深基坑復(fù)合支護(hù)體系施工技術(shù)研究

時(shí)間:2022-08-12 10:04:35

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深基坑復(fù)合支護(hù)體系施工技術(shù)研究

摘要:結(jié)合工程案例就深基坑綜合支護(hù)體系存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析,根據(jù)關(guān)鍵問(wèn)題提出了具體的解決方案,并從工藝原理到施工過(guò)程控制進(jìn)行了系統(tǒng)闡述。

關(guān)鍵詞:深基坑;三軸攪拌樁;預(yù)應(yīng)力;操作要點(diǎn)

隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步,城市化發(fā)展的不斷加速,為了解決城市,特別是大中型城市人類居住與辦公問(wèn)題,人們不得不將建筑空間由以往的低層、多層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向高層、超高層結(jié)構(gòu)。在向高空發(fā)展的同時(shí)也不斷地向地下空間開(kāi)發(fā),由此在城市狹小的空間中,深基坑支護(hù)、開(kāi)挖、降水等施工環(huán)節(jié)成為了工程施工的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

1工程實(shí)例

某工程項(xiàng)目占地面積為9287.7m2,總建筑面積為40955.77m2,主樓部分地下3層,地上24層,地庫(kù)部分地下2層?;娱_(kāi)挖深度為11.7m,東西長(zhǎng)約為110m,南北寬約為60m,整體呈長(zhǎng)方形,基坑面積約為6600m2。由于地處鬧市區(qū),周邊環(huán)境復(fù)雜,基坑支護(hù)形式為基坑4個(gè)角部采用鋼筋混凝土灌注樁加1道水平鋼管內(nèi)支撐;基坑南、北側(cè)中部采用鋼筋混凝土灌注樁加1道預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù);基坑四周止水帷幕采用三軸水泥攪拌樁,降水采用坑內(nèi)管井降水,坑外回灌。但由于基坑?xùn)|側(cè)距離建筑物較近,為保證基坑尺寸,經(jīng)與設(shè)計(jì)院、建設(shè)單位協(xié)商,基坑?xùn)|側(cè)三軸攪拌樁與鋼筋混凝土灌注樁施工采用橫向三軸攪拌樁,中央部位再套打鋼筋混凝土灌注樁,為此施工難度增加。

2工程存在問(wèn)題及問(wèn)題解決思路

2.1存在問(wèn)題。工程存在問(wèn)題如下:(1)該工程基坑支護(hù)與土方開(kāi)挖相互影響,其中腰梁、預(yù)應(yīng)力錨索、鋼支撐需穿插施工,各工序的銜接是重點(diǎn),也是難點(diǎn)。(2)該工程基坑支護(hù)體系緊鄰紅線,樁位偏差過(guò)大直接影響基坑尺寸和紅線。(3)基坑水平鋼支撐體系安拆受施工場(chǎng)地限制,無(wú)法正常施工。2.2解決思路。針對(duì)工程存在問(wèn)題分析如下:(1)根據(jù)專項(xiàng)施工方案提前規(guī)劃施工路線,待基坑周邊三軸攪拌樁、鋼筋混凝土灌注樁施工完畢且達(dá)到一定強(qiáng)度后,分段分層土方開(kāi)挖,每1段第1層土方開(kāi)挖深度不得超過(guò)腰梁底標(biāo)高,待每段臨空作業(yè)面形成后開(kāi)始腰梁、預(yù)應(yīng)力錨索、鋼支撐等工序施工,確保工序銜接緊密。(2)采用JPS精準(zhǔn)定位每個(gè)樁位,為減少誤差,對(duì)三軸攪拌樁在溝槽內(nèi)安放定位槽鋼,對(duì)灌注樁、格構(gòu)柱施工在定位點(diǎn)安放定位裝置。(3)水平鋼支撐安拆采用現(xiàn)場(chǎng)原位組裝,采用50t吊車、三腳架,倒鏈、千斤頂配合進(jìn)行安拆作業(yè)。

