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止水帷幕結(jié)合土釘及預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)施工應(yīng)用

2011-08-15 00:51:18祁會祥
山西建筑 2011年5期
關(guān)鍵詞:土釘成孔錨桿

祁會祥

隨著高層建筑的不斷發(fā)展,社會各方面對建筑空間利用要求越來越高,單層地下室利用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了生活、工作要求,對地下空間開發(fā)利用更加受到業(yè)主的重視。但是由于人們向更深的地下索取空間的同時,地下土質(zhì)、水文條件的復(fù)雜性,將會產(chǎn)生高額的施工費用,許多不可預(yù)見的風(fēng)險,以及對地下水資源的破壞。如何保證施工質(zhì)量安全、盡可能減弱對地下水影響、合理投入施工費用成為基坑支護(hù)施工的難題。通過采用止水帷幕結(jié)合土釘、預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)施工技術(shù),較好的解決了地下2層~3層(深度一般在-15m以內(nèi))有降水要求的基坑支護(hù)工程,并且通過有序的組織施工保證深基坑施工中費用、安全、施工質(zhì)量、環(huán)保問題統(tǒng)一。該施工方法針對工程特點及不同部位受力情況采用不同的處理措施,便于類似工程的參考借鑒。

1 方案設(shè)計

止水帷幕可采用深層攪拌樁(地下水位較高時需采用鋼筋混凝土灌注樁)施工,深層攪拌樁一般不少于兩排,鋼筋混凝土灌注樁一般為一排,并在頂部設(shè)置鋼筋混凝土環(huán)梁增加帷幕的整體性。

基坑支護(hù),根據(jù)基坑土層側(cè)壓力計算,對于基坑上部側(cè)壓力較小的部位可采用土釘支護(hù),對于基坑下部側(cè)壓力較大的部位采用預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)。

土釘支護(hù)施工采用機(jī)械成孔(若機(jī)械成孔困難,可換做鋼管土釘,管上留有出漿孔,每400mm設(shè)雙孔,每道成 90°布置,距孔口2m范圍不設(shè)出漿孔,孔徑8mm)。土釘采用梅花形布置,入射角為 15°,注漿材料采用 42.5普通硅酸鹽水泥,水灰比為 0.5,注漿量為30 kg/m。

預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)施工(對于地下水位以下的流砂層、淤泥層可改用套管跟進(jìn)成孔法施工),采用二次注漿工藝,二次高壓注漿壓力控制在2.5MPa~5 MPa。注漿時間在第一次注漿錨固體的強度達(dá)到5MPa后進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力錨桿注漿材料采用 42.5普通硅酸鹽水泥,水灰比為0.5,漿體抗壓強度不低于20MPa,摻入適量膨脹劑。

基坑側(cè)壁噴射混凝土面層厚度一般為 100 mm,強度等級為C20,面層內(nèi)設(shè)置Ф8@200單層雙向鋼筋網(wǎng)片。

深基坑降水是一項比較復(fù)雜、涉及面廣、影響范圍大的工作,也是系統(tǒng)性、周密性、科學(xué)性較強的工作,降水必須有嚴(yán)密的組織、合理的布井、精良的設(shè)備,才能達(dá)到預(yù)降水的目的。降水不當(dāng),將會直接影響地下水位的變化,從而對周邊的建筑物造成影響,必須根據(jù)工程的現(xiàn)場情況,按預(yù)定的控制速度和設(shè)計方案進(jìn)行降水,方能保證周邊建筑物的安全。根據(jù)地勘報告中水文情況及地表水儲量,設(shè)計降水井?dāng)?shù)量和間距。在基坑外圍設(shè)置回灌井,在降水的同時進(jìn)行水位觀測,在必要時進(jìn)行回灌。在土方開挖前,應(yīng)做好基坑降水工作,地下水位降至低于基坑底標(biāo)高 1 m左右。

2 止水帷幕施工

1)樁位測設(shè)。

根據(jù)測量放線基準(zhǔn)線和控制點,用水準(zhǔn)儀進(jìn)行場地抄平,以確定樁底和樁頂標(biāo)高,用全站儀放出定位樁位,將每個樁點編號。

2)高壓旋噴樁施工工藝。

就位:樁機(jī)就位,樁尖對準(zhǔn)擬成樁中心,校正下機(jī)身水平,使鉆桿垂直地面。

鉆進(jìn):啟動鉆機(jī)使雙冀旋轉(zhuǎn)鉆頭回轉(zhuǎn)鉆進(jìn),待攪拌頭轉(zhuǎn)速正常后,方可使鉆桿沿導(dǎo)向架邊下沉邊攪拌,下沉速度可通過檔位調(diào)控,工作電流不應(yīng)大于額定值,鉆至樁底標(biāo)高位置停止鉆進(jìn)。

