1、建筑工程基坑围护施工技术探析摘要:本文结合某项目工程的实例,对建筑工程基坑围护施工技术进行了探析,仅供同行交流。 下载 关键词:建筑工程 基坑围护 施工技术 基坑支护的本质要点就是止水挡土以供坑内安全施工,无论是重力式挡墙或非重力式挡墙均是如此,只不过采用的计算方法和施工工艺各有不同。复合土钉墙成功解决了基坑边坡的强度及稳定性问题。其施工周期短,与挖土同时进行,很少占独立工期。 1 工程概况 某项目由 16 个单体组成,有沉淀池、滤池、废水池、清水池等大型水池类构筑物,均采用砂垫层换填地基,基础为大板筏基。砂垫层基底标高为-5m,大板筏基基底标高为-0.3m,砂垫层厚度 4.7m。该项目由西班
2、牙德利满公司负责所有安装系统设计及设备的供应。由于系统图纸出图较晚,在沉淀池与滤池结构完成后,外方设计要求在该两个单体中间地基里增添一条1000mm 排泥管,排泥管埋设深度-3.8m,并在排泥管长度方向上间隔 15m 设置一口阀门井。为埋设此排泥管,必须在沉淀池与滤池当中的砂垫层地基里开挖沟槽。地下水位较高,为-0.7m;砂垫层采用中粗砂,密实度为1.65t/m3。所以,基坑都处于砂垫层地基中,在水头压力差作用下,极易产生流砂及管涌;在基坑边两个单体的自重荷载下,砂更无自立的可能性,极易产生坍塌。故在这种地基里,基坑围护的方案选择是非常谨慎的。 2 基坑围护方案 针对基坑支护的功能特点,结合本
3、工程的实际情况,首先考虑对砂垫层进行土体加固,加固范围为开挖面四周。通过土体加固,一方面使被加固土体的渗透系数降至 10-510-8cm/sec,保证土体的抗渗性能;一方面使被加固土体的强度达到 1Mpa 以上,保证土体的自立性和强度。由于沉淀池与滤池距离仅为 4m,上空高度仅 2.7m 左右,基坑四周根本没有供大型桩机作业的场地,所以无法采用灌注桩、水泥土搅拌桩、旋喷桩等施工工艺来对砂垫层地基进行土体加固。唯一可行的就是采用双液注浆,浆液与砂凝结固化后成为水泥砂浆块体,强度与抗渗性能都比较好。鉴于地下水位较高,砂的渗流性较好,为保证注浆效果,决定采用分层压密注浆工艺对砂垫层进行地基加固。出于
4、场地限制及造价上的考虑,决定采用复合土钉墙作为基坑的支护形式:土钉沿深度方向布置 3 排,间距 1m,采用梅花型布置;土钉长度 6.5m,采用 48*3.5mm 国标焊接钢管。 3 基坑围护施工 复合复合土钉墙施工工艺流程: 分层压密注浆 定位放线:根据设计方案,确定分层压密注浆孔位,用短钢筋作好标志。 钻孔:孔位确定后,钻机就位并安放牢固平稳,然后开始钻孔,采用干钻法,钻孔直径 50mm;注浆:钻头钻至设计标高后,将钻杆上部(钻杆为 50 无缝钢管)与注浆泵连接,从底部开始注浆,通过液压注浆泵将水泥浆液注入土中;钻头呈花管形式,顶端封闭,四周开直径 8mm 注浆小孔。每层注浆完成后,将钻杆提
5、升 0.3m,边拔边注,直至注到孔口,拔出钻头,封孔候凝;养护:养护时间为 28 天,待注浆结束 28 天后,方可进行复合土钉墙施工工作。开挖前,采用静力触探法检测注浆加固体的抗压强度。 复合土钉墙施工 放线:根据设计图纸,确定基坑开挖边线,用木桩和白灰作出开挖线标记;土方开挖:分三次开挖,第一次至-1.8m,第二次至-2.8m,第三次至-3.8m。边开挖边支护,分层开挖,分层支护,挖完亦支护完。土方开挖必须和支护施工密切配合,前一层土钉完成注浆 1 天以上方可进行下一层边坡面的开挖。开挖时铲头不得撞击网壁和钉头,开挖进程和复合土钉墙施工形成循环作业。 修坡:要求坡面修理平整,确保喷射砼质量;
