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狭窄空间超大深基坑支护技术探讨

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摘要:本文在研究期间主要选择某项工程作为超大型深基坑毗邻高层建筑物,且基坑空间狭窄的支护技术研讨前提,详细阐述了选用深基坑桩锚技术和内支撑架构支护系统相互结合的方式实施基坑内部东南方向支护,融合了基坑内支撑设计方法和架构设计方式,把基坑支护水平支撑设定到水平架构标高部位,竖向支撑格构柱则精准定位在架构框架柱位置,实现桩锚和内支撑及架构一体化的施工效用,进而获取部分能够用于实际且极具指导意义的可行性成果。

关键词:狭窄空间;超大深基坑;支护技术

1引言

通常高层和超高层建筑多建设在繁华路段,其周边设施均已配备到位,施工期间不可就对周围建筑物形成较大影响,导致使用空间极其狭窄,在加上超高层建筑物在基坑上逐渐提升的要求,致使深基坑工程逐渐增多。但深基坑开挖工艺与施工技术较为复杂,尤其是在城市狭小空间之中,由于受到周围建筑物与施工场所等各个因素的限制,其施工难度逐渐增大。本文将主要参考单项工程,就狭小空间条件下超高层深基坑支撑防护系统和基坑分项施工技术实施深入研讨,并由此获取可供借鉴的城市狭窄地区深基坑支护系统经验与工艺。

2工程概述

文本中主要选用某项目作为实例,来分析狭窄空间下超大深基坑的支护工艺。该项目的详细信息为:地上建筑物主要有3座约184.30m至217.80m的主塔楼,4座8至12层的裙楼,地下室共分为4层。整体基坑设计南北长度大概是320m,东西方向长大约为200m,单个地下室面积基础设定是5.7万m2,挖掘面积设置是67814m2,土方挖掘深度均值约略是19.60m,在塔楼处的土方挖掘深度要较此处略深,是24.80m,整体基坑当中土方挖掘的整体体积大概是130万m3。其和18到21层的某大厦毗邻,拥有沉管浇灌注桩基础,和基坑间距较小的位置有一个消防用水池(水池深约4.8m,长度为11.8m,宽度为5.5m,体积预估是500m3),和消防用水池间隔最短的位置约略是7.58m,和某大厦距离间隔最短的位置时13.6m。

3桩锚和内支撑及结构一体化施工工艺设计

3.1桩锚和内支撑两种互相结合运用设计方式

该项目基坑边缘位置和四周超高层建筑物间距偏小,由于高压旋喷扩大头预应力锚索和普通预应力锚索相比较,其锚固段长度可以随着施工要求而缩小,并且施工期间很少影响到周围建筑群,所造成的位移偏小,使其安全性能得到加强,因此该项目施工期间将会选用高压旋喷扩大头预应力锚索桩锚结合内支撑的基坑支护架构模式。

3.2内支撑与架构一体化设计

3.2.1竖向支撑设计

由于此项目涉及区域内水平支撑架构的自身重量与跨度表现都比较大,在承接相应负荷期间极易失去稳定性且最终受到一定损坏,所以在竖向支撑上必定要设计充足,用于基坑支护竖向支撑立柱与立柱桩的平面布设选取为地下室架构柱上,内支撑格构柱立柱和主体架构框架柱的重心要互相吻合,在竖向支撑上选用钢格构柱,将其上端锚入到水平支撑架构内部,下端锚入到灌注桩内部,共同组成了地下架构的竖向支撑系统。

3.2.2水平方向支撑设计

把水平支撑设立在整体架构标高位置,水平支撑相关设计还必定要符合其能涵盖到的局部水平项目架构运用功能需求,就是要运用水平架构中局部代替水平支撑架构,这种方法和传统支护手法有所区别的地方在于不需要拆掉水平支撑,仅仅要把水平支撑外部的水平架构依照特定次序施工结束便可以。

