淺析建筑工程地下室基坑支護施工要素
關(guān)鍵詞:建筑工程,基坑支護,槽段開挖,要素分析
1、工程概況
漳州人民廣場歡樂城工程，總建筑面積85000平方米 ,地下室一層,局部兩層，地上為公園廣場。基坑開挖深度約10.5 米, 基坑周長約1150米。地下室基坑開挖順序采用全逆作法, 基坑支護采用柱支式地下連續(xù)墻+預(yù)應(yīng)力錨桿局部采用噴錨支護結(jié)構(gòu)的方案。
該工程由于整體剛度大和防滲性能好的特點, 地下連續(xù)墻已成為配合深基坑逆作法施工最合適的深基坑支護形式, 但連續(xù)墻在堅硬土層及巖層中開挖成槽較困難, 入巖的施工費用很大, 作為圍護結(jié)構(gòu)與樓蓋結(jié)構(gòu)及襯墻之間的連接與防水等構(gòu)造處理復(fù)雜, 已直接影響到深基坑逆作法技術(shù)的應(yīng)用和推廣。
2、柱支式地下連續(xù)墻施工
2.1 工藝流程
測量定位→導(dǎo)墻建造→沖、抓成槽→清底→安裝鋼筋籠→灌注水下混凝土→泥漿回收→沉淀池(泥漿制造) →泥漿儲存
2.2 主要施工要點
1) 槽段開挖施工
槽段劃分長度為4米～5 米, Ⅰ、Ⅱ期槽段間跳布置之間用剛性接頭連接。
槽段開挖采用兩鉆一抓的造槽方法進行。先用沖擊鉆機施工槽段兩端孔作為導(dǎo)向孔, 當(dāng)造孔達到終孔深度后,孔內(nèi)充滿泥漿, 以此兩孔為導(dǎo)向, 用液壓抓斗挖去陰影部分的土體, 如遇到抓不到底的槽段, 則用沖擊鉆機鉆進,達至終孔深度。
對于一些槽段尺寸較短或轉(zhuǎn)角而無法進行抓斗施工的槽段, 由沖擊鉆獨立完成, 其成槽施工過程主要采用先鉆進主孔(1#、3#、5# ) , 后劈打副孔( 2#、4# ) , 再使用方型鉆頭削平槽壁的方式。施工順序如圖一所示。
造孔成槽監(jiān)控: 垂直度監(jiān)控: 液壓抓斗可利用自身糾偏監(jiān)控儀表控制; 沖擊鉆機每鉆進1～2米用直尺檢查一次垂直度。深度監(jiān)控采用測錘量測。
2) 清底
清底采用抽砂筒或循環(huán)泥漿清槽方法, 對槽底進行清渣, 提高成墻質(zhì)量。在清孔過程中, 不斷向槽內(nèi)泵送優(yōu)質(zhì)泥漿, 以保持液面穩(wěn)定, 防止塌孔。
(1) 槽內(nèi)泥漿必須高于地下水位1.0 米以上, 并且不低于導(dǎo)墻頂面0.3 米。
(2) 清槽應(yīng)不斷置換泥漿。清槽后, 槽底以上0.2 米～1.0 米處的泥漿比重應(yīng)不小于1.3, 含砂率不大于8% ,粘度不大于28S。
(3) 清槽后及灌注混凝土前, 用測繩測量法檢查槽底沉碴厚度。一個槽段至少有三個測點, 沉碴厚度≤50 毫米。
3) 鋼筋網(wǎng)吊裝
鋼筋網(wǎng)在現(xiàn)場平臥制作, 設(shè)置縱向鋼筋桁架保證鋼筋籠有足夠的剛度及吊裝時不發(fā)生變形。起吊時用兩部吊機分兩頭配合, 專人指揮, 即采用二副鐵扁擔(dān)或一副扁擔(dān)及二副吊鉤起吊以防止鋼筋籠彎曲變形。先六點水平起吊,輔助起重機下部兩點或四點, 然后主機升起系在鋼筋籠上口的鋼扁擔(dān)將鋼筋籠吊起對準(zhǔn)槽口, 緩慢垂直落入槽內(nèi),避免碰壞槽壁。對于超過18米深度的槽段, 鋼筋網(wǎng)分兩段制作, 吊裝時錯開50%焊接連接, 詳見圖二。
4) 水下混凝土灌注
當(dāng)連續(xù)墻鋼筋籠安裝完畢, 采用導(dǎo)管法及時灌注水下混凝土。
(1) 混凝土質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求。
