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1前言
深基坑支護設計與施工是目前城市高層建筑施工的重點和難點,有不少建筑工程由于深基坑支護的失誤,導致重大經濟損失并延誤工期。因此,在經濟合理的前提下,確保深基坑支護工程的安全可靠,已成為當前城市建設中的一項重要課題。
土釘墻支護造價便宜,工期短,在10m左右的深基坑中大量的應用。某飯店深基坑采用土釘墻支護,通過設計、施工的控制以及在正常使用和雨季中的監控、處理,確保了基坑的安全。
2工程概況
某飯店總建筑面積6.1萬m2(見圖1),鋼筋混凝土框架抗震墻結構,主樓16層,設有二層地下室,基礎東西長258m,南北寬51m,筏板基礎,基底標高-6.400m/-8.300m/-11.660m。地面標高為-0.350m~-0.790m,基坑開挖深度為6.030m~10.950m。
根據地質勘探報告揭示場地內基坑支護影響范圍內巖土層主要為①填土層1.3~2.6m;②粘質粉土0~2.5m;③砂質粉土1.6~5m;④粉質粘土0.3~6.3m;⑤粉質粘土、粘質粉土、砂質粉土、粉砂4.8~11.7m。
場區內實測三層地下水,第一層上層滯水水位埋深0.80~3.00m,第二層潛水水位埋深5.80~8.50m,第三層潛水水位埋深25.40m。
基坑北側臨城市主干道,基坑南側為住宅小區(6F),東側為學校(3F)。
3基坑支護設計方案
根據現場實際情況,綜合考慮安全、經濟、場地條件、周邊環境及施工工期等因素,采用土釘支護支護方案(見圖2)。地質勘探報告揭示場地地下水位較高,實際開挖中自然地面下1.0m左右見水。
3.1基坑降水
考慮到保證地下室干燥施工作業,采用大口徑管井抽水的降水方案,降水井布置在離開挖線1.0m處。基坑最深處底面標高為-11.66m,考慮將地下水降至基底下1.0m以下。沿基坑四周布管井83口,井距8.0m左右,在基坑內部局部集水坑處布置滲井。
降水井深度約11~16m;降水井孔徑為φ600,全孔下入水泥礫石(砂)濾水管,管底封死,管外填濾料。濾料的規格2~4mm,濾料填至孔口以下2m,上部回填粘土封至孔口。
3.2土釘支護
出于地下結構施工操作空間的需要,基坑側壁與地下結構外墻之間的肥槽為0.8m(見圖3)。
Ⅰ區土釘墻高度6m,坡度1:0.2,布置4排土釘,采用Ф16HRB335鋼筋,水平間距為1.5m,土釘長3m~6m,孔徑110mm,排距1.5m。
Ⅱ區土釘墻高度11.66m,坡度1:0.3,布置7排土釘,采用Ф20HRB335鋼筋,水平間距為1.5m,土釘長5m~9m,孔徑110mm,排距1.5m。其中第二排采用7-Φ5預應力錨桿,長度14m。
土釘墻邊坡面層掛Φ6.5@250×250鋼筋網和1Ф16@1500橫向壓筋。
4土釘支護施工
工藝流程如下:基坑降水施工土方開挖至土釘標高下50cm土釘成孔桿體支放注漿坡面修正鋪設鋼筋網噴射混凝土重復工序至基坑底基底排水溝,基底施工。
土釘墻施工隨土方開挖進行,基坑邊坡原則上分段分層開挖,采用“中心島”開挖方式,即先沿基坑邊線開挖出10m寬條形護坡作業面。
土方開挖至土釘設計標高下0.5m后,采用機械成孔,孔徑110mm,并對孔深、孔徑、傾角進行控制。成孔后及時插放鋼筋,并注漿。土釘桿體采用水灰比為0.5,P.O32.5普通硅酸鹽水泥漿注漿,在一次注漿完成2.0h內進行二次補漿,并將孔口封堵。
噴射砼施工采用分段進行,同一分段內噴射順序按照自下而上施工。面層噴射100mm厚C20細石混凝土,混凝土配合比為水泥:砂:石=1:2:2。
5施工監測
基坑支護工程監測內容為:土釘墻頂部水平位移觀測;基坑周邊沉降觀測;地下水位監測。
5.1地下水位監測
5月10日項目開工,到6月22日降水井施工完畢連續抽水后,水位基本維持在8m左右,不能滿足施工的要求。經過分析,增加Ⅱ區水泵數量、調整水泵抽水深度后并晝夜抽水,使水位下降到開挖面1.0m以下。
5.2基坑位移監測
土方開挖前測定基坑坡頂水平位移、沉降位移初始值;坡頂水平位移、沉降監測點沿基坑坡頂邊線設置,間距約30m;土方開挖過程中,每日監測一次。沉降觀測的基準點設置在基坑開挖影響范圍之外市政道路上。
水平位移的觀測采用視準線法,以南側基坑水平位移監測為例(見圖4),在要進行位移觀察的基坑槽壁上設一條視準線,并在該視準線兩端基坑影響范圍之外設置兩個工作基點A、B,分別作為主站點及后視點,然后沿著該視準線在槽壁上分設若干觀測點,直接在讀數尺讀出測點的位移。
開挖到設計深度,通過對水平位移監測數據分析,Ⅰ區6m深的基坑坡頂最大水平位移10mm,基坑頂部的側向位移與開挖深度之比1.7‰,Ⅱ區11m深的基坑最大水平位移接近30mm,基坑頂部的側向位移與開挖深度之比小于3‰,滿足設計提出的監測值控制標準要求坡頂位移的警戒值30mm。以南側基坑水平位移監測為例,變形發展見正常位移變形曲線(圖5)。
6雨季中出現的危機情況和處理措施
7~8月北京地區進入雨季,夏季雨水天氣給施工帶來了不便和影響,隨著幾場暴雨的來臨,危及邊坡支護
安全的險情不斷出現。
6.1危機情況
基坑邊坡錨釘和面層噴射混凝土已施工完,在坑壁局部出現了出水點和懸掛水。基坑東側邊坡坑壁出水點水量逐步加大并迅速形成涌水和涌砂現象,東側1~A軸到1~E軸土體局部塌方,緊臨基坑5m的藝術學校院內側出現裂縫。
南側臨住宅小區基坑支護變形超過警戒值,地面最大裂縫65mm(圖6),實測南側12#、13#觀測點水平位移75mm,最大沉降位移170mm。水平位移變形發展見雨季位移變形曲線(圖5)。
基坑西、北兩側場地條件較好,全部進行了硬化處理。從觀測數據分析,開挖到設計深度,基坑坡頂水平位移在雨季中變形穩定。
6.2危機處理
對于坑壁局部滲水,在基槽四壁增加泄水孔,孔深0.6m,高度距槽底0.8m,間距2m。在護壁中插入周邊帶孔眼的包網塑料排水管,把局部滲水通過暗埋在土釘坡面內的塑料排水管引入基坑周邊排水溝及集水坑中,利用水泵及時抽排,加快邊坡粉土層排水固結。
基坑東側1~A軸到1~E軸采取分級支護,首先把高2.5m,寬4.0m的土卸除,在-7.0m位置增加一排7-Φ5預應力錨桿,長度16m。
基坑南側12#、13#觀測點變形最大的位置延長到臨近觀測點,即11#~14#觀測點之間近100m范圍內邊坡角堆土卸荷,堆土3.0m高,3.0m寬。在基坑南側-3.0m位置增加一排7-Φ5預應力錨桿,長度16m。
按上述措施進行施工和危機加固處理后,對整個基坑及鄰近建筑物的位移進行了跟蹤監測,各觀測點均處于穩定狀態。同時對基坑開挖后,地面裂縫的開展情況進行了跟蹤監測,各觀測點的裂縫均處于穩定狀態。
6.3原因分析
6.3.1經過現場復查,基坑東側藝術學校院內離基坑水平距離6.5m,埋深3.5m,沿基坑分布兩條污水管道,從南往北走向,將土體在垂直方向切成兩段。院內雨水排入污水管道,污水管道不暢通,雨水滲入土體,致使東側1~A軸到1~E軸基坑失穩,土體下滑。對本工程基坑周圍地下管線埋設情況掌握不準確,場外來水影響了基坑的穩定。
6.3.2基坑南側臨住宅小區綠化帶,坡頂距現狀圍墻2.0m。實測場地高差:場內比場外低0.5m。雨水滲入土體,基坑深度范圍內的粉細砂地層,加上中間粉質粘土隔水層,影響半徑小和滲透系數小,降水難度大,影響了基坑的穩定。
6.3.3基坑西、北兩側場地條件較好,全部進行了硬化處理。通過對水平位移監測數據分析,開挖到設計深度,基坑坡頂水平位移在10mm以內,變形穩定。說明水源遠近是影響基坑穩定的主要因素。地表水滲入土體造成坡體土層的力學性能指標嚴重下降和坡體水壓力增加。
7結論
7.1實踐證明[2]:土釘墻支護結構對水的作用特別敏感。土的含水量的增加不但增大土的自重,更為主要的是會降低土的抗剪強度和土釘與土體之間的界面粘結強度。后者是土釘能夠起到加固和錨固作用的基礎。
7.2基坑施工監測和動態設計對土釘墻支護結構非常重要。本工程南側基坑水平位移在雨季發生較大變化后,根據實際情況及時對設計作出必要的修改,取得了很好的效果,避免了倒塌事故。