3.2.3竖向和水平互相结合的设计

竖向支撑和水平支撑互相融合的连接方式将会对两种受力架构中的传力实际效用产生直接影响,经实践表明选用钢筋混凝土边梁和水平支撑、竖向支撑相连的方式,所产生的传力效果最佳,架构整体稳固可靠。该项目中其详细建造方式是:把支护桩腰梁标高调节到和水平架构同一水平面,把水平支撑和腰梁互相连接起来,最终打造成整个受力系统。竖向钢格构柱和水平支撑梁中间将会选用钢筋贯穿和连接,并于不同道水平支撑梁中间安排相应连接梁确保连通性,保障所打造的受力体系的完整性与稳固性。详细情况如图4、图5显示。

3.3内支撑与架构一体化施工工艺

3.3.1土方挖掘开工于半逆作法

施工地区保留少数反压土,选用这些土体所形成的被动土压力均衡基坑外部主动土压力,并就反压土实行高压旋喷灌注水泥浆实施加固方案,等逆作法之外地区地下室架构封顶,且对撑梁产生后在施行对应标高段土方挖掘。土方挖掘将依照支护桩操作平面、内支撑设计层数来设计具体施工方案,一旦上层内支撑施工结束,方能实施下土方挖掘,依据设计图纸,单层进行土方挖掘,上方内支撑底部和下方内支撑底部之间要留有约5.1m的净间距,唯有选用小型挖掘机于支撑梁下方空间实行掏土作业,处于支撑梁下方的空间为由南到北,选用小型汽车,把土方由南侧空间运送出来。

3.3.2竖向支撑系统施工工艺要点

逆作法施工期间,竖向支撑系统是钢格构柱,并在钢格构柱外包裹混凝土,用作正式地下室柱。从竖向支撑柱定位角度来说,格构柱会在施工现场加工制造完结后选用25吨重的汽车式起重机起吊安装,将其整个悬垂安装,并用2台经纬仪对其实施两个方向上的垂直度与定位精准性确认。格构柱和钢筋笼的焊接方式:垂直度符合设计所需后,减缓速率慢慢探入钢筋笼内3m深,选用井字形钢筋和钢筋笼增强箍筋焊接连接工艺,焊接期间需要不断重复修正垂直度和中心的吻合情况,没有实施增强箍筋位置选用就近填补拉筋的方式和钢筋笼主筋实施连接,并把钢筋笼主筋顶部10cm和格构柱角进行焊接,确保焊缝符合需求。

3.4高压旋喷扩大头预应力锚索施工

高压旋喷扩大头预应力锚索和普通锚索相比其锚固段长度可以随需求而缩小,锚索施工期间在最为建筑群中的影响力度亦会有所减弱,提升安全系数,该项目于此处设计选用了2道高压旋喷扩大头预应力锚索以达到基坑支护在受力上的需求。其具体施工程序是:①锚杆钻机到位之后,精准面对开孔位置,调好角度,并将机脚稳固;②钻孔时要把套管护壁钻孔到设计所需深度且要保留出扩大头的位置;③把喷管由套管中贯穿到喷嘴并最终到扩大头初始位置;④把高压泵连接到已经搅拌均匀的水泥浆中,启动高压泵到设计需要压力位,发动扩大头锚杆钻机旋转且选用上下不断移动的喷管注浆实施高压喷射扩孔模式;⑤放置锚杆杆体,要在套管内放置锚杆到设计所需深度,最好把注浆管随着杆体一起放置进去。同时后期还需进行两次浇筑与拔管等各项操作,方能真正完成此项施工工艺。

3.5架构竖向构件施工

竖向支撑钢格构柱要求外包钢筋混凝土最终呈现整体框架柱,后期架构施工期间,就撑梁和联系梁下方剪力墙要求依照架构图进行施工。选用单个楼层框架柱3步浇灌定型的方式,在解决下方后浇混凝土和上方已浇混凝土中间“顶紧接牢”问题上,研讨并提出了“后浇层”的施工方式。

