某商住樓深基坑支護(hù)實例探討
0167建筑材料2021-07-18 12:03:23
摘要：深基礎(chǔ)基坑支護(hù)工程施工技術(shù)措施科學(xué)、合理與否，直接影響到工程本身的質(zhì)量與進(jìn)度，并對工程經(jīng)濟效益提高與人身安全的保證起到關(guān)鍵性作用。文章結(jié)合某商住樓工程地質(zhì)條件，對某商住樓基坑選擇了相應(yīng)的支護(hù)方案，并詳細(xì)介紹了其施工技術(shù)和質(zhì)量控制措施，取得了良好的社會經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞：商住樓；深基坑；支護(hù)方案；施工工藝；質(zhì)量控制
近年來，隨著大批的高層建筑的建設(shè)，開發(fā)商為提高建筑用地率，加之國家有關(guān)規(guī)范對基礎(chǔ)埋置深度和人防工程的要求，多層、超高層建筑地下室的設(shè)計必不可少，有的地下建筑甚至有三四層，最深的達(dá)數(shù)十米，于是，地下建筑開挖時的深基坑支護(hù)成為一個必要的施工過程。深基坑支護(hù)的設(shè)計、施工、監(jiān)測技術(shù)是近20年來在我國逐漸涉及的技術(shù)難題。本文結(jié)合工程實例，對深基坑支護(hù)技術(shù)進(jìn)行論述。
一、工程概況
本工程位于是集地下車庫、商業(yè)、住宅等功能于一體的高層建筑。由于工程項目又緊鄰湖泊，因而土質(zhì)情況復(fù)雜。工程采用獨立基礎(chǔ)加筏板形式，基坑大面設(shè)計開挖深度-5.8m，基坑西北、西南角局部開挖深度達(dá)到-8.2m，基坑內(nèi)四個電梯井部位最大開挖深度達(dá)到-9.9m，開挖土方量超過30000m3。
二、工程地質(zhì)條件
根據(jù)地質(zhì)報告，場地不良土質(zhì)的素填土帶厚度為-0.5～-5.3m，分布范圍廣泛。素填土帶下大量分布全風(fēng)化泥巖、全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，厚度為-0.6～-3.0m，該土層雖土質(zhì)稍好，但泡水易軟、易崩解；地質(zhì)報告還顯示，地下水位較高，平均水位-2.3m，對土層穩(wěn)定性威脅很大，必須進(jìn)行支護(hù)。深基坑支護(hù)不僅要求確保邊坡的穩(wěn)定，而且要滿足變形控制要求，以確保基坑周圍的建筑物、地下管線、道路等的安全。如今支護(hù)結(jié)構(gòu)日臻完善，出現(xiàn)了許多新的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式與穩(wěn)定邊坡的方法。
三、支護(hù)方案的選擇
本工程設(shè)計采用土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，它是通過對原位土體加固、充分利用原位土體的自穩(wěn)能力來到支護(hù)作用，因而能大幅降低支護(hù)造價，一般比樁墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)約費用30%～60%，而且施工工期短，支護(hù)方式具有穩(wěn)定可靠、施工簡便且工期短、效果較好、經(jīng)濟性好的優(yōu)點，具有顯著的經(jīng)濟效益，適合現(xiàn)場實際情況。
由于該支護(hù)的特點是邊開挖邊支護(hù)，分層開挖，分層支護(hù)，所以要求土方開挖必須和支護(hù)施工密切配合，嚴(yán)格做到開挖一層、支護(hù)一層，嚴(yán)禁超挖，土方按護(hù)坡挖土技術(shù)交底開挖并修坡，應(yīng)保證坡面平整。為保證護(hù)壁跟邊坡的整體穩(wěn)定性，整個基坑邊坡從上到下全部采用土釘墻錨桿護(hù)壁。
綜上所述，考慮到施工場地的條件限制，經(jīng)過采用同濟大學(xué)的“深基坑支擋結(jié)構(gòu)分析計算軟件FRWSv4.0”進(jìn)行計算后證實，用土釘墻對該基坑進(jìn)行支護(hù)是完全可行的，且根據(jù)基坑四周環(huán)境及開挖深度，需采用不同的剖面形式。放坡角度取10度，普通水泥砂漿土釘，直徑Φ為l00mm，土釘傾角為15°，內(nèi)配一根Φ18Ⅱ級鋼筋，土釘長度及豎向間距如圖1所示，水平間距1200mm，面層混凝土板墻厚度為l00mm，強度等級為C20，內(nèi)配6@200鋼筋網(wǎng)，有土釘處沿縱橫向配置2Φ14同長加強筋（縱向配置2Φ16，L=200mm）：
