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高层建筑工程中深基坑支护施工技术探讨

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【摘要】针对重庆市某高层建筑工程深基坑支护施工,提出“预应力锚索+微型桩+旋喷桩+土钉墙”的联合支护方案,并对具体的施工方法、施工要点、质量控制进行深入分析,最后得出本工程基坑支护取得良好效果,可为类似高层建筑工程深基坑施工作业提供参考与帮助的结论。

【关键词】高程建筑;深基坑支护;施工技术

高层建筑逐渐成为城市的主流和代表,在居民日常生产生活中发挥着重要作用。而高层建筑的基坑深度较大,施工及支护要求高,必须根据工程、场地实际情况采取有效措施加强支护,以保证安全和进度。

1工程概况

重庆市某高层建筑工程共30层,其中地上28层,地下2层,结构为钢筋混凝土组合框架。地下2层分别为车库和设备用房;地上1~4层为商业楼,其余楼层用于办公。地上、地下建筑面积分别为6万m2和2万m2,总建筑面积约8万m2。建筑基坑开挖设计深度7.5~9.8m,总面积可达1万m2;最大堆载为10kPa,并且距离边缘5m范围内不得堆载。基坑东南侧分布有大量民用房屋,其基础主要采用条件基础,缺乏稳定性;西南侧与西北侧均设有市政道路;东北侧为其他工程使用场地。按照设计要求,该基坑支护难度较大,需联合应用多种支护方法,包括预应力锚索、微型桩、旋喷桩与土钉墙。

2工艺流程

根据现场实际情况,充分结合地质条件与施工条件,深基坑支护工艺流程为:测放→监测点布置(包括位移监测点与沉降监测点)→排水→微型桩→旋喷桩→首层开挖→土钉与预应力锚索→首层护坡→次层开挖→土钉与预应力锚索→次层护坡→重复实施土层开挖、土钉与喷锚→基坑底部排水。

3施工方法

3.1标高控制

依照规划水准点,结合图纸,在场地内布置水准基点,借助水准仪闭合和水准点进行联测,获取高程,作为基坑水准基准点,据此测量、设立土层开挖标高。

3.2地表、地下水控制

从勘察资料中得知,场地内存在漂石层,需在基坑的东南侧增设旋喷桩。但是为防止降水过程中地表、地下水影响土体,快速排除基坑中的积水,当开挖至基底时沿着坡脚的方向设置排水沟,并在转角等处加设集水井,以此为抽水提供方便[1]。在分层开挖的过程中,基坑中四个边角分别开挖深坑,其深度要大于开挖层至少50cm,开挖大面之前先组织排水。如果降水未能满足要求,则应改用深井降水等措施。抽水时,时刻检查周围环境,一旦发现异常,及时和相关部门沟通,早作处理。

3.3防护工程

采用钢管组装设立防护栏,立柱为钢管,按2m间距设置,埋深为0.5m,与地面保持1.2m间距。护栏距基坑口距离应大于500mm,并在1.2m高处、0.6m高处和底部分别设置栏杆,同时在内部挂设安全立网[2]。

3.4土层开挖

土层开挖必须与支护、降水同时进行,并在开挖前先清理场地,以便于在坡顶设置交通和排水沟。施工严格按照支护先于开挖的基本原则,进行分层、分块和分区的均衡式开挖,每一段的最大开挖长度应控制在20m以内,而开挖深度要根据支护施工工作面确定,避免欠挖与超挖。考虑到基坑的面积很大,所以开挖必须分块进行,确定合理的开挖顺序,尽可能缩短坡面直接裸露的时间。当开挖完一段之后,应在24h之内完成所有支护工作,包括钻孔、土钉施工与喷浆等。在上一层防护体实际强度达到标准后即可开挖下一层。根据围护结构特征,土层开挖需要在支护桩实际强度完全达到设计标准的情况下开挖下一层,并且在开挖时要注意挖斗不得对支护结构造成撞击。为防止开挖对原状土造成太大扰动,应预留厚度为30cm的原土层,在垫层施工过程中采用人工进行挖除。土层开挖时尽早开始基坑施工,以免被水浸泡和长时间裸露[3]。

3.5喷射混凝土

3.5.1挂设钢筋网

喷锚同样要分段进行,每段长度应控制在20m以内,同时采用间隔跳槽进行施工。在基坑内壁挂设钢筋网,采用绑扎的方式搭接,其长度应在300mm以上。当每一层土钉施工结束时,即可挂设双向钢筋网,并进行分层喷射,直至厚度满足要求。