(2) 一個槽段內(nèi)同時使用兩根導(dǎo)管時, 其間距≤3 米,導(dǎo)管距槽段接頭端不宜大于1.5 米, 槽內(nèi)混凝土面整體基本均勻上升, 并在混凝土初凝前灌注完畢。
(3) 各工序緊密安排, 確保鋼筋籠在槽內(nèi)浸泡時間不超過10 h。
(4) 混凝土初灌時, 保證導(dǎo)管埋入混凝土深度最少不小于1.5 米, 連續(xù)灌注。而灌注過程導(dǎo)管最大埋深一般不超過6 米。
(5) 澆灌過程要專人測量其上升高度, 嚴禁導(dǎo)管提離混凝土內(nèi)。并做好灌注紀(jì)錄。
(6) 灌注過程必須嚴格控制最終灌注標(biāo)高。
3、預(yù)應(yīng)力錨桿局部采用噴錨支護技術(shù)施工要點
在施工地下負一層樓面結(jié)構(gòu)后, 開始邊下挖邊施工地下連續(xù)墻上的錨桿, 并逐層下挖逐層施工噴錨支護結(jié)構(gòu)。實際施工中根據(jù)出土實際情況, 除預(yù)留土方挖運的車道口外, 其余地段均按15 米～20 米為一作業(yè)段組織流水施工,分段跳挖并分段施工錨桿和噴錨支護結(jié)構(gòu)。
3.1施工順序如下
3.1 預(yù)應(yīng)力錨桿(索) 施工要點
預(yù)應(yīng)力錨桿(索) 施工工序為: 定孔位→鉆機定位、定角度→鉆孔→鉆機(或空壓機) 清孔→下錨拉桿→清水沖孔→攪漿→注漿→錨板制作→張拉鎖定
(1) 錨桿(索) 在地下連續(xù)墻上時, 應(yīng)按設(shè)計孔徑采用取芯鉆具或潛孔錘開孔;
(2) 錨桿機成孔, 孔徑Φ150 毫米 (或Φ100 毫米) , 土層或強風(fēng)化巖層段可采用螺桿鉆進, 基巖段應(yīng)采巖芯管取芯或用潛孔錘鉆進; 鉆孔施工至設(shè)計孔深后應(yīng)采用漿泵或空壓機進行清孔, 將孔內(nèi)的鉆渣排出孔外;
(3) 按設(shè)計長度設(shè)置自由段, 自由段采用薄膜紙包裹或用相應(yīng)直徑的塑料軟管套住, 使之與錨桿固結(jié)體分離:
(4) 將加工好的錨桿(索) 連同灌漿管一起下入孔底(錨桿(索) 注漿采用底部注漿工藝) , 隨即在灌漿管外接高壓漿管, 采用大泵量清水進行沖孔, 直至孔口返出清水為止:
(5) 鉆孔用清水沖干凈后可開始進行灌漿, 錨固體采用M20水泥砂漿, 為提高其早期強度可加入5%的早強減水劑;
(6) 錨桿灌漿應(yīng)保持連續(xù)、飽滿, 預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)封孔注漿并設(shè)置排氣孔, 以使注漿壓力保持0.3兆帕～1.0兆帕;
(7) 錨固體達到一定強度后(約7 天) , 即可進行張拉鎖定, 按設(shè)計總控制張拉力10%、25%、50%、75%、100%分5級遞增加載, 1級～3級要求每級穩(wěn)壓5 分鐘, 4級～5級要求每級穩(wěn)壓10分鐘, 觀測并記錄每級的位移變形量; 最后一級穩(wěn)定后, 卸荷并安裝錨具, 重新拉至鎖定力后穩(wěn)壓10 分鐘, 此時鎖定并卸荷:
(8) 錨桿張拉時采用間跳張拉的施工順序, 以避免對鄰錨桿造成影響;
3.3 噴錨支護施工要點
噴射工作面開挖及坡壁清理
(1) 、每層工作面開挖深度至錨桿位置下0.4 米, 除車道口外, 沿基坑長20 米左右, 分段分層開挖錨桿及噴錨施工工作面, 施工面要求寬約6 米～8 米, 工作面以外每隔10米開挖一個沉淀池(見圖四) 。