伴隨國民經濟的快速增長,我國建筑工程的規模也在不斷擴大,深基坑支護工程作為建筑工程施工的重要組成部分,其施工技術水平的高低將直接影響到工程建設的整體質量。目前最常見的基坑支護技術主要包括兩種:主動支護與被動支護,本文根據具體工程實例進行分析,主要選用土釘墻支護技術進行施工,在施工過程中必須做好基坑支護監測工作,了解其施工要求,規范施工工藝流程,只有這樣才能有效提升整個建筑工程的質量。
1 深基坑支護的概況
1.1 深基坑支護
對于深、淺基坑,目前工程界并沒有統一的標準。1967年Terzaghi與Peck建議將6米以上深度的基坑定為深基坑,但實際施工中這種說法并沒有得到廣泛地認可。現階段,我國深基坑施工中普遍將超過6米或7米的開挖深度看作是深基坑?;又ёo是指為確保地下室施工及附近環境的安全,選用支擋、加固等方式對基坑側壁與附近環境加以保護。支護結構主要對側向壓力進行承受,主要包含水土壓力、地面荷載、鄰近建筑物基底壓力及相鄰場地施工荷載等引起的附加壓力,其中水土壓力為支護結構承受的主要壓力。傳統支護設計理論主要將基坑附近土體作為荷載,作為支護結構的“對立面”,隨后按照圍護墻位移的狀況,進行支護設計。
1.2 土釘墻支護
作為一種新型支護方式,主動支護就是將基坑附近土體自支撐能力進行充分發揮及提升。目前主動支護主要分為水泥土墻支護、土釘墻支護、噴錨支護、凍結支護、拱形支護等方式,本文主要對基坑主動支護中的土釘墻支護進行分析與探究。
土釘墻是在新奧法的基礎上基于物理加固土體的機制,在上個世紀70年代從德國、法國及美國發展出來的支護方式。上個世紀80年代早期在礦山邊坡支護中我國采用了這種方式,隨后土釘墻支護法在基坑支護得到了大量應用。土釘墻的組成成分為被加固土、放置于原位土體內的細長金屬桿件與在坡面附著著的混凝土面板,最終實現重力式支護結構。將一定長度及密度的土釘設置在土體內,通過土釘和土一起完成作業,進而將原位土的強度、剛度進行有效提升。這種支護技術主要應用于12米以下的基坑開挖深度,如地下水位在坑底以上時,必須根據實際施工要求,進行有效排水與截水施工。
2 建筑工程深基坑支護技術的應用
2.1 工程概況
本工程由15層住宅樓含局部3層商鋪(裙樓)組成,裙樓外側邊線范圍內設1層連通式地下室。基坑長55.19m,寬36.10m,開挖深度約為4.9m。
2.2 土釘墻基坑支護施工
結合本工程的實際施工情況,選用土釘墻基坑支護的方式進行有效施工,應遵循一定順序進行,如基坑西側支護―南側―東側。其施工流程如下圖1所示。
2.3 基本工藝
(1)鉆設釘孔。選用土釘成孔的方式進行基坑支護作業,其成孔工具為洛陽鉆機,將其孔徑設置為80毫米,深度應確保其超過土釘長度100毫米,成孔傾角為15度。每鉆進1米,并進行傾角地測量,避免偏向等情況的出現。
(2)土釘安裝。與本工程基坑土釘墻支護設計需求相結合,進行土釘的制作,確保其長度在設計長度以上。每隔1.5米進行一組土釘的設置,選用搭焊連接的方式進行土釘連接,焊縫高度控制在6毫米,把土釘在成孔作業后設置在孔內。
(3)注漿。選用孔底注漿法進行土釘墻基坑支護注漿作業,其作業流程為在孔底插入注漿管,確保管口與孔底之間距離200毫米,注漿管應同時進行注漿與拔出作業,確保注漿管底能夠在漿面以下,確保注漿過程中可以順利從孔口流出,并將止漿閥設置在孔口,選用壓力注漿的方式進行施工,確保水泥漿強度為M20,注漿壓力控制在1到2Mpa之間。
(4)掛鋼筋網并與土釘尾部焊牢。選用鋼筋網進行土釘墻面施工,將其間距定為200毫米,在坡面上通過人工的方式進行綁扎鋼筋的作業;搭接坡面鋼筋的長度需在300毫米左右,隨后順著土釘長度方向在土釘端部兩側進行短段鋼筋的焊接作業,同時在面層內將相近土釘端部通長加強筋進行連接及焊牢。
(5)安裝泄水管。土釘墻基坑支護的泄水管制作應選用PVC管作為主要材料,泄水管長度必須在450毫米以上,并在管附近進行鉆孔作業,孔數應控制在5到8個,隨后在管外側進行尼龍網布的包裹作業。泄水孔縱橫距離定為2米,布置形狀為梅花型并確保安裝的牢固性。
(6)復噴表層混凝土至設計厚度。選用噴射混凝土方式進行土釘墻施工,其設計強度必須在C20左右,其厚度應控制在80毫米。第一,選用干拌方式,混合料攪拌時必須遵循相應的配合比進行施工,混凝土噴射施工過程中根據實際情況,可以將水泥重量為5%噴射砼速凝劑摻加到里面。在開挖土方、修坡施工后,及時完成土釘錨固作業,結束焊接鋼筋網施工后,必須及時進行噴射混凝土作業。選用分層噴射的方式,由下到上的方式進行噴射混凝土作業。第一層噴射厚度應控制在4厘米到5厘米之間,確保其不出現掉漿現象后,進行第二層混凝土再噴射作業,直至其厚度符合設計規定。
3 建筑工程深基坑支護監測
基坑支護體系隨著開挖深度的不斷增加會出現側向變位的情況,這種情況在施工中無法避免,基于此,基坑支護監測的關鍵就在于側向變位的發展及控制。通常情況下,體系的破壞都具有相應的預兆性,在基坑支護監測中,施工單位必須做好現場指導工作,利用檢測等方式及時分析、了解支護體系的受力情況。在監測中不僅要做好整個基坑支護檢測工作,還要充分考慮其附近環境。這種監測方式可以掌握好基坑附近支護的穩定情況,在目前深基坑支護工程理論與相關技術支持下,施工實際情況往往存在或多或少的問題,根據本工程現場施工的具體情況,其地質環境較為復雜,可選用變形監測的方式進行基坑支護作業,這樣可以保證施工的安全性。
選用的監測點布置范圍為本工程基坑支護的邊坡開挖影響范圍,遵循其基坑深度2倍以上的深度進行分析,并對監測對象的特定范圍進行充分考慮。本工程沉降位移監測點應在基坑邊坡附近每個20米到25米的范圍進行設置,這樣可以為施工的順利進行提供強有力的保障。并能對施工后路面損壞形成的原因進行分析。在施工前,施工單位必須認真調查路面的實際情況,主要選用拍照等形式對其現狀進行分析,隨后對形成相應文字進行歸檔。完成以上監測作業后,對于較大危害部位,可以選用石膏膜設點的方式進行施工,盡可能降低對工程施工的影響,并定期進行跟蹤查看。分期分階段將監測情況記錄匯報有關各方。此類監測點的設置將在詳細調查現狀的基礎綜合確定,同時對在施工間出現的開裂,特別重視監測,將實際情況向相關單位及時上報。
4 結語
綜上所述,在建筑工程深基坑支護施工中,土釘墻支護技術施工中具有較高的技術含量及較快的施工速度,這種施工技術在建筑工程基坑支護施工中得到了廣泛地應用,可以對公路施工、交通基坑支護中的問題進行有效解決。在基坑支護技術應用中,必須詳細檢查施工現場的實際情況,提高技術水平,規范施工流程,做好監測工作,確保基坑支護技術符合施工要求,避免造成嚴重的經濟損失。
參考文獻
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1 土釘墻支護的特點
土釘墻支護法,以盡可能保持、顯著提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學強度,變土體荷載為支護結構體系一部分。噴射混凝土在高壓氣流的作用下高速噴向土層表面,在噴層與土層間產生“嵌固效應”,并隨開挖逐步形成全封閉支護系統;噴層與嵌固層同具有保護和加固表層土,使之避免風化和雨水沖刷、淺層坍塌、局部剝落,以及隔水防滲等作用。土釘的特殊控壓注漿可使被加固介質物理力學性能大為改善并使之成為一種新地質體,其內固段深固于滑移面之外的土體內部,其外固端同噴網面層聯為-體,可把邊壁不穩定的傾向轉移到內固段及其附近并消除。鋼筋網可使噴層具有更好的整體性和柔性,能有效地調整噴層與土釘內應力分布。
2 土釘墻邊坡支護的機理
土釘墻加固與傳統的護坡和擋土墻支撐機理不一樣,土釘墻在邊坡的一定范圍內形成了一個加固區,由于很密的土釘錨桿的作用,滑移面不可能出現在加固區,只能產生于非加固區,從而使滑移面遠離邊坡,達到穩定邊坡的目的,加固區的整體穩定,包括加固區抗傾覆與抗滑移問題,用增加加固區的寬度和底排土錨桿打成向下傾斜穿過滑移面等措施來解決,土釘墻通過下述幾個方面的綜合作用使邊坡周邊土體形成加固區。
2.1 錨固作用
