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中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
在建筑工程施工過程中,為保證房屋建筑基礎及地下室的正常施工和周圍建筑物、地下管線不受損害,需對地面以下開挖的土體所進行的一系列勘察、設計、施工和檢測等工作,統(tǒng)稱為深基坑工程。作為建筑施工過程中的一個重要組成部分,確保深基坑的施工質量具有重要意義。
二、深基坑施工技術要點分析
1、轉變傳統(tǒng)深基坑工程設計理念
我國的深基坑技術經(jīng)過長時間的不斷實踐和發(fā)展,已經(jīng)取得了一定的成效,初步摸索出變化支護結構實際受力的規(guī)律,為建立健全深基坑支護結構設計的新理論和新方法打下了良好的基礎。但對于深基坑支護結構的實際設計和施工方法仍處于摸索和探討階段,到目前為止,我還對于支護結構的設計上還沒有統(tǒng)一的標準和規(guī)范。還沿用一些傳統(tǒng)的計算理論,從而造成計算結果與實際工程施工中的受力差別較大,在很大程度上增加了支護結構的不安全性,因此我們應徹底改變傳統(tǒng)的設計觀念,逐步建立以施工監(jiān)測為主導的信息反饋動態(tài)設計體系,從而促進我國深基坑工程的健康發(fā)展。
2、重視變形觀測, 并注意及時補救
深基坑支護結構變形觀測的內容包括:基坑邊坡的變形觀測、及周圍建筑物及地下管線變形觀測等。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)可以及時分析并及時了解土方開挖及支護設計在實際應用中的情況,分析其存在的偏差便可以及時的了解基坑土體變形狀況以及土方開挖影響的沉降情況還有地下管線的變形情況等。對設計中存在的偏差,在下部施工中及時校正設計參數(shù),對已施工的部位采取恰當?shù)难a救和控制措施,為此,要求現(xiàn)場變形觀測的數(shù)據(jù)必須準確、可靠、及時,要求變形觀測人員嚴格按照預定設計方案精心測量、認真負責,保證觀測質量。如果在實際測量中確實發(fā)現(xiàn)異常情況,就需要即時研究采取措施以防止其惡化。而一旦出現(xiàn)大的變形或滑動,立即分析主要原因,做出可靠的加固設計和施工方案,使加固工作快速而有效,防止變形或滑動繼續(xù)發(fā)展。研究和應用已有的基坑工程行業(yè)的和地區(qū)性規(guī)范以及當?shù)氐墓こ探?jīng)驗。對于重大復雜的基坑工程目前國內采用專家論證的形式,對保證工程安全、降低造價是有效和現(xiàn)實的一種方法。
3、深基坑過程的信息化
基坑工程實施階段必須采用信息化施工,實時跟蹤監(jiān)測基坑支護結構和地下水治理系統(tǒng)的工作性狀以及周圍環(huán)境的動態(tài)變化,并及時采取有效應變應急措施,確保環(huán)境安全?;庸こ淌┕み^程中必須進行監(jiān)測,制定切實可行的詳細的監(jiān)測方案,并通過監(jiān)測數(shù)據(jù)指導基坑工程的施工全過程。
三、建筑基坑支護施工技術探討
1、逆作法技術
逆作法技術,主要是指在地下室基坑周圍預先安置若干混凝土鉆孔灌注樁或人工鉆孔樁,在此基礎上,逐層向下開展施工工作。就目前來說,逆作法工程施工技術是建筑基坑支護施工中比較先進成熟的施工技術。它采用平行立體操作的方法,對氣候環(huán)境依賴性較小,能夠充分的利用地下空間,最大限度的縮短工程期限。土方開挖和上部施工交替進行,很大程度上降低了由上部荷載造成土體持力層的壓力。一般來說,在建筑工程基坑較大的情況下,要優(yōu)先考慮逆作法技術施工,這樣一來,能夠使地下室的結構主體得到充分的利用,最終實現(xiàn)支護目的。但是,在使用逆作法技術時,其支撐位置的設置會受到一定的限制,使建筑工程開挖工作變得復雜。
2、土釘和復合土釘墻
土釘在加固和錨固建筑施工現(xiàn)場土體的桿件中發(fā)揮著重要的作用,一般來說,土釘墻包括加固后的原位土體、密排的土釘、防水部分和混凝土噴射表層等。土釘主要憑借土體受力變形時產(chǎn)生的被動粘結力或摩擦力來發(fā)揮支護作用。
建筑基坑支護施工局限于場地的大小,不利于進行放坡,當建筑基坑附近有可供施工利用的土體,施工區(qū)域的地下水位較低或給排水條件好的情況下,應采用土釘和復合土釘墻支護施工技術。土釘和復合土釘墻支護技術變形小、施工方便、對周圍環(huán)境影響小、工作量小、節(jié)省原料、工程工期短等優(yōu)點。區(qū)域地下水位以上或經(jīng)過降水處理之后的砂土粉、質土、粘土等土體較適合采用土釘和復合土釘墻支護技術。
一般來說,土釘和復合土釘墻具體的施工過程是:首先,在工程施工的土體中進行預制鉆孔。其次,在其中嵌入鋼筋,然后采用低壓或高壓灌漿對土體進行水平孔灌漿,如果屬于擦用重力灌漿則進行傾斜孔灌漿鉆孔灌漿,如果施工需要,要進行二次高壓灌漿,保證土釘?shù)某休d力。最后,將鋼筋網(wǎng)片覆在表層,進行混凝土工作噴射,分層開挖土方。
3、排樁支護技術
在建筑基坑支護施工技術的應用中,樁排支護技術是其中較為常用的技術。樁排支護技術主要利用混凝土灌注樁或鋼樁支撐施工土體,在土體的內部安置支撐構件或錨桿配合樁體對土地進行支護。一般來說,在具體的建筑工程中,應該根據(jù)工程施工的實際情況靈活選用內撐式支護結構、錨桿式支護結構、懸臂式支護結構和拉錨式支護結構等。在進行排樁支護時,對于鋼樁來說,其承載力高,能夠二次利用,但成本相對較高;而混凝土灌注樁具有施工方便,布置簡單,造價經(jīng)濟等優(yōu)點,在施工中應用較廣。
在建筑施工過程中,應用排樁支護技術,一般來說,根據(jù)施工沉樁的方式,鋼樁預制樁可以分為單獨打入法鋼樁和圍檁打入法鋼樁。根據(jù)施工成孔的類型,灌注樁可以分為干作業(yè)成孔灌注樁、套管成孔灌注樁和泥漿護壁鉆孔灌注樁?;炷凉嘧秾︺@孔質量、鋼筋放置、混凝土灌注等要求較高,在工程施工時注意樁位偏差、樁底余渣、樁身完整性等情況的監(jiān)測。而預制樁則要樁身撓曲度、位置、樁身表面缺陷、樁的尺寸等情況進行監(jiān)測。建筑基坑施工中,使用排樁支護技術的工程,要等支護工作施工完成之后,才可以進行開挖工作。如果排樁處于的含有地下水土層時,一定要采用適當?shù)母羲?、止水措施,確保施工現(xiàn)場基坑內部和周圍建筑的安全。在建筑基坑深度過大的情況下,要采用排樁和錨桿相結合的支護方式,在排樁墻上安置錨桿以增強土體承載力。
4、放坡開挖技術
通常,按照規(guī)定的角度對建筑基坑支護結構進行放坡施工,就是我們平時所說的放坡開挖。在建筑基坑支護施工技術中,放坡開挖技術經(jīng)濟方便。該技術在工程施工過程中需要許多挖好的土方,如果建筑工程所處的位置地下水位較低、給排水條件好、使用范圍較廣、地質條件優(yōu)越,那么在項目工程中實施放坡開挖對周圍的建筑物就不會造成較大的影響。
在具體的項目工程實施中,必須結合具體的施工情況選擇恰當?shù)念愋?。在工程放坡開挖時如果邊坡太大,很可能會導致土體不穩(wěn),引起土體塌方;相反,若是邊坡的坡度過小,那么就會導致施工人員的工作量增加和土體空間的浪費,還會給周圍建筑物埋下安全隱患。所以,在建筑基坑支護施工中,要高度重視邊坡的大小。
四、結束語
深基坑是整個建筑工程施工的重要內容,加強對施工技術的控制,嚴格采取合理的支護措施,并做好基坑的排水施工,有助于提高整個工程的安全性和穩(wěn)定性,也有助于提升工程質量,實現(xiàn)較好的社會經(jīng)濟效益。
參考文獻:
[1]吳光水; 徐文彬 論深基坑施工技術相關特點要點[期刊論文] 科技創(chuàng)新導報2010/15
[2]杜婧 對建筑深基坑施工技術的幾點看法[期刊論文] 中華民居(下旬刊)2013/04
[3]張海江大型深基坑施工技術及環(huán)境保護[期刊論文] 建筑安全2011/0
中圖分類號:TU198 文獻標識碼: A
土釘墻是在新奧法的基礎上基于物理加固土體的機制,在上個世紀70年代從德國、法國及美國發(fā)展出來的支護方式。上個世紀80年代早期在礦山邊坡支護中我國采用了這種方式,隨后土釘墻支護法在基坑支護得到了大量應用。土釘墻的組成成分為被加固土、放置于原位土體內的細長金屬桿件與在坡面附著著的混凝土面板,最終實現(xiàn)重力式支護結構。將一定長度及密度的土釘設置在土體內,通過土釘和土一起完成作業(yè),進而將原位土的強度、剛度進行有效提升。這種支護技術主要應用于12米以下的基坑開挖深度,如地下水位在坑底以上時,必須根據(jù)實際施工要求,進行有效排水與截水施工。
一、土釘墻支護深基坑的作用
1、應力傳遞與擴散作用
當荷載增大到一定程度后,邊坡表面和內部裂縫己發(fā)展到一定寬度,此時坡腳應力最大。這時下層土釘伸入到滑裂域外穩(wěn)定土體中的部分仍能提供較大的抗力,土釘通過其應力傳遞作用,將滑裂面內部應力傳遞到后部的穩(wěn)定土體中,并分散在較大范圍的土體內,降低應力集中程度。在相同的荷載作用下,經(jīng)過檢驗:被土釘鎖加固的土體在內部的應變水平比其他素土邊坡土體內的應變水平要降低了很多,這種情況帶來的優(yōu)勢就是對開裂區(qū)域的形成與發(fā)展產(chǎn)生了明顯的阻礙效果。
2、箍束骨架作用
土釘與同作用,土釘自身的剛度和強度以及它在土體內的分布空間所決定的,它具有制約土體變形的作用,使得復合土體構成一個整體結構。
3、坡面變形的約束作用
在坡面上設置的與土釘連成一體的鋼筋混凝土面板是發(fā)揮土釘有效作用的重要組成部分。面板提供的約束取決土釘表面與土的摩阻力,當復合土體開裂擴大并連成片時,只有開裂區(qū)域后面的穩(wěn)定復合土體產(chǎn)生摩阻力。
4、分擔作用
在復合土體內,土釘有較高的抗拉、抗剪強度和抗彎強度,當土體進入塑性狀態(tài)后,應力逐漸向土釘轉移。當土體開裂時,土釘分擔作用更為明顯。土釘內產(chǎn)生相應的彎剪、拉剪等復合應力,于是就會導致土釘體外裹漿體碎裂、鋼筋屈服的結果。
二、土釘墻施工技術在建筑工程深基坑支護中的應用
隨著我國建筑工程事業(yè)發(fā)展速度的不斷提升,為確保建筑工程深基坑施工的質量,施工企業(yè)必須重視其施工工藝,規(guī)范施工流程,只有這樣才能提高工程的整體質量,實現(xiàn)其經(jīng)濟效益。