四、施工工藝
?。ㄒ唬┦┕すに嚵鞒?/div>
土方開挖→基坑邊坡修整→放點→成孔（鉆孔）→放人錨筋及注漿管→注漿→設(shè)置泄水孔→墻面布筋→噴射混凝土→養(yǎng)護(hù)。
?。ǘ┿@機定位成孔
成孔設(shè)備采用兩套地質(zhì)礦產(chǎn)部重慶探礦機械廠生產(chǎn)的MGJ-50型回轉(zhuǎn)式鉆孔機，為了滿足土釘施工傾角的需要，進(jìn)行了鉆機的改造配套工作。基坑采用分層開挖的方式，挖完第一層后設(shè)備立即進(jìn)場進(jìn)行土釘施工，避免土坡暴露時間過長。
（三）土釘錨釘?shù)陌惭b與孔內(nèi)注漿
大部分土釘為1Φ22鋼筋，長度L=7000～9000mm?！ 】變?nèi)注漿采用水泥漿灌注，膠結(jié)材料選用425號普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.45～0.5:1，用氣壓式注漿方式，將注漿導(dǎo)管底端插入孔底后才開始注漿，待空口溢出水泥時再將導(dǎo)管以勻速緩慢撤出，以保證孔中氣體能全部逸出，直至全孔灌注漿注滿漿液為止：
?。ㄋ模╁^固端處理與噴射混凝土板墻
布置完面層鋼筋網(wǎng)后，先在距錨釘端頭200mm處采用穿孔塞焊一塊150mm×150mm×8mm的鋼板，然后在鋼板外側(cè)錨釘端部兩側(cè)沿錨釘長度方向焊上三根Φ12、長度為150mm的通長加強鋼筋互相焊接，使所有土釘相互連接成一個整體。噴射混凝土配合比為水泥∶瓜米石∶中砂=1∶2∶2，內(nèi)摻速凝劑及早強劑，要求混凝土強度達(dá)C20以上。
噴射前，先在邊壁面上垂直打入短鋼筋段作為標(biāo)志，以保證施工時得噴射混凝土厚度達(dá)到規(guī)定值。100mm厚的板墻分兩次噴射，每次厚道控制在50～60mm；120mm厚的板墻分3次噴射，每次厚度控制在40～50mm。在繼續(xù)下步噴射混凝土工作時，要求工人仔細(xì)清除預(yù)留施工縫結(jié)合面上的浮漿層和松散碎屑，并噴水使之潮濕，待混凝土終凝后2小時，立即開始連續(xù)噴水養(yǎng)護(hù)5～7天。
?。ㄎ澹┡潘到y(tǒng)的設(shè)置
在基坑上邊構(gòu)筑排水溝，流至西南面的沉沙井后排入市政管網(wǎng)。并將施工場地做硬化處理。然后于土釘注漿完成后，在基坑側(cè)面插入長度為500mm，直徑為60mm的UPVC排水管，使其外端伸出支護(hù)混凝土板墻外50～60mm，管內(nèi)填碎石做濾水層以利混凝土板墻后的積水排出。
五、質(zhì)量控制
認(rèn)真討論支護(hù)技術(shù)方案，做好向施工人員技術(shù)交底工作，使其明確施工工藝、技術(shù)要領(lǐng)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
對錨桿的安裝、注漿、噴砼、焊結(jié)等關(guān)鍵工序?qū)嵭泄こ碳夹g(shù)人員跟班作業(yè)，確保質(zhì)量符合設(shè)計要求。
實行全面質(zhì)量管理，對每一道工序嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，符合以下質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：
1．基坑必須分層分段開挖，考慮可能的連續(xù)雨天，每層開挖深度限制在錨桿排距加30cm，逐層開挖逐層支護(hù)，開挖深度要根據(jù)圖紙設(shè)計要求進(jìn)行復(fù)核。
2．鑿孔：鉆孔前采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、鋼卷尺等進(jìn)行土釘放線確定鉆孔位置，土釘布孔距允許偏差為±50mm，成孔采用錨桿鉆機，成孔中嚴(yán)格按操作規(guī)程鉆進(jìn)，孔徑允許誤差±10mm，鉆孔偏斜度不大于30％，孔深允許偏差為±50mm。終孔后，應(yīng)及時安設(shè)土釘，以防止塌孔。
3．掛鋼筋網(wǎng)：網(wǎng)格允許誤差±20mm，經(jīng)、緯筋搭接點用扎絲扎牢。
4．土釘制作：嚴(yán)格按設(shè)計選準(zhǔn)材徑、長度下料，誤差允許值為±20mm，穩(wěn)中架每個間距1.5m，焊牢，整個過程必須嚴(yán)格依照圖紙施工。
