趙建洲 尹金香 .中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)遼寧電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司 遼寧 沈陽(yáng) 079.遼寧省市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 遼寧 沈陽(yáng) 0006

一、工程概況與巖土參數(shù)

(一)工程概況

本次所研究的某建筑工程共有三處基坑需要支護(hù),其深度在3.0～4.0m 之間,安全等級(jí)設(shè)計(jì)為三級(jí),側(cè)壁重要性取值為0.9。經(jīng)設(shè)計(jì)之前的現(xiàn)場(chǎng)勘查工作結(jié)合已有的地質(zhì)資料分析可知,該工程的施工現(xiàn)場(chǎng)屬于黏性土地基。通過(guò)各方面因素的綜合考慮,在本次工程的基坑設(shè)計(jì)中,其周邊地面超載為等效均布荷載按q=10kPa考慮,周邊2.0m 范圍內(nèi)不應(yīng)堆載,2.0m 范圍外現(xiàn)場(chǎng)堆載不應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)荷載。本文便是對(duì)該工程中的基坑支護(hù)以及降水方案設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

(二)巖土參數(shù)

通過(guò)已有資料以及現(xiàn)場(chǎng)勘查結(jié)果,結(jié)合《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》DB21/T907-2015J10615-2015 中的相關(guān)規(guī)定,并綜合當(dāng)?shù)仄渌ㄖこ痰氖┕そ?jīng)驗(yàn),最終對(duì)本次施工現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)土層巖土參數(shù)進(jìn)行了擬定。表1是本次工程中的主要巖土特征與其參數(shù)建議值情況:

表1 本次工程中的主要巖土特征與其參數(shù)建議值情況

二、黏性土地基條件下的基坑支護(hù)施工方案設(shè)計(jì)

本工程1-1剖面采用1:1.0放坡。2-2剖面、3-3剖面、4-4剖面采用槽鋼形式的鋼板樁進(jìn)行支護(hù),長(zhǎng)度是6m,中心間距是400mm,應(yīng)用的槽鋼型號(hào)是18a。具體的支護(hù)施工方案設(shè)計(jì)如下:

(一)槽鋼支護(hù)樁材料選擇

因用在本次工程中的鋼板樁屬于臨時(shí)支護(hù),所以選擇中并不需要對(duì)其材質(zhì)進(jìn)行深度檢測(cè),只需要通過(guò)外觀觀察檢驗(yàn)即可,對(duì)于形狀與實(shí)際要求不符合的鋼板樁需要及時(shí)矯正,以此來(lái)降低打樁難度。具體選擇中,外觀檢驗(yàn)主要有長(zhǎng)度、寬度、厚度、平直度、端頭矩形比、鎖口形狀以及表面缺陷等。在此過(guò)程中,需要對(duì)以下幾個(gè)方面的注意事項(xiàng)做到足夠重視:一是割除會(huì)影響鋼板樁打入的焊接件;二是對(duì)存在斷面或割孔等缺損的位置進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理;三是如果鋼板樁銹蝕嚴(yán)重,則需要對(duì)其新面的實(shí)際厚度進(jìn)行測(cè)量,以此來(lái)決定計(jì)算過(guò)程中是否折減。

(二)鋼板樁吊運(yùn)與堆放設(shè)計(jì)

本次工程中,鋼板樁主要通過(guò)兩點(diǎn)吊進(jìn)行吊運(yùn)。吊運(yùn)過(guò)程中,每一次起吊的 鋼板樁數(shù)量需得到嚴(yán)格控制,并保護(hù)好鎖口位置,避免受到損傷。其吊運(yùn)方式包括單捆起吊、成捆起吊、專(zhuān)人指揮以及鋼筋綁扎。而鋼板樁的堆放過(guò)程中,其位置、方向、順序以及平面布置等都應(yīng)該以施工方案為準(zhǔn),這樣才可以為后續(xù)的鋼板樁支護(hù)施工提供足夠便利。

(三)施工工藝流程設(shè)計(jì)

