,應(yīng)該在第二個(gè)吊點(diǎn)周圍設(shè)置加強(qiáng)箍,從而使鋼架與孔口接近時(shí)起到支承作用,從而保證鋼架穩(wěn)定下放,鋼架穩(wěn)定后,需要將支承裝置及時(shí)取出,然后緩慢地將鋼架下放,使之達(dá)到設(shè)計(jì)位置。此外,還需要對(duì)鋼筋籠的中心位置進(jìn)行確定,可在其上方拉十字線,鋼筋籠定位過程中必須保證鋼筋籠中心線與樁孔中心線之間重合,并在已完成定位的鋼架頂?shù)跞Φ南路旁O(shè)置兩根工字鋼,兩根工字鋼的位置關(guān)系為平行關(guān)系,然后在護(hù)筒的外側(cè)部位加設(shè)兩根平行的枕木,使鋼架得以支托于枕木之上,從而保持鋼架的穩(wěn)定性。

        ⑤混凝土澆筑。鋼筋籠安裝施工完成之后,需要取尺寸大小適當(dāng)?shù)拇?,并將其安置就位,通過使用串筒來完成普通混凝土的澆筑施工,若澆筑高度大于3m 的情況下使用該串筒,并保證串筒底部位置要與孔底之間保持一定的距離,一般在2m 之內(nèi)?;炷翝仓氨仨氃O(shè)計(jì)配合比,在保證配合比材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)的情況下,還要進(jìn)行坍落度試驗(yàn),保證坍落度能夠控制在13~17cm,該工程開展坍落度試驗(yàn)結(jié)果為15.6cm。在正式開展混凝土澆筑之前,應(yīng)該先對(duì)孔底積水量進(jìn)行檢測(cè),應(yīng)該低于5cm,在保證澆筑質(zhì)量不受到任何影響的情況下,應(yīng)盡量加速澆筑,要保證混凝土澆筑時(shí)對(duì)孔壁產(chǎn)生的壓力低于滲水壓力,從而有效避免出現(xiàn)地下水滲孔問題,在混凝土澆筑時(shí)要保證混凝土持續(xù)供應(yīng),按照“隨拌隨用”的原則協(xié)調(diào)生產(chǎn)與供應(yīng),在此過程中還要進(jìn)行振搗,保證混凝土澆筑的密實(shí)度,澆筑操作需一次到位,與樁頂?shù)脑O(shè)計(jì)高程相對(duì)比,實(shí)際澆筑量應(yīng)該比之高50cm 左右,待混凝土完全凝固后,可將樁頂出現(xiàn)的浮漿鑿除,從而達(dá)到樁頂高程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

        2.3 土釘墻支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用

        2.3.1 制作土釘墻

        在該工程項(xiàng)目中,制作土釘墻需要按照如下標(biāo)準(zhǔn)和操作進(jìn)行:①選用規(guī)格為Φ48×3.2 的鋼管作為土釘墻施工材料,保證鋼管筒邊坡之間為垂直關(guān)系,按照梅花形完成土釘布置,應(yīng)保證土釘?shù)乃介g距達(dá)到1.5m;②該工程選用的坡面網(wǎng)筋材料為Φ8 圓鋼,其間距為200mm×200mm;③制備C20 細(xì)石混凝土,配合比為水泥:石子:砂=1∶2∶2,并開展混凝土噴射,保證噴射厚度達(dá)到100mm,形成土釘墻面層,并對(duì)面層進(jìn)行養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間為1 周,保證面層混凝土所處濕度環(huán)境及溫度環(huán)境合理,從而使混凝土面層有效成型;④對(duì)鋼管進(jìn)行加工過程中,應(yīng)該保證其端部呈尖錐形,該工程注漿所用水泥漿的水灰比為0.55,全程注漿壓力達(dá)到了0.7MPa,當(dāng)鋼管外口出現(xiàn)返漿的情況下完成單管注漿。

        該工程的土釘墻施工示意圖見圖3 所示。

        圖3 工程土釘墻施工示意圖

        2.3.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

        該工程土釘墻施工時(shí)還需要遵從以下施工技術(shù)要點(diǎn),從而保證施工質(zhì)量得到提升。

        ①在土方開挖時(shí)應(yīng)該按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行,重視坡度控制,保證坡面不平整度在±20mm 之內(nèi);②土方開挖與土釘墻施工可同步開展,土方開挖段的長(zhǎng)度應(yīng)該控制在15~20m 之間,并且還要與土釘?shù)拇怪遍g距之間相互匹配,不要出現(xiàn)超挖情況,將單層超挖量控制在500mm 之內(nèi);③成孔后需保證孔位誤差在100mm 之內(nèi),并對(duì)注漿管進(jìn)行設(shè)置,在注漿時(shí),若出現(xiàn)注漿不飽滿,應(yīng)進(jìn)行二次補(bǔ)漿;④鋼筋網(wǎng)片應(yīng)該與坡面之間留有適當(dāng)距離,還要在鋼筋網(wǎng)盤上設(shè)置加強(qiáng)筋,使之焊接后能夠筒土釘實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定連接;⑤混凝土噴射之前,必須嚴(yán)格依照配合比對(duì)所用材料進(jìn)行選用,并且還要對(duì)材料混合攪拌充分,將配制好的混凝土及時(shí)噴射,且噴射面層的厚度還要與要求相符,不要出現(xiàn)鋼筋外露,坡面土釘墻完成施工之后,還需要進(jìn)行強(qiáng)度實(shí)測(cè),使強(qiáng)度值能夠達(dá)到70%的設(shè)計(jì)值;⑥當(dāng)坡面出現(xiàn)滲流的情況下,應(yīng)該加設(shè)導(dǎo)流管,為了使排水效果得以增強(qiáng),應(yīng)該分別在基坑底部和頂部位置設(shè)置排水溝,避免水害;⑦施工時(shí),如果巖土層特性不同于勘測(cè)結(jié)果,則應(yīng)該由專業(yè)人員進(jìn)行分析,并對(duì)施工方案進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,同時(shí)還要進(jìn)行可行性分析;⑧基坑開挖過程中應(yīng)該及時(shí)支護(hù),并設(shè)置淺層排水管,在排水管管釘上面部位300mm 左右位置設(shè)置泄水孔,管材選用Φ50PVC,管長(zhǎng)大概為500mm,同時(shí)還要設(shè)置2~5mm 濾網(wǎng)。

        3 結(jié)論

        本研究通過實(shí)例探討了深基坑支護(hù)施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,在該工程中選用了鉆孔灌注樁支護(hù)施工技術(shù)聯(lián)合土釘墻支護(hù)施工技術(shù),通過兩項(xiàng)支護(hù)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用,保證了深基坑邊坡的穩(wěn)定性,同時(shí)通過掌握兩項(xiàng)技術(shù)的施工環(huán)節(jié)和要點(diǎn),也保證了該工程的施工效果,可為實(shí)際施工提供借鑒。

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