深基礎施工是大型和高層建筑施工中極其重要的環(huán)節(jié),而深基坑支護結構技術無疑是保證深基礎順利施工的關鍵。為了設置建筑物的地下室需要開挖深基坑,所以深基坑開挖只是深開挖的一種類型。深基坑工程是一個綜合性和實踐性很強的巖土工程問題,地區(qū)性特征很強,基坑工程設計和施工應結合地區(qū)特征(如氣候狀況、環(huán)境特征、水文地質)、工程特點和實踐經(jīng)驗進行。
1深基坑支護技術要求
支護結構一般是臨時性結構,基礎施工完畢后,也就失去作用。一些支護結構(如鋼板樁、型鋼支護木擋板等)可以回收重復利用。更多的支護結構就永久埋在地下,其中有部分(如特殊用途的地下連續(xù)墻)在基礎施工完畢后也考慮作為永久結構物的一個組成部分。因此,支護結構既要確?;A安全、順利地施工,又要考慮方便施工、經(jīng)濟合理。深基坑支護的基本要求是:技術先進,結構簡單,受力可靠,確?;訃o體系能起到擋土作用,使基坑四周邊坡保持穩(wěn)定;確?;铀闹芟噜徑?構)筑物,地下管線、道路等的安全,在基坑土方開挖及地下工程施工期間,不因土體的變形、沉陷、坍塌或位移而受到危害;通過排水、降水、截水等措施,使基礎施工在地下水位以上進行;經(jīng)濟上合理,保護環(huán)境,保證施工安全。
因此,基坑支護設計與施工要綜合考慮工程地質與水文條件、基礎類型、基坑開挖深度、降排水條件、周邊環(huán)境、基坑周邊荷載、施工季節(jié)、支護結構使用期限等因素。基坑支護施工控制的關鍵是基坑的穩(wěn)定性、地面變形及地下水的控制、防止基坑隆起、管涌與流砂等險情,并要根據(jù)地質、環(huán)境因素的變化適時地調整支護方案。
2深基坑支護技術應用
2.1某工程項目深基坑支護技術概況
某大廈,建筑總面積126180m2,地下面積37418m2;建筑總高度103.7m,建筑平面形式呈方形布置,軸線距離東西97.1m,南北101.1m;地下共4層,基坑底最深相對標高-22.7m;基礎為鋼筋混凝土梁板筏基,裙樓及C塔樓采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結構,南部塔樓高層部分采用鋼-混凝土組合結構,地下及裙樓混凝土梁內設無粘結預應力筋。
⑴工程地質概況
根據(jù)城建勘察測繪院提供的該大廈巖土工程勘察報告,該工程擬建場區(qū)位于某河洪沖積扇北部,地面標高為45.84~49.14m。擬建場地地質土層根據(jù)其年代、成因類型及巖性,按工程特性劃分為14個大層,地基主要持力層為粉質粘土粘質粉土層,局部為粘質重粉質粘土層,地基承載力標準值為230Kpa,無軟弱下臥層。
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根據(jù)勘察報告實測地下水位結果,該場區(qū)存在三層地下水:第一層為上層滯水,水位埋深為1.2~4.1m,水位標高為47.31~44.40m;第二層為潛水,水位埋深為10.30~13.30m,水位標高為36.58~35.18m;第三層為層間水,水位埋深為22.20~23.00m,水位標高為26.28~25.40m。本場區(qū)地下水對混凝土結構及鋼筋混凝土無腐蝕性,對鋼結構具有弱腐蝕性。
2.2支護技術總體方案
由于本工程場地狹小,周邊環(huán)境復雜,中標承諾工期短(共計30個月),低于常規(guī)施工工期,基坑土方開挖計劃3個月完成。若采取常規(guī)的放坡開挖,由于基坑深,場地小,基坑的穩(wěn)定安全性將受到影響,且放坡開挖后將超過施工紅線,因此該方案被排除;若采用護坡樁施工,則基坑開挖時間將推后,進度總體控制計劃將受到影響,且按此方案存在土方回填和費用較高的特點。
2.3支護施工技術
2.3.1混凝土灌注樁(旋挖鉆機泥漿護壁成孔)支護施工要點
