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关于建筑工程深基坑支护技术分析

作者:俞琦 日期:2014-03-19 09:32 来源:建筑遗产
宁波建工股份有限公司 浙江 宁波 315000
摘 要:作者结合多年的工作经验介绍了现代建筑深基坑支护施工过程中的要点,对该工程深基坑支护技术的要求进行了详细分析,并提出了如
何有效的控制深基坑支护方法
关键词:深基坑支护 技术要求 支护技术 施工要求
1 深基坑特点
(1)基坑支护是临时结构,有着一定的风险。对于永久结构而言,
基坑支护工程安全储备小,在设计理论不够完善,不能保证标准施工质
量,更增加了工程的风险性。
(2)对于区域性比较强,就会受不同地区中的土质影响。比如在
砂土、黄土以及粘土地基施工,会有特别大的差异。因此基坑支护设计
要根据现场实际情况进行。
(3)那些综合性比较强,基坑工程涉及岩土工程知识,还包括了
结构的知识、土力学等。
2 深基坑支护现状及技术要求
2.1 深基坑支护施工技术的现状
对于现代建筑工程所用的深基坑支护技术有以下几个:土钉墙支护、
搅拌桩支护与钢板桩支护和排桩支护以及地下连续墙的柱列式灌注桩
等。其中在5m 与10m 以内的深基坑工程通常使用的支护技术为搅拌桩
技术和土钉墙技术。若工程所在地拥有较好的地质条件,基坑深度达到
15m 仍可以使用土钉墙技术。搅拌桩支护技术具有挡土、挡水的特点,
而土钉墙支护则多适用于地下水位较低的地方。此种支护技术既可以独
立使用,也可以和其他支护技术相结合使用,已成为目前深基坑工程中
最常用的支护技术。
2.2 支护技术要求
土钉墙支护结构一般应用于地下水位以上的粉土、粘性土、非松散
砂土、杂填土、卵石土等,在淤泥质土或地下水位以下土层(未经降水)
不易使用。尤其是塑性指数大于20 或标贯击数在10 以下的松散砂土要
谨慎使用。采用此种支护结构,具有土方开挖紧密、施工排列次序简单、
材料消耗少、总体造价低等特点,在大面积基坑工程施工中较易进行工
期控制。但缺点是地下空间需求大、干扰难度大,不宜作为永久结构。
深基坑桩锚支护主要由锚固体系和支护体系构成。锚固体系又包括地面
拉锚式、锚杆式,支护体系通常使用地下连续墙和钢筋混凝土排桩墙两
种。根据基坑深度的差异性,可将锚杆式分为单层锚杆和多层锚杆。采
用此种结构可适用于不同的地层条件,与不同施工机械相配合能够在任
何地层进行锚杆和护坡桩的施工,如密实卵石地层、较厚杂填土层。目
前,该支护形式在我国已成为一种较成熟的支护方式,能够较好地控制
基坑的边坡侧向位移,经常使用于安全需求较高的基坑支护工程。采用
此种支护方式的缺点是对施工现场组织管理、设备选型和排浆控制要求
较高。
3 建筑工程深基坑支护技术分析
3.1 工程概况
某基坑支护工程拟建场地位于某市东郊路某号,东郊路以北,场地
东、北侧为低矮民房,西南角为加油站,西、南侧为市政道路。勘察期
间现状地坪绝对标高10.15m-15.88m,现经整平后地势总体较平坦。拟
建工程设两层地下室。根据甲方提供的设计资料,二层地下室基坑坑底
绝对标高为2.40m,考虑0.4m 底板及垫层厚度,基坑坑底开挖绝对标
高为2.0m,基坑开挖深度为9m,基坑支护周长约460m,基坑开挖面积
约8,129m2。
3.2 工程地质条件
3.2.1 地质条件
据钻探揭露,场地内地层有:人工填土层、冲积层、残积层及燕山
期花岗岩。
3.2.2 地下水条件
场地内主要有一种地下水类型影响本工程施工:赋存于强风化花岗
岩及中风化花岗岩层的裂隙含水层,它的补给主要来源于大气降水,但
水位变化受季节影响较小,水量较稳定。钻探施工期间测得地下水水位
深度2.10m-6.50m,标高9.620m-6.74m。
3.3 设计概况
3.3.1 场地基坑开挖深度约9m,场地ABCDE 段紧邻加油站,南、
东侧距离约20m 为市政道路,西、北侧为低矮民宅。故根据《建筑基坑
支护技术规程》(JGJ120-2012)确定基坑加油站地段安全等级为一级,
其余地段为二级。
3.3.2 排水措施采用在基坑侧壁设置泄水孔。
3.3.3 根据基坑各处开挖深度情况不同,应采取分段支护的原则,
重点保护地段为加油站一侧。
3.3.4 基坑设计有足够的安全可靠性,并能付诸实施,工艺简便,
