深基坑工程施工与质量控制要点分析
【摘要】针对文中深基坑工程的特点,文章制定了切实可行的施工方案,详细介绍了基坑支护过程中的各项技术施工要点,并提出一些相应的施工安全与技术措施,对确保深基坑工程施工的安全十分重要。
标签基坑支护;质量控制;施工技术
1 工程概况
某工程地下通道为2层地下室,建筑面积51542m2。
该工程基坑深度12~14m,围护体系采用咬合桩Φ1000加四道预应力锚杆,其中南侧围护结构距离之江路下穿段4~5m,距离江堤60m。
根据地质勘察报告,场地20m以上的土层均为粉性土,孔隙潜水含水介质以粉性土为主,渗透系数10-3~10-4cm/s,地下水位埋深2.8~3.2m,潜水位主要受季节大气降水及水位控制,动态变化较大,据区域资料,年变幅1.5~2.0m,地下水位受潮汐影响明显,承压水头埋深在底板以下,地层透水性好,地下水量丰富。
南侧围护结构外侧紧靠之江路下穿段4~5m,在此范围中间布置一排Φ300深井降水,井距8m。
预应力锚杆长度16~18m,倾角15°,采用7股ΦS15.2钢绞线fptk=1860MPa,穿过围护结构咬合桩,成孔后注浆,成孔直径约150mm,钻机型式XYP-400,钻头直径130mm。
2 基坑支护施工质量控制分析
基坑支护施工质量控制的关键是基坑的稳定性,地面变形及地下水的控制,防止基坑隆起、管涌与流砂等险情,并根据地质、环境因素的变化适时地调整支护方案。
本项目基坑支护的基本要求:(1)确保基坑围护体系能起到挡土作用,使基坑四周边坡保持稳定;(2)确保基坑四周相邻建(构)筑物、地下管线、道路等的安全,在基坑土方开挖及地下工程施工期间,不因土体的变形、沉陷、坍塌或位移而受到危害;(3)通过排水、降水、截水等措施,使基础施工在地下水位以上进行;(4)经济合理,保护环境,保证施工安全。
3 基坑施工技术分析
3.1咬合桩施工
3.1.1导墙
为确保定位精度和钻机的稳定,浇筑了‘┓┏’形的钢筋混凝土导墙,宽4000mm,厚度300mm,配筋Φ12@200双向双排,混凝土强度等级C25。
导墙施工必须确保放样的准确性。
3.1.2钻进成孔
等导墙有足够的强度后,将钻机就位对中,然后套筒开始下压钻进、取土,一节套筒完成后再接下一节(地面以上要留1.2~1.5m,以便于接管)。
套筒底始终要控制在挖土面以下不少于 2.5m,直至达到设计孔深。
本工程施工中,咬合桩的基底落在灰色粉质黏土,施工过程中要注意地质变化,防止穿透透水层。
在成孔过程中要保证套筒下压的垂直度,当垂直度超出标准和设计要求时,应采取纠偏措施。
3.1.3垂直度控制
为了确保咬合桩底部咬合量,应严格控制桩的垂直度,桩的垂直度要求确定为不大于3‰。
垂直度控制要做到以下两个方面:
(1)套管的顺直度检查和校正。
咬合桩施工前在平整地面上进行套管顺直度的检查和校正,首先检查和校正单节套管的顺直度,然后按照桩长配置的套管全部连接起来检查和校正整根套管(15~25m)的顺直度,顺直度偏差宜小于10mm。
(2)成孔过程中桩的垂直度监测和检查。
3.1.4钢筋笼制作吊放和防上浮措施分析
(1)钢筋笼制作吊放:钢筋笼在环行、圆形模具上按一节整体制作成型,主筋、箍筋焊接成骨架,每隔2m设混凝土保护层垫块,以保证50mm厚的保护层。
采用吊机一次吊入孔内就位,确实较长的在一节成型后截为2节吊放,钢筋笼接头采用挤压套筒连接,以加快吊放速度。
(2)钢筋笼防上浮措施:吊放钢筋笼时应合理设置吊点,防止弯曲变形;钢筋笼下放时,应对准孔位中心,采用正、反旋转慢慢地逐步下放,放至设计标高后立即固定。
为防止钢筋笼在浇注混凝土时上浮,在钢筋笼底部焊上一块比钢筋笼直径略小,厚约3mm的薄钢板以增加其抗浮能力,若遇孔底土层较软时可在孔底垫上约20cm的碎石以防止钢筋笼下沉。
3.1.5超缓凝混凝土灌注
(1)混凝土灌注采用Ф250钢导管,按照水下混凝土的灌注方法进行。
