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摘要:基坑工程是基础和地下工程施工中一个传统课题,也是一个综合性的岩土工程难题,既涉及土力学典型强度问题和变形问题,又涉及到土体与支护结构的相互作用问题。深基础施工是大型和高层建筑施工中极其重要的环节,而深基坑支护结构技术无疑是保证深基础顺利施工的关键。本文分析了深基坑支护施工存在的问题,探讨了深基坑支护施工技术要点。
关键词:土建基础 深基坑支护施工技术
中图分类号: V552+.4文献标识码: A 文章编号:
近年来,深基坑工程项目越来越多,基坑开挖深度也越来越深。由于基坑周边地面建筑和地下设施密集,且地质条件复杂多变,深基坑支护的难度也越来越大。为了保证建筑物的稳定性,建筑基础都必须满足地下埋深嵌固的要求。建筑物的高度越大,其埋置深度也就越深,对基坑工程的要求越来越高,随之出现的安全问题也越来越多,这给建筑施工、特别是城市中心区的建筑施工带来了很大的困难。
一、深基坑支护施工存在的问题
尽管深基坑工程支护技术已经逐渐得到了改进与更新,但与发达国家相比,我国的深基坑支护在施工过程中依旧存在着很多问题,不仅影响了建筑施工的进度,也会给最终的建筑质量造成不利的影响。当前施工过程中常见的问题包括:
施工质量隐患。在施工过程中,土方施工单位为了尽早完成施工而采取了抢进度的方式,这种只求速度不求质量的现象较为严重。而在遇到天气问题,如:雨雪,施工单位不能做好相应的防护措施,这就无法保证工程质量,埋下质量隐患。
技术水平落后。在具体的深基坑施工时很多施工人员缺乏专业的建筑知识,缺乏必备的施工技术,使得分层分段开挖高度无法保持一致,而受到挖机械操作手的操作水平影响常常造成机械开挖后的边坡表面平整度和顺直度极不符合要求。
抗拔力不合格。在钻孔过程中没有对土体情况进行仔细地观察,很容易导致出渣不尽、残渣沉积给注浆带来阻碍,严重时能够造成成孔困难、孔洞坍塌,难以实施插筋、注浆。而很多施工单位在注浆没有按照实际的配料要求进行,导致土钉或锚杆的抗拔力不合格,给工程质量造成影响。
强度低于标准。当前干拌法喷射砼设备在建筑工程基坑支护喷射砼中最为常见,这主要是因为技术人员的操作水平不熟练,加上操作方式、检查措施不到位,增加了混凝土的回弹性,由于施工单位对未经过严格的控制、施工养护不足等等,使得实际强度低于设计要求。
实际差异过大。虽然在施工前期进行了理论设计,但在具体的施工过程中依旧出现偷工减料的现象,这使得基坑挖土的支护受力难以达到设计要求。而施工建筑单位市场时常为了尽早完成施工,获取经济利益,没有将施工方案与设计结果相结合,造成实际施工与设计差异过大。
6、工程监理不全面。施工过程只是建筑工程的一个方面,在施工的同时要采取相应的监理措施,这样才能从双方面保证施工质量。按照政府的规定要求,对深基坑实施工程监理是一项必备的措施,但大多数的工程未能按规定实施工程监理,这种做法是不符合建筑规定要求的。
二、深基坑支护施工技术要点
1、护坡桩施工
根据工程场地特点和施工要求无污染、无噪音、施工速度快等诸多特点,施工护坡桩时采用“钻孔压浆桩”技术,其为水泥浆护壁,直接投放碎石并多次布浆成桩的无砂混凝土桩,施工时应严格按照行业标准《钻孔压浆桩工程的施工及验收规程》、施工方案、国家有关规范及设计要求、施工现场所提供的结构轴线、位置控制点施放桩位点,并必须经监理工程师复核鉴认后方可进行施工。其施工工艺简介如下:用螺旋钻杆钻到预定深度后,通过钻杆的芯管自孔底由下向上向孔内压入已制备好的以水泥浆为主的浆液,使浆液升至地下水或无塌孔危险的位置以上,提出全部钻杆后,向孔内投放钢筋笼和骨料,最后在自孔底向上多次高压补浆而成。由于该工艺是连续一次成孔,多次自下而上高壓注浆成桩,能在流砂、卵石、地下水易塌孔等复杂的地质条件下顺利成孔成桩,它具有以下优点:
(1)在多种复杂地质条件下能顺利成孔成桩,长臂螺旋钻钻至设计深度后,及时高压注浆,高压浆的作用可把孔壁周围的地下水排至孔外,加上水泥浆的重力作用,从而保证孔壁不坍塌而顺利成孔。
(2)施工速度快,在一般粘性土和砂质土层中,直径q~800,长10~20m 的桩,一台钻机一天成桩15~20 根。
2、土层锚杆施工
土层锚杆施工方法为用锚杆钻机钻至预定深度,开始注水泥浆护壁,然后穿钢绞线,多次补浆即完成。待达到要求强度后张拉锁定。具体施工流程如下:
(1)锚杆施工由现场施工测量人员按设计要求放出锚杆位置;锚杆机就位后,检查锚水平位置、标高、钻杆倾角,经检查无误后方可钻进。
(2)钻孔过程中若遇障碍物或异常情况应及时停钻,待情况查明并采取措施后再继续钻进。钻至设计深度后空钻出土,拔出钻杆;下锚索前检查锚索并做隐蔽工程检查记录。
(3)注浆材料及配比根据设计要求确定,注浆浆液搅拌要均匀,随搅随用,浆液应在初凝前用完,并严防石块、杂物等混入浆液,水泥浆搅拌必须严格按配比进,注浆由孔底开始,直至水泥浆溢出孔口后停止注浆。
(4)锚杆水平方向孔距误差不应大于50mm,垂直方向孔距误差不应大于l00mm。钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚杆长度的3%。
(5)土层锚杆均为预应力锚杆,锚杆施加预应力前,应先做锚杆抗拔试验2~3 根,以验证锚杆设计的可靠性,并绘制Q-s 曲线,试验系数为1.2。
(6)锚杆张拉前,应对张拉设备进行标定。锚固体与台座混凝土强度均应大于15.0MPa时,方可进行张拉。锚杆张拉应按一定程序进行,锚杆张拉顺序,应考虑临近锚杆的相互影响。锚杆正式张拉之前,应取0.1~0.2 设计轴向拉力值Nl,对锚杆预张拉1~2 次,使其各部位的接触紧密,杆体完全平直。
(7)预应力为锚杆抗拔力值的70%,张拉后锁定。
(8)锚杆质量控制标准同土钉墙中相关内容。
3、土钉墙施工
(1)土钉制作
为使土钉顺利送入土中,在土钉上每隔2m处焊接对中支架,形成锥形滑撬。同时保证土钉在孔居中位置,防止出现偏心,以提高抗拔力。
(2)土钉成孔
土钉施工成孔采用洛阳铲成孔,孔径保证大于100mm,成孔过程中注意控制倾角及孔径。成孔后对孔深、孔径、倾角进行检查验收,做好施工记录及隐蔽工程检查记录。成孔孔位可根据实际情况进行局部调整,成孔角度,在遇到障碍物时,可适当调整。
(3)土钉送入
土钉施工应按设计要求安装对中支架,土钉插入孔深不得低于设计长度的95%,以保证钢筋保护层厚度。对复检合格的钢筋按设计要求制作杆体,钢筋焊接满足双面焊5d,单面焊l0d,并按要求加焊定位支架。土钉送入孔中后,随即进行压力注浆,注浆压力达到0.5MPa 时,注浆管插到距孔底250~500mm,持续m5in,为保证注浆饱满,在孔口设止浆塞,使水泥浆能够有效渗入土体孔隙中。
(4)坑边修坡
在挖土过程中及时进行侧壁的修补,保证坡度满足施工要求,同时此项工艺直接关系到面层喷射混凝土的质量和材料耗用量,因此要严格按要求施工。
(5)钢筋网片施工
在修好的坡面上及时进行绑扎网片固定在坡面的短钢筋上,上下左右根对根绑扎搭接,并不少于两点焊接,钢筋网片借助L 字型锚头及压筋压焊在土钉端部形成一体。钢筋网与下层钢筋搭接长度为25d,钢筋网与土钉锚固装置要连接牢固,喷射混凝土时钢筋不得晃动,钢筋网片按设计要求制作,网片搭接长度满足300mm,网片距坡面40~50mm,网片外侧按设计要求加焊加强筋。
(6)喷射混凝土施工
喷射施工过程中严格计量配比;喷射作业应分段进行,同一分段内喷射顺序应自上而下,每次喷射厚度50mm;喷射时喷头与受喷面应保持垂直,且保持0.6~1.0m 距离;喷射混凝土终凝2h 后要洒水养护3~7d。
参考文献:
[1]宋福渊,耿冬青,刘晓辉.深基坑支护设计与施工管理的探讨[J].工程勘察,2005 年04 期.
