商住樓深基坑支護實例探討

劉保民

摘要:深基礎基坑支護工程施工技術措施科學、合理與否,直接影響到工程本身的質量與進度,并對工程經濟效益提高與人身安全的保證起到關鍵性作用。文章結合某商住樓工程地質條件,對某商住樓基坑選擇了相應的支護方案,并詳細介紹了其施工技術和質量控制措施,取得了良好的社會經濟效益。

關鍵詞:商住樓 深基坑 支護方案 施工工藝 質量控制

近年來,隨著大批的高層建筑的建設,開發商為提高建筑用地率,加之國家有關規范對基礎埋置深度和人防工程的要求,多層、超高層建筑地下室的設計必不可少,有的地下建筑甚至有三四層,最深的達數十米,于是,地下建筑開挖時的深基坑支護成為一個必要的施工過程。深基坑支護的設計、施工、監測技術是近20年來在我國逐漸涉及的技術難題。本文結合工程實例,對深基坑支護技術進行論述。

一、工程概況

本工程位于是集地下車庫、商業、住宅等功能于一體的高層建筑。由于工程項目又緊鄰湖泊,因而土質情況復雜。工程采用獨立基礎加筏板形式,基坑大面設計開挖深度-5.8m,基坑西北、西南角局部開挖深度達到-8.2m,基坑內四個電梯井部位最大開挖深度達到-9.9m,開挖土方量超過30000m3。

二、工程地質條件

根據地質報告,場地不良土質的素填土帶厚度為-0.5～-5.3m,分布范圍廣泛。素填土帶下大量分布全風化泥巖、全風化泥質粉砂巖,厚度為-0.6～-3.0m,該土層雖土質稍好,但泡水易軟、易崩解;地質報告還顯示,地下水位較高,平均水位-2.3m,對土層穩定性威脅很大,必須進行支護。深基坑支護不僅要求確保邊坡的穩定,而且要滿足變形控制要求,以確保基坑周圍的建筑物、地下管線、道路等的安全。

三、支護方案的選擇

本工程設計采用土釘墻支護結構,它是通過對原位土體加固、充分利用原位土體的自穩能力來到支護作用,因而能大幅降低支護造價,一般比樁墻式支護結構節約費用30%～60%,而且施工工期短,支護方式具有穩定可靠、施工簡便且工期短、效果較好、經濟性好的優點,具有顯著的經濟效益,適合現場實際情況。

綜上所述,考慮到施工場地的條件限制,經過采用同濟大學的“深基坑支擋結構分析計算軟件FRWSv4.0”進行計算后證實,用土釘墻對該基坑進行支護是完全可行的,且根據基坑四周環境及開挖深度,需采用不同的剖面形式。放坡角度取10度,普通水泥砂漿土釘,直徑Φ為l00mm,土釘傾角為15°,內配一根Φ18Ⅱ級鋼筋,土釘長度及豎向間距如圖1所示,水平間距1200mm,面層混凝土板墻厚度為l00mm,強度等級為C20,內配6@200鋼筋網,有土釘處沿縱橫向配置2Φ14同長加強筋(縱向配置2Φ16,L=200mm)。

四、施工工藝

(一)施工工藝流程

土方開挖—基坑邊坡修整—放點—成孔(鉆孔)—放人錨筋及注漿管—注漿—設置泄水孔—墻面布筋—噴射混凝土—養護。

(二)鉆機定位成孔

成孔設備采用兩套地質礦產部重慶探礦機械廠生產的MGJ-50型回轉式鉆孔機,為了滿足土釘施工傾角的需要,進行了鉆機的改造配套工作。基坑采用分層開挖的方式,挖完第一層后設備立即進場進行土釘施工,避免土坡暴露時間過長。

(三)土釘錨釘的安裝與孔內注漿

大部分土釘為1Φ22鋼筋,長度L=7000～9000mm。

孔內注漿采用水泥漿灌注,膠結材料選用425號普通硅酸鹽水泥,水灰比為0.45～0.5:1,用氣壓式注漿方式,將注漿導管底端插入孔底后才開始注漿,待空口溢出水泥時再將導管以勻速緩慢撤出,以保證孔中氣體能全部逸出,直至全孔灌注漿注滿漿液為止。

(四)錨固端處理與噴射混凝土板墻

布置完面層鋼筋網后,先在距錨釘端頭200mm處采用穿孔塞焊一塊150mm×150mm×8mm的鋼板,然后在鋼板外側錨釘端部兩側沿錨釘長度方向焊上三根Φ12、長度為150mm的通長加強鋼筋互相焊接,使所有土釘相互連接成一個整體。噴射混凝土配合比為水泥∶瓜米石∶中砂=1∶2∶2,內摻速凝劑及早強劑,要求混凝土強度達C20以上。