3.5.2质量控制

在喷射过程中必须对厚度与平整度进行严格控制,外表面应美观且平整,在相同层端需按照从上到下的顺序喷射,同时对水灰比进行控制,确保表面无凸起,呈现出润滑、光泽且没有流淌的现象。

3.5.3养护

当混凝土终凝2h后洒水保湿、养护,有效养护时间不得少于3d。

3.6微型桩

3.6.1工艺方法

(1)通过测放确定微型桩具体位置,同时进行复核,于场外制作钢管;

(2)钻机到位后调整垂直度,要求和桩位完全对准;

(3)开挖泥浆池,形成循环系统后开钻成孔;

(4)成孔后进行洗孔与清孔;

(5)首次常压注浆,在孔口处退返纯水泥浆之后结束注浆;

(6)吊放预先加工完成的钢管;

(7)视实际情况进行补浆。

3.6.2质量控制

(1)钻机钻杆务必保持垂直,偏差不得超出0.5%;桩位应准确无误,偏差不得超出10mm;

(2)采用泥浆护壁钻孔成孔工艺,护壁应满足要求,并在易渗漏处采取维护措施;

(3)成孔之后做好清孔,要求孔底沉渣不大于300mm[4];

(4)注浆采用注浆管,再向孔中插入钢管,确保钢管处于桩中心轴线,注水灰比为0.45~0.50的42.5R普通硅酸盐水泥。

3.7旋喷桩

3.7.1工艺流程及要点

(1)工艺流程

(2)工艺要点①在平整场地上放出桩位,做好标记,控制孔位及垂直度偏差分别小于30mm和0.5%。②若自身难以钻进,可使用地质钻先行钻进,为钻机提供引孔,然后进行泥浆护壁。要求实际钻孔深度大于设计值20cm。③向孔内插入注浆管,插管时,为避免喷嘴被堵,应在喷射的同时进行。④插管时,于后台制备浆液,采用42.5R普通硅酸盐水泥,水灰比以1:1为宜。⑤插管完成后,按从下至上的顺序开始喷射,喷射压力要求在20Pa以上,注浆管提升速度要控制在10cm/min以内[5]。⑥当注浆管提升至指定标高时,结束旋喷,采用相应机械设备进行冲洗,确保管内没有泥浆残留。⑦砂层进行单管旋喷时(图2),可使用冒浆补灌完成施工的桩孔。而在粘土层与淤泥层,由于冒浆中掺加了清水与粘土,所以不可直接回灌。

3.7.2质量控制

(1)在注浆管进入土层内,且喷嘴达到制定标高时,即可开始注浆。在对喷射管进行提升的过程中,严格按照从下至上的顺序,提升速度要严格控制在10cm/min。

(2)采用复喷措施处理需要提高强度与增大加固范围的部位。

(3)当注浆出现异常时,如压力突然减小或增大,应停止注浆查明原因。

3.8土钉

(1)按要求放出土钉具体位置;

(2)按要求截取钢管,焊接倒刺,加工完成后采用人工运输同时打入,外露长度以200mm为宜;

(3)压力注浆,孔口完全封闭,由胶管注浆,直到泥浆充满,用量要大于20kg/m;

(4)设置泄水孔之后根据方案要求挂设横向钢筋网,同时绑扎牢固;

(5)设置预制好的钢筋,确保土钉穿过所有预留孔,并在端部增设加强筋;

(6)由砂石泵组喷射混凝土,其厚度不得小于100mm。

4结束语

本工程施工过程中,严格按照以上要求和方法对土钉墙、旋喷桩与微型桩进行了施工与质量控制,做到了技术要求的严格把控,取得良好效果,可为类似的高层建筑工程深基坑施工作业提供参考与帮助。

参考文献

[1]李亭.分析高层建筑工程深基坑支护施工技术[J].住宅与房地产,2016(06):195.

[2]练国梁.高层建筑工程中深基坑中支护施工技术应用的分析[J].建材与装饰,2016(17):32~33.

[3]王旭.建筑工程中深基坑中支护施工技术分析[J].绿色环保建材,2016(08):127.

[4]丁谦.高层建筑工程中深基坑中支护施工技术研究[J].建设科技,2015(15):174~175.

[5]张建强.深基坑支护施工技术在高层建筑工程建设中的运用分析[J].四川水泥,2017(03):133.

作者:徐希涛 单位:正威科技集团有限公司

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