[2]李钟.深基坑支护技术现状及发展趋势[J].岩土工程界,2004,(1).、
[3]黄运飞.深基坑工程实用技术[M].兵器工业出版社.2006.
[4] 郭敬宇.浅析建筑工程深基坑支护技术[J].城市建设理论研究, 2011(21).
关键词:土建基础 深基坑支护施工技术
中图分类号: V552+.4文献标识码: A 文章编号:
近年来,深基坑工程项目越来越多,基坑开挖深度也越来越深。由于基坑周边地面建筑和地下设施密集,且地质条件复杂多变,深基坑支护的难度也越来越大。为了保证建筑物的稳定性,建筑基础都必须满足地下埋深嵌固的要求。建筑物的高度越大,其埋置深度也就越深,对基坑工程的要求越来越高,随之出现的安全问题也越来越多,这给建筑施工、特别是城市中心区的建筑施工带来了很大的困难。
一、深基坑支护施工存在的问题
尽管深基坑工程支护技术已经逐渐得到了改进与更新,但与发达国家相比,我国的深基坑支护在施工过程中依旧存在着很多问题,不仅影响了建筑施工的进度,也会给最终的建筑质量造成不利的影响。当前施工过程中常见的问题包括:
施工质量隐患。在施工过程中,土方施工单位为了尽早完成施工而采取了抢进度的方式,这种只求速度不求质量的现象较为严重。而在遇到天气问题,如:雨雪,施工单位不能做好相应的防护措施,这就无法保证工程质量,埋下质量隐患。
技术水平落后。在具体的深基坑施工时很多施工人员缺乏专业的建筑知识,缺乏必备的施工技术,使得分层分段开挖高度无法保持一致,而受到挖机械操作手的操作水平影响常常造成机械开挖后的边坡表面平整度和顺直度极不符合要求。
抗拔力不合格。在钻孔过程中没有对土体情况进行仔细地观察,很容易导致出渣不尽、残渣沉积给注浆带来阻碍,严重时能够造成成孔困难、孔洞坍塌,难以实施插筋、注浆。而很多施工单位在注浆没有按照实际的配料要求进行,导致土钉或锚杆的抗拔力不合格,给工程质量造成影响。
强度低于标准。当前干拌法喷射砼设备在建筑工程基坑支护喷射砼中最为常见,这主要是因为技术人员的操作水平不熟练,加上操作方式、检查措施不到位,增加了混凝土的回弹性,由于施工单位对未经过严格的控制、施工养护不足等等,使得实际强度低于设计要求。
实际差异过大。虽然在施工前期进行了理论设计,但在具体的施工过程中依旧出现偷工减料的现象,这使得基坑挖土的支护受力难以达到设计要求。而施工建筑单位市场时常为了尽早完成施工,获取经济利益,没有将施工方案与设计结果相结合,造成实际施工与设计差异过大。
6、工程监理不全面。施工过程只是建筑工程的一个方面,在施工的同时要采取相应的监理措施,这样才能从双方面保证施工质量。按照政府的规定要求,对深基坑实施工程监理是一项必备的措施,但大多数的工程未能按规定实施工程监理,这种做法是不符合建筑规定要求的。
二、深基坑支护施工技术要点
1、护坡桩施工
根据工程场地特点和施工要求无污染、无噪音、施工速度快等诸多特点,施工护坡桩时采用“钻孔压浆桩”技术,其为水泥浆护壁,直接投放碎石并多次布浆成桩的无砂混凝土桩,施工时应严格按照行业标准《钻孔压浆桩工程的施工及验收规程》、施工方案、国家有关规范及设计要求、施工现场所提供的结构轴线、位置控制点施放桩位点,并必须经监理工程师复核鉴认后方可进行施工。其施工工艺简介如下:用螺旋钻杆钻到预定深度后,通过钻杆的芯管自孔底由下向上向孔内压入已制备好的以水泥浆为主的浆液,使浆液升至地下水或无塌孔危险的位置以上,提出全部钻杆后,向孔内投放钢筋笼和骨料,最后在自孔底向上多次高压补浆而成。由于该工艺是连续一次成孔,多次自下而上高壓注浆成桩,能在流砂、卵石、地下水易塌孔等复杂的地质条件下顺利成孔成桩,它具有以下优点:
(1)在多种复杂地质条件下能顺利成孔成桩,长臂螺旋钻钻至设计深度后,及时高压注浆,高压浆的作用可把孔壁周围的地下水排至孔外,加上水泥浆的重力作用,从而保证孔壁不坍塌而顺利成孔。
