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1、建筑工程中的深基坑支护施工技术建筑工程中的深基坑支护施工技术摘要复合型土钉墙可应用于含水丰富的粉细砂、砂卵石地层,亦可应用于厚度一般小于4m、无临时自稳能力的淤泥等饱和软弱地层,可兼作挡水结构,保证支护工作面不出现流砂或淤泥流动等地层损失现象。本文主要结合某栋商业大厦深基坑工程案例,介绍了土钉支护技术在该工程中的具体应用。 关键词深基坑 土钉支护 一、工程背景资料 某栋商业大厦地上 20 层,地下 2 层,总高度 78m,建筑面积约 60590m2。该工程的外形为矩形,尺寸为 68.5m40.2m,占地面积约 2500m2。该工程的上部结构采用框架剪力墙结构,基础大部分采用筏板基础,同时配合框
2、架基础和条形基础。基础拟建在天然地基上,根据工程设计,基础开挖至地面以下 7.2m。该工程以粉质枯土为天然地基持力层,场地土类型为中软场地土,建筑场地类别为 1 类,抗震设计类别为丙类,为建筑抗震一般地段。 本次基坑支护方案比选的原则为首先根据地层、开挖深度、周边环境的不同,详细地对基坑支护分段,然后对每一段按由简单到复杂、由低价到高价的先后顺序进行试算、比较,同时兼顾工期及其它工程条件,在经过计算、比较分析后,本工程支护结构拟采用土钉墙复合体的支护体系。 基坑支护有效深度为 4.75m;基坑的支护型式设计一种支护断面分四层支护,坡度为1:0.1:第一层 20L=6000mm1200mm、第二
3、层 20L=5000mm1200mm、第三层20L=4000mm1200mm、第四层 20L=3000mm1200mm。混凝土面层设计要求为钢筋网片采用 HRB235 钢筋,间距 200mm,喷射混凝土面层均为 l00mm 厚 C20 细石混凝土夹钢筋网片。 二、土钉墙支护深基坑概述 土钉墙是由天然土体通过土钉就地加固并与喷射混凝土面板相结合,形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力,从而保持开挖面的稳定,这个土挡墙称为土钉墙。 土钉与土体形成复合体,提高了边坡的整体稳定性和承受坡顶超载能力,增强土体破坏延性,改变边坡突然塌方性质,有利于安全施工。土钉墙体位移小,一般测试约为 20mm,对相
4、邻建筑影响小,设备简单,易于推广,由于土钉比土层锚杆长度短得多,钻孔方便,注浆容易,而且喷射混凝土等设备,施工单位均易办到;如能与土方开挖配合好,实行平行流水作业,则工期可缩短,噪音小;经济效益好,一般成本低于灌注桩支护。 三、土钉墙施工技术探讨 1.土钉墙施工工艺。(1)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。(2)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2.主要施工工艺。(1)测量放样。施工准备阶段首先按图纸尺寸把基坑上口线和下口线在实地做
5、好测量记号及木桩标志,用滑石粉在实地划线。(2)基坑开挖。大面积基坑开挖,由于地表层的滞水和深层的渗水及降雨,会造成基坑大量积水。这些水如不及时排出势必影响施工,所以在坑的四周、坑内每隔 30m 挖一条积水沟和相应的积水坑。每一层开挖基本上做到积水沟与积水坑连成网络,并及时将积水抽出坑外。(3)打土钉孔,孔径 l00mm,水平钻机成孔。(4)土钉制作、安装。土钉使用前须除锈,除油、焊牢(搭接焊长不少于 10 倍的钢筋直径);为保证土钉插入孔后居孔中央位置,以便在注浆后增大钢筋与砂浆的握紧力,土钉应焊托架,托架为对中支架,相邻两托架间距 2m;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
6、,以免堵塞;注浆管必须随土钉下至孔底,若中途注浆管脱落,必须重新安装土钉;注浆的水泥浆液按设计配比进行,水灰比为 0.45-0.55,速凝剂用量为水泥用量的 3%,控制压力 0.2-0.4Mpa;注浆时,要做到边注浆边往外拉动注浆管,不可拉动得太快,以免造成水泥浆脱节而使浆液不够饱满;注浆开始或中途停止超过 30min 时,就用水清洗注浆机及注浆管,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;注浆过程中观察孔口返浆情况,如孔口返浆用粘土在孔口围僵,确保浆液的密实。(5)挂网、泄水管孔布设。挂网。挂 6.5200(双向)钢筋网,挂网时
7、间应在注浆 4h 后进行。网距壁面 30mm,与井字型钢筋架焊接在一起或用 22 的铁丝扎牢。采用螺纹钢与同层土钉贯穿作为联系肋筋,14 肋筋与网面钢筋绑扎或焊接牢靠。支护面沿水平和竖直向预埋长 500-1000mm 直径 50mm 外罩滤网的 PVC 管作为泄水管,管子口部四周用水泥浆封固。喷射混凝土面层。待钢筋网编制与连接筋焊接完成后,应及时喷射混凝土面层。本基坑采用 9m3空压机喷射装置,喷射混凝土配合比严格按实验室配制单,同时加入一定量的外加剂,速凝剂的掺入比为 3%,喷射混凝土强度等级C20。(6)土钉与混凝土面层连接。土钉弯头四周用一根长度为 300mm 的 14 钢筋与联系筋焊接
8、。(7)挂网喷混凝土的支护。基坑先按 1:0.75 放坡挖土,人工修面,按设计要求人工打入钢筋土钉,挂 6.5200(双向)钢筋网,保护层 20mm,喷射 C20 混凝土厚 60mm。 四、基坑结构与支护监测 1.基坑支护监测内容。(1)主供水管。基坑北边距支护 20m 贯穿 1m 直径主供水管,根据该地区土质条件较差的特点,基坑挖土时,支护部位监测时该位置如变化较大,应停止挖土,回填支护边坡,稳定位移,坑外采用卸载及注浆加固处理,保证主供水管不变形位移,确保供水管正常使用。(2)静压桩与支护交叉施工安排。因工期紧,需要静压桩与支护交叉施工,考虑静压桩土应力释放的影响,交叉施工安排为静压桩施工
9、二分之一时,在已施工的静压桩区域施工深搅桩;施工顺序两边推进,根据静压桩施工进度,安排深搅桩的进度,然后根据分段的强度进行正常支护施工。 2.围护结构的监测。(1)围护结构完整性及强度监测。以灌注桩为支挡结构时,可用低应变动测法对桩身缩颈、离析、夹泥、断裂等缺陷程度和缺陷部位以及桩身强度进行检测。以旋喷桩、水泥搅拌桩为支挡结构时,可用低应变法或轻便触探法检测桩身强度和均匀性。(2)围护结构顶部水平位移监测。基坑开挖初期,可每隔 2-3 天监测一次,随着开挖过程进行,可适当增加观测次数,以 1 天观测一次为宜。当位移较大时,每天观测 1-2 次。围护结构顶部水平位移是围护结构变形最直观的体现,是深基坑监测工作中最重要的一个监测项目。 参考文献: 1孙丽梅,张玉敏,高明涛.鞍山东方大厦深基坑土钉支护技术.探矿工程(岩土钻掘工程),2007,(2). 2李宏庆.深基坑土钉支护的工程实践.山东建材,2006. 3聂淼,郑玉元.贵阳某深基坑土钉支护设计研究.山西建筑,2009,(3).