1、鉆設釘孔。選用土釘成孔的方式進行基坑支護作業(yè),其成孔工具為洛陽鉆機,將其孔徑設置為80毫米,深度應確保其超過土釘長度100毫米,成孔傾角為15度。每鉆進1米,并進行傾角地測量,避免偏向等情況的出現(xiàn)。
2、土釘安裝。與本工程基坑土釘墻支護設計需求相結合,進行土釘?shù)闹谱?,確保其長度在設計長度以上。每隔1.5米進行一組土釘?shù)脑O置,選用搭焊連接的方式進行土釘連接,焊縫高度控制在6毫米,把土釘在成孔作業(yè)后設置在孔內。
3、注漿。選用孔底注漿法進行土釘墻基坑支護注漿作業(yè),其作業(yè)流程為在孔底插入注漿管,確保管口與孔底之間距離200毫米,注漿管應同時進行注漿與拔出作業(yè),確保注漿管底能夠在漿面以下,確保注漿過程中可以順利從孔口流出,并將止?jié){閥設置在孔口,選用壓力注漿的方式進行施工,確保水泥漿強度為M20,注漿壓力控制在1到2Mpa之間。
4、掛鋼筋網(wǎng)并與土釘尾部焊牢。選用鋼筋網(wǎng)進行土釘墻面施工,將其間距定為200毫米,在坡面上通過人工的方式進行綁扎鋼筋的作業(yè);搭接坡面鋼筋的長度需在300毫米左右,隨后順著土釘長度方向在土釘端部兩側進行短段鋼筋的焊接作業(yè),同時在面層內將相近土釘端部通長加強筋進行連接及焊牢。
5、安裝泄水管。土釘墻基坑支護的泄水管制作應選用用PVC管作為主要材料,泄水管長度必須在450毫米以上,并在管附近進行鉆孔作業(yè),孔數(shù)應控制在5到8個,隨后在管外側進行尼龍網(wǎng)布的包裹作業(yè)。泄水孔縱橫距離定為2米,布置形狀為梅花型并確保安裝的牢固性。
6、復噴表層混凝土至設計厚度。選用噴射混凝土方式進行土釘墻施工,其設計強度必須在C20左右,其厚度應控制在80毫米。第一,選用干拌方式,混合料攪拌時必須遵循相應的配合比進行施工,混凝土噴射施工過程中根據(jù)實際情況,可以將水泥重量為5%噴射砼速凝劑摻加到里面。在開挖土方、修坡施工后,及時完成土釘錨固作業(yè),結束焊接鋼筋網(wǎng)施工后,必須及時進行噴射混凝土作業(yè)。選用分層噴射的方式,由下到上的方式進行噴射混凝土作業(yè)。第一層噴射厚度應控制在4厘米到5厘米之間,確保其不出現(xiàn)掉漿現(xiàn)象后,進行第二層混凝土再噴射作業(yè),直至其厚度符合設計規(guī)定。
三、土釘墻施工技術的質量控制
1、護筒中心和樁中心的偏差不能超過5cm,埋深不能低于1m,泥漿的比重最好控制在1.1~1.2,孔底沉渣的厚度不能超過15cm;鋼筋籠安放位置準確,鋼筋連接滿足規(guī)范要求;水下澆筑混凝土施工需要連續(xù)作業(yè),保證導管埋入混凝土內深度不小于2米,速度適宜,避免堵管或鋼筋籠上浮,同時樁頭超灌1米。灌注樁混凝土養(yǎng)護完成后,按照相關規(guī)范和設計要求進行質量檢測,確保質量合格。
2、土層錨桿在開挖的深基坑墻面或者尚未開挖的基坑立壁土層鉆孔,在達到要求的深度后再次擴大孔的端部,一般形成柱狀。實施錨桿支護技術施工,主要將鋼筋、鋼索或者其它類型的抗拉材料放入孔內,然后灌注漿液材料,令其和土層結合成為抗拉力強的錨桿。這樣的支護技術能夠讓支撐體系承受很大的拉力,有利于保護其結構穩(wěn)定,防止出現(xiàn)變形,同時還具有節(jié)省材料、人力,加快施工進度。
3、在深基坑支護完成后的施工期間,無坑壁坍塌問題出現(xiàn),通過儀器對周圍建筑物進行監(jiān)測,無明顯的變形現(xiàn)象出現(xiàn)?;炷凉嘧逗湾^桿支護能夠保證該工程的順利進行,并且保障周圍的建筑物的安全,因此實施深基坑支護施工方案是可行的。
四、結束語
綜上所述,建筑工程是關系到國民經(jīng)濟增長的重要工程,隨著我國房地產(chǎn)事業(yè)發(fā)展速度的不斷加快,其建設要求也不斷提升,土釘墻施工技術作為建筑工程施工的重要技術之一,其施工工藝選擇的科學性、合理性將直接關系著整個工程的質量,關系到人們的生命安全。只有確保其施工工藝的規(guī)范性,充分掌握其技術要點,才能有效提升其整體質量。
參考文獻:
[1]胡浩;王路;胡小猛;;高層建筑深基坑支護土釘墻技術應用研究[J];科技信息;2011年13期
[2]閆君;王繼勤;崔劍;;土釘墻支護技術在青島中惠商住樓深基坑中的應用[A];探礦工程(巖土鉆掘工程)技術與可持續(xù)發(fā)展研討會論文集[C];2003年
隨著我國城市建筑的大量興建,建筑越來越呈現(xiàn)出向高空和地下發(fā)展的趨勢,因而建筑物地下室的層數(shù)越來越多,深基坑開挖深度越來越深,而開挖所需投入的費用也越來越大,這就給工程界提出了新的問題和挑戰(zhàn),即如何總結原有的工程經(jīng)驗,發(fā)展新的理論依據(jù)和探索新的施工工藝,以滿足不斷發(fā)展的需要?;娱_挖及基礎工程的費用,在整個工程成本中占有很大的比例,因此合理地選擇支護形式,采用相應的施工工藝,協(xié)調好安全、經(jīng)濟、環(huán)境影響、工期四者之間的關系,是巖土界進行深基坑支護設計的關鍵。
一、深基坑支護方法
鋼板樁支護;
地下連續(xù)墻;
柱列式灌注樁排樁支護;
內支撐和錨桿;
土釘墻支護;
深層攪拌水泥土樁支護;
旋噴樁帷幕墻支護。
二、工程實例
某水廠日供水能力為100萬m3/d。清、沉疊池是該水廠新建單位工程,位于廠區(qū)內西北角。該構筑物是水廠中埋置最深的單位工程。
根據(jù)地下水位埋深,施工期內必須有降水措施。解決好由于降水和基坑開挖將導致坍方、開裂和沉降影響鄰近構筑物穩(wěn)定和安全施工問題,是該工程深基坑支護設計和降水方案的重要課題。該水廠的工程地質和水文地質條件,根據(jù)工程地質勘察報告,基坑所處的土質均為粉質粘土和粉土,棕黃褐黃色,濕飽和。中密,硬塑狀態(tài)。場地淺層地下水位埋深5.0-6.5m滲透系數(shù)根據(jù)區(qū)域地質資料及滲透試驗取5.Om/d。
(一)案比選及穩(wěn)定性分析
該基坑開挖深度為12.9m,方案比選時,擬定了三個開挖方案。第一方案坡率1:0.5放坡,一坡到底不設平臺;第二方案是按坡率為1:0,8放坡,也是一坡到底不設平臺;第三方案是分三層開挖,第一層開挖深度為4.Om 第二層開挖深度為4.5m第三層開挖深度為44m 邊坡坡率均為1:0.5 每層之間設2.5m的平臺。對三個方案的穩(wěn)定性,采用瑞典圓弧法進行分析計算第一方案安全系數(shù)為0.88 第二方案的安全系數(shù)為0.96第三方案的安全系數(shù)大于1.35。選定第三方案為該深基坑開挖方案。
(二)基坑支護及降水方案
(1)基坑支護設計
按選定的第三方案。坡面做鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面層,鋼筋網(wǎng)片采用6.5鋼筋,網(wǎng)格為300×300mm噴射混凝土強度為C2O厚度為1OOmm。
(2)降水方案
由于地下水位埋深5.Om~6.5m,因此第一層開挖階段的4m采用明溝排水,開挖第二層及第三層采用三級輕型井點降水。
(三)土釘墻施工
(1)工藝流程
開挖土方——修正邊坡——測定釘位——鉆孔——插鋼筋——注漿——初噴混凝土——掛鋼筋網(wǎng)——復噴混凝土——開挖第二層土方。按此循環(huán)直到坑底(或坡底)。
(2)支護工程施工
A.基坑開挖
基坑開挖采用反鏟挖掘機分三層分段放坡開挖,土方用翻斗汽車運至業(yè)主批定地點。上口開挖尺寸為61.8m×53.4m, 每層坡度系數(shù)為1:0.5,臺階寬度為2.5m。開挖土方量為2.4萬m3。每層開挖由北向南逐條進行,第條開挖寬度為3m。第一層及第三層采用掛網(wǎng)噴漿護坡,第二層采用土釘面層加噴射混凝土。
B.土釘及噴射混凝土施工
第一層土方開挖完成后,按1:O.5對邊坡加以修整,鋼筋網(wǎng)片采用6@300鋼筋,鋼筋接頭為焊接,面層內的鋼筋網(wǎng)片牢固固定在邊壁上并留出2Omm的保護層厚度。采用在邊壁面上垂直打入14短鋼筋段長600mm,加以控制。噴射混凝土厚度初噴為30mm,復噴為7Omm,標號為C20。
第二層開挖分二次完成,第一次挖深為2.3m,挖好后打一排土釘,第二次挖深為2.2m,挖好后打第二排土釘,兩排土釘排距為2.3m面層掛網(wǎng)噴射混凝土。
土釘施工方法如下:
a.成孔
土釘成孔前,先做出標記并編號。鉆孔采用洛陽鏟進行,孔徑為15Omm深度為12m成孔后進行清孔檢查,對孔中出現(xiàn)的局部滲水塌孔或掉落松土立即處理。
b.放置鋼筋
第一排土釘采用螺紋鋼筋直徑為25mm,長度為12m,間距為15OOmm,鋼筋傾斜度為10。。沿釘長每隔2m設置對中定位用支架,支架采用6鋼筋制作。支架的構造不得妨礙注漿時漿液的自由流動。
第二排土釘采用螺紋鋼筋直徑為25mm,長度為12m,間距為12OOmm 鋼筋傾斜度為10。。沿釘長每隔2m設置對中定位用支架,支架采用6鋼筋制作。支架的構造不得妨礙注漿時漿液的自由流動。
C.注漿
注漿時采用低壓(0.4~0.6Mpa)注漿填孔.注滿后保持壓力3~5min。
(四)基坑觀測
該基坑在整個施工過程中,基坑水平位移值及沉降位移值均為Omm,周圍圍墻,道路及臨近建筑物,均無任何開裂和下沉跡象。特別是在基坑開挖至坑底時遭到連續(xù)1O天的降雨,基坑仍安全穩(wěn)定。
參考文獻
隨著高層建筑和地下空間的利用和發(fā)展,我國的深基坑工程日益增多,無論是技術難度還是工程規(guī)模都越來越大。尤其是在地質條件較差或較復雜的地區(qū),傳統(tǒng)的基坑支擴方法已不能滿足當前發(fā)展的需要。復合土釘支護技術中,土釘主動支護土體,并與土體共同作用,盡可能保持、利用、提高基坑邊壁土體的原有強度,將傳統(tǒng)支護方式中對支護結構形成荷載效應的擾動土體轉化為支護結構的一部分,從而可以有效地應用于軟土地區(qū)等特殊地質條件下的基坑支護,而且具有工藝簡單、造價低、工期短等優(yōu)點。 但是目前復合土釘支護技術無論在理論分析方法與設計理論還是在工程實踐方面都還不夠成熟與完善。
1 土釘墻支護深基坑的作用
土釘墻是在新奧法的基礎上基于物理加固土體的機制,在上個世紀70年代從德國、法國及美國發(fā)展出來的支護方式。上個世紀80年代早期在礦山邊坡支護中我國采用了這種方式,隨后土釘墻支護法在基坑支護得到了大量應用。土釘墻的組成成分為被加固土、放置于原位土體內的細長金屬桿件與在坡面附著著的混凝土面板,最終實現(xiàn)重力式支護結構。將一定長度及密度的土釘設置在土體內,通過土釘和土一起完成作業(yè),進而將原位土的強度、剛度進行有效提升。這種支護技術主要應用于12米以下的基坑開挖深度,如地下水位在坑底以上時,必須根據(jù)實際施工要求,進行有效排水與截水施工。