(2)防管涌措施:在钢筋混凝土桩成孔过程中,往往发生素混凝土桩混凝土涌入钢筋混凝土桩桩孔内的管涌现象,为克服和防止管涌:①素混凝土桩混凝土的坍落度应尽量小一些,不宜超过18cm,以便于降低混凝土的流动性。
②套管底口应始终保持超前于开挖面一定距离,以便于造成一段“瓶颈”,阻止混凝土的流动,如果钻机能力许可,这个距离越大越好。
该工程施工中,套筒底始终保持低于挖土面1.5~2m距离。
3.2土钉支护施工分析
3.2.1土钉设置
土钉采用Φ48×3m的钢管,钢管头做成封闭尖状,钢管每隔1m焊接环行倒刺,并在倒刺后开设10mm的出浆孔,注入水泥浆以提高抗拔力。
3.2.2土钉孔定位、成孔
土钉成孔前,应测放出孔位并作标记,放样时孔位需避开轻型井点管位置。
土钉在施工时若遇到障碍物,可作适当调整,孔位(孔距)允许偏差±100mm,土钉向下水平倾角为10°,钻孔的倾角偏差±1°,孔径允许偏差为±5mm,孔深允许偏差±100mm,成孔过程中做好成孔记录,按土钉的编号逐一记载取出的土体特征、成孔质量等,成孔后及时安放土钉钢管并注浆。
在基坑逐层开挖支护的过程中,对自身强度极低、流塑性较大的流沙或淤泥质土以及局部出现的坍塌情况,采用浅挖跳打法施工,及时挂网混凝土喷面和植入1.5~2.0m的摩擦钢管或钢筋。
3.2.3钢筋网的制作
钢筋网采用Φ6.5@200×200单层布置,钢筋网与坡面的间隙不宜小于30mm,施工时可在钢筋网里适当垫砖或用插入土中的钢筋固定,确保在喷射混凝土前,面层内的钢筋网片固定在边壁上并符合保护层厚度要求。
钢筋网用铁丝绑扎,上下层钢筋网搭接处需点焊,搭接长度大于300mm,在钢筋网外采用2Φ14加强筋固定在土钉上,采用双面焊,焊接必须牢固。
3.2.4配制、喷射混凝土
本工程喷射混凝土采用干法喷射,混凝土强度等级为C20,厚度为100mm,分两层施工。
混凝土配制采用中砂和最大粒径不大于12mm的碎石,混凝土掺入
2%~5%速凝剂,喷射混凝土终凝2h后,进行喷水养护,养护时间根据气温确定,宜为3~7d。
3.3井点降水方案
(1)井点或深井布设运转以后,必须加强井点观测,对井点的流量、地下水位的变化、孔隙水压力的变化,和抽水影响范围内的建筑物及地下管线的沉降观测必须自始至终地进行,异常情况下须加密观测。
(2)井点降水开挖中对邻近的建筑物产生的不利影响要采取以下控制措施:①减缓降水速度,确保均匀出水,勿使土粒带出;②井点应连续运转,尽量避免间隙和反复抽水,以减少降水期间引起的地面沉降量;③设置回灌水系统,保护邻近建筑物和地下管线。
3.4信息化施工的实行
信息化施工包括预测、信息采集与反馈、控制与决策等方面的内容。
由于深基坑开挖过程中,边坡稳定存在很多潜在的危险和破坏的突然性,地下工程受各种水文、地质、雨水等复杂条件的影响,特别是在基坑旁有基础埋置较浅的建筑,有重要的地下电缆和市政管线,很难从理论上预估出现的问题。
因此,必须加强观测,进行信息化施工,根据土层位移的时空效应,及时掌握土体变形特性、边坡的稳定状态和支护效果,发现异常情况及时采取措施,预防边坡失稳和周围建筑沉降等事故发生。
在运行管理期间,施工单位在基坑周边附近堆放重物超载、施工过程破坏了边坡整体面或基坑周边来回跑车时,也极易造成基坑失稳事故。
因此,基坑支护施工时,基坑周边的荷载控制也是基坑安全的重要内容。
4 结语
随着深基坑的施工日益增多,如何在深基坑施工中保证质量安全、提高经济效益,成为工作人员需要解决的重要问题。
文章探讨了深基坑支护工程的施工技术,对深基坑施工过程的每一环节加以严格控制,确保深基坑的施工质量和安全。
参考文献
[1]张汉宁.论深基坑工程施工技术及安全措施【期刊】四川建材2009-08-06.
[2]王瑞秋.深基坑支护的施工实践.安徽省地质矿产勘查局324地质队【期刊】科教文汇(上旬刊) 2011-08-10.。