商住樓深基坑支護實例探討

劉保民

摘要:深基礎(chǔ)基坑支護工程施工技術(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)的支護方案,并詳細介紹了其施工技術(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,最深的達數(shù)十米,于是,地下建筑開挖時的深基坑支護成為一個必要的施工過程。深基坑支護的設(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,對深基坑支護技術(shù)進行論述。

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到-8.2m,基坑內(nèi)四個電梯井部位最大開挖深度達到-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,必須進行支護。深基坑支護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?；又車慕ㄖ?、地下管線、道路等的安全。

三、支護方案的選擇

本工程設(shè)計采用土釘墻支護結(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)能力來到支護作用,因而能大幅降低支護造價,一般比樁墻式支護結(jié)構(gòu)節(jié)約費用30%～60%,而且施工工期短,支護方式具有穩(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。

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”進行計算后證實,用土釘墻對該基坑進行支護是完全可行的,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

(一)施工工藝流程

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。

(二)鉆機定位成孔

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)備立即進場進行土釘施工,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。

孔內(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。

(四)錨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C20以上。

噴射前,先在邊壁面上垂直打入短鋼筋段作為標志,以保證施工時得噴射混凝土厚度達到規(guī)定值。在繼續(xù)下步噴射混凝土工作時,要求工人仔細清除預(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5～7天。

(五)排水系統(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

實行全面質(zhì)量管理,對每一道工序嚴把質(zhì)量關(guān),符合以下質(zhì)量標準:

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,開挖深度要根據(jù)圖紙設(shè)計要求進行復(fù)核。

2.鑿孔:鉆孔前采用經(jīng)緯儀、水準儀、鋼卷尺等進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,成孔中嚴格按操作規(guī)程鉆進,孔徑允許誤差±l0mm,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:嚴格按設(shè)計選準材徑、長度下料,誤差允許值為±20mm,穩(wěn)中架每個間距1.5m,焊牢,整個過程必須嚴格依照圖紙施工。

5.土釘安裝:安裝之前進行錨桿長度復(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.攪拌漿液:嚴格按設(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,達到孔口稍有溢流現(xiàn)象時,即行堵口封死。

8.噴砼:嚴格按設(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)好噴射砼厚度的標志,由專人負責(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,必須對邊坡支護結(jié)構(gòu)進行系統(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格按監(jiān)測方案進行監(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、支護結(jié)構(gòu)的監(jiān)測

為保護基坑支護結(jié)構(gòu)在開挖及基礎(chǔ)施工期間的安全與穩(wěn)定,施工14天后進行拔出破壞試驗。另外,在基坑開挖前,就做出了詳細的施工監(jiān)測方案,對基坑進行支護位移的量測(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。

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(作者單位:河北邯鄣市招賢建筑工程有限公司)