1、應力傳遞與擴散作用
當荷載增大到一定程度后,邊坡表面和內部裂縫己發(fā)展到一定寬度,此時坡腳應力最大。這時下層土釘伸入到滑裂域外穩(wěn)定土體中的部分仍能提供較大的抗力,土釘通過其應力傳遞作用,將滑裂面內部應力傳遞到后部的穩(wěn)定土體中,并分散在較大范圍的土體內,降低應力集中程度。在相同的荷載作用下,經(jīng)過檢驗:被土釘鎖加固的土體在內部的應變水平比其他素土邊坡土體內的應變水平要降低了很多,這種情況帶來的優(yōu)勢就是對開裂區(qū)域的形成與發(fā)展產(chǎn)生了明顯的阻礙效果。
2、箍束骨架作用
土釘與同作用,土釘自身的剛度和強度以及它在土體內的分布空間所決定的,它具有制約土體變形的作用,使得復合土體構成一個整體結構。
3、坡面變形的約束作用
在坡面上設置的與土釘連成一體的鋼筋混凝土面板是發(fā)揮土釘有效作用的重要組成部分。面板提供的約束取決土釘表面與土的摩阻力,當復合土體開裂擴大并連成片時,只有開裂區(qū)域后面的穩(wěn)定復合土體產(chǎn)生摩阻力。
4、分擔作用
在復合土體內,土釘有較高的抗拉、抗剪強度和抗彎強度,當土體進入塑性狀態(tài)后,應力逐漸向土釘轉移。當土體開裂時,土釘分擔作用更為明顯。土釘內產(chǎn)生相應的彎剪、拉剪等復合應力,于是就會導致土釘體外裹漿體碎裂、鋼筋屈服的結果。
2 土釘墻施工技術在建筑工程深基坑支護中的應用
隨著我國建筑工程事業(yè)發(fā)展速度的不斷提升,為確保建筑工程深基坑施工的質量,施工企業(yè)必須重視其施工工藝,規(guī)范施工流程,只有這樣才能提高工程的整體質量,實現(xiàn)其經(jīng)濟效益。
1、鉆設釘孔。選用土釘成孔的方式進行基坑支護作業(yè),其成孔工具為洛陽鉆機,將其孔徑設置為80毫米,深度應確保其超過土釘長度100毫米,成孔傾角為15度。每鉆進1米,并進行傾角地測量,避免偏向等情況的出現(xiàn)。
2、土釘安裝。與本工程基坑土釘墻支護設計需求相結合,進行土釘?shù)闹谱鳎_保其長度在設計長度以上。每隔1.5米進行一組土釘?shù)脑O置,選用搭焊連接的方式進行土釘連接,焊縫高度控制在6毫米,把土釘在成孔作業(yè)后設置在孔內。
3、注漿。選用孔底注漿法進行土釘墻基坑支護注漿作業(yè),其作業(yè)流程為在孔底插入注漿管,確保管口與孔底之間距離200毫米,注漿管應同時進行注漿與拔出作業(yè),確保注漿管底能夠在漿面以下,確保注漿過程中可以順利從孔口流出,并將止?jié){閥設置在孔口,選用壓力注漿的方式進行施工,確保水泥漿強度為M20,注漿壓力控制在1到2Mpa之間。
4、掛鋼筋網(wǎng)并與土釘尾部焊牢。選用鋼筋網(wǎng)進行土釘墻面施工,將其間距定為200毫米,在坡面上通過人工的方式進行綁扎鋼筋的作業(yè);搭接坡面鋼筋的長度需在300毫米左右,隨后順著土釘長度方向在土釘端部兩側進行短段鋼筋的焊接作業(yè),同時在面層內將相近土釘端部通長加強筋進行連接及焊牢。
5、安裝泄水管。土釘墻基坑支護的泄水管制作應選用用PVC管作為主要材料,泄水管長度必須在450毫米以上,并在管附近進行鉆孔作業(yè),孔數(shù)應控制在5到8個,隨后在管外側進行尼龍網(wǎng)布的包裹作業(yè)。泄水孔縱橫距離定為2米,布置形狀為梅花型并確保安裝的牢固性。
6、復噴表層混凝土至設計厚度。選用噴射混凝土方式進行土釘墻施工,其設計強度必須在C20左右,其厚度應控制在80毫米。第一,選用干拌方式,混合料攪拌時必須遵循相應的配合比進行施工,混凝土噴射施工過程中根據(jù)實際情況,可以將水泥重量為5%噴射砼速凝劑摻加到里面。在開挖土方、修坡施工后,及時完成土釘錨固作業(yè),結束焊接鋼筋網(wǎng)施工后,必須及時進行噴射混凝土作業(yè)。選用分層噴射的方式,由下到上的方式進行噴射混凝土作業(yè)。第一層噴射厚度應控制在4厘米到5厘米之間,確保其不出現(xiàn)掉漿現(xiàn)象后,進行第二層混凝土再噴射作業(yè),直至其厚度符合設計規(guī)定。
3 土釘墻施工技術的質量控制
1、護筒中心和樁中心的偏差不能超過5cm,埋深不能低于1m,泥漿的比重最好控制在1.1~1.2,孔底沉渣的厚度不能超過15cm;鋼筋籠安放位置準確,鋼筋連接滿足規(guī)范要求;水下澆筑混凝土施工需要連續(xù)作業(yè),保證導管埋入混凝土內深度不小于2米,速度適宜,避免堵管或鋼筋籠上浮,同時樁頭超灌1米。灌注樁混凝土養(yǎng)護完成后,按照相關規(guī)范和設計要求進行質量檢測,確保質量合格。
2、土層錨桿在開挖的深基坑墻面或者尚未開挖的基坑立壁土層鉆孔,在達到要求的深度后再次擴大孔的端部,一般形成柱狀。實施錨桿支護技術施工,主要將鋼筋、鋼索或者其它類型的抗拉材料放入孔內,然后灌注漿液材料,令其和土層結合成為抗拉力強的錨桿。這樣的支護技術能夠讓支撐體系承受很大的拉力,有利于保護其結構穩(wěn)定,防止出現(xiàn)變形,同時還具有節(jié)省材料、人力,加快施工進度。
3、在深基坑支護完成后的施工期間,無坑壁坍塌問題出現(xiàn),通過儀器對周圍建筑物進行監(jiān)測,無明顯的變形現(xiàn)象出現(xiàn)?;炷凉嘧逗湾^桿支護能夠保證該工程的順利進行,并且保障周圍的建筑物的安全,因此實施深基坑支護施工方案是可行的。
4 結束語
綜上所述,建筑工程是關系到國民經(jīng)濟增長的重要工程,隨著我國房地產(chǎn)事業(yè)發(fā)展速度的不斷加快,其建設要求也不斷提升,土釘墻施工技術作為建筑工程施工的重要技術之一,其施工工藝選擇的科學性、合理性將直接關系著整個工程的質量,關系到人們的生命安全。只有確保其施工工藝的規(guī)范性,充分掌握其技術要點,才能有效提升其整體質量。
參考文獻
[1]胡浩;王路;胡小猛;;高層建筑深基坑支護土釘墻技術應用研究[J];科技信息;2011年13期
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
土釘墻支護技術是近年來發(fā)展很快的一種主動支護技術,適用于邊坡加固和基坑支護。由于經(jīng)濟可靠而且施工快速簡便,已經(jīng)在深基坑支護工程中得到迅速的發(fā)展和應用。土釘墻施工操作相對簡便,需要占用工程資源相對較少,適用土質范圍相對較廣,經(jīng)濟效益較為突出。通過受力分析及設計計算,采取合理可靠的技術措施進行全過程監(jiān)控,可以更好的發(fā)揮其技術優(yōu)勢。
一、土釘支護技術的特點
土釘支護法以盡可能保持、顯著提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學強度,變土體荷載為支護結構體系一部分。噴射混凝土在高壓氣流的作用下高速噴向土層表面,在噴層與土層間產(chǎn)生“嵌固效應”,并隨開挖逐步形成全封閉支護系統(tǒng),噴層與嵌固層同具有保護和加固表層土,使之避免風化和雨水沖刷、淺層坍塌、局部剝落,以及隔水防滲作用。土釘?shù)奶厥饪貕鹤{可使被加固介質物理力學性能大為改善并使之成為一種新地質體,其內固段深固于滑移面之外的土體內部,其外固端同噴網(wǎng)面層聯(lián)為一體,可把邊壁不穩(wěn)定的傾向轉移到內固段及其附近并消除。鋼筋網(wǎng)可使噴層具有更好的整體性和柔性,能有效地調整噴層與土釘內應力分布。土釘主動支護土體并與土體共同作用,具有施工簡便、快速及時,機動靈活、適用性強、隨挖隨支、安全經(jīng)濟等特點。其工期一般比傳統(tǒng)法節(jié)省30-60d以上,工程造價低10%-30%,支護最大垂直坑深目前已達到21.5m,建成淤泥基坑深達10m。該方法不僅能有效地用于一般巖土深基坑工程支護,而且通常還采用一些其他輔助支護措施,能有效地用于支護流砂、淤泥、復雜填土、飽和土、軟土等不良地質條件下的深基坑。此外,它還能快速、可靠、經(jīng)濟地對采用傳統(tǒng)法或改良法施作的將要或已經(jīng)失穩(wěn)的基坑進行搶險加固處理。
二、土釘墻施工技術原理
土釘?shù)脑碓诶猛玲斚鄬^強的抗拉、抗剪和抗彎強度彌補天然土體自身抗剪強度的不足。土釘對土體的補強作用通過土與土釘界面的粘結力和摩阻力而得以發(fā)揮。另一方面,密布于土體內的土釘起到了空間骨架的作用,配合已噴混凝土面板,土、土釘、面板相互作用、共同工作而成為一個整體,使加固后的土體整體剛度大大提高,抗變形能力也得以改善,成為一種性能良好的主動支護體系。
三、土釘支護技術施工工藝及方法
3.1施工工藝
工藝流程如圖1.2所示:
圖1.2 土釘墻施工工藝流程
3.2施工方法
施工過程中使用的主要機械設備有:攪漿機、空壓機、噴射機、電焊機、切斷機。土釘取用φ16鋼筋按照圖紙設計尺寸進行加工制作。挖土應按土釘垂直間距挖土并修面坡。機械挖土時預留0.1m,之后人工修整。工程應用中為了保證基坑在開挖過程中,邊坡的土體應力場和應變場變化不至于過大,所以對土方開挖嚴格要求,根據(jù)不同性質的土層采用不同的開挖和支護方式。按照設計孔深,人工或機械成孔。質量保證措施:a、成孔前應根據(jù)施工平面圖標出孔位;b、孔徑設計尺寸為100mm、120mm兩種,鉆孔傾斜角為15度;c、必須把孔內渣土清理干凈;d、成孔時做好記錄,隨時掌握土層情況;e、如遇障礙物孔位可以改變。注漿時采用兩次壓漿,首次為底部注漿,注漿采用底部注漿法,注漿管插入距孔底250mm-500mm處,隨漿液的注入緩慢拔出,借此保證注漿飽滿,孔口設止?jié){塞或止?jié){袋。工程應用中注漿水泥采用P.S32.5水泥,水灰比為1:0.5—1:0.6,水泥設計強度為M20,在地層中含水量較大或呈粘泥狀時在水泥漿中摻入適量早強、膨脹等外加劑。網(wǎng)片筋應順直,按設計間距綁扎牢固。在每一步工作面上的網(wǎng)片筋應預留與下一步工作面網(wǎng)片筋搭接長度。網(wǎng)片筋應與土釘連接牢固。埋設控制噴層混凝土厚度的標志。工程應用中鋼筋邊坡面綁扎鋼筋網(wǎng)片規(guī)格為φ8@200×200,且與土層坡面凈距不小于30mm,并沿坑頂口上翻1.0m,中間留置的臺階表面也布網(wǎng)噴護。施工中采用橫壓筋,壓筋全部采用φ16,橫壓筋與土釘頭之間用L勾筋焊接在一起,焊接長度≥5d,采用雙面焊。按配合比要求拌制混凝土干料。為使回彈率減少到最低限度,噴頭與受噴面應保持垂直,噴頭與作業(yè)面間距宜為0.6-1.0m。噴射順序應自上而下,噴射時應控制水量,使噴射面層無干斑或移流現(xiàn)象,工程應用中混凝土面板技術標準如下:
a、面層噴射混凝土材料。材料采用P.S32.5水泥、細砂及碎石,坡面混凝土設計強度為C20。
b、配合比。水泥與砂石的總質量之比為1:4—1:4.5;砂率宜為45—55%;水灰比宜為0.25—0.35。
c、噴射砼氣壓應根據(jù)噴漿的距離進行調整。
d、噴射砼厚度。設計厚度為100mm,噴射混凝土前做好厚度標識。
四、質量控制
在土釘墻支護施工過程中,嚴格按照設計和規(guī)范指導施工,對其進行實時監(jiān)測和檢查,保質保量地完成施工任務。
土釘墻質量驗收標準如表1.1所示:
表1.1土釘墻質量驗收標準
五、結束語
基坑支護工程施工前,我們積極探索不同的支護方案,從經(jīng)濟、技術等多個角度論證這些方案的可行性,最終確定了采取土釘墻基坑邊坡支護方案。在土釘墻施工過程中,按部就班地進行規(guī)范施工,踏踏實實地進行測量監(jiān)控,充分地發(fā)揮了土釘墻支護性能。在多個基坑邊坡支護應用之后,從經(jīng)濟效益和社會效益等各個方面取得了良好的應用效果。同時,在深基坑邊坡支護技術應用中,我們還存在不足,有些方面還需要改進,希望廣大同仁給予批評和指導,使土釘墻技術得到更廣泛的應用和發(fā)展。
中圖分類號:TU97 文獻標識碼:A 文章編號:
土釘墻支護及其噴澆砼面層的工作,并不是基坑開挖完成以后一次性完成的,而是整個支護是隨基坑挖土的過程同時完成的。常用的土釘是鉆孔注漿釘,以變形鋼筋為中心釘體。在成孔困難的松散砂土,軟粘土中也可擊入鋼管作為釘體,然后注漿(管壁留出漿孔)。不注漿的擊入釘可用角鋼做釘體,它能起到穩(wěn)定土體的作用。土釘施工的速度快,用料省,造價低,與樁墻支護相比,工期??煽s短一半以上,成本大概只有其1/3。土釘支護可以緊貼已有建筑物施工,可以省出樁體和墻體所占有的地面。密集的土釘群與周圍土體組成一整體,土釘在其中兼具加筋(如同砼中的鋼筋)和錨拉的作用,因而不同于主動壓緊土體的預應力錨桿。盡管土釘是被動受力部件,但土釘支護的變形卻不大,與一般的內支撐樁墻支護相當。國內一些工程實踐表明,土釘支護的最大水平移位還往往小于同樣土體條件下的樁支護,這顯然與土釘支護的特殊方法有關。土釘支護施工對土體的攪動小,分層(通常1-1.5m/層)。分段(通常不超出5m/段),小步開挖并緊接著迅速支護(設置土釘和噴射砼保護層),這種步步為營的施工工序對控制變形起到了極為關健的作用。由于土體狀況多變并難以準確預測,土釘支護的這一優(yōu)勢使其有較高的安全可靠性。國內在建筑物密集的城市地區(qū)用于直立基坑的土釘支護深度已有一些達到16-18m,其中包括復合土釘支護。為了嚴格控制支護變形及在不良地層(如:夾有局部軟粘土層)中施工,土釘支護可以與預應力錨桿聯(lián)合使用,這種復合土釘支護對于高層建筑這樣深大基坑且使用期較長的基坑更為適合。與土釘墻支護施工方法十分相似的還有一種稱為錨桿幕墻的支護,也是從上到下分層開挖, 設置較密集間距的預應力錨桿并分層現(xiàn)澆混凝土墻面(厚20-30cm)。
2010年我公司承接臨沂北城新區(qū)濱河陽光1-4#樓高層建筑施工,根據(jù)濱河陽光實際地質地貌,現(xiàn)有實際狀況及我們過去對高層建筑施工的經(jīng)驗,集團公司對其施工方案和措施進行了詳細的分析論證、設計和驗算。施工中嚴格執(zhí)行預定方案,取得了良好的施工效果?,F(xiàn)簡單介紹如下:
工程概況:臨沂濱河陽光(A組團二期工程)位于臨沂市北城新區(qū)濱河大道北側,府右路西側。擬建24層高層住宅四棟,地下聯(lián)體車庫一層,局部二層。預計基坑開挖深度5.5m,局部7m,基坑開挖面積約50m×200m。在基坑西側約2-3m處有4棟4層別墅建筑物,基坑開挖時必須保證其建筑物的安全,基坑東側平行有市政水、電管網(wǎng),南、北側無重要建筑物,具有一定的放坡空間。
二、工程地質情況:依據(jù)勘察報告,土層自上而下共分五層,第一層為雜填土,厚度0.2-1.2m,平均厚0.66m;第二層粉質粘土,黃褐色可塑,含有較多鐵錳結核,土質不均勻,層厚1.2-2.30m,平均厚1.74m;第三層粘土,黃褐色可塑,含有較多鐵錳結核,土質不均勻,層厚1.50m~3.90m,平均厚2.98m;第四層中粗砂,黃褐色,稍密至密實,飽和。主要礦物成分以石英長石為主,分選性及磨圓度一般,層厚1.90-12.0m,平均厚5.58m;第五層中風化基巖,以中風化石灰?guī)r為主,層狀構造,巖石堅硬程度為較硬巖,巖體完整程度分類較完整。
三、水文地質情況:水位埋深4m左右,地下水為第四系潛水,且該建筑離祊河較近(較大河流距離約150m),距該基坑20m處有一人工觀景河流。都對基坑施工能造成一定的影響。根據(jù)以上水文情況,我們采取了輕型井點降水措施,并專題制定了排水、降水、補水的專題施工方案,本論文不再詳述。
五、支護方案設計:
1、支護方案(一):水泥土攪拌樁+錨桿+掛網(wǎng)混凝土噴面?;游鱾?-3m處沿基坑縱向,有4棟4層別墅住宅?;娱_挖無放坡空間,采取垂直開挖,采用水泥土攪拌樁+錨桿+掛網(wǎng)混凝土噴面。錨桿布置三排。參見下表:
錨桿參數(shù)
每層錨桿水平高度分別設一道通長橫腰梁,腰梁采用[16的槽鋼和錨桿接連,預應力鎖定荷載100KN。
水泥土攪拌樁,樁為¢500的微型樁,樁長為8000mm,樁間距為330mm,樁塔接150mm,水泥攪拌樁參數(shù)如下:(1)每米一袋水泥,水泥摻入比應>15%;(2)室內配合比設計:7d無側限抗壓強度qu≧0.8MPa;28d無側限抗壓強度qu≧1. 6MPa;90d無側限抗壓強度qu≧2 .4MPa;(3)現(xiàn)場質量檢測:28d取芯強度:R28≧0.8MPa;90d取芯強度:R90≧1.2MPa。
支護方案(二)土釘墻支護:基坑東側為府右路,路邊埋設市政水、電等管網(wǎng),且為該工程基坑縱向,結合施工道路等因素,故采用有限放坡1:0.5放坡開挖,采用土釘墻支護方式,沿基坑上口垂下在1.5m、3.0m、4.5m處,采用擊入式土釘,土釘采用¢20變形鋼筋,長度為2m,土釘水平間距均為1.5m,水平夾角為10~15度。
錨桿注漿:錨桿注漿采用純水泥漿,水灰比0.5左右,注漿方式為低壓注漿,注漿壓力0.5MPa左右,孔內注漿的充盈系數(shù)不得小于1.0。
六:工藝流程:
1、水泥土攪拌樁施工
制定方案施工準備樁位放線鉆機成孔樁體注漿清理驗收
水泥土攪拌樁以機械鉆孔成孔。施工時做好機械設備、材料及三通一平等準備。預先樁位放線定位。樁機到達指定樁位,對中調平樁機,將動力頭抬起,開動電機,輔送清水開始鉆進。待深層攪拌機下沉到設計深度時,開始攪拌水泥漿,并倒入集料池中。將深層攪拌機下沉到設計深度,開啟灰漿泵將水泥漿從攪拌機中心管不斷壓入地基中,并且邊噴漿邊旋轉攪拌鉆頭,同時嚴格按照設計確定的速度和要求提升深層攪拌機,待深層攪拌機提升到設計加固范圍的頂面標高時停止。
錨桿施工
制定方案施工準備孔位確定 成孔錨桿置入一次注漿
二次注漿放置橫梁施加應力錨桿固定檢查驗收
錨桿施工前,應做好設備、工具、材料、技術等方面的準備工作。施工時,隨開挖進度,做好錨孔的定位,采用人工洛陽鏟的施工方法成孔。成孔后應將按設計要求制作好帶定位卡的錨桿置入孔內,然后注漿。待水泥漿終凝前再進行二次注漿。待水泥達到凝結強度后,在錨桿水平方向放置通長槽鋼,錨桿端部穿過槽鋼。然后施加應力,將錨桿端頭固定,專人檢查驗收,轉入下段施工。
3、土釘及護面施工
每個刊物的字數(shù)都是不一樣的,要是發(fā)省級刊物的話一般字數(shù)在2000字到3000字之間不等,一般多數(shù)在2500字左右
建筑行業(yè)中級職稱論文
建筑施工行業(yè)技術研究
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,我國的建筑行業(yè)也在發(fā)展。建筑施工技術作為建筑業(yè)發(fā)展的力量和源泉對建筑業(yè)的發(fā)展起著舉足重要的作用。隨著現(xiàn)代科學技術的進步,我國的建筑施工行業(yè)也在逐步走向科技創(chuàng)新之路,在原有建筑施工行業(yè)技術發(fā)展的基礎上,一些新的建筑施工行業(yè)技術被引進,本文首先來分析建筑施工的原有技術,然后再次基礎上簡單的介紹幾種建筑施工行業(yè)新技術。
近些年來,我國在建筑施工行業(yè)發(fā)展水平不斷提高,已經(jīng)初具了解決工程建設過程中出現(xiàn)的各種復雜問題和矛盾的水平,在推動我國經(jīng)濟持續(xù)、快速、健康發(fā)展的過程中發(fā)揮了重要作用。從我國建筑業(yè)出爐的一批一批規(guī)模大、結構牢、水平精湛的建筑物中,足以窺見我國建筑行業(yè)技術發(fā)展的進步,本文主要來探討建筑施工行業(yè)技術研究。
1.傳統(tǒng)的建筑行業(yè)施工技術
在建筑行業(yè)中,傳統(tǒng)的建筑施工技術主要有樁基技術和基坑支護技術兩種,下面我們分別來看。
1.1 樁基技術應用
樁基技術作為我國建筑施工行業(yè)的一種傳統(tǒng)技術,在建筑施工行業(yè)發(fā)揮了不可替代的作用。樁基技術主要有預制樁和灌注樁兩種。在混凝土施工中由于預制樁技術產(chǎn)生的噪音較為嚴重,所以,預制樁的使用范圍較為狹小。最常用的樁基技術是灌注樁技術。灌注樁技術施工方式較為靈活,不但可以自行設計樁長、樁徑以及數(shù)量,而且可以滿足不同地質地貌的施工。在我國建筑行業(yè)中,其使用范圍比較廣,利用率比較高,但是灌注樁技術由于受自身樁徑和樁攀的限制,其使用也存在著一定的缺陷。克服此種缺陷主要運用樁側后注漿技術和樁底注漿技術。
1.2 基坑支護技術的應用
近些年來,隨著我國高層建筑物的不斷增多,基坑支護技術應用的較為廣泛,因為高層建筑中必須做好建筑深基礎的施工,否則,建筑物的質量很難保證?;鶎又ёo技術適應了這一要求,解決了高層建筑深基礎施工難度大這一問題?;鶎邮┕な且粋€復雜系統(tǒng)的整體工程,施工時要綜合考慮到擋土、防水、降土、挖土等多種因素,所以在施工時要綜合考慮施工技術、施工環(huán)境以及施工安全等各個方面。我國采用的基坑支護技術主要有逆作拱墻技術和土釘墻技術兩種。逆作拱墻技術主要適用于土壤較軟的地層,主要運用分層挖土的方法。土釘墻技術適用于低水位的非軟土層,實現(xiàn)在分層開挖基礎上的分層支護。