工程造价相对低廉,且对环境的影响降到允许的范围。
3.4 支护结构类型及技术分析
3.4.1 支护结构。参考规范和类似的工程经验,根据场地地质条件
和周边环境,基坑分段支护结构采取如下支护方案:基坑西南角加油站
附近ABCDE 段采用钻孔灌注桩+ 预应力锚索支护;基坑南侧EFGH 段采
用分级放坡+ 复合土钉墙支护;基坑北、东侧HJKL 段采用放坡+ 复合
土墙支护;基坑北、西侧LMNPQA 段采用放坡+ 复合土钉墙支护。
3.4.2 土钉墙支护技术。土钉墙施工工艺流程:土方开挖→修整边
壁→测量、放线→钻机就位→安钻杆→校正孔位→调整角度→钻孔→钻
至设计深度→清孔→插入土钉→压力灌浆→养护。喷射混凝土面层施工
工艺流程:立面平整→绑扎钢筋网片→干配混凝土料→依次打开电、风、
水开关→进行喷射混凝土作业→混凝土面层养护。
3.4.3 主要施工工艺
(1)测量放样。在施工准备阶段,首先要根据图纸尺寸做好实地
木桩标志和测量记号,并用滑石粉划出线网。
(2)开挖基坑。若基坑开挖面积较大时,地表可能出现大量的积水,
如果无法及时排出将影响基坑的施工。因此,在基坑周围和坑内应每隔
一段距离挖积水坑,将不同积水坑连接成网络状,方便及时排出积水。
(3)打土钉孔,孔径l00mm,水平钻机成孔。
(4)土钉的制作安装。使用土钉应除油、除锈并焊接牢固(搭接
焊长不少于10 倍的钢筋直径);为确保土钉插入孔后处于中央位置,
以增强注浆后砂浆和钢筋之间的握紧力。同时,土钉应焊托架,相邻
两托架距离2m 为宜。注浆管同土钉插入锚孔时,对注浆管下端口应采
取保护措施,防止堵塞。注浆的水泥浆液按设计配比进行,水灰比为
0.45-0.55,速凝剂为水泥用量的3%,压力控制在0.2-0.4mpa;注浆时,
要做到边注浆边往外缓慢拉动注浆管,防止出现水泥浆脱节。注浆中途
停止超过30min 时,应及时清洗注浆机、注浆管,并重新注浆。砂浆严
格按配合比计量并搅拌均匀,随拌随用,一次拌合的水泥浆应在初凝前
用完,并严防石块、杂物混入。
(5)挂网喷砼。边坡开挖并经过人工清理、整平后,施工人员可
设置间距为1,000mm、φ20 的1.5m 长钢筋,挂上铁丝网并和钢筋紧密
绑扎,然后进行喷砼作业。一般情况下,可使用空气压缩机进行混凝土
干料的输送,混凝土的喷射厚度为10cm 左右,选用普通硅酸盐水泥,
标号32.5R。同时,砂砾采用中粗砂,含水量应控制在6% 以内,喷射
混凝土强度为C20,砂石和水泥重量比为2:1。同时,混合料应使用搅
拌机进行均匀搅拌且随拌随用。最后,混凝土喷射作业应分层分段依次
进行,采用自下而上的喷射顺序。在喷射过程中,应尽量确保喷头和喷
射面的垂直度,间距控制在1m-2m 内为最佳。同时喷射完成后应注意混
凝土的养护工作,一般在混凝土终凝后2h 进行初次养护,养护持续时
间为一周左右。再者,喷射的混凝土表面应设置φ50 孔径的泄水孔,
间距保持在2,000mm,梅花桩分布。
3.4.4 锚杆支护的施工要点。土层锚杆应在达到特定深度后再扩大
孔的端部,形成柱状。锚杆支护技术的实施,主要将钢索钢筋等抗拉材
料加入孔内,及时灌注液浆材料,使其整体成为具有较强抗拉能力的锚
杆。此种支护技术可以承受较大拉力,能够有效地确保结构的稳定性,
防止变形,还具有施工进度快、节省人力和材料的特点。
4 结语
随着各种建筑向更高、更深的状态发展,深基坑支护工程的各个方
面都会得到深入、全面的应用和推广。深基坑支护工程是由许多具有独
立功能的体系构成的整体。实际施工中,施工单位应从整个工程的角度
出发,将系统中的各部分进行科学合理的协调、配合,构成良好的工程
整体。这样才可以确保基坑支护工程能够产生最大的社会效益和经济价
值。
参考文献:
[1] 刘建航,候学渊. 基坑工程手册[M]. 北京:中国建筑业出版社,
2010.
[2] 林鸣,徐伟. 深基坑工程信息化施工技术[M]. 北京:中国建
筑业出版社,2009.
[3] 陈仲颐,叶书麟. 基坑工程学[M]. 北京:中国建筑业出版社,
2012.
[4] 广东省标准. 建筑基坑支护工程技术规程,(DBJ/T15-20-
97)2009[S].

 


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