3工藝原理

狹小空間深基坑復(fù)合支護(hù)施工技術(shù)的基本原理是基坑四周止水帷幕采用三軸攪拌樁,內(nèi)側(cè)垂直支護(hù)體系采用鋼筋混凝土灌注樁,水平支護(hù)體系四個(gè)角部在-4.45m處做腰梁加水平鋼管內(nèi)支撐,中部在-4.45m處做腰梁加預(yù)應(yīng)力錨索,灌注樁頂部采用冠梁連通,最后隨土方開(kāi)挖進(jìn)度在側(cè)壁噴射混凝土面層。針對(duì)該工程施工場(chǎng)地狹小,基坑支護(hù)體系先沿基坑四周打三軸攪拌樁,再施工鋼筋混凝土灌注樁、格構(gòu)柱,然后開(kāi)始冠梁施工,之后基坑整體分區(qū)域分層土方開(kāi)挖至腰梁底,開(kāi)始腰梁、預(yù)應(yīng)力錨索、鋼支撐、混凝土面層穿插施工,接著第二步、第三步土方開(kāi)挖,開(kāi)挖同時(shí)進(jìn)行混凝土面層施工。

4施工過(guò)程及質(zhì)量控制

4.1施工準(zhǔn)備。深基坑復(fù)合支護(hù)施工準(zhǔn)備如下:(1)施工前,應(yīng)掌握工程水文地質(zhì)資料及周邊建筑物、構(gòu)筑物、地下管線等相關(guān)資料。根據(jù)圖紙、勘察報(bào)告及周邊相關(guān)資料優(yōu)化圖紙。(2)鑒于該工程的特殊性,為解決施工場(chǎng)地狹小帶來(lái)的問(wèn)題,將圖紙后澆帶位置做調(diào)整,并及時(shí)做好技術(shù)核定,以便整體規(guī)劃施工段,確定施工順序及機(jī)械配置。(3)根據(jù)后澆帶劃分,最終確定為4個(gè)流水施工段,考慮東側(cè)鋼支撐施工困難,待四周樁體施工完畢并達(dá)到一定強(qiáng)度后,采用兩臺(tái)WY370反鏟挖機(jī)從東向西退臺(tái)挖土施工,盡快為腰梁、鋼支撐、預(yù)應(yīng)力錨索分段提供臨空工作面。(4)考慮到基坑上部土質(zhì)軟弱,為避免樁孔塌陷,在平整場(chǎng)地后對(duì)打樁區(qū)域局部進(jìn)行夯填、碾壓。4.2三軸攪拌樁與鋼筋混凝土灌注樁施工。三軸攪拌樁與鋼筋混凝土灌注樁施工是該工程最為緊張的階段,也是決定后續(xù)工作正常進(jìn)行的關(guān)鍵所在,所以,先進(jìn)行基坑四周的三軸攪拌樁施工,期間穿插主樓部位的鋼筋混凝土灌注樁施工,待三軸攪拌樁施工完畢,再進(jìn)行支護(hù)體系的鋼筋混凝土灌注樁的施工。該工序的重點(diǎn)在于準(zhǔn)確定位樁位,確保樁位偏差在允許范圍內(nèi)。具體施工控制如下:(1)測(cè)量放線在測(cè)量放線前,必須核驗(yàn)建設(shè)單位提供的基準(zhǔn)點(diǎn),然后根據(jù)圖紙給定的坐標(biāo)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)設(shè)出基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的軸線交叉點(diǎn),并對(duì)交叉點(diǎn)做好標(biāo)志,引設(shè)到安全位置做好保護(hù),現(xiàn)場(chǎng)交叉點(diǎn)應(yīng)不少于3個(gè),每個(gè)點(diǎn)必須引設(shè)到安全位置并做好保護(hù),根據(jù)交叉點(diǎn)放出需要施工的樁位點(diǎn),每次樁位點(diǎn)的施放必須以這3點(diǎn)為依據(jù),嚴(yán)禁根據(jù)已放的樁位點(diǎn)施放樁位點(diǎn),以免出現(xiàn)累計(jì)誤差。(2)安裝定位架無(wú)論是三軸攪拌樁還是鋼筋混凝土灌注樁,在打樁前,必須在樁位點(diǎn)上安裝定位架,嚴(yán)禁盲目施工。對(duì)于三軸攪拌樁,一般采用鋪設(shè)槽鋼的方法來(lái)做定位架,具體做法為:先開(kāi)挖溝槽,在溝槽兩側(cè)根據(jù)樁位控制線鋪設(shè)定位槽鋼,然后在定位槽鋼上畫(huà)出樁位控制點(diǎn),操作人員依據(jù)樁位控制點(diǎn)即可正常施工。4.3第一步土方開(kāi)挖。第一步從基坑?xùn)|側(cè)挖至標(biāo)高-5.0m處,先挖腰梁及支撐部位,再向房心順序展開(kāi)。第一步土方開(kāi)挖前,應(yīng)做好以下工作:(1)降水井穿插于混凝土灌注樁施工環(huán)節(jié),待基坑止水帷幕及側(cè)壁混凝土灌注樁施工完畢,降水井開(kāi)始抽水。