(2)施工速度快,在一般粘性土和砂质土层中,直径q~800,长10~20m 的桩,一台钻机一天成桩15~20 根。
2、土层锚杆施工
土层锚杆施工方法为用锚杆钻机钻至预定深度,开始注水泥浆护壁,然后穿钢绞线,多次补浆即完成。待达到要求强度后张拉锁定。具体施工流程如下:
(1)锚杆施工由现场施工测量人员按设计要求放出锚杆位置;锚杆机就位后,检查锚水平位置、标高、钻杆倾角,经检查无误后方可钻进。
(2)钻孔过程中若遇障碍物或异常情况应及时停钻,待情况查明并采取措施后再继续钻进。钻至设计深度后空钻出土,拔出钻杆;下锚索前检查锚索并做隐蔽工程检查记录。
(3)注浆材料及配比根据设计要求确定,注浆浆液搅拌要均匀,随搅随用,浆液应在初凝前用完,并严防石块、杂物等混入浆液,水泥浆搅拌必须严格按配比进,注浆由孔底开始,直至水泥浆溢出孔口后停止注浆。
(4)锚杆水平方向孔距误差不应大于50mm,垂直方向孔距误差不应大于l00mm。钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚杆长度的3%。
(5)土层锚杆均为预应力锚杆,锚杆施加预应力前,应先做锚杆抗拔试验2~3 根,以验证锚杆设计的可靠性,并绘制Q-s 曲线,试验系数为1.2。
(6)锚杆张拉前,应对张拉设备进行标定。锚固体与台座混凝土强度均应大于15.0MPa时,方可进行张拉。锚杆张拉应按一定程序进行,锚杆张拉顺序,应考虑临近锚杆的相互影响。锚杆正式张拉之前,应取0.1~0.2 设计轴向拉力值Nl,对锚杆预张拉1~2 次,使其各部位的接触紧密,杆体完全平直。
(7)预应力为锚杆抗拔力值的70%,张拉后锁定。
(8)锚杆质量控制标准同土钉墙中相关内容。
3、土钉墙施工
(1)土钉制作
为使土钉顺利送入土中,在土钉上每隔2m处焊接对中支架,形成锥形滑撬。同时保证土钉在孔居中位置,防止出现偏心,以提高抗拔力。
(2)土钉成孔
土钉施工成孔采用洛阳铲成孔,孔径保证大于100mm,成孔过程中注意控制倾角及孔径。成孔后对孔深、孔径、倾角进行检查验收,做好施工记录及隐蔽工程检查记录。成孔孔位可根据实际情况进行局部调整,成孔角度,在遇到障碍物时,可适当调整。
(3)土钉送入
土钉施工应按设计要求安装对中支架,土钉插入孔深不得低于设计长度的95%,以保证钢筋保护层厚度。对复检合格的钢筋按设计要求制作杆体,钢筋焊接满足双面焊5d,单面焊l0d,并按要求加焊定位支架。土钉送入孔中后,随即进行压力注浆,注浆压力达到0.5MPa 时,注浆管插到距孔底250~500mm,持续m5in,为保证注浆饱满,在孔口设止浆塞,使水泥浆能够有效渗入土体孔隙中。
(4)坑边修坡
在挖土过程中及时进行侧壁的修补,保证坡度满足施工要求,同时此项工艺直接关系到面层喷射混凝土的质量和材料耗用量,因此要严格按要求施工。
(5)钢筋网片施工
在修好的坡面上及时进行绑扎网片固定在坡面的短钢筋上,上下左右根对根绑扎搭接,并不少于两点焊接,钢筋网片借助L 字型锚头及压筋压焊在土钉端部形成一体。钢筋网与下层钢筋搭接长度为25d,钢筋网与土钉锚固装置要连接牢固,喷射混凝土时钢筋不得晃动,钢筋网片按设计要求制作,网片搭接长度满足300mm,网片距坡面40~50mm,网片外侧按设计要求加焊加强筋。
(6)喷射混凝土施工
喷射施工过程中严格计量配比;喷射作业应分段进行,同一分段内喷射顺序应自上而下,每次喷射厚度50mm;喷射时喷头与受喷面应保持垂直,且保持0.6~1.0m 距离;喷射混凝土终凝2h 后要洒水养护3~7d。
参考文献:
[1]宋福渊,耿冬青,刘晓辉.深基坑支护设计与施工管理的探讨[J].工程勘察,2005 年04 期.
[2]李钟.深基坑支护技术现状及发展趋势[J].岩土工程界,2004,(1).、
[3]黄运飞.深基坑工程实用技术[M].兵器工业出版社.2006.
[4] 郭敬宇.浅析建筑工程深基坑支护技术[J].城市建设理论研究, 2011(21).