3.5.1钢筋处置水平支撑梁与竖向钢格构柱节点位置柱钢筋要在梁混凝土浇灌之前实施保留,连系梁保留钢筋处于节点内的锚固长度完全符合标准需求。主次梁节点位置详细策略要提前保留其次梁钢筋,次梁下方钢筋会连接主梁,下方保留钢筋两侧外露最佳长度要超过300mm,次梁上方钢筋连接主梁,上方保留钢筋两侧外露最佳长度依次是300、500mm交错,次梁上、下方保留钢筋后续施工中选用直螺纹套筒实施连接。

3.5.2混凝土浇灌对当层楼板进行施工时,要使下层浇灌更为便捷,便需于节点施工中间由梁底往下加多500mm左右浇灌(第1次柱浇灌),主要用在下层楼接槎之处,下层柱施工则需和上回留槎间隔500mm左右(第2次柱浇灌),因此在这期间将会存有柱的顶紧接牢问题。支设模板期间第一要确保混凝土面和接槎处相比,必定要超出特定高度,以此保障混凝土压力;第二是支设喇叭口,确保混凝土压力与便于混凝土浇灌振捣;第三接头地方混凝土需凿毛,清理干净,钢筋要做除浆工作(第3次柱浇灌),喇叭口具体设置方式如图8所示。

4结语

桩锚与内支撑及架构一体化整体施工速率高、周期用时短,相对而言,其施工成本比较小,在周围环境上的污染与影响力度偏弱,传统施工工艺和其不可同日而语。然而因为具体项目建造期间条件不同,施工场所与地质环境等也会有所区别,桩锚与内支撑及架构一体化施工工艺仍然存有部分缺陷,有待深入分析与探讨。

4.1强化就桩锚与内支撑及架构融合成一体化之后其详细受力机理和变形特征上的研讨。当前就桩锚与内支撑及架构一体化施工工艺变形规则与受力机理仍然缺少较为合适且有效的求算模型与剖析方式,依然不能较为精准地预估基坑稳固性、围护架构内力与变形,四周底层出现的位移与环境上的影响情况。这种状况下在桩锚与内支撑及架构一体化上的施工需求会更加急迫,把设计与施工紧密连接,选用最佳策略完结本项目的建造施工,最终实现优化建造成本、成本质量的目标。

4.2增强在基坑内支撑系统后续和架构剪力墙、柱对接与水平架构施工连接缝的改善处置。

4.3架构主梁、次梁与楼板连接处的接头处置方式是该工艺施工中所遇到的一大难题,内支撑架构施工期间,会先进行内支撑主梁施工,到后期梁板施工期间便会碰到拟定施工梁板与当前已经施工完成的梁钢筋交叉施工问题,且此项问题要于施工期间提前考虑,改善处置策略,确保施工质量。

4.4地下室类型钢筋混凝土柱和已完成施工支撑梁间的连接问题是现今此项工艺实施过程中的另一项难题,支撑梁要提早施工,等待后期地下室实施混凝土柱期间,混凝土柱和已完结施工梁之间节点选用何种方式连接一定要提前纳入考虑范围。改善相应处置策略,保障柱顶与梁底不会有薄弱面产生,进而对施工质量产生影响。

参考文献:

[1]徐炳虎.城市狭窄空间敏感环境下深基坑支护技术的应用与研究[D].山东大学,2016.

[2]李晓芳.城市狭窄场地深基坑联合支护技术应用研究[J].价值工程,2012,31(10):105-106.

[3]褚清顺.基坑支护工程中常用方法介绍与分析[J].中国新技术新产品,2010,(05):82.

[4]李晓芳.深基坑支护施工技术的研究与应用[D].天津大学,2008.

作者:雷雄

狭窄空间超大深基坑支护技术探讨责任编辑:张雨    阅读:人次