密布的錨桿與砂漿柱體相結合對周圍土體產生有效的錨固作用,限制了砂漿柱體周圍的土體變形。①土釘不需要施加預應力,而是在土體發生變形后使其承受拉力工作;②土釘支護在邊坡中比較密集,起到了加筋的作用,提高了土的強度,為被動受力機制。由于土釘在全長范圍內與土體接觸,其荷載傳遞沿整個土體進行。
2.2 土釘漿孔對土體的擠密作用
由于土釘錨桿的密度比較大,擠密作用的影響也較大,使加固區的土體比非加固區土體密度大。密集的土釘與土釘之間土形成復合土體,其結構類似重力式擋土墻,個別土釘的破壞不會使整個結構的功能完全喪失。
2.3 護坡作用
土釘墻的面層不是主要受力結構,其主要作用在于保持土體的局部穩定性。在公路邊坡治理中,土釘墻的面層還起到防止沖刷、防止雨水滲入坡體影響邊坡穩定性的重要作用。
2.4 土釘受力及規模
一般錨桿長度在15~45m之間,直徑較大,錨桿所承受的荷載可達400kN以上,某些預應力錨索設計荷載更可達3000kN。其端部的構造較土釘復雜,以防止面層沖切破壞;而土釘長度一般為3~10m,漿體直徑100 mm左右,一般不提供很大的承載力。單根土釘受荷一般在100kN以下,面層結構較簡單,利用小尺寸墊板及掛網噴射混凝土即可滿足要求。
目前國內土釘支護結構主要用在建筑基坑支護上,用于公路邊坡支護的較少。這主要是因為基坑深度不大,一般不超過20m。但是山區,道路路塹邊坡很高,原來的力學平衡破壞嚴重,產生的滑坡推力每延米可達1000kN以上,采用土釘支護結構則難以滿足要求。對于一些滑坡推力小的土石質路塹邊坡,仍可采用土釘支護,既節省投資,也能縮短工期,具有明顯的優勢。一些缺乏穩定性的高路堤或擋土墻也可以采用土釘支護加固,但還有待于我們改進土釘支護技術,使其優點發揮在整個邊坡支護中。
3 土釘墻邊坡支護的施工材料及機具
3.1 原材料
土釘鋼筋使用前應拉直、除銹、涂油;選用P·032.5普通硅酸鹽水泥;采用干凈的中粗砂,含泥量小于5%;采用干凈的圓礫,粒徑2~4 mm;使用速凝劑,應做與水泥相容性試驗及水泥漿凝結效果試驗。
3.2 施工機具
土釘成孔機具根據土質和現場環境條件選用(沖擊鉆、螺旋鉆、風槍或洛陽鏟等)能完成設計要求的有效機具;注漿泵選用孔口壓力大于0.1MPa的泥漿泵;混凝土噴射機應密封良好,輸送連續均勻,輸送水平距離不小于60m,垂直距離不小于10m;空壓機應滿足噴射機工作壓和耗風量的要求;攪拌方法采用現場人工拌和或混凝土攪拌機攪拌。
4 土釘墻邊坡支護的施工工藝
土釘墻的施工流程為:挖土整理坡面初噴打孔眼插桿灌注掛網復噴。
4.1 開挖整理坡面
土釘支護是分層進行的,因此挖土深度不能超過設計深度,同時要保證坡角達到設計要求的78°~80°,坡面平整光滑,坡角未達到設計要求的則要進行專門修整。
4.2 初噴
為使挖好的坡面不產生垮塌,凡挖好的坡面需立即進行混凝土噴射,以使表層固結。其混凝土材料的配合比為水泥:石子=1.5:1.5,水灰比=0.5~0.6。
4.3 鉆孔
采用人工機械一起作用的方法,鉆孔下傾角度為15°~25°,采用風鉆的方法進行,人工挖工用的是洛陽鏟,兩人一組。
4.4 插桿與灌漿
成孔后按設計要求插入直徑中22mm加筋桿,加筋桿每1.5m焊接直徑110mm的扶正環,起導正作用。在插筋的同時,用加筋桿將注漿管(直徑1.5in)帶進離孔底0.3m的地方,然后進行灌注,注漿材料的配合比為水泥:砂子=1:2。水灰比=0.4~0.5??變纫欢ㄒ酀M,不能形成空洞和孔隙。
4.5 掛網
上道工序完工后,按設計要求,將直徑中6mm的鋼筋,按30cm×30cm的網距焊接,固定于坡面之上;同時,在危險坡上的土釘之間用金屬件(如槽鋼等)連接在一起,以進一步加強支護強度。
4.6 復噴
掛網后,整個坡面復噴混凝土,其噴射厚度達到設計要求。
5 土釘墻邊坡支護的施工質量控制
5.1 原材料控制
采購的各種材料必須滿足規范及設計要求,必須選擇清潔、堅硬、耐久的材料,禁止使用含有達到有害量的廢物、泥、鹽類、有機物等的不合格材料;選擇的混合劑不能對水泥的凝固、水化作用產生有害的影響。
5.2 施工工藝控制
土釘孔眼的位置必須根據受噴面實際情況和設計布置。作土釘用的鋼筋,使用前須除銹矯直,安裝位置距孔眼中心,鋼筋插入深度不得小于設計要求的90%,安裝后不得敲擊、碰撞。灌漿用的砂漿應拌和均勻,隨用隨拌,孔眼在灌漿前用風吹凈,灌漿時從孔底開始,連續均勻的進行。掛鋼筋網前必須將坡面清理平順使鋼筋網緊靠坡面鋼筋網與土釘的聯接必須牢固可靠。噴射混凝上的配合比必須經試驗確定噴射混凝上宜隨拌隨用。分層噴射混凝土時后層混凝土應在前層混凝土終凝后進行,如超終凝1小時以上時,則受噴面必須用水、風清洗;噴頭應與受噴面垂自其間距以0.6-1.2m為宜。噴頭應連續、緩慢橫向移動噴射厚度應均勻。噴射混凝土施工終凝2h后及時進行濕潤養護,養護時間不得少于l4天。
結束語
土釘墻施工成功解決了基坑邊坡的強度及穩定性問題,保證了施工的安全。此外,由于土釘墻能充分利用土體的自承能力的特點,與噴錨支護相比,其造價低,施工方便。因此在條件允許的情況下,采用土釘墻支護,可以大大節省投資。土釘墻施工周期短,與挖土同時進行,很少占用獨立工期。挖土與土釘支護都分層分塊施工,充分發揮土體的空間支護作用,并在開挖后幾個小時內封閉,使邊坡位移和變形及時得到約束限制。
目前,隨著我國建筑工程技術的越來越完善,作為深基坑工程施工過程中的主要應用技術,基坑支護技術也取得了顯著地成效,我國的基坑支護結構方式主要分為:釘墻支護、地下連續墻支護、錨桿支護、攪拌樁支護。在建筑過程中,對深基坑進行科學的設計和選擇,同時采用適宜的支護技術,能夠大大降低基坑深挖施工過程中對鄰近結構物的影響,及降低施工過程中的風險。所以,建筑施工質量提升必須有深基坑支護技術的支持。本文根據深基坑施工特點和實際操作,對比較多的深基坑支護施工技術―土釘墻施工技術進行了深入的研究和探索。通過該技術的應用,可全面提升工程建設的整體質量。
1 土釘墻支護深基坑的作用
1、應力傳遞與擴散作用
當荷載增大到一定程度后,邊坡表面和內部裂縫己發展到一定寬度,此時坡腳應力最大。這時下層土釘伸入到滑裂域外穩定土體中的部分仍能提供較大的抗力,土釘通過其應力傳遞作用,將滑裂面內部應力傳遞到后部的穩定土體中,并分散在較大范圍的土體內,降低應力集中程度。在相同的荷載作用下,經過檢驗:被土釘鎖加固的土體在內部的應變水平比其他素土邊坡土體內的應變水平要降低了很多,這種情況帶來的優勢就是對開裂區域的形成與發展產生了明顯的阻礙效果。
2、箍束骨架作用
土釘與同作用,土釘自身的剛度和強度以及它在土體內的分布空間所決定的,它具有制約土體變形的作用,使得復合土體構成一個整體結構。
3、坡面變形的約束作用
在坡面上設置的與土釘連成一體的鋼筋混凝土面板是發揮土釘有效作用的重要組成部分。面板提供的約束取決土釘表面與土的摩阻力,當復合土體開裂擴大并連成片時,只有開裂區域后面的穩定復合土體產生摩阻力。
4、分擔作用
在復合土體內,土釘有較高的抗拉、抗剪強度和抗彎強度,當土體進入塑性狀態后,應力逐漸向土釘轉移。當土體開裂時,土釘分擔作用更為明顯。土釘內產生相應的彎剪、拉剪等復合應力,于是就會導致土釘體外裹漿體碎裂、鋼筋屈服的結果。
2 土釘墻施工技術在建筑工程深基坑支護中的應用
1、鉆設釘孔。選用土釘成孔的方式進行基坑支護作業,其成孔工具為洛陽鉆機,將其孔徑設置為80毫米,深度應確保其超過土釘長度100毫米,成孔傾角為15度。每鉆進1米,并進行傾角地測量,避免偏向等情況的出現。
2、土釘安裝。與本工程基坑土釘墻支護設計需求相結合,進行土釘的制作,確保其長度在設計長度以上。每隔1.5米進行一組土釘的設置,選用搭焊連接的方式進行土釘連接,焊縫高度控制在6毫米,把土釘在成孔作業后設置在孔內。
3、注漿。選用孔底注漿法進行土釘墻基坑支護注漿作業,其作業流程為在孔底插入注漿管,確保管口與孔底之間距離200毫米,注漿管應同時進行注漿與拔出作業,確保注漿管底能夠在漿面以下,確保注漿過程中可以順利從孔口流出,并將止漿閥設置在孔口,選用壓力注漿的方式進行施工,確保水泥漿強度為M20,注漿壓力控制在1到2Mpa之間。