6、土钉制作、成孔:土钉按照设计方案制作,钢管四周开注浆小孔,小孔直径 8mm,小孔在钢管上呈螺旋状布置,小孔间距 50mm,钢管口部 1m 范围不设注浆孔,钢管末端封闭。土钉位置、间距及角度根据设计图纸要求,用空压机带动冲击器将加工好的土钉分段焊接打入土中。 编制钢筋网:将 6.5 钢筋拉直,钢筋网片按照设计之间距绑扎。土钉成孔后,端部用 16 螺纹联系筋、井字加强筋焊接压在钢筋网上,使钢筋网片、土钉连成整体。土钉与加强筋、联系筋之间均焊接联接,焊缝长度符合规范要求。钢筋网编扎接长度及相临搭接接头错开长度符合规范要求,在不能满足规范要求的,必须用电焊焊接牢固。 喷射砼:在土方开挖、修坡之后,钢筋
7、网编焊完成后,进行混凝土喷射,一次喷射总厚度100mm,石子粒径 510mm,最大粒径12mm,专用喷射混凝土速凝剂掺入量不小于 5%。喷射砼在每一层、每一段之间的施工搭接之前,将搭接处泥土等杂质清除,确保喷射砼搭接良好,保证喷射砼质量,不发生渗漏水现象。 土钉注浆:在面层喷射砼达到一定强度时才能注浆。对于土钉注浆,注浆前将注浆管插入土钉底部,从土钉底部注浆,边注浆边拔注浆管,再到口部压力灌浆。水泥浆按照设计拌制,搅拌充分,并用细筛网过滤,然后通过挤压泵注浆。土钉注浆通过两方面控制,一是注浆压力控制在 0.1Mpa,二是单管注浆量控制在 80L 左右。为防止土钉端部发生渗水现象,在土钉成孔之后
8、,喷射砼施工之前,将土钉周围用粘土及水泥袋填塞捣实,喷射砼时先将土头喷射填塞密实,注浆饱满,即可避免出现土钉头渗水现象。 4 基坑监测 信息化施工是基坑支护新技术复合土钉墙支护技术的一个特点,为了确保基坑安全,不影响周围建筑物,要求随时掌握开挖及支护施工整个过程中边坡的动态变化,因此必须在支护施工过程中实施信息化施工。并把获得的信息通过修改设计反馈到施工工作中去,以指导施工。本基坑按三级基坑要求,测量内容以位移和沉降为主。 基坑边坡的监测:沿基坑周边布置水平位移观测点和沉降观测点,每隔 2米布置 1 点。最大水平位移值仅为 3.5mm,最大沉降值为 7.2mm。位移及沉降量在复合土钉墙施工完成
9、 4 天便趋于稳定。 沉淀池及滤池监测:沿沉淀池、滤池池壁上口每隔 2 米布置 1 沉降观测点,池壁临坑面每隔 5 米布置 1 位移观测点。最大沉降值为 2.8mm,无位移量。开挖前,注浆加固体经静力触探法测得其平均抗压强度为 1.78Mpa,证明分层压密注浆对砂垫层的加固是成功的,加固后的水泥砂浆块体强度达到了设计预测的 1Mpa 的强度。 5 结语 针对不同的工况和地质条件,选择合适的基坑支护形式,是基坑支护设计的原则。基坑支护的本质要点就是止水挡土以供坑内安全施工,无论是重力式挡墙或非重力式挡墙均是如此,只不过采用的计算方法和施工工艺各有不同。复合土钉墙成功解决了基坑边坡的强度及稳定性问题。其施工周期短,与挖土同时进行,很少占独立工期。 参考文献: 徐正来.复合土钉墙稳定性分析J.水文地质工程地质,2006,28(4):911.