噴射前,先在邊壁面上垂直打入短鋼筋段作為標志,以保證施工時得噴射混凝土厚度達到規定值。在繼續下步噴射混凝土工作時,要求工人仔細清除預留施工縫結合面上的浮漿層和松散碎屑,并噴水使之潮濕,待混凝土終凝后2小時,立即開始連續噴水養護5～7天。

(五)排水系統的設置

在基坑上邊構筑排水溝,流至西南面的沉沙井后排入市政管網。并將施工場地做硬化處理。然后于土釘注漿完成后,在基坑側面插入長度為500mm,直徑為60mm的UPVC排水管,使其外端伸出支護混凝土板墻外50～60mm,管內填碎石做濾水層以利混凝土板墻后的積水排出。

五、質量控制

實行全面質量管理,對每一道工序嚴把質量關,符合以下質量標準:

1.基坑必須分層分段開挖,考慮可能的連續雨天,每層開挖深度限制在錨桿排距加30cm,逐層開挖逐層支護,開挖深度要根據圖紙設計要求進行復核。

2.鑿孔:鉆孔前采用經緯儀、水準儀、鋼卷尺等進行土釘放線確定鉆孔位置,土釘布孔距允許偏差為±50mm,成孔采用錨桿鉆機,成孔中嚴格按操作規程鉆進,孔徑允許誤差±l0mm,鉆孔偏斜度不大于30%,孔深允許偏差為±50mm。終孔后,應及時安設土釘,以防止塌孔。

3.掛鋼筋網:網格允許誤差±20mm,經、緯筋搭接點用扎絲扎牢。

4.土釘制作:嚴格按設計選準材徑、長度下料,誤差允許值為±20mm,穩中架每個間距1.5m,焊牢,整個過程必須嚴格依照圖紙施工。

5.土釘安裝:安裝之前進行錨桿長度復核、驗收,安放時,應避免桿體扭壓、彎曲,注漿管與土釘錨桿桿一起放入孔內,注漿管應插至距孔底250～500mm,為保證注漿飽滿,在孔口部位設置漿塞及排氣管,D48鋼花管土釘直接注漿。

6.攪拌漿液:嚴格按設計要求0.45～0.55的水灰比配料,攪拌均勻。

7.注漿作業:按照設計要求,注漿采水灰比為0.45～0.55的純水泥漿,水泥采用425普通硅酸鹽水泥。壓漿控制在0.3～0.8MPa之間,并根據試驗錨桿由設計單位確定注漿技術質量要求。注漿前,將孔內殘留及松動的廢土清理干凈,注漿開始或中途停止不能超過30分鐘,達到孔口稍有溢流現象時,即行堵口封死。

8.噴砼:嚴格按設計要求比例配料攪拌均勻,噴砼時噴漿手要垂直層面噴,噴射作業應按分段分片依次進行,同一分段噴射順序應自下而上,注意觀察料的水量(不得有干料現象)和回彈情況,及時調整噴漿水量和距離,抽取砼試塊。嚴格掌握噴層厚度,表面平整度要求±30mm。噴砼前,埋設好噴射砼厚度的標志,由專人負責檢查土釘制作、注漿、掛網等質量是否符合設計要求,下達噴砼指令后才能開始噴砼。

9.降雨量過大引起基坑坍塌的預防措施:基坑的周邊砌筑20cm高的止水臺,作為通常情況下的擋水設施;配備足夠數量的草包,緊急時對基坑周圍施做圍堰,防止地面水大量流入坑內。施工現場倉庫配備足夠數量的潛水泵、泥漿泵。及時獲取天氣信息,預先做好準備工作。加排水系統的能力,并加強管理保持其暢通。

10.基坑開挖過程中的監測及監控要求:為了保證本工程能安全順利完成,必須對邊坡支護結構進行系統監測,采用信息化施工,并及時掌握其變化和穩定狀況。監測前編制系統的監測實施方案并在施工中嚴格按監測方案進行監測。要求邊坡頂每隔15～20m設置一個觀測點,在施工期間,每一天測一次,雨水過后測一次,施工完畢且監測數據穩定后每一周測一次。本工程監測由具有專業資質的施工隊伍施工,監測點由現場決定。

六、支護結構的監測

為保護基坑支護結構在開挖及基礎施工期間的安全與穩定,施工14天后進行拔出破壞試驗。另外,在基坑開挖前,就做出了詳細的施工監測方案,對基坑進行支護位移的量測(地表開裂狀態、位置、縫寬)的觀察,做好施工記錄,以備參考利用。

七、結論

深基礎基坑支護工程施工技術措施科學、合理與否,直接影響到工程本身的質量與進度,并對工程經濟效益提高與人身安全的保證起到關鍵性作用。本工程自2008年8月初開始施工,9月底完成。10月中旬經業主、監理、質監站等多方共同抽樣檢測,各項質量符合設計要求,工程被評為優良。深基坑支護工程是近二十年來隨著城市高層建筑發展而發展的一門新的實踐工程學,它還有待于理論上的完善。

參考文獻:

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(作者單位:河北邯鄣市招賢建筑工程有限公司)