排樁支護(hù)明挖施工技術(shù)探討
2013-10-30 03:53:52施志文
施志文
【摘 要】本文探討了排樁支護(hù)明挖施工技術(shù)在高層建筑的深基坑施工中的應(yīng)用問(wèn)題，其中包括對(duì)排樁支護(hù)半逆作法的土方開(kāi)挖，地下墻柱施工，支護(hù)體系換撐等施工技術(shù)進(jìn)行了研究，輔以支護(hù)體系及周邊建筑的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，確保了工程質(zhì)量和周邊建筑及設(shè)施的安全。
【關(guān)鍵詞】排樁支護(hù)明挖；高層建筑施工；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)
0.工程概況
某市一新建高層建筑，占地面積為約9600m2，建筑面積約66800m2，地上部分30層，高約96m，為框架- 剪力筒組合結(jié)構(gòu)構(gòu)成。地下2 層，建筑面積約12000m2，層高分別為3.5m和4.6m。本工程采用直徑為450mm 的預(yù)制管樁樁基，樁長(zhǎng)約32m，單樁承載力不低于2500kN。
1.施工方案研究
根據(jù)建筑所處地理區(qū)位，西向相鄰距離6.5m遠(yuǎn)某建筑物是80年代施工的磚混結(jié)構(gòu)小高層，基礎(chǔ)形式為設(shè)在填土層上的條形基礎(chǔ)，北向約6m處有市政管線和煤氣管道等設(shè)施，故對(duì)本基坑開(kāi)挖工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系變形位移限制要求很高。
該基坑工程地下開(kāi)挖最大深度9.5m，根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)勘察報(bào)告和相關(guān)設(shè)計(jì)文件，本基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)的場(chǎng)地土體分層變化情況大致如下：
（1）雜填土，主要為耕土，結(jié)構(gòu)松散，層厚1.5～4.6m。
（2）淤泥質(zhì)粘土，可塑性狀態(tài)，中高壓縮性，層厚1.3～2.9m。
（3）淤泥質(zhì)軟土，流塑狀態(tài)，高壓縮性，層厚7.5～10.6m。
為最大程度地降低基坑開(kāi)挖施工過(guò)程中對(duì)周圍設(shè)施的不利影響，擬采用?650靜壓沉管樁作圍護(hù)樁，靠西向磚混結(jié)構(gòu)一側(cè)采用?700mm鉆孔灌注樁，有效樁長(zhǎng)不短于15m，樁間距均為900mm，并設(shè)置350×700mm壓頂梁連接各樁頂頂部。只在標(biāo)高-3.65m處設(shè)置一道水平撐支撐體系，并充分利用地下負(fù)一層周邊梁板結(jié)構(gòu)和部分支撐梁結(jié)構(gòu)作為基坑水平支撐，在局部需加強(qiáng)處加設(shè)角支撐。通過(guò)在工程樁上接鋼構(gòu)柱作為地下負(fù)一層周邊結(jié)構(gòu)梁板的豎向支撐。
同時(shí)，為減少土體地下水流失過(guò)多引起地表不均勻沉降，在靠磚混結(jié)構(gòu)建筑和市政管網(wǎng)兩側(cè)圍護(hù)外增設(shè)水泥攪拌樁止水帷幕。
2.基坑支護(hù)體系特點(diǎn)
（1）充分利用結(jié)構(gòu)的地下負(fù)一層周邊梁板結(jié)構(gòu)作為基坑內(nèi)部水平支撐體系，其平面剛度相對(duì)大，可大幅減少基坑土方開(kāi)挖過(guò)程中圍護(hù)體系的變形位移量，有效控制基坑施工對(duì)周邊建筑和市政設(shè)施的影響。