降水井水位應(yīng)低于開(kāi)挖深度0.5~1m。(2)冠梁施工完畢,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%(具體以試塊報(bào)告為準(zhǔn))。4.4鋼支撐及預(yù)應(yīng)力錨索施工。鋼支撐、預(yù)應(yīng)力錨索施工兩者互不沖突,工藝上水平鋼支撐施工前,必須在腰梁施工完畢并達(dá)到一定強(qiáng)度后方可安裝水平鋼支撐,預(yù)應(yīng)力錨索施工是在腰梁施工前先將錨索打入,再施工腰梁,最后施加預(yù)應(yīng)力。由于施工場(chǎng)地有限,鋼支撐施工采用現(xiàn)場(chǎng)原位拼裝整體吊裝法進(jìn)行施工,即腰梁施工完畢,平整鋼支撐區(qū)域場(chǎng)地,然后現(xiàn)場(chǎng)組裝鋼支撐架體,架體包括各節(jié)鋼管,調(diào)整節(jié)、端頭節(jié),待連成整體后,采用50t履帶吊整體起吊配合安裝。在安裝期間,施加預(yù)應(yīng)力時(shí)需要注意以下問(wèn)題:(1)施加預(yù)應(yīng)力前仔細(xì)查找圖紙,明確預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)值,該工程預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)值為500kN。(2)預(yù)應(yīng)力施加前,檢查油泵、千斤頂校驗(yàn)情況,以免運(yùn)行期間出現(xiàn)異常。(3)施加預(yù)應(yīng)力時(shí),預(yù)應(yīng)力值應(yīng)比實(shí)際值多加10%的預(yù)應(yīng)力損失值,且預(yù)應(yīng)力施加應(yīng)分級(jí)進(jìn)行,第一次預(yù)加60%~80%,及時(shí)檢查螺栓、螺帽是否異常,若無(wú)異常,則施加第二次預(yù)應(yīng)力,此次預(yù)應(yīng)力值可施加到設(shè)計(jì)要求。(4)每次預(yù)應(yīng)力施加要做好記錄并備案。(5)在二次預(yù)應(yīng)力施加到位后,采用預(yù)先準(zhǔn)備好的鍥塊在活絡(luò)端末端楔緊,然后對(duì)千斤頂卸力,移開(kāi)千斤頂,解開(kāi)鋼絲繩掛鉤,完成吊裝。4.5第二及三步土方開(kāi)挖。第二步、第三步土方采取接力退臺(tái)挖土,挖至墊層底。第二步、第三步土方開(kāi)挖前,應(yīng)注意:腰梁、預(yù)應(yīng)力錨索注漿體及混凝土面層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后方可進(jìn)行。對(duì)降水井采取保護(hù)措施,并做好降水工作。伴隨開(kāi)挖進(jìn)度對(duì)支護(hù)樁立面及時(shí)進(jìn)行噴射混凝土面層。4.6適用范圍該技術(shù)適用于城市建筑基坑深度較深、周邊環(huán)境復(fù)雜且場(chǎng)地狹小的基坑支護(hù)工程。

5結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展,深基坑工程在大城市中屢見(jiàn)不鮮,采用多種支護(hù)體系綜合支護(hù),有效地阻止了基坑壁的滑移;提高了基坑內(nèi)側(cè)松軟土質(zhì)受基坑壁處土體壓力而產(chǎn)生的抗隆起力和基坑壁的抗剪能力。且該技術(shù)施工設(shè)備簡(jiǎn)單,采用水泥土攪拌樁機(jī)、錨桿機(jī)、錨桿張拉設(shè)備、混凝土噴護(hù)設(shè)備或灌注樁施工設(shè)備即可,有利于城市基坑施工場(chǎng)地狹小的場(chǎng)地施工,更有利于城市綠色施工。

參考文獻(xiàn):

[1]熊贊民,隆威.深基坑預(yù)應(yīng)力復(fù)合土釘支護(hù)穩(wěn)定性的可靠性研究[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā),2004,25(2):24-27.

[2]惠趁意,朱彥鵬,葉帥華.預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護(hù)穩(wěn)定可靠度分析[J].巖土工程學(xué)報(bào),2014,36(S2):186-190.

作者:郭世峰 單位:山西建設(shè)投資集團(tuán)有限公司