(2) 當(dāng)開挖出工作面后, 即采用人工修整坑壁面至齊整, 保證坡面垂直平整;
(3) 清理出上層噴錨鋼筋網(wǎng)的接頭, 以便與本層鋼筋焊接;
(4) 在坑壁有滲水或砂性土層的地方設(shè)立泄水孔, 泄水孔徑35毫米, 長500 毫米, 伸入土層約300 毫米, 必要時在下層噴面完成并有一定的強度后進行壓漿封堵。
2) 噴射混凝土及焊接鋼筋網(wǎng)
噴砼的工序如下: 修整坑壁坡面→設(shè)立厚度標(biāo)記及泄水孔→噴30～50毫米厚底層砼→施工錨桿、綁扎底層鋼筋網(wǎng)→噴砼覆蓋底層鋼筋網(wǎng)→綁第二層鋼筋網(wǎng)、焊接加強筋→噴射10 c米厚面層砼
(1) 人工修整好坑壁面后, 隨即噴射厚30 毫米～50 毫米的底層砼, 如土質(zhì)較差土體難以自穩(wěn)時, 則可先綁扎底層鋼筋網(wǎng)后再噴底層砼, 但必須注意保持鋼筋網(wǎng)30 毫米～50毫米的保護層;
(2) 用短鋼筋或鐵線按@1.5 米呈梅花狀在坑壁做好厚度標(biāo)記, 同時在有水滲出或砂性土層的地方設(shè)立泄水孔;
(3) 錨桿施工完畢后, 及時噴射混凝土覆蓋底層鋼筋網(wǎng), 隨后跟進綁扎第二層鋼筋網(wǎng), 并焊接水平通長加強筋4Φ22;
(4) 噴射面層砼, 確保噴砼完全覆蓋住鋼筋網(wǎng)、加強筋及厚度標(biāo)記。有錨桿的部位, 應(yīng)用薄膜紙包住錨桿頭,避免錨桿與噴錨面相膠結(jié)影響張拉結(jié)果;
(5) 噴錨面完成后應(yīng)適當(dāng)灑水養(yǎng)護, 噴錨面達到一定強度后方可進行張拉鎖定或預(yù)拉收緊;
(6) 錨噴施工時, 做到緊湊快速, 盡量減少坡壁裸露時間。如錨孔施工時遇透水層, 有地下水涌出, 應(yīng)及時施工錨桿, 并隨即進行灌漿, 同時在孔口設(shè)置泄水孔, 待噴錨面完成一天后對泄水孔進行壓漿處理, 減少地下水流失。
3) 錨桿頭止水處理
錨桿施工完畢, 尤其在張拉鎖定或預(yù)拉收緊后, 地下水容易順著錨桿滲漏。如地層含水量較大造成錨桿頭漏水情況嚴重時, 可采取以下方法處理: ①施工錨桿時, 在注漿時對孔口進行封堵壓漿, 或在孔口段預(yù)埋注漿管, 待張拉鎖定或預(yù)拉收緊后進行注漿處理; ②采用化學(xué)灌漿方法進行堵漏處理。
4、結(jié)束語
施工實踐證明: 柱支式地下連續(xù)墻+錨噴復(fù)合支護技術(shù)在深基坑逆作法施工中的應(yīng)用是成功的。①該技術(shù)通過深淺槽相間布置、地下連續(xù)墻與錨噴網(wǎng)相結(jié)合組成圍護結(jié)構(gòu), 再由垂直方向的鋼梁和錨桿來支撐, 構(gòu)成一個穩(wěn)定的空間支撐體系, 保證基坑的安全和穩(wěn)定。②通過進入不透水層的連續(xù)墻淺槽段解決擋土止水的問題, 以一定的間距設(shè)置柱支式嵌巖的深槽段解決支承問題, 大大減少了施工困難入巖段工程量, 直接節(jié)省工程費用達四百二十萬元。而穿越透水層的地下連續(xù)墻體完成后, 又為人工挖孔樁施工提供了條件。
復(fù)合支護工藝集成施工, 有效的確保施工質(zhì)量及止水效果。地下連續(xù)墻+錨噴復(fù)合支護體系作為地下室施工時的圍護結(jié)構(gòu), 起著擋土、防滲、抗浮的作用, 同時又作為建筑物的永久性承重結(jié)構(gòu), 降低了圍護結(jié)構(gòu)的工程造價,大大縮短了工期, 取的了良好的社會效益與經(jīng)濟效益。