2. 建筑行業(yè)施工新技術的引進
從上面分析可以看出,雖然我國的建筑施工技術在原有的基礎上有了很大進步,但其總體水平仍然比較低,存在著這樣或那樣的缺陷,具體表現(xiàn)如下:缺乏技術創(chuàng)新,對技術的創(chuàng)新力度不夠。由于市場經(jīng)濟體制的不完善加上傳統(tǒng)思想的影響,許多新技術不被引進,沒有引起建筑行業(yè)足夠的重視,導致建筑施工行業(yè)技術創(chuàng)新緩慢或缺乏技術創(chuàng)新。企業(yè)缺乏創(chuàng)新人才,加上企業(yè)技術創(chuàng)新的動力不足,導致建筑行業(yè)科研成果轉化率較低。隨著我國建筑業(yè)的發(fā)展,各種新技術被不斷引進,譬如高強度高性能混凝土技術、深基坑支護技術、鋼結構技術等等,下面我們來具體研究一下幾種建筑行業(yè)新技術。
2.1 清水混凝土施工技術
隨著我國人口的快速增長,個人占用的空間日益縮小,在這種情況下,高層建筑應運而生并得到了充分發(fā)展。高層建筑施工主要以鋼筋混凝土結構、清水混凝土施工技術為主。清水混凝土技術作為建筑行業(yè)的一門新技術將原始澆筑面直接作為裝飾性表面,不但使用方便,而且可以加快施工速度,降低成本,保持高層建筑的穩(wěn)定性,為我國建筑行業(yè)的發(fā)展開辟了新的道路。
2.2 鋼纖維砼的施工技術
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展以及人們生活品味的不斷提高,人們對建筑的藝術感覺越來越重視。為了滿足人們對建筑藝術效果的需求,在建筑行業(yè)中引進了鋼纖維砼的施工技術。鋼纖維砼的施工技術通過在普通砼中摻入適量鋼纖維,兩種原料拌合而成的一種復合材料,不僅增強了砼構件的抗裂能力、抗剪能力,而且克服了砼抗拉強度低的缺點,增強砼的耐延性。此外,鋼纖維砼具有較好的能量吸收能力,抗沖擊能力很強,所以利用鋼纖維砼的施工技術建設出來的高層建筑不但質量可靠,而且具有很好的平面感和立體感,給人們一種視覺沖擊力,滿足了人們對藝術效果的追求。
2.3 防水材料的施工技術
科學技術和建筑行業(yè)的發(fā)展使得防水材料的施工技術被廣泛應用于建筑施工。隨著防水施工向冷作業(yè)方向發(fā)展,防水材料中出現(xiàn)了許多高效彈性材料,譬如高分子卷材、新型防水涂料以及密封膏等等,這些材料運用于建筑施工,使得建筑施工的機械化水平不斷提高。建筑防水技術分為對屋面的防水和對墻外的防水兩種。對屋面的防水會采用聚合物水泥基復合涂膜施工,這種技術關鍵在于做好基層、板縫以及節(jié)點處理。涂料時一定要做到仔細認真、涂抹方向要做到相互垂直;對于墻外防水一般采用加氣砼磚墻施工技術。兩種技術綜合運用,提高了我國建筑施工水平,有效預防了水滲漏以及裂縫等公害的出現(xiàn)。
3. 結語
市場經(jīng)濟是市場在資源配置中起基礎性作用的經(jīng)濟,競爭性是市場經(jīng)濟運行的內在動力和源泉。建筑施工是建筑企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地的法寶,所以,任何一個建筑企業(yè)都要從自身的優(yōu)勢出發(fā),從企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展出發(fā),不斷研發(fā)創(chuàng)新建筑行業(yè)施工技術,提高企業(yè)的競爭力,推動企業(yè)健康持續(xù)的發(fā)展。
參考文獻
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看了“建筑行業(yè)中級職稱論文字數(shù)”的人還看:
1.工程類中級職稱論文字數(shù)要求
2.2017年中級職稱論文字數(shù)
中圖分類號: 文獻標識號:A 文章編號:2306-1499(2013)02-
1.引言
隨著北京市城市化進程不斷加速,城市的建筑密度不斷增加,新建工程面臨著施工場地狹小,基坑開挖沒有足夠的放坡空間,并且基坑開挖過程中對邊坡的沉降和水平位移的要求越來越高的情況下,對于由于含水率過大而失去自立性的土體采用傳統(tǒng)的土釘墻的支護辦法已經(jīng)無法保證邊坡的安全穩(wěn)定性。在傳統(tǒng)的情況下,為了解決這一施工難題通常采用兩種方法,一是預應力錨桿與土釘墻復合使用,即在土釘墻整體變形和受力最大的中部位置增設一~二道預應力錨桿,預應力錨桿支護是一種主動加固的穩(wěn)定技術【1】,作為技術主體的錨桿,錨固段錨入穩(wěn)定的土體中,另一端與噴錨面層的支護結構連接,并施加預應力,通過桿體的受拉作用,調動深部土層的潛能,達到維護基坑穩(wěn)定的目的,預應力錨桿復合土釘墻雖然有一定的適應性,但是不宜用于有機質土或液限大于50%的粘土層及相對密度小于0.3的砂土;二是采用螺旋灌注護坡樁,螺旋灌注護坡樁既可以與土釘墻復合使用,也可以作為純懸臂灌注樁通過冠梁聯(lián)系起來使用,但無論采用哪種方法,從施工的工藝要求上來講,鋼筋混凝土都需要一定的養(yǎng)護期,無形中就延長了地下部分的施工時間,對于保證工期并不有利,而且施工成本高,對于房地產(chǎn)開發(fā)公司而言并不是最好的選擇。采用微型鋼管樁復合土釘墻支護體系可以有效克服以上兩種方法存在的弱點。
在2012年2月份開工的回龍觀D01商業(yè)用房項目中,由于緊鄰基坑南側為龍騰苑小區(qū),其小區(qū)的污水管線由于年久失修而發(fā)生滲漏,南側邊坡僅僅開挖1.5米左右由于污水的浸泡致使土體過飽和而完全喪失自立性,土釘也無法順利成孔,為了確保工期,降低成本,本工程南側將土釘、預應力錨桿、微型鋼管樁聯(lián)合使用,形成微型鋼管樁垂復合土釘墻【2】 。
微型鋼管樁復合土釘墻與預應力復合土釘墻相比,它的荷載作用方式與預應力復合土釘墻不同。在土體開挖前,先施工好微型鋼管樁。然后分步開挖土體,由于微型鋼管樁在單步開挖后抗彎剛度很大,阻止了土體在未完成土釘施工和噴錨時的變形。待本步土釘施工完畢,并將土釘橫拉加強筋連接完畢并完成面層噴錨,此時土釘、鋼管樁和橫拉加強筋和面層支護體系形成一個完整的整體。微型鋼管樁不但具有超前支護的功能,阻止開挖后到土釘墻施工前這段時間土體變形,還有加強面層剛度的作用。微型鋼管樁受力方向不局限水平的抗彎,還能有效的控制基坑高壓縮性豎向沉降,阻止土釘墻因下部土體失穩(wěn)引起的支護結構下沉而失效。在預應力復合土釘墻支護體系中,面層的作用只能控制局部的土體坍塌,分擔的荷載非常少,剛度也很小。而在微型鋼管樁復合土釘墻支護體系中,由于微型鋼管樁的存在,相當于垂直方向的梁,與噴錨面層緊密接觸,加強了面層的剛度,充分發(fā)揮了面層在控制邊坡整移的作用。微型鋼管樁就像豎向的一道道的鋼梁與土釘墻橫拉筋將邊坡分成了若干小方格,均勻承受邊坡開挖引起的荷載。
微型鋼管樁復合土釘墻與螺旋灌注樁相比其主要特點是:施工機具小,適用于狹窄的施工作業(yè)區(qū),對土層適應性強,施工振動、噪音小,樁布置形式靈活,其承載力高,變形小、造價低廉,有利于充分利用土釘?shù)目拱瘟εc土體變形協(xié)調,而且微型鋼管樁復合土釘墻對控制坡面位移、地面沉降、防止土方開挖過程中局部出現(xiàn)坍塌以及控制每層開挖到支護這段時期內的位移、抗傾覆方面都有重要的作用,對周圍建筑物的保護和使護坡面作為結構的外模提供可靠的保證。
微型鋼管樁復合土釘墻支護結構不但從技術上解決了預應力復合土釘墻無法解決開挖過程土體無法自立的難題,也從經(jīng)濟上和工期上比螺旋灌注樁更有優(yōu)勢,真正實現(xiàn)了“技術可行,經(jīng)濟合理”的施工原則,而且它在回龍觀D01商業(yè)用房項目深基坑的成功應用,也充分證實了微型鋼管樁復合土釘墻具有更強的工程適應性。
2.工程實例
2.1工程概況
北京昌平區(qū)回龍觀D01地塊配套商業(yè)用房工程地上商業(yè)部分四層,辦公部分六層,地下一層,基坑東西長343.175米,南北長34.9米,基礎設計等級為乙級,基礎形式為筏板基礎,本工程的±0.00的絕對高程為42.10,基礎開挖標高分別為-5.8米,-7.4米,開挖總平面如下圖1:
基坑南側緊鄰回龍觀龍騰苑小區(qū),南側土釘墻坡口線與龍騰苑小區(qū)北圍墻只有1.0~1.5米的水平距離,原基坑支護方案為純土釘墻支護結構,基坑放坡系數(shù)為1:0.3,分別在標高-0.8、-2.3、-3.8、-5.3(-7.4米基坑位置在-6.8米增設一道4.3米長的土釘)米處設置長度為4.3、5.8、5.8、4.3米長直徑為110mm的土釘,水平間距1.5米。按照基坑土方、護坡施工組織設計從基坑西側施工至圖1-1 2-4軸位置處,在第一步土釘僅僅施工完一個星期(基坑開挖至-1.5米處),土釘墻發(fā)生了局部垮塌,自邊坡土體內向基坑涌入大量污水,土釘墻背后的土體的含水量不斷增加改變了土體的力學性能,降低了土本身的抗剪能力和粘聚力,并且完全喪失了土的自立性。
經(jīng)過對基坑周邊南側環(huán)境的調查分析,發(fā)現(xiàn)基坑南側龍騰苑小區(qū)污水管線由于年久失修而發(fā)生破裂,污水井已經(jīng)充滿了污水,基坑內的污水全部是因為龍騰苑小區(qū)污水管線滲漏導致的,眾所周知土的固相、氣相、液相的三相性決定了土體本身一定會有孔隙的存在,按照常理,即使龍騰苑污水管線滲漏,那么水在土體中也會在24小時內向下滲漏,還不至于在基坑開挖過程中全部涌入基坑,導致土體無法自立,土釘無法成孔,接下來分析基坑南側部分的地質水文條件。
2.2場地工程地質水文條件
回龍觀D01配套商業(yè)用房項目場地位于永定河洪積扇的中部,鉆孔孔口處地面標高41.29~42.83,地質勘察報告對場地地層構成的描述如下:
①素填土層:褐黃色(暗)~黃褐色,以粉質粘土、粘質粉土為主,軟塑~可塑,松散~稍密,總厚度為0.7~3.3米,層底標高為38.55~41.81米。
②粘質粉土、砂質粉土:褐黃色~淺灰色,結構較好,本層夾②1層淤泥質粘土、②2粉砂薄層,本層總厚度2.20~5.80米,層底標高為35.43~37.49米。
②1淤泥質粘土,褐黃色~褐黃色(暗),含云母、氧化鐵、有機質,結構性差,濕~很濕,軟塑~可塑,高~中高壓縮性,最大厚度為1.90米。
③粉質粘土、重粉質粘土:褐黃色~淺灰色,局部為粘土,濕~很濕,軟塑~可塑,高~中高壓縮性,本層厚度為1.5~4.5米,層底標高為32.27~34.67米。
