建筑基坑支护技术及在施工中的运用

建筑基坑支护技术及在施工中的运用

摘要:复合土钉支护是以土钉支护为主,辅以其他补强措施以保持和提高土坡稳定性的复合支护形式。复合土钉支护技术将传统支护方式中对支护结构形成荷载效应的扰动土体转化为支护结构的一部分,可以有效的应用于特殊地质条件下的基坑支护,而且具有工艺简单、造价低、工期短等优点。

关键词:建筑基坑复合土钉支护

1 工程概况

1.1 工程概述

我地区某在建的5#地块由3幢28层的住宅楼和3幢18层住宅楼及楼层间2层地下车库组成。本基坑工程由住宅楼和地下车库组成,基本撑p预应力锚杆施工在一般土层中成孔采用国产的土层锚杆钻机成孔,成孔直径不小于100mm,并在自由段段套塑料管使钢筋与水泥浆隔离。锚杆的杆体采用二级钢,锚杆注浆采用纯水泥浆,水灰比0.55～0.60,水泥采用325水泥,锚杆均采用一次常压注浆,待锚杆固结体强度达到15MPa后,进行锚杆张拉锁定。

2 基坑支护施工技术应用

2.1 土方开挖

基坑面积较大,故土方开挖时对基坑进行合理分区或分段组织施工。基坑挖土应遵循先施工锚杆(支撑)后开挖的原则,采用盆式,分层,抽条,对称开挖,围护墙无锚杆(支撑)暴露时间应控制在20h之内,开挖面围护墙无锚杆(支撑)暴露长度不大于20m。

采用盆式开挖时,基坑周边边坡留土范围不小于l0m,中部开挖至基底时应及时浇筑垫层,待中部垫层形成并达到设计强度要求,分块,抽条开挖基坑周边的边坡,并及时浇筑分块垫层,最后浇筑贯通整个垫层;不得超挖,开挖面的高差应控制在1m以内,并宜按不大于1∶1.5放坡;在基坑开挖过程中,施工单位应采取有效措施,确保边坡留土及动态土坡的稳定性,慎防土体的局部坍塌造成现场人员损伤和机械的损坏。

2.2 围护钻孔灌注桩施工

工程围护桩采用GPS-10型工程钻机正循环回转钻进成孔,开孔及钻进过程中均采用原土造浆,并根据土层情况人工造浆或掺入一定的化学剂,以充分维护孔壁的稳定性,钻进结束后进行一次清孔;钢筋笼现场分节制作,安放钢筋笼时在孔口进行焊接;下完钢筋笼后将导管插入孔内,利用导管进行二次清孔;成桩采用商品混凝土泵送注入料斗,导管回顶法连续灌注的方法。

2.3 预应力锚杆施工

土层预应力锚杆成孔采用机械成孔,在一般土层中施工选用国产

液压锚杆钻机成孔,其特点是:施工效率高,成孔质量直观、环保,不会对周围场地造成不良影响。

当遇有特殊、复杂地质情况时用进口全套管锚杆钻机施工,其特点是:对各种不同地层的适应性较强,锚杆质量高,土层预应力锚杆成孔直径设计为Φ100,锚体采用二级钢制作而成。工程锚杆均采用一次常压注浆,养护5～7天后,待锚固结体强度达到15MPa后,进行锚杆的张拉、锁定施工。

2.4 土钉施工

坡面经检查合格后,放线定锚孔位置,用洛阳铲成孔(直径100m);土层土钉机械成孔定位误差应小于50mm,孔斜误差小于±1°;检查孔深、孔径、锚筋长度合格后,及时插入锚筋和注浆管至距孔底250mm～500mm处,及时注水泥浆并二次压浆,孔口部位宜设置止浆塞;杂填土处成孔困难,可采用Φ48钢管打入,管内注浆;水泥浆水灰比宜为0.45～0.50,注浆压力不得小于0.3MPa。根据现场实际情况看注浆效果,必要时采用二次补压浆;钢筋设计长度包括弯钩长度,弯钩长20cm;弯钩处采用冷弯,与锚筋成90°;锚筋沿长度方向每隔2m用Φ6钢筋焊一个三角形托架,使土钉居于锚孔中心;土钉墙须设置泄水管,泄水管采用Φ50PVC管,上下(左右)间距为1.5m,梅花型布置;土钉压浆完成应及时挂网喷混凝土,混凝土厚度不小于8cm,强度为C20。

2.5 混凝土面层施工

在锚筋头部做喷射混凝土厚度80mm的标记。将Φ6的钢筋编成@150mm×150mm的网片,用插入土中的钢筋固定,用加强筋压紧与锚头焊接。钢筋网片均应与上部搭接,给下步留茬,搭接长度不小于20cm,接茬避免在同一直线上,经检验合格后喷射80±20mm厚C20细石混凝土。

2.6 锚杆施工

土层锚杆钻孔定位误差应小于50mm,孔斜误差小于±l°,孔斜偏离轴线不大于3％的钻孔深度,钻孔深度同场比锚杆长度增加30cm。

锚杆的安放应有定位装置,以保证锚固段有足够的保护层厚度;锚杆的自由段应与注浆锚固体隔离,隔离材料可用PVC管处理。

锚固段注浆进行一次灌注水泥浆,压注纯水泥浆,注浆压力不大于上覆压力的2倍,也不大于2.0Mpa。

注浆浆液配比:第一次水泥砂浆:水泥:水为1∶0.5,根据压注浆效果看是否采用二次注浆。

锚固体强度达到75％的设计强度时,方可进行张拉施加预应力,符合要求后锁定。

锚杆正式施工前须进行基本试验,基本试验的数量不少于施工工程锚杆的3％,且不少于3根。

2.7 施工监测

对深大基坑的监测内容通常包括:支护结构的位移和内力(弯矩);支撑轴力变化;立柱的水平位移、沉降或隆起;坑周土体位移及土压力变化;坑底土体隆起;地下水位及孔隙水压力变化;相邻建(构)筑物、地下管线、地下工程等保护对象的沉降、水平位移与异常现象。

施工期间对围护结构和环境进行全面监测。监测过程要保持监测的连续性,及时整理分析数据,一旦出现危害工程安全的趋势,及时发出报警,以便及时采取紧急措施。

3 结语

基坑支护是一种特殊的结构方式,具有很多的功能。不同的支护结构适应于不同的水文地质条件,因此,要根据具体问题,具体分析,从而选择经济适用的支护结构。复合土钉支护技术的发展扩充了基坑支护,尤其是土钉支护的应用范围,并提高了支护体系的安全可靠度。它在不良基础的适用性和经济技术效果,将使该方法得以迅速发展。

参考文献

[1] 张钦喜,朱绪平,潘旭亮,等.复合土钉支护的设计和应用实例[J].土木工程学报,2004(5).

[2] 杨志银,张俊.复合土钉墙技术在深圳的应用与发展[J].岩土工程学报,2006,28(S1).