本次工程中,鋼板樁基坑支護(hù)施工的工藝流程主要包括以下幾個(gè)方面:(1)對(duì)基線加以科學(xué)確定。(2)對(duì)樁位進(jìn)行確定。(3)鋼板樁施打。(4)圍檁、拉桿以及腳撐施工。(5)土建施工。(6)拔樁施工。具體施工中,需要嚴(yán)格按照該工藝流程進(jìn)行施工,這樣才可以確保整體基坑支護(hù)施工作業(yè)的順利進(jìn)行,并有效保障基坑支護(hù)質(zhì)量。

(四)主要操作方法設(shè)計(jì)

本次工程中,對(duì)于槽鋼形式的鋼板樁支護(hù),其重點(diǎn)操作方法設(shè)計(jì)如下:一是確定基線,在此過(guò)程中,施工人員需要在基坑邊設(shè)置的大龍門(mén)架上進(jìn)行軸線確定,將后續(xù)施工中的工作面留出,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)鋼板樁具體施工位置的科學(xué)確定。二是定樁位,根據(jù)設(shè)計(jì)好的施工順序,通過(guò)撒灰線的形式將鋼板樁位置標(biāo)明。三是鋼板樁施打,本次施工中主要通過(guò)單獨(dú)打入法進(jìn)行施打,先將第一支鋼板樁吊升,使其與樁位對(duì)準(zhǔn),然后再將其振動(dòng)打入土體內(nèi)。在進(jìn)行第二支鋼板樁吊升,卡好企口,并將鋼板樁振動(dòng)打入到土體內(nèi),后續(xù)操作均按此方法重復(fù),一直到完成了整個(gè)基坑周?chē)械匿摪鍢夺∧皇┕橹埂Ｔ谶M(jìn)行鋼板樁的打設(shè)施工過(guò)程中,因?yàn)椴垆撲摪鍢侗旧淼闹谱骺赡艽嬖谝欢ㄕ`差,加之施工條件限制、打樁施工偏差等,往往會(huì)讓帷幕長(zhǎng)度的實(shí)際值不能和鋼板樁寬度標(biāo)準(zhǔn)值之間達(dá)到整倍數(shù)關(guān)系,這就給整體帷幕的閉合帶來(lái)了一定難度。因本次工程基坑深度較淺,對(duì)于槽鋼形式的鋼板樁墻施工精度并沒(méi)有過(guò)高要求,所以在具體施工中,主要通過(guò)帷幕軸線標(biāo)準(zhǔn)樁調(diào)整的方式來(lái)達(dá)到帷幕閉合效果,也就是對(duì)轉(zhuǎn)角兩側(cè)標(biāo)準(zhǔn)樁進(jìn)行調(diào)整,以此來(lái)使帷幕閉合。第四是鋼板樁拔除,此項(xiàng)施工需要在完成了土建施工之后立即進(jìn)行。因本次施工場(chǎng)地比較局限,所以在設(shè)計(jì)中,決定通過(guò)反鏟挖掘機(jī)和振動(dòng)錘相結(jié)合的形式將槽鋼鋼板裝拔出。施工中,首先通過(guò)振動(dòng)錘所產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動(dòng)來(lái)達(dá)到土質(zhì)擾動(dòng)效果,從而將鋼板樁周邊土壤的黏聚力破壞,讓拔樁阻力得以有效克服,然后再通過(guò)附加起吊的方式拔出鋼板樁。對(duì)于拔出之后留下的鋼板樁孔洞,需立即通過(guò)填入法或者是擠密法進(jìn)行回填處理,本次施工方案設(shè)計(jì)中所選擇的回填材料是中砂。

三、黏性土地基條件下的基坑降水施工方案設(shè)計(jì)

在本次工程中,基坑降水方案設(shè)計(jì)為輕型井點(diǎn)降水形式,以下是具體的方案設(shè)計(jì)分析:

(一)施工準(zhǔn)備工作

本次降水井設(shè)計(jì)中,主要的施工準(zhǔn)備包括施工材料準(zhǔn)備和施工機(jī)具準(zhǔn)備。其中,施工材料主要包括豆石和砂石,不可應(yīng)用中砂,嚴(yán)禁應(yīng)用細(xì)砂,這樣才可以防止濾管網(wǎng)眼被堵塞。在施工機(jī)具準(zhǔn)備方面,本次方案設(shè)計(jì)主要涉及到以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:(1)井點(diǎn)管選擇φ50型無(wú)縫鋼管,其管壁厚度是3mm。(2)連接管選擇的是橡皮管或透明管,對(duì)井點(diǎn)管以及總管進(jìn)行連接,通過(guò)8#鉛絲綁扎,防止漏氣。(3)總管選擇的是φ89 型鋼管,其管壁厚度是4mm,通過(guò)法蘭盤(pán)與橡膠墊圈的方式進(jìn)行連接,防止漏水漏氣。(4)抽水設(shè)備選擇離心式真空泵,其功率是15KW,同時(shí)準(zhǔn)備好相應(yīng)的水箱以及機(jī)組配件。(5)移動(dòng)機(jī)具應(yīng)用的是通過(guò)舊設(shè)備振沖機(jī)架自制移動(dòng)井架,以及牽引力是6t的絞車(chē)。(6)鑿孔沖擊管選擇的是φ217*8型鋼管,其長(zhǎng)度是10m。(7)水槍選擇的是φ50*5型無(wú)縫鋼管,將一個(gè)φ16型槍頭噴嘴焊接在其下端,上端彎曲成直角,且需要伸出到?jīng)_擊管外部,并連接到高壓膠管。(8)蛇形高壓管設(shè)計(jì)壓力超過(guò)1.5MPa。(9)高壓水泵選擇的是100TSW-7 型離心式真空泵,配合一個(gè)壓力表,用來(lái)作為下井管。

(二)施工流程設(shè)計(jì)

在本次基坑的降水井施工設(shè)計(jì)中,其主要的施工流程包括以下幾個(gè)方面:(1)對(duì)井點(diǎn)進(jìn)行放線定位。(2)進(jìn)行高壓水泵的安裝。(3)鑿孔并進(jìn)行井點(diǎn)管的安裝與埋設(shè)。(4)對(duì)總管進(jìn)行布置和安裝。(5)對(duì)井點(diǎn)管和總管進(jìn)行連接。(6)進(jìn)行抽水設(shè)備的安裝。(7)進(jìn)行試抽和檢查。(8)將降水井投入到基坑的正式降水中。通過(guò)這樣的方式進(jìn)行施工,才可以有效確?；咏邓Ч?滿足基坑施工中的實(shí)際降水需求。

(三)施工工藝設(shè)計(jì)

1、井點(diǎn)安裝

將建設(shè)單位所提供的測(cè)量控制點(diǎn)作為依據(jù),對(duì)井點(diǎn)的位置進(jìn)行測(cè)量放線,先在井位處開(kāi)挖出一個(gè)小土坑,其深度控制在500mm 左右,以便沖孔過(guò)程中的集水以及埋管過(guò)程中的灌砂,小坑和集水坑之間通過(guò)水溝進(jìn)行連接,以此來(lái)將基坑中多余的水排出,井點(diǎn)管之間的距離控制在800～1000mm 之間。通過(guò)自制移動(dòng)井架將井點(diǎn)管移動(dòng)到井點(diǎn)處,套管水槍和井點(diǎn)位置對(duì)準(zhǔn),然后將高壓水泵啟動(dòng),水壓保持在0.4～0.8MPa之間,讓管套隨著高壓水槍的射流沖擊逐漸下沉,并根據(jù)實(shí)際情況不斷進(jìn)行管套以及水槍的升降。

根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn),對(duì)于普通的含砂黏土,其管套落具不可超過(guò)1000mm,通過(guò)射水和管套沖切10～15min之后,井點(diǎn)管便可沉入10m 左右的深度,如果純黏土的厚度比較大,就需要適當(dāng)延長(zhǎng)沉管時(shí)間,并增大水泵壓力,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)沉管速度的進(jìn)一步提升。沖擊空直徑應(yīng)控制在300～350mm 之間,管壁和井點(diǎn)管間要預(yù)留出一定的縫隙,以便后續(xù)的砂石填充,沖快攻深度需要低于濾管安裝設(shè)計(jì)深度的500mm 以上,以此來(lái)有效避免套管沖擊提升和拔出過(guò)程中的土體塌落情況,讓濾管底部的礫石保持充足。