④粉細砂:褐黃色~褐黃色(暗),厚度為7.10~9.7,層底標高為24.36~25.64米。
⑤重粉質粘土:褐黃色(暗)~褐黃色(暗),濕~很濕,軟塑~可塑,中高~中壓縮,本層厚度為5.7~7.6米,層底標高為18.04~19.27米。
⑥粉質粘土、砂質粉土:淺灰色,最大厚度2.1米。
通過地質勘察報告可以看出,在場地以下3~4米標高處存在厚度1.9米的淤泥質土,由于淤泥質土的含水率本身大于液限,其透水性非常低,導致其以上的土層中的自由水無法正常的向下滲透而全部停留在土體中,土方開挖破壞了土的三相性,導致大量水涌入基坑,并且由于土的含水量超過了液限,土體顆粒間的摩阻力也完全喪失,所以在正常分步開挖施工過程中,即使開挖了1.5米,土體也無法自立,土釘也無法正常成孔,在這樣的施工條件下,純土釘墻支護結構已經(jīng)無法正常施工,必須另外選擇其他施工方法來解決土體喪失自立性的施工難題,確保工程后續(xù)工作的正常開展。
2.3護坡支護結構的比選
現(xiàn)場南側污水管線大量滲漏,已嚴重影響基坑支護的安全,如基坑南側仍按原有支護結構設計進行施工,無法保證基坑的安全。純土釘墻支護結構對外來水特別敏感,在有外來水沖擊土體的情況下,純土釘墻支護結構已無法實施并難以保證基坑支護結構的安全。在地下水較復雜的地方不宜采用土釘墻,因為地下水對土釘墻支護不利,坡頂容易產(chǎn)生較大變形,尤其對于周邊建筑物距離較近的地方,更不宜采用; 基坑南側距離圍擋較近、周邊又有大量在用的污水、雨水、電力管線,距離南側龍騰苑小區(qū)也較近,增大放坡系數(shù)是不可能實現(xiàn)的,能夠采納的施工方案有以下三種:
方案一:土釘墻結合螺旋鋼筋混凝土灌注樁
即在-3米左右處往下采用Φ600@1200單根樁長11.2--11.8(其中嵌固深度3.8米)的拉桿樁進行護坡(-3米以上仍采用1:0.3放坡加土釘墻護坡),樁之間采用釘鋼板網(wǎng)加混凝土噴射護壁。這種護坡方式是目前在深基礎施工時常用的方法,對本工程狀況也是比較有效的,它可以最大限度的減少對周圍建筑和地下管線的影響。但是由于它是用混凝土澆筑而成,從施工時間上來說由于需要一定的養(yǎng)護期因此使地下結構施工周期延長,初步測算南側邊坡大約要260棵護坡樁,施工周期大約要40天左右后才能進行南側的土方開挖。從施工費用上測算 大約需要增加費用約 148.00 萬元。
方案二:懸臂護坡樁
即在-1米處開始往下采用Φ800@1600的螺旋鉆孔懸臂護坡樁,在樁頂部設置通常拉梁,該懸臂樁單根樁長12--14.6米(其中嵌固深度7.2---8.2米),這種護坡樁也是一種比較成熟的施工方作法,其施工方法和施工周期與方案一基本相同。初步測算南坡大約需要 195棵護坡樁,施工費用大約需要增加174.00萬元。
方案三:土釘墻結合鋼管護坡樁
即在-3米左右處做出二步臺階后采用鋼管護坡樁加土釘墻,-3米以上仍只采用1:0.3加土釘墻護坡的施工方案,鋼管樁間距0.75米。這種護坡方案在有潛水層且沒有進行地下降水的地質條件下使用的較多,而現(xiàn)場的實際情況正是這種狀況。它的作用與混凝土護坡樁作用基本相同,但由于選用的材料不同其施工方法也有所不同,它是采用130鉆孔機成孔后下Φ89的鋼管隨即灌入水泥漿,然后在樁頂部做一根通長的槽鋼拉梁做拉桿錨固,其錨固段長度12米。在樁成型后繼續(xù)進行下部土方開挖隨后做土釘墻護坡。從施工方法上看采用這種樁總的施工周期大約在15---20天左右即可完成,從造價上看南側邊坡大約需要鋼管護坡樁 420 棵,初步測算大約需要增加費用約111.00萬元。
結合現(xiàn)場的實際情況方案三在工期上對工期的影響相對較小且在造價上相對合理,因此采用方案三對回龍觀D01配套商業(yè)用房項目的南側護坡方案進行修改以確保施工順利進行。
3.微型鋼管樁復合土釘墻支護方案
3.1微型鋼管樁復合土釘墻設計
回龍觀D01配套商業(yè)用房工程,在方案選擇階段論述了在基坑南側-3米處做出二步臺階后采用鋼管護坡樁加土釘墻的方式進行基坑開挖的護坡支護,但是在實際基坑開挖階段,由于現(xiàn)場土質含水量較大、水線較高、且局部存在新近回填土,土質自立性差?,F(xiàn)場開挖作業(yè)后坡面土質流失,邊坡支護沒有足夠時間進行支護。只能提高鋼管長度,樁頂標高更改為-2.0m,以提高土質的穩(wěn)定性,給邊坡支護施工創(chuàng)造足夠時間。
與主體結構的計算不同,由于土體結構的復雜性,微型鋼管樁的計算模型有很多種,一般是作為土釘墻的一部分進行計算,因此微型鋼管樁的結構計算的指導思想是概念性設計,概念性的設計歸根于大量工程的成功經(jīng)驗的總結,各種理論計算結果是概念性設計基礎之上的有力補充,因為本工程的計算為計算機建模,本文不再贅述,具體計算詳見附錄。
由圖1-1回龍觀D01商業(yè)配套用房基坑開挖總平面圖可知,本次微型鋼管樁復合土釘墻有-5.8米、-7.4米兩個標高。
-5.8米標高處邊坡距離龍騰苑小區(qū)南圍墻非常近,第一級邊坡按照1:0.3放坡,基坑的肥槽800mm寬,具體的支護方式見圖2:
-7.4米標高在圖1-1中的平面位置是2-22軸~1-8軸,此處由于開挖比-5.8米深1.6米,在施工時比-5.8米的支護多了一排微型鋼管樁并多了一道錨桿及水平鋼管樁,具體的施工圖如圖3所示:
3.2微型鋼管樁復合土釘墻施工
(1)微型鋼管樁施工:微型鋼管樁采用Φ89鋼管作為主筋,鋼管下2m處,每隔300mm用電焊機加工出對稱的兩個直徑約為10mm的孔洞,作為滲漿孔,本工程微樁成孔采用SH30鉆機成孔,微型鋼管樁置入孔中后進行注漿,注漿用P.S.A32.5攪拌而成,水灰比為0.5,采用低壓方法進行注漿填孔,注漿壓力為0.4~0.6Mpa。注漿時采用底部注漿方式,注漿導管先插入孔底,在注漿時將導管慢慢撤出。因為鋼管樁最終完成的樁徑只有150mm左右,成孔過程中容易造成塌孔,如果遇到塌孔的現(xiàn)象,可以向微型鋼管內拋撒粒徑2~7mm碎石,并用鋼筋插搗同時進行補漿,從而克服鋼管周圍水泥剝落,提高了土體的自立性,-7.4米處雙排鋼管樁,先施工內側鋼管樁,由于樁長是7.5米,垂直度必須控制在1%以內,避免造成吃槽或逆坡,也為外排鋼管樁的施工提供準確的施工空間。鋼管樁每施工完8~10根,在其頂部內外兩側各焊接一道Φ16的二級鋼作為冠梁提高鋼管樁的整體性。
(2)土釘、錨桿施工:土方分層開挖,分層開挖后,分層進行土釘墻施工。-5.8米基坑處土釘?shù)臉烁叻謩e是-1.2米、-2.5米、-3.5米、-4.8米。在標高-2.3米、-3.3米處施工錨桿,錨桿采用1*7Φ5mm1860級鋼絞線,錨桿采用鉆機成孔,制作桿體時采用常壓注漿,注漿管與桿體一同插至孔底,注漿開始2-3分鐘后隨注隨緩慢抽出注漿管,直至注滿錨孔。由于第二道錨桿-3.3米正好位于淤泥質土層中,這道錨桿能否達到設計承載力對于邊坡穩(wěn)定至關重要,由于淤泥質土的滲透性較差,若采用常規(guī)錨桿的施工方法會使錨固體強度難以達到設計要求,從而降低錨桿承載力,本工程施工過程中使用三次注漿施工工藝,在制作錨桿桿體時將PVC管固定于定位骨架中心,在第一次注漿完畢后間隔10-15分鐘再將注漿管插入孔底,進行第二~三次補漿,保證錨孔中的充盈系數(shù)>1。(-7.4米深基坑土釘?shù)臉烁叻謩e是-1.2米,-2.5米,-4.9米、-6.2米,錨桿標高分別是-2.3米、-3.3米、-4.0米,施工工藝與-5.8米相同,不再贅述)
(3)水平鋼管樁、坡腳護坡樁、面層施工:對于坡度為90度的邊坡開挖后,由于受南側龍騰苑污水管線破裂的影響,加上-3.0~-4.0米淤泥質土滲透性差,大量滯水停留在上部粉土層,即使護坡樁施工完畢,在預開挖0.5米深,15米長時,局部也發(fā)生了土層的坍塌,為了進一步保證土層的自立性,在第二步土釘上下100mm向土體邊坡上振動敲擊3米深,間距500的Φ40的鋼管,使鋼管的周圍的土進一步擠密,由于-7.4米基坑較深,在第二步水平鋼管樁下又增設了一排樁長6米間距500的Φ40的鋼管來保證土體的自立性和邊坡的整體性,在水平鋼管樁及土釘、預應力錨桿施工完畢后,在其面層編織Φ6.5@200*200的鋼筋網(wǎng)片,噴射100mm厚C20砼,使鋼管、土釘、預應力錨桿及水平鋼管樁形成一個完整的支護整體。在施工到基底標高時,在坡腳的位置振動敲擊2.1米長,間距500,Φ89鋼管樁,從而抵消除坡腳被水泡軟而發(fā)生的整體傾覆的危險性。
4.基坑支護位移變形監(jiān)測
為了保證施工過程的安全,并對可能發(fā)生的安全隱患進行及時準確的預報,本工程對基坑頂水平進行了監(jiān)測,由于回龍觀D01配套商業(yè)用房工程東西長343.175米,沿基坑四周布置了W1~W38總計38個觀測點,其中土體滲水量較大的南側布置了W2~W18總計17個觀測點。按照規(guī)范要求:邊坡位移點W1~W9、W15~W28、W31~W38點的水平位移控制值為34.80mm,預警值為20.88mm;W10~W14、W29~W30點的水平位移控制值為45.6mm,預警值為27.36mm。從2012年的2月15日開始第一次初始觀測到2012年6月5日最后一次觀測,其中南側W2~W18的累計變化量最大的監(jiān)測點是W5、W6、W13、W14,這四個點的累計變化量是-12mm(水平位移邊坡方向的位移量:向槽內為“-”值,反向為“+”值),不但沒有達到控制值,比預警值也要小很多,說明微型鋼管樁復合土釘墻在回龍觀D01地塊配套商業(yè)用房工程上得到了成功的應用。
5.結論
本文通回龍觀D01商業(yè)用房工程的實例,描述了微型鋼管樁與土釘、預應力錨桿聯(lián)合組成的微型鋼管樁復合土釘墻在實際工程的成功應用,證明了以下結論:(1)微型鋼管樁復合土釘墻支護結構適用于場地狹小,沒有足夠的放坡空間的施工現(xiàn)場,并且微型鋼管樁作為超前支護,解決了土層在土方開挖后自立性差,保證土方開挖后有足夠的時間進行土釘及預應力錨桿的施工,同時在邊坡施工過程中在邊坡增設水平鋼管樁以及在坡腳位置設置豎向鋼管樁可以更有效的增強邊坡的整體穩(wěn)定性,并且有效預防了局部邊坡土體坍塌,通過邊坡基坑的位移檢測數(shù)據(jù)分析,微型鋼管樁復合土釘墻的支護結構有效控制了邊坡的水平位移。(2)微型鋼管樁復合土釘墻支護結構相比較混凝土護坡樁復合土釘墻支護結、懸臂鋼筋混凝土護坡樁支護體系,不僅施工工藝簡單,而且由于微型鋼管樁成樁、注漿與土釘相似,所以可以大大節(jié)省了支護工程費用。而且微型鋼管樁的養(yǎng)護周期比鋼筋混凝土護坡樁的養(yǎng)護周期短,也減少了護坡工程的施工工期,對于早日進行肥槽回填,保證邊坡安全有利。