4、掛鋼筋網并與土釘尾部焊牢。選用鋼筋網進行土釘墻面施工,將其間距定為200毫米,在坡面上通過人工的方式進行綁扎鋼筋的作業;搭接坡面鋼筋的長度需在300毫米左右,隨后順著土釘長度方向在土釘端部兩側進行短段鋼筋的焊接作業,同時在面層內將相近土釘端部通長加強筋進行連接及焊牢。
5、安裝泄水管。土釘墻基坑支護的泄水管制作應選用用PVC管作為主要材料,泄水管長度必須在450毫米以上,并在管附近進行鉆孔作業,孔數應控制在5到8個,隨后在管外側進行尼龍網布的包裹作業。泄水孔縱橫距離定為2米,布置形狀為梅花型并確保安裝的牢固性。
6、復噴表層混凝土至設計厚度。選用噴射混凝土方式進行土釘墻施工,其設計強度必須在C20左右,其厚度應控制在80毫米。第一,選用干拌方式,混合料攪拌時必須遵循相應的配合比進行施工,混凝土噴射施工過程中根據實際情況,可以將水泥重量為5%噴射砼速凝劑摻加到里面。在開挖土方、修坡施工后,及時完成土釘錨固作業,結束焊接鋼筋網施工后,必須及時進行噴射混凝土作業。選用分層噴射的方式,由下到上的方式進行噴射混凝土作業。第一層噴射厚度應控制在4厘米到5厘米之間,確保其不出現掉漿現象后,進行第二層混凝土再噴射作業,直至其厚度符合設計規定。
3 土釘墻施工技術的質量控制
在建筑工程中,土釘墻深基坑支護施工技術作為一個重要組成部分,在我國高層建筑中的應用依然不夠成熟。今后施工單位還需要加大技術水平的提升,使高層建筑的安全性和穩定性得到有力保障。
1、護筒中心和樁中心的偏差不能超過5cm,埋深不能低于1m,泥漿的比重最好控制在1.1~1.2,孔底沉渣的厚度不能超過15cm;鋼筋籠安放位置準確,鋼筋連接滿足規范要求;水下澆筑混凝土施工需要連續作業,保證導管埋入混凝土內深度不小于2米,速度適宜,避免堵管或鋼筋籠上浮,同時樁頭超灌1米。灌注樁混凝土養護完成后,按照相關規范和設計要求進行質量檢測,確保質量合格。
2、土層錨桿在開挖的深基坑墻面或者尚未開挖的基坑立壁土層鉆孔,在達到要求的深度后再次擴大孔的端部,一般形成柱狀。實施錨桿支護技術施工,主要將鋼筋、鋼索或者其它類型的抗拉材料放入孔內,然后灌注漿液材料,令其和土層結合成為抗拉力強的錨桿。這樣的支護技術能夠讓支撐體系承受很大的拉力,有利于保護其結構穩定,防止出現變形,同時還具有節省材料、人力,加快施工進度。
3、在深基坑支護完成后的施工期間,無坑壁坍塌問題出現,通過儀器對周圍建筑物進行監測,無明顯的變形現象出現?;炷凉嘧逗湾^桿支護能夠保證該工程的順利進行,并且保障周圍的建筑物的安全,因此實施深基坑支護施工方案是可行的。
4 結束語
綜上所述,近年來,我國國民經濟得到不斷提升,不斷加快的城市化步伐推動了建筑工程行業的快速發展。在建筑工程行業中,隨著城市高層建筑規模的不斷擴大,人們越來越重視開發利用地下空間,而深基坑施工作為建筑工程的基礎性工程,它施工質量的好壞對高層結構的穩定性造成一定波動,對高層結構地下室的使用效率產生嚴重影響,當前,在深基坑支護施工在我國高層建筑結構中仍存在許多問題。本文主要圍繞深基坑支護施工技術在高層建筑工程中的重要性,重點分析探討了技術目前存在的不足和相關建議,希望能夠給今后的高層建筑工程提供技術參考。
參考文獻
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[2]閆君;王繼勤;崔劍;;土釘墻支護技術在青島中惠商住樓深基坑中的應用[A];探礦工程(巖土鉆掘工程)技術與可持續發展研討會論文集[C];2013年
中圖分類號:TU文獻標示碼:A
0引言
復合土釘墻是剛發展起來的新型基坑支護技術,由于它具有造價低,施工簡便,工期短等優點,而被廣泛采用。復合土釘墻支護,從施工流程上看是先分層開挖,再分層打入土釘,開挖時允許土體發生位移,土體的自身抗剪能力得到充分發揮。復合土釘墻中的微型樁等超前支護很好的限制側向位移,從而提高了基坑的整體穩定性。但土釘墻的前期支護較排樁支護,剛度小,變形大,所以準確的計算或估算出基坑的變形,對設計和施工都是有非常重要的意義。但影響基坑變形的因素很多,單純用計算機進行數值模擬是很難全面考慮影響變形的眾多因素的。所以人們開始從已竣工的工程中,獲取實測資料來研究復合土釘支護的變形。魏煥以假定的剛度分配系數法,初步探討一種復合土釘墻水平位移的簡化計算方法。本文收集了10個典型基坑支護實例。對這些資料進行分析,試圖找到復合土釘墻變形的一般規律。
1實例收集和資料整理
從我國各類學術期刊上找關于復合土釘墻支護的學術論文。從中選出包含①工程概況②土層信息③設計方案④水平位移的10個案列。并把信息整理如下:
工程實例:1、臨沂城建廣場,基坑深度11.5m,7排土釘,有超前支護樁,最大側移與坑深比1.65‰,最大側移位置2m。2、杭州西城年華,基坑深度5.25m,4排土釘,有松木樁超前支護,最大側移與坑深比2.19‰,最大側移位置坡頂。3、廣州某工程,基坑深度8.6m,7排土釘,有超前支護攪拌樁,最大側移與坑深比1.45‰,最大側移位置3m。4、某工程,基坑深度7m,5排土釘,有超前支護攪拌樁,最大側移與坑深比2.7‰,最大側移位置5.5m。5、濟南北園大街與三孔街交界處,基坑深度9m,5排土釘,有超前支護攪拌樁,最大側移與坑深比5.55‰,最大側移位置坡頂。6、深圳假日廣場,基坑深度14.35m,10排土釘,無超前支護攪拌樁,最大側移與坑深比5.2‰,最大側移位置8m。7、深圳假日廣場,基坑深度21m,4排土釘,有超前支護攪拌樁,最大側移與坑深比3.57‰,最大側移位置坡頂。8、江蘇淮安市金馬廣場,基坑深度9.05m,7排土釘,有超前支護攪拌樁,最大側移與坑深比4.09‰,最大側移位置3.2m。9、某工程,基坑深度5.5m,4排土釘,有超前支護攪拌樁,最大側移與坑深比6.5‰,最大側移位置3.5m。10、南京玄武湖車道,基坑深度10m,9排土釘,有超前支護攪拌樁,最大側移與坑深比2‰,最大側移位置7m。
2實例數據分析
下面分析中主要考慮土釘的布置,超前支護和預應力土釘等因素,對偶然、次要、人為因素忽略不計。
2.1最大水平位移分析
由工程2,5,7可知基坑的最大水平位移位于邊坡頂部。資料顯示,工程2在上部放坡加土釘,下部松木做微型樁支護;工程5無超前支護,攪拌樁止水帷幕離基坑坡面較遠,對基坑的變形影響較小;工程7上部放坡加土釘,下部攪拌樁超前支護加預應力錨索。工程1,3,8,6,9,10,4的基坑最大水平位移深度與基坑深度的比值分別為0.17,0.35,0.35,0.55,0.6,0.7,0.78。而他們均有微型樁超前支護,或有預應力錨索。綜上知土釘支護工程,無超前支護和預應力時最大水平位移在坡頂,有超前支護時,最大水平位移在坡頂以下一定范圍內。由此我們可知在單一土釘支護下,可適當加長上部土釘,在有超前支護的復合土釘支護下,可加長中部土釘的長度。
2.2時空效應分析
圖一C12號測點土釘墻位移變化過程圖二 C13號測點土釘墻位移變化過程
圖三 S10觀測點水平位移時程曲線 圖四 S22觀測點水平位移時程曲線
由圖三可知,在基坑開挖初期,基坑最大水平位移有突變,這說明土釘墻每層開挖都有瞬時效應,而圖一8號14號曲線,圖二8號13號曲線,在最大水平位移處有較大的突變,證明瞬時效應的發生。但圖四曲線變化平滑。對比他們的支護形式,可知圖一二三都是土釘加攪拌樁的復合支護,而圖四是土釘加預應力的復合支護。由此我們可以得出無超前支護的復合土釘支護,每層開挖后迅速植入土釘;對有超前支護的復合土釘支護適當減小每層開挖深度,可有效控制基坑的水平變形。
2.3 沉降變形分析
工程:7、8、9基坑深21m、9.05m、5.5m,坡頂最大沉降距邊坡距離12m、10m、4~8m,支護形式上部放坡、攪拌樁支護、攪拌樁支護。工程7中基坑的最大沉降發生在距邊坡12m處,約為基坑深度的一半;工程8和9中基坑的最大沉降發生在距邊坡10m和4~8m處,約等于基坑深度。觀察三項工程的支護情況,工程7為上部放坡加土釘下部攪拌樁,工程8,9是攪拌樁。對比知無超前支護,坡頂沉降最大位移距坡面距離為基坑一半,有超前支護坡頂最大沉降距坡面距離為基坑深度。因為土釘的自穩定性差,沒超前支護,更容易在邊坡處發生變形。若有超前支護,最大沉降位置遠離邊坡。所以進行土釘支護設計時,如果基坑附近有建筑物可采用有拌樁超前支護的復合土釘墻來控制沉降變形。若沒有建筑物,可采用單一土釘支護。