鉆孔沖擊管應(yīng)保持垂直的上下移動(dòng),以此來(lái)確保降水井壁的垂直效果。如果鑿孔過(guò)程中遇到了比較大的磚塊或石塊,則需要盡量使其上下成孔保持一致,這樣才可以有效防止傾斜問(wèn)題的產(chǎn)生。

在完成了井孔沖擊成型之后,需要將沖擊管拔出,借助于單滑輪繩索將井點(diǎn)管提起,并將其插入到井孔內(nèi),用木塞將井點(diǎn)管上端塞住,避免砂石和其他雜物進(jìn)入其中,將砂石濾層填灌到井點(diǎn)管和孔壁之間。填灌過(guò)程中,施工單位需要注意以下幾點(diǎn):(1)采用粗砂填灌,防止濾管網(wǎng)眼被堵塞,且濾管需要在井孔中間設(shè)置,砂石濾層厚度需控制在60～100mm,以此來(lái)提升其透水性,避免土粒將濾管網(wǎng)眼堵塞。(2)填砂厚度一定要均勻,速度應(yīng)足夠快,為避免孔壁坍塌,填砂過(guò)程不可中斷。(3)砂石濾層的填灌高度應(yīng)超出濾管頂部1000～1800mm 以上,通常需要填灌到地下水位線的上方,以此來(lái)確保土層上下的水流暢通。

在完成了井點(diǎn)填灌之后,對(duì)于井口下方1～1.5m 的位置,應(yīng)通過(guò)黏土做好封口壓實(shí)處理,避免漏氣情況產(chǎn)生,確?；咏邓Ч?。

2、井管清洗

本次深基坑降水施工中,需要將規(guī)格是φ25mm 的膠管插入到井點(diǎn)管的底部,通過(guò)注水的方式進(jìn)行清洗,一直到有清水流出為止。在此過(guò)程中,為有效防止“死井”的產(chǎn)生,施工單位需要按照逐根清洗的方式進(jìn)行井管清洗。

3、管路安裝

在降水井管路安裝的過(guò)程中,施工人員首先需要沿著井點(diǎn)管線外部做好集水毛管鋪設(shè),通過(guò)膠墊螺栓進(jìn)行干管連接,主干管需要和水箱水泵連接,將井點(diǎn)管上端安裝的木塞拔掉,通過(guò)膠管將其連接到主管上,再通過(guò)10#鉛絲將其綁扎牢固,以免管路漏氣所導(dǎo)致的管路真空度降低情況發(fā)生。對(duì)于主管路,其流水坡度需要朝向泵房,坡度控制在5%,用磚墊好主干管,并做好冬季降水保溫防凍處理。

4、管路檢查

在管路檢查中,首先需要對(duì)集水-下管和井點(diǎn)管之間的連接膠管進(jìn)行檢查,對(duì)每一個(gè)接頭進(jìn)行抽水漏氣檢查,對(duì)于漏氣的位置,應(yīng)通過(guò)油膩?zhàn)踊蛑匦逻B接的方式進(jìn)行處理,處理后將法蘭盤(pán)上的螺栓以及膠管鉛絲重新緊固,直到漏氣現(xiàn)象消失為止。在抽水正式開(kāi)始之前,一定要做好試抽驗(yàn)證,以此來(lái)對(duì)抽水設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行檢查,并判斷是否存在漏氣問(wèn)題。將一個(gè)真空表安裝在水泵進(jìn)水管上,將一個(gè)壓力表安裝在出水管上。為實(shí)現(xiàn)降水深度的有效觀測(cè),并將其控制在施工允許范圍內(nèi),需將觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置在基坑中心,通過(guò)這個(gè)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行地下水位測(cè)量,以此來(lái)為基坑降水提供科學(xué)參考。在試抽過(guò)程中,施工單位需要做好管網(wǎng)整體真空度檢查,使其控制在73.33KPa左右,這樣才可以將其投入正式使用。

結(jié)束語(yǔ)

黏土工程條件下的基坑施工,相關(guān)單位一定要根據(jù)工程概況與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件來(lái)科學(xué)設(shè)計(jì)支護(hù)方案和降水方案,為后續(xù)基坑施工提供指導(dǎo),確保施工質(zhì)量,從而為整體工程的應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。