參考文獻
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[2]薛麗影,胡立強。微型鋼管樁垂直復合土釘墻在某深基坑工程的應用[J],建筑科學,2011年第07期
近幾年來,隨著城市土地的稀缺,大規(guī)模的利用地下空間已成為建筑結構的一種趨勢。國內一線城市,基坑開挖深度最深已接近30m,且基坑規(guī)模也逐漸增大。由于城市基坑與人民生命財產(chǎn)安全息息相關,基坑支護方式有著多樣化、多元化的特點,因此合理選擇不同的基坑支護方案是相當重要的。
一:不同工況下可適用的基坑支護措施:
根據(jù)支護結構類型,基坑支護形式主要為支擋型和加固型。其中支擋型支護結構主要包含斷續(xù)排樁、連續(xù)排樁、排樁加水泥土防滲墻交互等;加固型支擋結構主要為深層攪拌樁、高壓旋噴樁、化學注漿加固帷幕、土釘墻等。根據(jù)不同土質及挖深,選取不同的支擋結構,減少工程造價。
當土質較好、地下水位較低,挖深在5~8可選用斷續(xù)排樁,巧妙利用土拱效應,進行支護。也可采用樁間加擋土板進行設計施工,可起到跟好的防滲作用。如若挖深較深,可結合土釘墻+放坡+斷續(xù)樁進行支護。
當在軟土地區(qū),水位較高,且基坑規(guī)模較小,工期要求緊,沒有放坡空間時,可采用鋼板樁強支護(U型、Z型、H型等),可根據(jù)實際施工當?shù)嘏鋫溥M行選擇。該方案的優(yōu)點是可起到很好的防滲作用,且工期快,占用空間小。一般可支護基坑深度在3-8米之間,且鋼板樁樁端持力層盡量為穩(wěn)定的較好土層。
當在軟土地區(qū),基坑規(guī)模較大,軟土層較深,開挖深度較大時,也可選用連續(xù)排列的鉆孔灌注樁,鉆孔灌注樁樁端可深度到穩(wěn)定地層中。如若開挖深度大,且樁身長度不宜再加長時,可嘗試采用樁+錨桿進行強支護。為了形成防水帷幕,可在鉆孔灌注樁加設一排高壓旋噴樁搭接,即能起到穩(wěn)定基坑邊坡的作用,又能防滲的效果。
當在城市人口集中中心,且有軟土層時,地下連續(xù)墻是較好的選擇。地下連續(xù)墻對周圍環(huán)境影響小,防滲效果好,抗彎、整體性效果好。但相應的,其造價也高。
當開挖深度較淺、土質較差,無足夠的放坡空間時,可選用水泥攪拌樁、高壓旋噴樁、粉噴樁等加固,也可采用放坡+樁坡腳加固的形式。
當土質較好,土釘墻+放坡可不受開挖深度限制。挖深較大時也可采用多排土釘墻補強加固。土釘墻施工設備簡單,工藝成熟,造價低,適用性強。
根據(jù)工程基坑內的地質條件、周邊環(huán)境特征、施工要求與條件等,可靈活選用不同的基坑支護方案。且同一基坑可選用多種支護結構進行比較,根據(jù)現(xiàn)場障礙物、空間限制等,靈活采用,也可同一基坑不同地段分別采用不同支護結構,共同完成基坑支護。
二、對基坑支護的一些原則和缺陷:
基坑支護是一項較為復雜的工程,需嚴謹對待。對于一個基坑,首先要定位其安全等級,明確開挖深度、邊坡坡率范圍、地下水位狀況、排水系統(tǒng)、地面荷載、施工季節(jié)等因素。然后確定可能實現(xiàn)的支護結構方式,并進行演算與空間位置的關系研究。待確定兩個可能的施工方案后,方可進行下一步的設計。介于經(jīng)濟性的考慮,首要考慮的是是否滿足放坡條件,如若不滿足,可否采用土釘墻支護+放坡的支護類型;若有軟土層,且挖深較大,不建議采用放坡形式,可選擇鋼板樁或鉆孔灌注樁進行強支護。
水的問題是造成基坑工程失敗的很直接的因素。坡頂、坡底排水,坡面截水,坡底設置集水坑等措施是基坑工程必要的措施。如若水位較高,建議淺層(6m以內)降水采用輕型井點降水措施,深層降水可采用管井降水措施。設計文件中應注明施工期間,基坑內水及時用水泵等措施抽走,以免泡軟坡腳,造成重大工程事故。若坡面已進行了滑動或即將滑動,建議局部采用強支護(打樁支護,樹根樁、高壓旋噴樁等)進行搶險。下圖即為一坡底抽水不及時因為的坍塌事故,后期經(jīng)過打樹根樁強支護才防止事故的蔓延。
圖一:基坑坍塌 圖二:打樹根樁強支護后
基坑工程是一項較為復雜的工程,雖然已有多年的研究歷史,但是就目前而言,還是缺乏可靠性、確定性。因為基坑工程中的巖土問題一直都是人們不能詳盡其所能的,其可靠性、確定性還需要以后慢慢研究。且基坑演算過程中,我們僅僅是考慮每個邊坡縱向單元體的受力、穩(wěn)定、強度等,并沒有考慮到基坑支護整體性以及每個支護單元體間的相互關系、受力情況等。
三、結束語:
基坑支護工程雖然是臨時性支護,但其安全性、重要性是不容忽視的。就目前城市建設發(fā)展的速度而言,基坑工程將面對著更多未知的挑戰(zhàn)和機遇。基坑支護方案的選擇至關重要,不僅影響著施工進度、質量等,不恰當?shù)闹ёo方案也將造成很大的浪費和隱患。不同的支護方案適用于不同工況下的基坑,應靈活采用各種支護結構形式的長處,交互選用設計,才能達到更好地效果。
參考文獻:
[1]孫廣忠.工程地質與地質工程.北京:地震出版社,1993.
[2]高浪.深基坑開挖土釘墻支護性狀分析.浙江大學碩士學位論文,1998.
0 前言
目前,城市地下空間的開發(fā)越來越向縱深方向發(fā)展,基坑的深度也日趨增加。由于受到原有建筑物及周邊環(huán)境的影響,建筑基坑有時無法采用放坡開挖方式,而且純粹的排樁支護結構也逐漸不能滿足深基坑支護的要求,因此,基坑支護問題顯得愈加突出[1]。而隨著樁錨支護結構有關理論與實踐的不斷發(fā)展,深基坑支護的許多難題得到了有效解決,本論文介紹了樁錨支護在長沙某深基坑的應用,為長沙地區(qū)的深基坑支護設計提供經(jīng)驗。
1 工程實例
1.1 工程概況
該基坑位于長沙市書院南路東側,擬建南沿路南側,交通十分方便。高層住宅樓結構類型為剪力,地下室為框架結構?;拥自O計開挖標高為50.00m,基坑開挖深度為9.0m。
1.2 工程地質條件
場地主要為湘江東岸低丘崗地,主要分布有5個工程地質層,現(xiàn)分述如下:
(1)人工填土:褐黃、褐紅、灰褐色,主要由粘性土組成,夾20-30%的碎石、塊石、建筑垃圾等硬雜質,稍濕-濕,近期堆填,結構松散,未完成自重固結。
(2)粉質粘土:褐黃色,結構較致密,捻面較光滑,干強度及韌性中等,稍濕,硬塑狀。
(3)全風化泥質粉砂巖: 褐紅色,礦物成分已基本風化,巖心呈土柱狀,巖質極軟,巖塊手捏即碎,原巖結構易辯,稍濕-濕,可塑-硬塑狀。
(4)強風化泥質粉砂巖: 褐紅色,巖心破碎,多呈塊狀,短柱狀,巖質極軟,巖塊手折即斷,巖體質量等級指標屬V類,極軟巖,極破碎,該層中局部夾有礫巖。
(5)中風化泥質粉砂巖: 褐紅色,節(jié)理裂隙較發(fā)育,巖心較完整,多呈長柱狀,巖質較軟,巖塊手可折斷,巖體基本質量等級屬V類,較軟巖,較破碎。
1.3 水文地質條件
場地內地下水主要為粉質粘土及全風化泥質粉砂巖中的孔隙潛水。因本場地內全風化泥質粉砂巖中含有較多泥質成分,故水量極貧乏。水位隨季節(jié)變化,據(jù)地下水長觀資料,長沙地區(qū)地下水位年度變幅2~4m,穩(wěn)定地下水位埋深1.50~9.10m,水位標高51.08~58.60m。
1.4 支護方案
1.4.1 支護方案選擇
本工程基坑支護根據(jù)工程特點(基坑輪廓(如圖1)、埋深等)、土層性質、周邊環(huán)境劃分為4個支護區(qū)域。
1)基坑北側與現(xiàn)有四層住宅樓相鄰,且距離較近,采用樁錨支護結構;
2)基坑南側同樣與現(xiàn)有四層住宅樓相鄰,且距離較近,采用樁錨支護結構;
3)基坑東側周圍沒有建筑物,場地開闊,采用放坡,由于本論文主要涉及樁錨支護設計,因此在下面的介紹中不對放坡進行過多贅述;
4)基坑西側靠近書院南路,道路下埋設大量地下管線,采用樁錨支護結構。
1.4.2 樁錨支護穩(wěn)定機理
本基坑周圍環(huán)境十分復雜,北側與南側均有四層居民樓,基坑西側為書院南路,分析可知:整個支護體系在基坑側壁土體對支擋結構的主動土壓力Ea、支擋結構對基坑內部土體的被動土壓力Ep、支擋結構與錨索之間的預壓力F1以及周圍建筑對支擋結構產(chǎn)生的附加力F2的作用下達到平衡。依據(jù)平衡受力分析得支護體系的平衡方程為:
1.5 設計計算
本基坑形狀可視為四邊形,計算方法類似,故以基坑西側為例給出設計思路。王偉娟[2]結合工程實例給出了可供參考的設計理論。土壓力的計算采用朗肯土壓力理論,支護結構地面超載按實際產(chǎn)生的超載分布情況和強度計算。
1.5.1 樁體嵌入深度
計算方法采用等值梁法,等值梁法是一種簡單實用的計算方法[3-6]。假設擋土墻前后的土壓力都達到了極限平衡狀態(tài)。人工挖孔樁及錨索設計參數(shù)如表1、2所示。
表1 人工挖孔樁參數(shù)
表2 錨索設計參數(shù)
1.6 支護止水、降水方案簡述
場地內地下水主要為粉質粘土及全風化泥質粉砂巖中的孔隙潛水。主要分布于粉質粘土及全風化泥質粉砂巖中。只需在坑內采取設置排水溝和集水井,排除坑內積水。
2 穩(wěn)定性驗算
2.1 樁錨支護的整體穩(wěn)定性驗算
根據(jù)規(guī)范《建筑基坑支護技術規(guī)程JGJ120-2012》使用條分法對樁錨支護的整體穩(wěn)定性進行驗算,以基坑西側為例,根據(jù)公式:
2.2 樁錨支護的抗隆起穩(wěn)定性驗算
2.3 小結分析
筆者算出基坑西側樁錨支護整體穩(wěn)定性系數(shù)為K=1.84,用理正軟件算出最小穩(wěn)定系數(shù)Kmin=2.88>1.8,造成數(shù)值結果不同的原因主要是由于筆者在運用條分法計算穩(wěn)定性系數(shù)時,是通過圓弧滑動面過基坑底進行計算(見圖1),而理正軟件計算使用的圓弧滑動面則是過樁底(見圖2),因此造成了數(shù)值結果的差異。另外,由于過基坑底的圓弧滑動面經(jīng)過的土層較經(jīng)過樁底的土層強度低,導致在計算上間接地降低支護體系的強度和穩(wěn)定性。
3 結語
針對本基坑復雜的施工條件,采用樁錨支護結構進行基坑支護,可有效控制基坑變形及減少地下空間的利用,并通過相關理論及規(guī)范進行了支護設計,對樁錨支護參數(shù)進行了設計計算,并利用理正軟件進行了驗算,結果與筆者計算結果基本相符。經(jīng)規(guī)范驗算及變形估算后,確定樁錨支護結構的適用性及設計參數(shù)的合理性。
【參考文獻】
[1]楊素春.深基坑支護技術及實例分析[J].地下空間,2001,21(5):480-484.
