喻 剛

摘要:深基坑支護技術(shù)是由于在施工中不允許放坡而只能采用支護結(jié)構(gòu)保護下進行垂直開挖的設(shè)計方法和施工技術(shù),其在水利工程有著廣泛的應(yīng)用。本文介紹了深基坑支護的設(shè)計與施工內(nèi)容,重點對用于地下連續(xù)墻施工工藝進行了探討。

關(guān)鍵詞:深基坑支護;水利工程;地下連續(xù)墻

1 引言

深基坑支護技術(shù)是由于建筑物放在較深的地下空間,基坑需要開挖,但基坑平面以外沒有足夠的空間供放坡之用或此空間內(nèi)存在鄰近建筑物、地下管線、運輸?shù)缆返炔辉试S放坡而只能采用支護結(jié)構(gòu)保護下進行垂直開挖的設(shè)計方法和施工技術(shù)。對于水利工程建設(shè),特別是江浙一帶的水利建設(shè),經(jīng)過一段時間開發(fā)建設(shè)后,電站建設(shè)已不多,更多的可能是供水泵站、排澇泵站、水閘等工程的建設(shè)。一般來說,這些工程的施工現(xiàn)場大多不宜進行放坡開挖,需要采用基坑支護。因此,從事水利工程施工的工作者對深基坑施工技術(shù)進行研究有著重要的現(xiàn)實意義。

2 深基坑支護型式選擇與施工內(nèi)容

2.1 支護型式選擇

深基坑采用何種支護型式,一方面要深刻認識支護型式的特點,另一方面要根據(jù)工程周圍環(huán)境、主體工程地下結(jié)構(gòu)型式、工程地質(zhì),本著經(jīng)濟合理、安全可靠的原則進行選擇。

一般初選兩個以上方案進行費用估算,從技術(shù)經(jīng)濟角度綜合考慮,最終選定安全可靠、經(jīng)濟合理的支護形式。由于深基坑施工的特殊性,施工過程中存在大量的不可預(yù)見因素,這些因素都從不同的角度對基坑的施工設(shè)計提出較高的要求,從而增加基坑工程的施工措施,影響基坑工程的費用,因此選擇支護形式時應(yīng)綜合考慮以下幾個方面:

第一,基坑工程的設(shè)計施工首先要求確保安全,方便施工,同時盡可能降低工程費用?；又ёo是基礎(chǔ)施工中一項臨時措施,不是永久性設(shè)施,因此設(shè)計的安全度不同于永久工程。但另一方面,深基坑施工和土方開挖,其難度和風(fēng)險都很大,如無足夠的安全保證,其后果較為復(fù)雜和嚴重。因此設(shè)計安全度的選用對基坑工程的技術(shù)經(jīng)濟效果有很重要的影響。設(shè)計中應(yīng)按基坑工程的安全等級,選用相應(yīng)的重要性參數(shù),使基坑安全可靠、經(jīng)濟合理。

第二,基坑支護是為基礎(chǔ)施工服務(wù)的,因此在滿足安全原則下,又要強調(diào)盡量方便土方開挖和地下室工程施工,使綜合施工費用最低。要解決好這個問題,關(guān)鍵是選擇好支護方案,設(shè)計前應(yīng)進行多方案比較,在安全和現(xiàn)場條件允許下,僅可能采用自立式支護、拉錨式支護、水平拱圈支護、錨桿支護或以上支護與內(nèi)支撐結(jié)合等方案,避免采用井格式支撐等密布復(fù)雜的支撐形式。

2.2 基坑支護的設(shè)計與施工內(nèi)容

基坑支護設(shè)計中首要任務(wù)就是選擇合適支護型式,然后進行支護結(jié)構(gòu)的計算分析,根據(jù)計算分析進行支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計,包括結(jié)構(gòu)截面、支撐或錨桿尺寸、入土深度等?；又ёo設(shè)計一般包括以下內(nèi)容:①支護的方案比較和選型②支護結(jié)構(gòu)的強度和變形計算③基坑內(nèi)外土體的穩(wěn)定性驗算④圍護墻的抗?jié)B驗算⑤降排水要求和降排水方案⑥確定挖土的工況以及挖土、運土的主要措施⑦監(jiān)測的內(nèi)容基坑支護施工,是根據(jù)設(shè)計要求,選擇正確的施工方法,采用相應(yīng)的施工機械進行施工,關(guān)鍵是保證支護結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,它關(guān)系到基坑支護的成敗。

基坑支護施工一般包括以下內(nèi)容:①支護結(jié)構(gòu)施工;②降低地下水;③基坑土方開挖。

3 地下連續(xù)墻施工工藝

水利工程深基坑施工主要包括降低地下水位與土方開挖施工、支護結(jié)構(gòu)施工兩部分,目前采用的降水方法一般分為兩類:一是表面排水,二是井點降水,表面排水主要適用于滲水量不大的土,井點降水根據(jù)土的種類、地下水位高程,基坑壁支護方式等選用輕型井點、噴射井點、管井井點、深井井點排水方法。地下連續(xù)墻是水利工程基坑支護應(yīng)用較多的擋土、擋水結(jié)構(gòu),其施工是深基坑支護成功與否的關(guān)鍵。