5．土釘安裝：安裝之前進(jìn)行錨桿長度復(fù)核、驗收，安放時，應(yīng)避免桿體扭壓、彎曲，注漿管與土釘錨桿桿一起放入孔內(nèi)，注漿管應(yīng)插至距孔底250～500mm，為保證注漿飽滿，在孔口部位設(shè)置漿塞及排氣管，D48鋼花管土釘直接注漿。
6．?dāng)嚢铦{液：嚴(yán)格按設(shè)計要求0.45～0.55的水灰比配料，攪拌均勻。
7．注漿作業(yè)：按照設(shè)計要求，注漿采水灰比為0.45～0.55的純水泥漿，水泥采用425普通硅酸鹽水泥。壓漿控制在0.3～0.8MPa之間，并根據(jù)試驗錨桿由設(shè)計單位確定注漿技術(shù)質(zhì)量要求。注漿前，將孔內(nèi)殘留及松動的廢土清理干凈，注漿開始或中途停止不能超過30分鐘，達(dá)到孔口稍有溢流現(xiàn)象時，即行堵口封死。
8．噴砼：嚴(yán)格按設(shè)計要求比例配料攪拌均勻，噴砼時噴漿手要垂直層面噴，噴射作業(yè)應(yīng)按分段分片依次進(jìn)行，同一分段噴射順序應(yīng)自下而上，注意觀察料的水量（不得有干料現(xiàn)象）和回彈情況，及時調(diào)整噴漿水量和距離，抽取砼試塊。嚴(yán)格掌握噴層厚度，表面平整度要求±30mm。噴砼前，埋設(shè)好噴射砼厚度的標(biāo)志，由專人負(fù)責(zé)檢查土釘制作、注漿、掛網(wǎng)等質(zhì)量是否符合設(shè)計要求，下達(dá)噴砼指令后才能開始噴砼。9．降雨量過大引起基坑坍塌的預(yù)防措施：基坑的周邊砌筑20cm高的止水臺，作為通常情況下的擋水設(shè)施；配備足夠數(shù)量的草包，緊急時對基坑周圍施做圍堰，防止地面水大量流入坑內(nèi)。施工現(xiàn)場倉庫配備足夠數(shù)量的潛水泵、泥漿泵。及時獲取天氣信息，預(yù)先做好準(zhǔn)備工作。加排水系統(tǒng)的能力，并加強管理保持其暢通。
10．基坑開挖過程中的監(jiān)測及監(jiān)控要求：為了保證本工程能安全順利完成，必須對邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測，采用信息化施工，并及時掌握其變化和穩(wěn)定狀況。監(jiān)測前編制系統(tǒng)的監(jiān)測實施方案并在施工中嚴(yán)格按監(jiān)測方案進(jìn)行監(jiān)測。要求邊坡頂每隔15～20m設(shè)置一個觀測點，在施工期間，每一天測一次，雨水過后測一次，施工完畢且監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定后每一周測一次。本工程監(jiān)測由具有專業(yè)資質(zhì)的施工隊伍施工，監(jiān)測點由現(xiàn)場決定。
六、支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測
為保護(hù)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)在開挖及基礎(chǔ)施工期間的安全與穩(wěn)定，施工14天后進(jìn)行拔出破壞試驗。另外，在基坑開挖前，就做出了詳細(xì)的施工監(jiān)測方案，對基坑進(jìn)行支護(hù)位移的量測（地表開裂狀態(tài)、位置、縫寬）的觀察，做好施工記錄，以備參考利用。
七、結(jié)論
深基礎(chǔ)基坑支護(hù)工程施工技術(shù)措施科學(xué)、合理與否，直接影響到工程本身的質(zhì)量與進(jìn)度，并對工程經(jīng)濟效益提高與人身安全的保證起到關(guān)鍵性作用。本工程自2008年8月初開始施工，9月底完成。10月中旬經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理、質(zhì)監(jiān)站等多方共同抽樣檢測，各項質(zhì)量符合設(shè)計要求，工程被評為優(yōu)良。深基坑支護(hù)工程是近二十年來隨著城市高層建筑發(fā)展而發(fā)展的一門新的實踐工程學(xué)，它還有待于理論上的完善，如何選取一種在經(jīng)濟、技術(shù)上都合理的支護(hù)類型，還必須充分考慮施工現(xiàn)場的環(huán)境、工程地質(zhì)條件以及具體的工程要求。
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