[2]王偉娟.某深基坑樁錨支護結構的設計與監(jiān)測分析[D].蘭州:蘭州理工大學,2011.
[3]李廣信,李學梅.軟c土地基中基坑穩(wěn)定分析中的強度指標[J].工程勘察,2010,1:1-4.
深基坑工程是目前巖土工程的熱點之一,是提高工程質量減少事故的關鍵問題。它與場地工程地質勘察、施工、支護結構設計、基坑穩(wěn)定、降水、現(xiàn)場監(jiān)測、施工管理等眾多因素密切相關,是技術復雜、綜合性強的工程難點。制定完善的施工方案,有效控制基坑開挖和支護結構的施工質量,是保證基坑開挖期間的穩(wěn)定和周邊建筑物及環(huán)境設施安全的可靠保證。基坑圍護結構常用型式主要有放坡開挖、水泥土重力式圍護結構、地下連續(xù)墻、排樁圍護結構、拉錨式圍護結構、土釘墻圍護結構等[1-6]。
本文結合某濱海地區(qū)深基坑工程,對土巖組合地區(qū)深基坑的開挖及支護結構的施工與質量控制進行敘述和討論,研究成果可為相似地區(qū)的深基坑工程的設計與施工提供可靠依據(jù)。
1. 工程概況
1.1 建筑和結構特征。本工程位于東部濱海地區(qū),筏板式基礎,工程均設二層地下室。其中東部區(qū)域地下室建筑面積33000 m?,基底相對標高-12.9 m;西部區(qū)域地下室建筑面積9520 m?,基底相對標高-12.5 m。東西部區(qū)域設有地下連廊相通,基坑長225m,寬142 m,工程基礎底面積共計20854 m?。
1.2 地質概況及氣象條件。本工程原地貌形態(tài)為海濱平原,后經(jīng)人工回填改造而形成陸域,現(xiàn)場地形較平坦,總的地勢為東略高西略低。主要巖性為人工填土、粉細砂、粗砂、粉質粘土和碎石土等。其下為分布廣泛且完整堅硬的花崗巖,無明顯不良地質作用,屬建筑抗震有利地段,場地的穩(wěn)定性良好。各層標高如下:第①層:填土,層厚0.70-4.90m,層頂標高2.59-3.78m。第②層:粉細砂,層厚0.40-4.70m,層頂標高-2.77-4.00m。第③層:粗砂,層厚0.80-5.70m,層頂標高-4.89-3.44m。第④層:粉質粘土,層厚0.50-3.60m,層頂標高-7.88-1.88m。第⑤層:粗砂,層厚0.50-2.30m,層頂標高-8.68-1.30m。第⑥層:砂質粘土,層厚0.40-0.80m,層頂標高-5.93-0.86m。第⑦層:強風化花崗巖,層厚0.3-13.20m,層頂標高-10.19-2.60m。第⑧層:中風化花崗巖,層厚0.2-6.6m,層頂標高-18.89-0.78m場區(qū)內地下水類型為第四系孔隙潛水-弱承壓水。主要賦存于砂層中,接受大氣降水補給和海水側滲補給,穩(wěn)定水位埋深2.20 m-3.30m,水位標高0.44m-1.45m。地下水與海水有密切的水力關系,在場區(qū)西南部,地下水直接與海水相通,受潮汐影響,地下水位日變幅5-10cm。地下水動態(tài)年變幅為1.5米左右。地下水屬微咸水-咸水,地下水對混凝土具弱腐蝕性,對混凝土中的鋼筋和鋼結構均具有中等腐蝕性。
2.基坑支護體系的設計及施工
根據(jù)地質勘查報告,場地西部區(qū)域地層花崗巖層埋深較深,基本在場區(qū)自然地平下7m-14m以下,花崗巖以上的填土、砂土層較厚,此部位的邊坡基本可考慮在整個開挖范圍內均按1:1自然放坡,如圖1所示;
18軸以東J-R軸間的地質地層花崗巖埋深較淺,基本在場區(qū)自然平下1.4-5m以下,此部位上部土層可按1:1自然放坡,對于下部基巖埋深較淺地段,可采用1:0.5自然放坡形式。對于基坑上部砂土層部分的基坑要按設計要求嚴格分層分段開挖,在完成上一層作業(yè)面土釘與噴射砼面層達到設計強度的70%以前一般不能進行下一層土層的開挖,每層開挖深度取決于在支護投入工作前土壁可以自穩(wěn)而不發(fā)生滑動破壞的能力,實際開挖過程中按照土釘豎向間距1.5m考慮。因為本工程土層中部分位置砂層較厚,容易產(chǎn)生土體塌陷,施工中對土體可考慮采取如下措施:(1)對修整后的邊坡立即噴上一層薄的砂漿或砼,凝結后再擊入土釘。(2)在作業(yè)面上先構筑鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面層,而后設置土釘。(3)在水平方向上分小段間隔開挖。(4)先將作業(yè)深度上的邊坡做成斜坡,待擊入土釘后再清坡。(5)在開挖前沿開挖面垂直擊入鋼管,注漿加固土體。
2.1 噴射第一道面層。每步開挖后應盡快做好面層,即對修整后的邊坡立即噴上一層薄砼或砂漿。對于基巖部分的邊坡可省去此道工序。
2.2 設置土釘?;娱_挖深度范圍內基巖部分的土釘?shù)淖龇ㄏ仍趲r體中成孔,然后植入土釘鋼筋并沿全長注漿,填土地質的部位是用專門設備將土釘鋼筋擊入土體,對于砂層較厚的部位則在開挖前沿開挖面垂直擊入管壁鉆孔的鋼管,高壓注漿加固土體代替土釘。
2.2.1鉆孔。鉆孔前應根據(jù)設計要求定出土釘位置,作出標記并編號。
采用的機具應符合土層特點,滿足設計要求,在進鉆和抽出鉆桿過程中不得引起土體塌孔。成孔過程中有專人作成孔記錄。土釘鉆孔時的質量應符合下列規(guī)定:(1)孔距允許偏差為±100mm;(2)孔徑允許偏差為±5mm;(3)孔深允許偏差為±30mm;(4)傾角允許偏差為1度。
2.2.2擊入或插入土釘鋼筋。擊入土釘或鋼管時前先進行定位,插入土釘鋼筋前要進行清孔檢查,土釘鋼筋植入孔中前要先在鋼筋上安裝對中定位支架,以保證鋼筋處于孔位中心且注漿后其保護層厚度不小于25mm,支架可以用短鋼筋焊接或用塑料件,以不妨礙漿體自由流動為宜。
2.2.3 注漿?;鶐r部分的土釘孔注漿前要驗收土釘鋼筋安設質量是否達到設計要求。本工程采用壓力底部注漿的方式,注漿導管底端插至距孔底250mm處,在注漿的同時將導管勻速緩慢的撤出。較厚砂層中的鋼管采用高壓注漿,壓力注漿時應在管口設置止?jié){塞,注滿后保持壓力3-5min。注漿過程中注漿導管口始終埋在漿體表面以下,以保證孔中的氣體能全部逸出。注漿材料采用水泥砂漿,配比按1:1-1:2,其水灰比控制在0.4左右,需要時可適量加入速凝劑,以控制早凝和泌水。水泥砂漿應隨拌隨用,一次拌合的水泥砂漿在除凝前用完。
2.2.4噴射第二道面層。在噴射砼之前先按設計要求綁扎、固定鋼筋網(wǎng)。面層內的鋼筋網(wǎng)片應牢固固定在邊壁上并符合規(guī)定的保護層厚度要求。鋼筋網(wǎng)片可用插入土中的鋼筋固定,但在噴射混凝土時不應出現(xiàn)振動。鋼筋網(wǎng)片可焊接或綁扎而成,網(wǎng)格允許偏差為±10mm, 鋪設鋼筋網(wǎng)時每邊的搭接長度不小于一個網(wǎng)格邊長或200mm,如為搭焊則焊接長度不小于鋼筋網(wǎng)片鋼筋直徑的10倍,網(wǎng)片與坡面間隙不小于20mm,土釘鋼筋通過井子加強鋼筋直接焊接在鋼筋網(wǎng)上。噴射混凝土前應對機械設備、風、水管路和電路進行全面檢查和試運轉。為保證噴射混凝土厚度達到均勻的設計值,可在邊壁上隔一定距離打入垂直短鋼筋作為厚度標志。噴射混凝土的距離宜保持在0.6-1m之間,并使射流垂直于壁面。噴射混凝土的路線可從壁面開挖層逐漸向上進行,但底部鋼筋網(wǎng)搭接長度范圍內先不噴混凝土,待與下層鋼筋網(wǎng)搭接好后再與下層壁面同時噴混凝土?;炷翍謨蓪訃娚?,每次噴射厚度5cm。接縫部位在繼續(xù)噴射混凝土之前應清除浮漿碎屑,并噴少量水濕潤。面層噴射混凝土終凝后2h應噴水養(yǎng)護,養(yǎng)護時間3天左右。
2.2.5排水設施的設置。施工前做好降排水工作,基坑四周地表應加以修整并構筑明溝排水,嚴防地表水在向下滲流。邊坡噴射混凝土面層延伸到基坑周圍地表構成噴射混凝土護頂?;炷撩鎸由弦鲂顾祝捎弥睆?0mm的塑料管,按間距4m均布。為了排除聚在基坑內的滲水和雨水,應在坑底設置排水溝和集水井。坑中的積水應及時排除。
3.質量控制措施
3.1 質量要求及保證措施。(1)對原材料必須由準用證、合格證,并在監(jiān)理見證取樣后及時到指定的試驗室進行試化驗工作,復試合格后方可使用。細石混凝土提前作配合比。(2)嚴格按照設計及有關規(guī)程要求施工,并配備專職質檢員、施工員。(3)由專門的測量人員進行測量放線,施好線,由建設單位、監(jiān)理單位驗收后方可鉆孔,并做定位放線記錄。(4)成孔后,由現(xiàn)場質檢員會同建設方、監(jiān)理勘察單位驗收合格后方可終孔,并做好記錄,由各方簽字認可。(5)土釘鋼筋或鋼管制安嚴格方案及規(guī)范要求施工。(6)同一層面上細石混凝土噴射盡量做到連續(xù)施工,以確?;炷辽碣|量,技術人員嚴格控制噴射厚度。(7)止水帷幕樁須嚴格控制鉆孔速度,保證入巖深度滿足方案要求。(8)竣工后須畫竣工圖,提供施工記錄。
3.2 安全技術措施。(1)進場前所有人員進行安全教育,提高管理人員及施工人員的安全意識。(2)對電設備進行“三級”保護,電纜線必須架空或埋入地下0.5米,電工必須持證上崗。(3)施工人員進入場地須戴好安全帽,嚴禁酒后施工。(4)每日開工前檢查各種用具是否安全可靠,確認安全后方可施工。鉆井等設備必須經(jīng)常檢修,行動時必須平穩(wěn)。(5)工地設置安全小組,項目經(jīng)理任組長,并設專職安全人員1人,經(jīng)常檢查消除事故隱患,班組設兼職安全員,形成齊抓共管的安全體系。(6)未盡事宜見安全施工操作規(guī)范有關條。
4.監(jiān)測結果
支護樁頂最大水平位移累計值為19 mm,最大豎向沉降累計值為11.1 mm;支護樁最大深層位移累計值為14.6mm,表明支護結構穩(wěn)定性較好,基坑處于相對安全的狀態(tài)。而周邊道路、建筑最大豎向沉降累計值僅分別為13.6 mm及11.5 mm,表明支護體系是可靠的。
參考文獻
[1]漢,黃書秩,程麗萍.深基坑工程[M].北京:機械工業(yè)出版社,1999.
[2]陳璐.土釘墻支護技術在成都市天府隧道深基坑工程開挖中的應用[碩士學位論文].