5總結
⑴土釘墻最大水平位移的位置不能夠確定,但一般情況下,單一土釘墻在坡頂,有超前支護或預應力錨索在中部,并且超前支護的剛度越大,越靠近基坑底部。
⑵有超前支護,基坑開挖有瞬時效應。
⑶有超前支護基坑的最大沉降位置距坡面的距離與基坑的開挖深度相同。
參考文獻
1公路防護技術的類型
公路路塹邊坡防護技術大體上可分為2種類型,即植物防護和工程防護。
1.1植物防護
植物防護就是在邊坡上種植草叢或樹木或兩者兼有,以減緩邊坡上的ooo水流速度,利用植物根系固結邊坡表層土壤以減輕沖刷,從而達到保護邊坡的目的。這對于一切適合種植的土質邊坡都是應當首選的防治措施。植物防護還可以綠化環境,和周圍環境相協調,也是一種符合環境要求的防護辦法。草種應就地選用覆蓋率高,根系發達、莖葉低矮、耐寒耐旱且具有匍匐莖的多年生植物品種,也可以引進適應當地土壤氣候的優良草種,如蘭莖冰草、扁穗冰草。
1.1.1 條播法
在整理邊坡時,將草籽與土肥混合料按一定比例間距水平條狀鋪在夯層上,寬約10CM,然后蓋土再夯,并灑水拍實。單播只用一種草籽,混播用幾種草籽混合,使根系植被和出芽率為最優。另外由于草皮在5攝攝氏度以下停止生長,10攝氏度以下基本不發芽,另外高溫季節蒸發太快,草皮生長易于干枯,故在此期間不已播種。
1.1.2密鋪法
老邊坡先要整理坡面,填平細溝坑洼路塹:邊坡防護,新邊坡要經初驗合格灑水浸濕后再平鋪草皮。草皮之間要稍有搭界,塊塊靠攏,不得留有空隙,根部要密貼坡面、每塊拍緊使接茬嚴密才能成活。邊坡陡于1;1.5的就需加釘固定。草皮的切塊尺寸約25CM*40CM,厚5CM左右。1.1.3 植樹
植樹不僅可以加強邊坡的穩固性,防風固沙,減輕冰雪對路面的危害,還可以美化路容,調節小氣候,大量栽樹可以獲得部分木材增加收益。但是高大喬木不能植于公路彎道內側,以免影響視線論文范文。
1.1.4框架內植草護坡
在坡度較陡且易受沖刷的土質和強風化的巖質塹坡上,采用框架內植草護坡??蚣苤谱饔卸喾N做法,例如;①漿砌片石框架成45o方格網,凈距2 ~4m,條寬0.3~0.5m,嵌入坡面0.3米
左右;②錨桿框架護坡,預制混凝土框架梁斷面為12cmⅹ16cm,長1.5m,用4根6~ 8mm 鋼筋,兩頭露出5cm,另在桿件的接頭處伸入一根直徑14長3m錨桿,灌注混凝土將接頭固定。錨桿的作用是將框架固定在坡面上,框架尺寸和形狀有具體工程而定,其形狀可設計為正方形、六邊形、拱形等,框架內再種植草類植物。
1.2工程防護
對不適宜植物生長的土質或風化嚴重、節理發育的巖石路塹邊坡,以及碎石土的挖方邊坡等,只能采取工程防護措施即設置人工構造物防護。工程防護的類型很多,有護面墻防護、干砌片石防護、錨桿防護、抗滑樁防護和擋土墻防護。各種防護技術都各有其優、缺點和適用條件,一般說除錨桿、抗滑樁和擋土墻外,其他各種防護結不承受荷載,所以不進行內力分析,直接根據適用條件選擇使用。先簡單介紹如下;
1.2.1 坡面防護
坡面防護包括抹面、捶面、噴漿等形式
⑴抹面防護
對于易風化的軟質巖石,如頁巖、泥灰、千枚巖等材料的路塹邊坡,暴露在大氣中很容易風化剝落而逐漸破壞,因而常在坡面上加設一層耐風化表層,以隔離大氣的影響,防止風化。常用的抹面材料有各種石灰混合料灰漿、水泥砂漿等。抹面厚度一般為3―7cm,可使用6-8年。為防止表面產生微小裂縫影響抹面使用壽命,可在表面涂一層瀝青保護層。
⑵捶面防護
捶面防護與抹面防護相近,其使用材料也大體相同。為便于捶打成型,常用的材料除石灰、水泥混合土外,還有石灰、爐渣、粘土拌合的三合土與再加適量沙粒的四合土。一般厚度10-15cm,捶面厚度較抹面厚度要大,相應強度較高,可抵御較強的雨水沖刷,使用期約8-10年。抹面、捶面是我國公路建設中常用的防護方法路塹:邊坡防護,材料均可就地采用,造價低廉,但強度不高,耐久性差,手工作業,費時費工。
1.2.2砌石防護
砌石防護包括護面墻、干砌片石防護、漿砌片石護坡。
⑴護面墻
護面墻是采用漿砌片石結構,覆蓋在各種軟質巖層和較破碎的挖方邊坡,使之免受大氣影響而修建的墻體,以防止坡面繼續風化。在缺乏石料的地方,也可以采用現澆水泥混凝土或用預制混凝土塊砌筑。護面墻除之自重外,也能增加路塹美觀。所以在巖石甚至在一些土質路塹邊坡也可砌筑一定高度的護面墻,以美化路容。若巖層破碎或在開挖時坡面有嚴重凹陷,應局部采用支補護面墻的方式進行。
⑵干砌片
干砌片石防護適用于土質、軟巖及易風化、破壞較嚴重的填挖方邊坡,以防止雨雪水流沖刷。在砌面防護中,宜首選干砌片石結構,這不僅為了節省投資,而且可以適應邊坡有較大的變形。干砌片石受水流沖擊時,細小土顆粒易被水流沖刷帶走而引起較大的沉陷,為防止坡面土層被水流沖擊和減輕漂浮物的撞擊力,應在干砌防護下面設置碎石或砂礫結構的墊層。干砌片石坡腳應視土質情況設置不同埋深的基礎
⑶ 漿砌片石防護
漿砌片石防護也是公路路塹邊坡防護中常用的工程防護方法。漿砌片石是用水泥砂漿將片石間隙填滿,使砌石成為一個整體,以保護坡面不受外界因素的侵蝕,所以比干砌片石有更高的強度和穩定性。干砌或漿砌片石防護在不適于植物防護或者有大量開山石料可以利用的地段最為適合。砌石防護的優越性是顯而易見的,它堅固耐用,材料易得,施工工藝簡單,防護效果較好,因而在公路的邊坡防護中得到了廣泛的應用。
1.2.3 擋土墻防護
在公路路塹邊坡防護工程中,大量的擋土結構得到了廣泛應用論文范文。擋土墻按斷面的幾何形狀及特點,常見的形式有:重力式、錨桿式、土釘墻、懸臂式、扶臂式、柱板式等。各種擋土墻都有其特點及適用范圍,在處理實際擋土工程時,應對可能提供的一系列擋土體系的可行性作出評價,選取合適的擋土結構形式,做到安全、經濟、可行?,F結合工程常用介紹如下形式。
⑴重力式 擋土墻
重力式擋土墻是以擋土墻自生重力來維持其在水土壓力等作用下的穩定。它是我國目前常用的一種結構型式,重力式擋土墻可用磚、石、素混凝土、磚塊等建成,其優點是就地取材、結構簡單、施工方便、經濟效益好;缺點是工程量大,地基沉降大,它適合擋土墻高度在5-6M的小型工程。
⑵錨桿擋土墻
錨桿擋土墻是由鋼筋混凝土面板及錨桿組成的只當結構物。面板起支護邊坡土體并把土體的側壓力傳遞給錨桿的作用,錨桿通過其錨固在穩固土層中的錨固段所提供的拉力;來保證擋土墻的穩定,而一般擋土墻是靠自重來保持其穩定。錨桿擋土墻按其鋼筋混凝土面板的不同,可分為柱板式和板壁式。柱板式擋墻是錨桿連接在肋柱上,肋柱間加當土板;板壁式擋墻是由鋼筋混凝土面板和錨桿組成。
⑶錨釘墻
錨釘墻支護技術有著比單純錨桿支護或土釘支護更廣泛的適用范圍,它可以結合錨桿深部加固和土釘淺部加固的優點路塹:邊坡防護,來對邊坡進行加固處理。工程實際中,錨釘聯合加固支護的形式各異,大體可歸納為兩種: ①強錨弱釘支護體系:該體系以錨桿為邊坡的主要加固手段,抑制基坑邊坡的整體剪切失穩破壞,然后輔以土釘支護,抑制邊坡局部破壞;②強釘弱錨支護體系:即以土釘為邊坡的主要加固手段,形成土釘墻,然后輔以錨桿支護,限制土釘墻及墻后土體的位移。
2結語
公路及其附屬建筑物的邊坡穩定是保證其正常使用的前提條件。邊坡的防護技術類型很多,本文只介紹了一些較常用的類型。從力學角度分析,維護邊坡穩定的方法,一是借助擋墻的自重來平衡墻后巖土體傳來的推力;二是在巖土體中“釘釘子”,如錨桿,利用周圍土體對錨固段的錨固力來維持土體的平衡,從而達到保證邊坡穩定的目的;第三種辦法就是改變土體的性質,通過外加材料而形成強度高、穩定性好的復合土體,這種方法的分析和驗算比較復雜,有的機理還在研究中。在實際工作中,還要強調自然界和人為因素這一外部環境,強調巖土參數的準確性,因地制宜選用上述方法,進行符合實際的施工,達到邊坡防護的目的。
參考文獻:
⑴達.公路擋土墻設計、北京:人民交通出版社,2000.