3.1 地下連續(xù)墻的分類與特點

按成墻方式的可分為:樁排式、槽板式、組合式;按墻的用途可分為:防滲墻、臨時擋土墻、永久擋土(承重)墻、作為基礎(chǔ)用的地下連續(xù)墻。按強體材料可分為:鋼筋混凝土墻、塑性混凝土墻、泥漿槽墻、鋼制地下連續(xù)墻。

地下連續(xù)墻的優(yōu)點:施工時振動小,嗓音低,非常適于在城市施工;墻體剛度大,用于基坑開挖時,極少發(fā)生地基沉降或塌方事故:防滲性能好;可用作剛性基礎(chǔ);工效高,工期短,質(zhì)量可靠,經(jīng)濟效益高。

地下連續(xù)墻的缺點主要有:在一些特殊的地質(zhì)條件下(如很軟的淤泥質(zhì)土,含漂石的沖積層和超硬巖石等)施工難度很大;如果施工方法不當(dāng)或地質(zhì)條件特殊,可能出現(xiàn)相鄰槽段不能對齊和漏水的問題;地下連續(xù)墻如果用作臨時的擋土結(jié)構(gòu),比其它方法的費用要高些;在城市施工時,廢泥漿處理比較麻煩。

3.2 主要施工方法

地下連續(xù)墻的施工過程為導(dǎo)墻施工、鋼筋籠制作、泥漿制作、成槽放樣、成槽、下鎖口管、鋼筋籠吊放和下鋼筋籠、下拔混凝土導(dǎo)管澆筑混凝土、拔鎖口管。

導(dǎo)墻施工

導(dǎo)墻一般采用C20混凝土,高出地面l Ocm左右,以防止地面水流入槽內(nèi);施工工序

平整場地——測量定位——挖槽及處理棄土——綁扎鋼筋一支模板——澆筑砼——拆模——導(dǎo)墻外側(cè)回填土。

泥漿拌制。泥漿的主要材料有:粘土、純堿、梭甲基纖維素(CMC)、水,用泥漿拌制設(shè)備進行制備,先將水加到1/3,再把CMC粉撒入,然后用軟軸攪拌器將大塊CMC攪成小顆粒,繼續(xù)加水?dāng)嚢?。一般情況下泥漿攪拌后應(yīng)靜止24h使用。

挖槽。挖槽是地下連續(xù)墻施工的主要工序,占整個施工工期的一半,提高挖槽施工效率是縮短工期的關(guān)鍵?？刂撇劭椎男螤詈痛怪倍?是保證地下連續(xù)墻質(zhì)量的關(guān)鍵。挖槽施工主要考慮單元槽段劃分。槽段劃分就是確定整個地下墻的每一個施工的單元長度,一般為4-8m,槽段長度的確定應(yīng)綜合考慮以下因素。

地質(zhì)條件當(dāng)土層下穩(wěn)定時,為防止槽壁倒坍,應(yīng)減少單元槽段的長度,以縮短挖槽時間和減少槽壁在泥漿中暴露面。

地面荷載鄰近有較大的地面荷載時,為了保證槽壁的穩(wěn)定,亦應(yīng)縮短單元槽段的長度。

起重機起重能力槽段的鋼筋籠多為整體吊裝,應(yīng)根據(jù)起重機起重能力估算鋼筋籠的重量和尺寸,以此推算單元槽段的長度。

單位時間內(nèi)混凝土的供應(yīng)能力一般情況下一個單元槽段內(nèi)的硅,宜在4h內(nèi)澆筑完畢,所以單元槽段長度=4h鹼的最大供應(yīng)量/(墻厚X墻深)。

泥漿池的容積一般情況下,泥漿池的容積,應(yīng)不小于每一單元槽段挖土量的兩倍,故泥漿池的容積亦影響單元槽段的長度。

清底。單元槽段開挖到設(shè)計標(biāo)高后,要清除槽底淤泥和沉渣,一般采用壓縮空氣升液法、砂石吸力泵,排泥及潛水泵排泥等三種方式。常在槽段挖完后繼續(xù)進行泥漿的反循環(huán)作業(yè),即用"換漿法"清底,也有的待土渣基本沉淀到槽底后再進行清底。

3.3 施工中要注意的問題

導(dǎo)墻的內(nèi)墻面與地下連續(xù)墻的軸線不平行問題。由于導(dǎo)墻本身的不垂直,造成整幅墻的垂直度不理想。解決的措施主要是在進行導(dǎo)墻設(shè)計時要保證內(nèi)外導(dǎo)墻面的凈距應(yīng)等于地下連續(xù)墻的設(shè)計寬度加50mm。

導(dǎo)管拆卸的問題。在澆筑混凝土?xí)r,要根據(jù)計算逐步拆卸導(dǎo)管,但由于有些導(dǎo)管拆不下來或需要很多的時間拆卸,嚴重的影響了混凝土灌注。其解決方法為只要每次混凝土灌注完畢把每節(jié)導(dǎo)管拆卸一遍,螺絲口涂黃油潤滑。還應(yīng)注意在使用導(dǎo)管時,防止導(dǎo)管碰撞變形,難以拆卸。

刷壁次數(shù)的問題。刷壁要求在鐵刷上沒有泥才可停止,一般需要刷2O次,確保接頭面的新老砼接合緊密,若達不到要求,可能造成兩幅墻之間夾有泥土,產(chǎn)生嚴重的滲漏,對地下連續(xù)墻的整體性也有很大影響。

參考文獻

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