（2）采用地下負(fù)一層周邊梁板結(jié)構(gòu)這一水平支護(hù)體系，基坑施工完成后僅有極少量的支撐梁構(gòu)件需要拆除，極大降低了工程投資的費(fèi)用，有效縮短了施工工期，也極大減少了施工過(guò)程中建筑垃圾的排放量。
3.半逆作法施工
3.1施工工序
圍護(hù)樁施工，排水溝及護(hù)坡、圍護(hù)樁壓頂梁現(xiàn)澆施工，地下一層土方開(kāi)挖，土胎模施工，地下負(fù)一層周邊梁板結(jié)構(gòu)及少量外加水平支撐梁施工，養(yǎng)護(hù)，地下負(fù)二層土方開(kāi)挖，封底，地下負(fù)二層底板混凝土現(xiàn)澆，地下負(fù)二層墻柱現(xiàn)澆，拆除地下負(fù)一層少量外加水平支撐梁，地下負(fù)一層剩余梁板結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆，地下負(fù)一層墻柱現(xiàn)澆，地下室頂板現(xiàn)澆，養(yǎng)護(hù)。
3.2土方開(kāi)挖
（1）根據(jù)設(shè)計(jì)方案，本基坑土方開(kāi)挖分兩次施工，第一次開(kāi)挖至標(biāo)高-3.90m處，第二次土方開(kāi)挖時(shí)，地下負(fù)一層周邊梁板下的二層土方，沿基坑周邊5m范圍內(nèi)土體采用人工開(kāi)挖，其余區(qū)域則均采用機(jī)械開(kāi)挖。
（2）根據(jù)基坑平面分布及內(nèi)部水平支撐布置情況，采取沿基坑?xùn)|西方向分層開(kāi)挖的施工順序，并且沿東西向中軸線附近開(kāi)挖進(jìn)度相對(duì)較快，兩側(cè)進(jìn)度相對(duì)放慢，這種進(jìn)度安排有利于基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的體系整體穩(wěn)定性。同時(shí)，也有利于地下負(fù)二層部分土方人工挖取時(shí)，可將土方臨時(shí)堆御在土坡上，及時(shí)利用機(jī)械接駁外運(yùn)。
3.3地下負(fù)二層墻柱施工
3.3.1墻柱插筋施工
因采用“半逆作法”工藝進(jìn)行施工，地下負(fù)二層墻柱插筋定位的準(zhǔn)確性在很大程度上決定著上下結(jié)構(gòu)的連接施工質(zhì)量。該建筑地下結(jié)構(gòu)墻柱插筋數(shù)量多，規(guī)格種類也多，為保證整個(gè)地下結(jié)構(gòu)體系的施工質(zhì)量，采取了以下措施：
（1）先進(jìn)行地下負(fù)一層底板鋼筋工程綁扎，待鋼筋施工全部完成后，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行放樣，確定地下負(fù)二層墻柱插筋位置再開(kāi)始插筋施工。
（2）為防止插筋過(guò)程中出現(xiàn)偏位現(xiàn)象，在進(jìn)行柱插筋施工前設(shè)置好井字形鋼筋網(wǎng)，按預(yù)設(shè)位置進(jìn)行插裝插筋施工，插裝完成后并將每根插筋與鋼筋網(wǎng)焊接，再套入箍筋，再將每個(gè)鋼筋節(jié)點(diǎn)焊接。
（3）在進(jìn)行墻柱混凝土現(xiàn)澆施工過(guò)程中，安排專人看護(hù)，糾正柱筋的偏位現(xiàn)象。
3.3.2混凝土施工
采用“半逆作法”工藝進(jìn)行施工，大部分墻柱仍是按正常的從下至上順序進(jìn)行施工，僅有少量勁性柱和內(nèi)墻需“逆作”施工。對(duì)于“半逆作法”進(jìn)行混凝土柱和墻的澆筑施工而言，其頂部混凝土的澆筑方式和密實(shí)程度都相對(duì)較困難，在施工過(guò)程中采取的措施如下：