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A
1 工程概況
該項目擬建建筑物為中醫院病房樓、門診綜合樓及地下車庫,工程四周為耕地,其南側距離最近的圍墻大于20.0 m,大于2倍的基坑深度范圍內無建筑物和管線,距市政管網較遠,對周圍建筑及其管網無影響。
2 水文地質條件
根據地質勘察報告顯示,場地開挖的巖土上部表層為少量耕土,其下為第四系更新世沖洪積土層,根據其巖性及物理力學性質,自上而下主要分為6層,分別為①含少量姜石的可塑~硬塑狀新近沉積粉質粘土層;②粉土;③細砂,主要礦物成分以石英、長石為主、含少量云母;④粉土;⑤含小姜石硬塑狀粉質粘土層;⑥含小姜石硬塑狀粉質粘土層。施工區域內在勘探深度范圍內未見地下水因此不用考慮降水施工。
3 基坑支護方案
根據現場條件和結構設計文件要求,基坑實際深度為8.4 m,病房樓因地基處理需要,設置了0.2 m 厚褥墊層,故病房樓處基坑深為8.6 m。該深度范圍內土的工程特性指標如表1所示。
表1土的工程特性指標
土層名稱 γ(KN/m3) c(kPa) Ф(°)
①新近沉積粉質粘土 19.9 23.9 15.6
②粉土 19.7 7.1 19.0
該工程為深基坑支護工程,基坑安全等級為二級,基坑周邊允許超載為15kPa,為防止邊坡塌方,保證安全作業,特對基坑邊坡進行支護,在經濟合理的基礎上,采用土釘墻噴錨支護方案進行支護。
基坑支護設計參數為土釘橫向間距與豎向間距均為1.5m,傾角為15°,孔徑110mm,土釘鋼筋為C20HRB400,土釘共設4排,長度分別為7.0,6.5,5.5,6.0m,噴錨網選用A8@150×150鋼筋網。病房樓段、門診樓及地下車庫段基坑支護設計參數見表2。
表2 病房樓段、門診樓及地下車庫段基坑支護參數一覽表
土釘道數 水平
間距
(m) 豎向
間距
(m) 入射角
(deg) 孔深(m) 孔徑
(mm) 鋼筋
(Ⅲ級) 鋼筋長度(m) 鋼筋直徑(mm)
病房樓段 門診樓及地下車庫段 病房
樓段 門診樓及地下車庫段
1 1.5 1.5 15 8.7 8.7 110 HRB400 8.5 8.5 20
2 1.5 1.5 15 7.9 7.7 110 HRB400 7.7 7.5 20
3 1.5 1.5 15 8.0 7.9 110 HRB400 7.8 7.7 20
4 1.5 1.5 15 8.2 8.2 110 HRB400 8.0 8.0 20
5 1.5 1.5 15 9.7 10.7 110 HRB400 9.5 10.5 20
4 施工工藝流程
土釘主筋、網片制作鉆孔位置測量及布設成孔土釘主筋就位綁扎、加固鋼筋網第一次壓漿二次補漿噴射混凝土面層覆蓋養護
5 施工技術要求
1) 開挖修坡:基坑作業用挖掘機,開挖后人工對邊坡進行修整,清除坡面虛土,保證基坑坡面平整度,并嚴格按設計坡度放坡。
按施工方案要求,分層分段開挖修坡,開挖深度必須符合設計要求,每段開挖長度不大于50 m,每層開挖深度不得大于2 m,具體每層開挖深度,根據各剖面土每層錨桿孔標高而定,嚴禁超挖。基坑一次開挖深度,需土方施工隊伍與護坡施工配合,視邊坡允許變形范圍、自穩時間和施工流程相互銜接情況而定,地質條件好、含水量小、施工速度快,深度可大些,反之要小些。
2) 錨桿成孔:采用洛陽鏟人工成孔,孔徑為110 ㎜,豎向間距1.5 m,水平間距1.5 m,傾角為15°。成孔前根據設計要求,在坡面定出孔位,允許誤差±10 cm。成孔后進行檢驗和測量。孔徑允許誤差±5 mm;孔深允許誤差±5 mm;孔傾角允許誤差±1°;孔內碎土、雜質及泥漿清除干凈;成孔后用編織物等將孔口臨時堵塞。
3) 置筋:插入錨桿鋼筋前要進行清孔檢查,若孔中出現局部滲水或掉落松土立即處理。土釘鋼筋置入前,要先在鋼筋上安裝對中定位支架,以保證鋼筋處于孔位中心且注漿后其保護層不小于25 mm。支架沿釘長的間距為1.5 m。安裝完畢后,隨即檢查孔內是否有碎石堵孔,若有立即清除。
4) 鋼筋連接:鋼筋網用細綁絲綁扎,錨桿鋼筋和橫向連接筋采用電焊機焊接。
5) 注漿:采用注漿泵常壓孔底注漿,漿液采用純水泥漿,水灰比為0.45~0.5,見漿液流出孔外后再注下一個孔。注漿前要清除孔內雜物,注漿管隨著注漿慢慢拔出,同時保證注漿管端頭始終在注漿液內,注漿要連續進行,要飽滿。隨漿液慢慢滲入土層,孔口會出現缺漿現象,及時補漿,補漿在2小時后進行,補漿次數不少于2次。漿液要攪拌均勻并立即使用,對未注滿孔,用1:1(重量比)水泥砂漿抹平。
6) 掛網噴面:坡面掛A8@150×150鋼筋網,面層噴射細石混凝土,混凝土強度等級C20,厚度不小于100 mm。噴面前要清理面層,埋好控制面層厚度的標志,噴面層分段分片依次進行,同一段內自下而上進行,段片之間,層與層之間做成45° 的斜面。
7) 該基坑工程工期正值雨季,雨期施工的原則:防排結合、以排為主、不積水、不倒灌,確?;?、邊坡穩定,主要采取了坑壁滯水處理和基坑排水措施。
坑壁滯水處理措施為在基坑上口四周600 cm寬砼硬化的同時,用塑料布壓入在砼中,塑料布向基坑下鋪設,覆蓋整個基坑壁?;优潘胧┤缦拢貉鼗铀闹?,在肥槽內開挖寬深均300 cm的排水溝,排水溝用水泥砂漿底并用卵石填充,排水溝內設置集水井,集水井直徑1.0 m,深1.5 m,周邊用混凝土實心磚圍砌,內置直徑0.3~0.4m無砂濾管,四周用碎石填充,內置Ø75的污水泵,每個集水井設一臺水泵,一旦有積水,及時使用污水泵將其抽出到坑外,保證坑底沒有積水。
6 基坑監測
1) 監測內容:圍護體的位移及沉降;地表開裂狀態及周圍環境變形; 基坑底部土體有無隆起,圍護外側土體有無下沉。
2) 監測點的設置
基坑邊坡頂部的水平位移和豎向位移監測點在基坑周邊布置;基坑周邊中部、陽角處布置監測點;在土釘墻坡面上設置監測點;水平方向監測點間距不大于20m,每邊監測點數目不少于3個,豎向監測點布置在基坑的頂部,即地面下1.0 m處。
監測點、后視點、水準基點設置在基坑施工影響范圍外。
沉降和位移監測點設在基坑邊壁和基坑底部。
3)監測次數及方法
在基坑開挖期間,每天監測一次,當位移出現發展趨勢或接近預警值(水平位移監測預警值為水平位移累計絕對值超過60 mm 或變化速率超過15 mm/d 或連續3d 的變化速率大于10 mm/d;豎向位移監測預警值為豎向位移累計絕對值超過60 mm或變化速率超過8 mm/d 或連續3 d的變化速率大于6 mm/d)時,加大監測的頻率。地下室底板完工后減少監測次數,地下室側墻完工后停止監測。
位移觀測用Et-02電子經緯儀,沉降觀測用精密水準儀,精度為標準二等水準,采用閉合或附合路線觀測方法。
7 結語
目前,基坑工程已經完工且進行了土方回填,從整個施工過程監測顯示,施工結束后一個星期內最大水平位移量為15mm,最大豎向位移為12mm,遠低于位移預警值,之后邊坡趨于穩定,經過雨季連續的雨水洗刷,沒有繼續位移,使基礎施工順利進行,達到了支護的預期效果,同時為相同或類似地質情況的工程支護提供了參考。
參考文獻:
隨著城市經濟建設的發展,土地資源越來越緊張,尤其是一線城市,這種現象尤為突出。為了緩解這種現狀,開展的地下施工也越來越多。為了有效避免基坑工程施工事故,合理選擇基坑支護優化方法已成為工程建設必不可少的重要環節。
在深基坑工程中,一個合理的支護方案既能保證安全,又能節約成本。對深基坑支護方案的優化,工程技術人員和科研工作者在不斷的探索和嘗試當中,從最初的經驗分析法到近代的數學理論、數值分析法,現已將越來越多的科學方法應用于深基坑支護優化當中。
1.深基坑支護優化方法
1.1定性分析法
定性分析法即根據工程經驗對支護方案進行比選,從而判斷出對于某一個特定的深基坑工程的一個或幾個相對最佳的開挖支護方案。這種方法需要有豐富的工程經驗,需充分了解各種支護型式的優缺點、適用范圍以及與基坑相關的一切工程信息。根據深基坑支護優化選型的依據,可按流程圖1進行優選。
1.2經驗加權評分法[1-3]
在深基坑支護中,對于A、B、C、D、E等幾種方案往往很難判斷哪一個方案更優越。因為每一種方案都有其特點,有的比較經濟,有的施工速度快,有的對環境影響小,有的安全度高。而這些方面又很難直接進行量化的對比,便給方案比選帶來一定的困難。比如在北海地區,土釘墻支護與樁錨體系誰更適合使用,從理論優化上講,主張應盡可能地采用土釘墻方案。但往往進行方案優選的目的是在激烈的市場競爭中取得合同,這里便涉及到業主的思維定位問題。在實際運作時,就有可能會因業主認為“土釘墻不如樁錨體系可靠”而失去合同。為了解決上述問題,可采用比較方便的經驗加權評分法進行方案比選。我們知道,評價一個方案優劣的主要依據是可靠性、造價、施工難度、工期、環境影響以及對其它工序的影響等兒個方面,對此,可以得到下表1所示的經驗加權評分表,其中Xij代表i方案在j指標下的得分,ωj為方案確定人對j指標與其它指標相比時的權重。
這種評定方法所得到的評價結果的正確性主要取決于方案評審人評分的結果是否科學、準確與可靠。其核心問題是「Xij和{ωi}的確定方法,{ωi}需進行考慮后才能決定,一般條件下ω1≥ω2≥ω3≥ω4≥ω5≥ωn,具體情況視實際工程而定。
1.3層次分析法[4-7]
層次分析法(Analytical Hierarchy Process,簡稱AHP法)是美國數學家A.L.Satty在20世紀70年代提出的一種定性和定量分析相結合的評價方法。深基坑支護系統是一個相當復雜的系統工程,影響因素眾多,其設計必須滿足安全性、經濟性和可行性這三個基本要求,對于市區內工程,環境保護及文明施工也是十分重要。層次分析法就是根據支護方案的基本要求選擇指標,構造層次模型,通過確定評定原則構造判斷矩陣;然后對層次單排序、總排序來評價支護方案的優劣性的方法。