鉆孔灌注樁是利用鉆孔機械鉆出樁孔,并在孔中澆注混凝土(或先在孔中吊放鋼筋籠)而成的樁,其中泥漿護壁成孔適用于地下水位較高的地質條件。施工要點包括:
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鉆機鉆孔前,應做好場地平整,挖設排水溝,設泥漿池制備泥漿,做試樁成孔,設置軸線定位點和水準點,防線定樁位及其復核等施工準備工作。鉆孔時,先安裝樁架及水泵設備,樁位處挖土埋設孔口護筒,以起定位、保護孔口、存儲泥漿等作用,樁架就位后,鉆機進行鉆孔。鉆孔時應在孔中注入泥漿,并始終保持泥漿液面高于地下水位1.0m以上,以起到護壁、攜渣、潤滑鉆頭、降低鉆頭發(fā)熱、減少鉆進阻力等作用。鉆孔深度達到設計要求后清孔,該工程采用原土造漿,所以清孔時,鉆機空轉不進尺,同時注入清水,待孔底殘余的泥塊已磨漿,排出泥漿比重降至1.1左右(以手觸泥漿無顆粒感覺),即認為清孔已經(jīng)合格。清孔完畢后,立即吊放鋼筋籠和水下澆注混凝土。鋼筋籠埋設前在其上設置定位鋼筋環(huán),確保保護層厚度。水下澆注混凝土采用導管法施工。
⑵質量控制
護筒中心要求與樁中心偏差不大于50mm,埋深不小于1m;泥漿比重控制在1.1~1.2;孔底沉渣厚度不得大于150mm;水下澆注混凝土應連續(xù)施工,孔內泥漿用潛水泵回收到貯漿槽里沉淀,導管應始終埋入混凝土中0.8~1.3m,并始終保持埋入混凝土面以下1m。
2.3.2錨桿支護施工要點
土層錨桿簡稱土錨桿,它是在地面或深開挖的地下室墻面(擋土墻、樁或地下連續(xù)墻)或未開挖的基坑立壁土層鉆孔(或掏孔),達到一定設計深度后或再擴大孔的端部,形成柱狀或其他形狀,在孔內放入鋼筋、鋼管或鋼絲束、鋼絞線或其他抗拉材料,灌入水泥漿或化學漿液,使之與土層結合成為抗拉(拔)力強的錨桿。其特點是:能與土體結合在一起,承受很大的拉力,以保持結構的穩(wěn)定,可有效地控制建筑物的變形量;施工所需鉆孔孔徑小,不用大型機械;代替鋼橫撐作側壁支護,可大量節(jié)省鋼材;為地下工程施工提供開闊的工作面。經(jīng)濟效益顯著,可節(jié)省大量勞力,加快工程進度。
2.3.3錨噴護壁施工要點
噴錨網(wǎng)護壁技術原理是利用沿途介質的自承能力,借助錨桿與周圍土體的摩擦力和粘聚力,將外部不穩(wěn)定土體和深部穩(wěn)定土體聯(lián)在一起,形成一個穩(wěn)定的組合體。錨桿端部互相連接的噴射混凝土面板,由于緊密嵌固于土體中,它不僅能很好的調節(jié)錨桿相互之間的應力分布,而且可以很好的起到防水作用。噴錨網(wǎng)由于采用水平壓力灌漿新技術,大大加強了地面的承載能力。噴錨網(wǎng)支護方法的施工不單獨占用施工工期,它和土方開挖同時進行,邊開挖邊支護,無污染,噪聲低。
2.3.4磚砌擋土墻施工要點
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抄平放線(綁扎構造柱鋼筋)――試擺磚――立皮數(shù)桿――組砌、清理――構造柱模板安裝、澆混凝土――圈梁和壓梁模板安裝、鋼筋綁扎、澆混凝土
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材料質量符合要求,灰縫橫平豎直,砂漿飽滿,厚薄均勻,砌塊上下錯縫,內外搭砌,接茬牢固,墻面平整垂直;水平及豎向灰縫寬度一般為10mm,控制在8~12mm,水平灰縫砂漿飽滿度不低于80%,豎向灰縫砂漿飽滿。
3結束語
深基坑支護工程是高層建筑基礎工程施工中的難點和重點,它的成敗不僅對工程的造價、質量和工期有著重大的影響,而且更對周圍環(huán)境有著不可忽視的影響。因此,在施工中遵循有關規(guī)范和設計要求,狠抓事故隱患管理工作,加強安全教育,重視安全檢查等工作,
是實現(xiàn)深基坑安全生產(chǎn)工作的根本。