（1）勁性柱施工措施。作為地下負(fù)一層梁板結(jié)構(gòu)的直接承重結(jié)構(gòu)，該勁性柱是由4根L110×10角鋼作為骨架，組成450×450mm的實(shí)心鋼- 混凝土組合柱。待地下負(fù)二層基坑土方開(kāi)挖完成后，應(yīng)在該勁性柱外圍加澆厚度為180～300mm的鋼筋混凝土保護(hù)層，對(duì)該鋼骨料進(jìn)行截面加強(qiáng)和防火保護(hù)；在地下負(fù)一層梁板結(jié)構(gòu)混凝土澆筑施工時(shí)，在鋼- 混凝土組合柱周邊預(yù)留200×200mm的澆筑洞口，待地下負(fù)二層該柱外圍混凝土澆筑及振搗施工時(shí)使用；并采用高流動(dòng)性細(xì)石混凝土進(jìn)行澆注施工，通過(guò)泵送導(dǎo)管從預(yù)留洞送入，采用振動(dòng)棒進(jìn)行充分振搗，并同時(shí)在外側(cè)敲打，保證混凝土澆注具有較高的密實(shí)度。
（2）內(nèi)墻混凝土施工。1）在地下負(fù)二層內(nèi)墻頂梁現(xiàn)澆施工時(shí)，每隔1000mm預(yù)留一直徑100mm的洞口，待地下負(fù)二層內(nèi)墻混凝土澆筑施工時(shí)，可由此預(yù)留洞口插入振動(dòng)棒進(jìn)行充分振搗，保證墻體混凝土的充分密實(shí)性。2）內(nèi)墻模板應(yīng)一次性安裝到位，混凝土從負(fù)二層頂梁預(yù)留洞往下導(dǎo)入進(jìn)行澆筑，每隔3m 設(shè)置一個(gè)尺寸為150×150mm的混凝土預(yù)留導(dǎo)入洞口，由于內(nèi)墻厚度相對(duì)較薄，因此，內(nèi)墻混凝土澆筑施工應(yīng)采用高流動(dòng)性細(xì)石骨料混凝土進(jìn)行，從預(yù)留洞口處向下泵送導(dǎo)入澆筑，同時(shí)并從預(yù)留洞口插入振動(dòng)棒進(jìn)行充分的振搗，保證內(nèi)墻混凝土在頂梁處具有較好的密實(shí)性。3）為使得內(nèi)墻該部分新澆筑的混凝土能與頂梁處之前澆筑的混凝土能夠充分連接成整體結(jié)構(gòu)體系，在內(nèi)墻混凝土澆筑施工開(kāi)始前，應(yīng)將頂梁底面混凝土表面充分打麻，同時(shí)并沖水將其進(jìn)行充分的濕潤(rùn)，以利于兩者的連接。
3.4支護(hù)體系換撐處理
當(dāng)基坑地下外墻施工至-3.5m位置后，需對(duì)增設(shè)的非結(jié)構(gòu)體系臨時(shí)角撐、水平撐梁進(jìn)行更換和拆除。為方便換撐施工的進(jìn)行和保證換撐過(guò)程中整個(gè)基坑支護(hù)體系的穩(wěn)定性，采用長(zhǎng)550mm、直徑50mm、壁厚4.5m的鋼管作為換撐梁，并在鋼管內(nèi)預(yù)埋?20鋼筋并澆筑C30細(xì)石混凝土進(jìn)行加強(qiáng)處理，按間距900mm（即每根樁與四周梁板都設(shè)一道）布置該支撐梁。該鋼管混凝土支撐梁能有效地將水平力傳給內(nèi)部梁板結(jié)構(gòu)，待新的水平支撐結(jié)構(gòu)體系形成后，再將原來(lái)增設(shè)的非結(jié)構(gòu)體系支撐進(jìn)行拆除。
4.支護(hù)體系及周邊建筑監(jiān)測(cè)
基坑施工監(jiān)測(cè)是真實(shí)了解和掌握基坑施工期間場(chǎng)地及周邊道路、建筑變形情況的有效手段，是一種最常用的現(xiàn)代化信息化的基坑施工方法，對(duì)保證基坑開(kāi)挖施工的安全具有不可替代的作用。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，基坑周圍測(cè)點(diǎn)最大水平位移25mm，西側(cè)磚混結(jié)構(gòu)建筑最大沉降量35mm，但其水平位移較小，該基坑施工期間沒(méi)有對(duì)周邊產(chǎn)生破壞性影響。
【參考文獻(xiàn)】
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