1.4模糊綜合評判法[8-10]
假設有n種支護方案,以來表示;影響支護方案的因素有m個,以U={u1,u2,…,um}來表示,其影V={v1,v2,…,vn}響程度不同,因此它們的權重也不一樣。綜合評判是V上的一個模糊子集B={b1,b2,…bn},其中bj(j=1,2,…n)反映了第j種評判vi在綜合評判中所占的地位,綜合評判依賴于各個影響因素的權重,它是U上的模糊子集A={a1,a2,…,am},其中ai(i=1,2,…m)是第i個影響因素的權重。模糊綜合評判法就是根據模糊映射和模糊變換理論,建立從U到V的模糊映射f,并由模糊映射f誘導出的模糊關系確定模糊矩陣R(單因素評判矩陣),然后通過模糊運算B=A?R得到綜合評判B,最后根據最大隸屬原則優化出最佳支護方案的方法。
此外,隨著人工神經網絡廣泛應用于工程實踐,神經網絡評價法也引入了深基坑支護方案優化中,為深基坑支護方案優化提供了新的途徑。
2.結束語
隨著社會的發展,深基坑防護對整個城市的經濟建設日益突出。可以預見,
隨著各種科學計算方法不斷涌現,且在計算機技術日新月異的今天,傳統的深基坑防護技術將會得到完善和提高,新穎的深基坑防護技術也將會不斷呈現。
參考文獻:
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1 工程概況
1.1 工程概述
本工程位于陜西漢中市內天漢大道西側,場地地形平整,擬建建筑物南北長50.4m,東西寬31.6m,設計基坑開挖深度自現自然地面下7.2m。場地北側以及東西兩側場地較開闊,而場地南側0.8m即為同仁醫院圍墻,距離醫院門診大樓僅相隔一條約5m寬的通道,醫院門診大樓為一6層鋼筋混凝土框架結構建筑,而與場地之間相隔的通道為入院的主干道,往來車輛和人員較多,動荷載較大,該側一旦發生基坑失穩,不僅影響醫院門診樓的安全,也影響到該通道上的車輛和人員安全,基坑安全等級較高。為保障施工期間同仁醫院的安全運行,需對南側基坑進行合理有效的支護。
1.2 工程地質和水文地質條件
根據場地工勘資料,本場地底層結構簡單,自上而下依次為素填土、粉質粘土、粉砂、粗砂、圓礫、卵石等,各土層物理力學性質如表1所示:
表1 場地地層情況
土層名稱
平均厚度(m)
重度(kN/m3)
黏聚力(kPa)
內摩擦角()
素填土
3.6
18
20
15
粉質粘土
0.8
20
50
24
粉砂
0.6
19
25
粗砂
1.2
20
30
圓礫
1.4
21
38
卵石
7.0
22
38
2 基坑支護方案的確定
本工程南側緊鄰已建建筑,無放坡開挖的距離,擬采用垂直開挖,懸臂式排樁支護;其余三側有一定的放坡空間,但考慮基坑開挖過深,為保障施工臨時用地以及交通道的安全,擬采用放坡1:0.3開挖,土釘墻支護。
2.1 排樁支護
分布于基坑南側,采用機械鉆孔灌注樁,樁長14.0m,樁徑0.9m,樁中心距1.8m,樁頂用600×900mm冠梁連接。
1)樁身。樁身混凝土強度C25,主筋采用HRB335級鋼筋,24φ32均為配置;螺旋箍筋采用HPB235級鋼筋,φ10@150,加強箍筋采用HRB335級鋼筋,φ20@1500,混凝土保護層厚度50mm。
2)樁頂冠梁。各樁樁頂用600×900mm冠梁連接,冠梁混凝土強度等級C25,每側各配4φ20受力鋼筋;梁中部設兩道腰筋,每道采用2φ16普通鋼筋;冠梁箍筋采用四肢箍,φ8@200;樁體主筋應插入冠梁內不少于冠梁高度,并與冠梁受力筋可靠連接。
3)樁間土處理。孔樁施工時預埋φ8@150插筋,樁側土體應分層對稱垂直開挖,開挖后將兩樁間的鋼筋焊接,再掛鋼筋網,采用φ8普通鋼筋,間距150×150mm,豎向鋼筋應置于水平鋼筋之下,表層噴射C20細石混凝土,厚度80mm。樁間土豎向設置兩排泄水孔,矩形布置,水平向間距1.8m,孔徑100mm,外斜坡度5%,進入坡體0.60m,用PVC管制成花管安裝。
2.2 土釘墻支護
分布于基坑東側、西側、北側,開挖坡比為1:0.3,基坑開挖深度為7.2m。
1)土層錨桿(土釘)。沿基坑豎向布置四排土釘,水平向間距1.3m,矩形布置,錨桿傾角15度。人工洛陽鏟成孔,孔徑120mm,植入土釘后,灌入M20水泥砂漿形成錨固體。
2)坡面掛網。采用φ8普通鋼筋,間距150×150mm,一層,加強鋼筋采用φ12普通鋼筋將水平向和豎向土釘連接。加強鋼筋與土釘交叉處采用焊接連接。坡面鋼筋網應上翻至坡頂外側,外翻長度1.0m,并在坡頂用1.0m長短鋼筋垂直打入地下以固定鋼筋網。
3)護面。坡面噴射細石混凝土護面,混凝土強度等級為C20,厚度100mm。
3 支護結構穩定性驗算
3.1排樁支護驗算
《規范》規定排樁支護驗算的內容主要包括整體穩定性演算、抗傾覆穩定性驗算和基坑底部抗隆起驗算。本工程內力計算方法采用增量法,基坑側壁重要性系數γ0取1.0,地面超載取30kPa,計算結果下所示。
1)整體穩定驗算。計算方法采用瑞典條分法,經計算,最危險滑裂面整體穩定安全系數 Ks = 3.102>= 1.3,滿足規范要求。
2)抗傾覆穩定性驗算。定義穩定安全系數為被動土壓力Ep對樁底的彎矩與主動土壓力Ea對樁底的彎矩的比值,經計算, Ks = 1.401 >= 1.200, 滿足規范要求。
3)基坑底部抗隆起驗算。采用普朗德爾公式計算穩定安全系數Ks = 19.689 >= 1.1,滿足規范要求。
3.2 土釘墻支護驗算
《規范》規定土釘墻支護驗算的主要內容包括內部穩定性驗算和外部穩定性驗算。本工程基坑側壁重要性系數取1.0,土釘荷載分項系數取1.25,土釘抗拉抗力分項系數取1.3,整體滑動分項系數取1.3,計算結果下所示。
1)內部穩定驗算。計算方法采用整體圓弧滑動法,根據施工的步驟將分層開挖支護看做不同工況,經計算,各工況最危險滑裂面整體穩定安全系數均能滿足規范要求。
2)外部穩定驗算。主要包括基地承載力演算,抗水平滑動演算和抗傾覆穩定性演算。經計算,
基底平均壓力設計值 pa=125.6(kPa) < fa=140 kPa
基底邊緣最大壓力設計值 pamax=155.5(kPa) < 1.2fa=168 kPa
抗滑安全系數 Ks =6.633 > 1.3
抗傾覆安全系數 Ks =36.097 > 1.6
各計算指標均滿足規范要求。
4 施工注意事項
1)基坑開挖后應立即進行支護,坡面人工修平后再掛網,施工過程中應采用防水措施,以免施工用水侵蝕坡面,導致坡面跨塌。
2)錨孔灌漿前必須用清孔,清除孔內殘土,注漿必須從孔底開始進行。
3)土釘加強筋必須與土釘焊接牢固,且網筋應置于加強筋之下,網筋與加強筋交叉處必須焊接,網筋交叉處必須綁扎。
4)坡體護面混凝土必須平整,保證厚度及質量,混凝土終凝2小時后應灑水養護7天。
5)施工前應檢查原材料的品種、質量和規格型號以及相應的檢驗報告。
6)鉆孔偏斜度不得大于5%。
7)鉆孔深度應比設計土釘長度長至少超深0.2 m。
8)應用定位短筋將土釘置于鉆孔中心,保證保護層厚度。
9)施工過程中應注意地下管線和臨近建(構)筑物基礎等,如遇見地下管線等,土釘位置、傾角、長度可適當調整,但需征得設計單位同意。
10)基坑開挖應分級進行,每級開挖深度宜為1.5-2.5m,且待前一級支護完成驗收后方能開挖下一級基坑。
5 結語
本工程于2009年3月開工,2010年2月竣工,根據施工過程中的支護結構變形檢測資料表明,基坑側壁的土體以及臨近建筑物的變形量均在規范規定的變形范圍以內,表明本基坑設計施工方案是合理有效的,對本地區相似工程的設計施工具有一定的借鑒作用。
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Application of Pile and Soil-Nail-Wall Composite Supporting Structure in a Deep Excavation in Hanzhong
Chen Dongliang
(Department of Civil Engineering and Architecture, Shaanxi University of Technology , Hanzhong, 723001)
Abstract According to the actual condition of a deep excavation in Hanzhong, Using the pile and soil-nail-wall combined form for supporting structure, and stability analysis of the results are in line with current regulatory requirements, the application of engineering practice, the project runs well, the monitoring data show that The supporting structure is safe and effective in the region similar to the reference design and construction projects.
Key words Deep excavation; Piles; Soil-nail-wall; Foundation Support
作者簡介:陳棟梁(1980-)男,碩士,講師,主要從事巖土工程方向的教學研究。
Abstract: the processing of foundation pit is related to many aspects, generally the most common and most important only two aspects, that is, the foundation pit supporting and waterproof. In this paper the author corrects the two aspects of, especially the foundation pit support technology, do a detailed discussion, simply introduced the construction technology of them, compares and analyses their respective advantages and disadvantages. In addition, starts with the development of the technology of deep foundation pit do some simple in this paper.
Keywords: housing construction; Civil engineering; Foundation pit supporting
中圖分類號:TU8 文獻標識碼:A文章編號:
自改革開放以來以來,尤其是國家“十一五”規劃的完滿實現,近幾年我國的高層建筑施工技術得到很大的發展,已經達到了世界先進水平。相應地,深基坑的開掘使用日益增多,深基坑處理技術發展迅速。目前多采用鉆孔灌注樁,地下連續墻,深層攪拌水泥土墻、加筋水泥土墻和土釘墻等支護技術,與傳統技術相比較計算理論上有很大的改進。支撐方式有傳統的鋼柱(或者型鋼)和混凝土支撐,亦有在坑外采用土錨拉固;內部支撐形式也有多種,有對撐,角撐,桁架式邊撐等。在地下連續墻用于深基坑支護的方面,還推廣了“兩墻合一”和逆作法施工技術,能有效的降低支護結構的費用和縮短工期。
一、深基坑技術的發展
基坑由來已久,自古就有放坡開挖,隨著人類文明程度的加深,知識技術的豐富發展,自產業革命以后,土木工程得到了飛快的發展,帶了基坑技術發展的新契機。深基坑技術的發展主要伴隨高層、超高層建筑的發展,在國內主要集中于本世紀。
1、 規模方面
隨著城市建設步伐的不斷前進,以及城市化標準的不斷提高,城市建筑逐漸朝著超高、超大的規模發展?;拥陌l展相應也向著大深度、大面積方向前進,再加上工程程度的加深,基坑開掘面臨的自然環境也越來越復雜。
2、 技術方面
發達國家,科技、經濟發展都較為超前,相應其深坑技術在世界范圍內也較為領先。在國內,基坑的開掘、施工,主要是借助于人力和大中型地上挖掘機。對于深坑的開掘,技術手段和施工措施還是較為落后,小型地下挖掘機的使用比率就相對較低。
深基坑的支護方案有很多,常規的有土釘墻支護和樁錨支護,后來發展出來的又有逆作法,即采用兩墻合一的技術方案,施工相對簡單,工程造價也較為低廉。另外,用于深坑工程施工的其他技術也有不同形式的變化和發展。土釘墻支護就對濕式噴射技術的發展起了一個很好的推廣作用;防止基坑變形方面,深層攪拌和注漿技術的使用變得較為廣泛;隨著人們生態環境意識的加強,帷幕式支護技術也逐漸被應用到工程建設中。
二、深基坑支護方法探討
1、土釘墻支護
土釘墻在實際工程中有時又被稱作噴錨網加固邊坡、噴錨網擋墻,是在原來的天然土墻上打入角鋼、粗鋼筋等,起到抵抗土層壓力的作用。施工中,為保證土層加固,一般都是邊開掘邊打入墻釘,并鋪設鋼筋網和噴射混凝土,起到固化墻體的作用。常規的施工流程是,先掏挖土方,同時緊跟著修正邊坡;然后確定墻釘位置,鉆孔打釘;最后噴射混凝土,鋪設鋼絲網,在噴射混凝土。在施工中要對每一個環節實時監控把握,保證符合工程技術要求。
1) 挖掘。挖掘要根據預先設計好的地基尺寸進行,保證位置準確,坡度、臺階適合當時的施工環境。嚴格控制好每一層的挖掘深度,以保證土釘墻的正常安裝。
2) 鉆孔打釘。先要確定好孔的具置,并做標記標明。選擇合適的鉆孔工具,鉆孔到設計要求,并要對可能出現的局部塌方、漏水等做好處理。選用尺寸合理的鋼料作為墻釘支架,并要確保不影響后面工序的完成。
3) 噴射混凝土。每一遍工序都要進行兩次噴射,第一次噴射主要防止松土掉渣的現象發生,待鋼筋網鋪設好以后,立即進行第二次噴射。厚度一般根據設計要求或者實際工程狀況決定。
2、 連續墻
隨著設計技術以及施工技術的創新發展,地下連續墻的功用也被擴大。目前,地下連續墻既可以起到地基的圍護作用,又可以用作建筑主體的地面側墻。它主要是采用鋼筋籠,混合澆灌混凝土,在泥漿護壁下方形成一個連續的混凝土墻。雖然地下連續墻在工程中運用的比較多,尤其是在深度較大、技術要求較高、環境復雜的的地基中使用廣泛,但是在實際的施工中,其經濟效益并不高,環境效應也不夠好。因此,為了作業方便,降低環境影響,常常用逆作法進行施工。綜合來說,地下連續墻在深地基工程運用中顯示出了多方面的優點:墻體結構穩定,剛度、強度大;能有效防止地下水滲入;作業時震動少、噪聲低。
3、 樁支護
鋼板樁支護技術也是深基坑支護工程中較為常用的。鋼板樁支護,其實也是采用“墻”的形式,樁體的常用材料是熱軋鋼和槽鋼。鋼板樁支護墻的主要功用是護土、防水,在工程施工中它所體現出來的主要優勢是:材料成本低,經濟效益高;因為是鋼質材料,質量上有保證;施工簡單,尤其是在軟土工程中,能大大縮短工期。但是也有很多應當避免的缺點:剛性材料本身具有很大的柔性,很容易受壓變形,因而在較深的基坑中避免使用,一般以地下6~-7米為界;對于親水性強的土質層,其防水性能顯得比較遜色;施工噪聲比較大,對人口聚集密度大的地方污染就很大;鋼料表面容易附著泥土,因而施工結束拔出的過程中,可能對地基造成影響。
4、攪拌水泥土樁支護
深層攪拌支護是將土和水泥通過攪拌機攪拌,形成具有一定強度和穩定性的,連續搭接的水泥柱狀體加固圍墻。它主要是用于土質粘度較大、質地松軟的地基支撐處理,在其他土質的地基施工中,要根據具體的情況來確定是否可以采用。
深層攪拌水泥土樁支護,因為在基坑內只有墻體作為擋護,所以方便其它施工作業的進行;同樣,墻體既可以起到護土的作用,又能防止地下水滲入;其施工工藝較為簡單,因而經濟性表現良好。但是,水泥樁柱的位移比較大,而且施工噪聲大,污染環境。故在工程上,常在水泥樁柱之間加墩、起拱,來解決上述的不足。
5、支護
排樁支護是以鋼筋、混凝土為材料,采取柱列式間隔布置的形式,將基坑鉆孔灌注形成的一種擋護結構。他一般有兩種布局方式:疏散式排列和緊密式排列。按照支撐方式的不同,排樁支護可分為懸臂式(常用于Ⅲ級基坑的施工)和支錨式(常用于Ⅰ、Ⅱ級基坑的施工),支錨式又有兩種:單點支錨和多點支錨。排樁支護的優點可疑概括為以下幾個方面:
1) 采用鋼筋混凝土結構,使得樁體具備良好的剛度、強度性能;對樁體頂部加上“帽梁式”聯接,又能提高其整體的穩定性。
2) 施工工藝簡單,對施工技術要求也比較低。
3) 防水性能好。因為在施工中可以采取高壓灌注的方式,有效防止了土粒混入,避免了結構漏隙出現。
4) 震動底,噪聲小,一般不會造成對周圍環境的影響。
即便是施工工藝簡單,但是由于其施工速度較慢,因而經濟效益方面表現并不突出,同樣水泥的處理也是一個問題。
6、 其他基坑支護技術
1) 加勁水泥土攪拌樁法(SMW工法)
在日本,加勁水泥土攪拌樁法被稱作SMW工法,從字面意思來理解,就是對水泥土攪拌樁進行加勁,采取的方式是在其中植入H形鋼條或者拉森式鋼板樁或者鋼管等。這種結構體,結合了鋼材料優秀的剛度性能和是泥土墻良好的防水性,因而實現了護土防水的兩全作用,同時也避免了鋼材料易受壓變性的特性,提高了結構體的強度。以國內目前的技術發展來看,這種支護方式的應用還不是很廣泛,尤其在較深基坑中,幾乎不被使用。
2) 旋噴樁帷幕墻支護
就目前來說,旋噴樁是傳統注漿方法的基礎上產生和發展出來的一種較為新型的支持技術,通過深入鉆孔,將混泥土噴入地基形成帷幕一樣的墻體,起到加固地基和防止地下水滲入的作用。在形式上同傳統的水泥土墻極為相似,但是施工工藝上略有的差異。旋噴樁帷幕墻的施工,一般是先進行打孔,然后使用高壓泵將混凝土快速噴入土層。工藝上的關鍵在于,注漿的同時要不停地旋轉噴頭,以使漿液混合均勻,而且也避免了掉落的土料給樁體帶來的影響。
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