拌制漿液:深層攪拌機(jī)預(yù)攪下沉同時,后臺拌制水泥漿液,待壓漿前將漿液放入集料斗中。選用水泥標(biāo)號 32.5級礦渣硅酸水泥拌制漿液,水灰比控制在0.6,按照設(shè)計要求每米深層攪拌樁水泥用量不少于60 kg。

噴漿攪拌提升:下沉到達(dá)設(shè)計深度后,開啟灰漿泵,通過管路送漿至攪拌頭出漿口,出漿后啟動攪拌樁機(jī)及拉緊鏈條裝置,按設(shè)計確定的提升速度(0.50m/min~0.8m/min)邊噴漿攪拌邊提升鉆桿,使?jié){液和土體充分拌和。

重復(fù)攪拌下沉:攪拌鉆頭提升至樁頂以上500mm高后,關(guān)閉灰漿泵,重復(fù)攪拌下沉至設(shè)計深度,下沉速度按設(shè)計要求進(jìn)行。

噴漿重復(fù)攪拌提升:下沉到達(dá)設(shè)計深度后,噴漿重復(fù)攪拌提升,一直提升至地面,成孔結(jié)束。

3)鋼筋混凝土灌注樁施工工藝。

埋設(shè)護(hù)筒:采用4mm~8mm鋼板制作成高1.5m~3m的護(hù)筒,護(hù)筒頂部開設(shè)溢漿口。根據(jù)已確定的樁位,將護(hù)筒放入坑底整平后的預(yù)挖坑內(nèi),換粘土分層夯填。

鉆機(jī)就位:鉆機(jī)就位必須保持平整,鉆頭在護(hù)筒中心位置。

成孔、注漿:鉆進(jìn)過程中必須保證泥漿供給,使孔內(nèi)漿液面穩(wěn)定。

清孔、排渣:成孔后,安放導(dǎo)管并連接泥漿泵,循環(huán)泥漿清孔。清孔后,孔內(nèi)排出的泥漿,用手觸摸無顆粒感,含砂量不大于 4%,沉渣厚度不大于150mm。

制作、吊放鋼筋籠:提前制作好鋼筋籠,對稱或間隔 120°綁扎砂漿墊塊,吊放時應(yīng)對準(zhǔn)孔位,采用對稱吊筋,吊直扶穩(wěn),緩慢下沉,放到設(shè)計位置時立即固定。

安放混凝土導(dǎo)管:導(dǎo)管連接豎直,接頭加橡膠密封圈,下端高出孔底沉渣面300mm~500mm。

澆筑混凝土:澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)施工,邊澆筑邊拔導(dǎo)管,并隨時掌握導(dǎo)管埋入深度,混凝土澆筑到樁頂時,及時拔出導(dǎo)管,使混凝土標(biāo)高大于設(shè)計標(biāo)高 500 mm~700mm?;炷翝仓戤吅螅纬鲎o(hù)筒,用素土填埋樁坑。

3 土釘(預(yù)應(yīng)力錨桿)支護(hù)施工

1)土釘支護(hù)施工。邊坡開挖:采用挖掘機(jī)挖土,預(yù)留 200mm~300mm人工修坡,開挖深度在土釘孔位下500mm,預(yù)留工作面寬度保證 12m以上,以確保土釘成孔的工作面。土方開挖應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)定的分層分段的開挖,按作業(yè)順序施工。

邊坡修整:采用人工清理,并確保噴射混凝土面層的平整。

定位放線:按照設(shè)計圖紙由測量人員準(zhǔn)確的測量,用鐵釬挖個淺孔定出土釘?shù)奈恢谩?/p>

成孔:土釘鉆孔采用人工洛陽鏟到設(shè)計深度(土釘直徑不應(yīng)小于設(shè)計直徑),鉆孔完成后進(jìn)行清孔檢查,對于鉆孔中出現(xiàn)局部滲水塌孔或掉落松散土?xí)r,應(yīng)立即壓漿處理,并及時安置預(yù)先加工好的土釘主筋,并注漿。若在施工過程中人工成孔困難,可采用螺旋鉆機(jī)或錨桿鉆機(jī)機(jī)械成孔,對人工和機(jī)械均無法成孔的區(qū)段,考慮采用擊入式鋼管土釘,間距可適當(dāng)加密,以保證達(dá)到設(shè)計要求。土釘主筋拉桿制作及安放:主筋不應(yīng)小于設(shè)計長度,主筋搭接采用單面搭接焊,焊縫高度和長度應(yīng)符合規(guī)范要求。主筋拉桿每間隔 2.0 m設(shè)置一組定位器,以防止土釘主筋偏離土釘中心,將注漿管捆扎于土釘上。注漿管應(yīng)距離鉆孔底 500mm。

掛網(wǎng)及焊接鋼筋:鋼筋網(wǎng)片用插入土中的鋼筋固定,與坡面間隙30mm~40mm,不應(yīng)小于30mm,搭接時上下左右一根一根搭接綁扎,搭接長度不應(yīng)小于300mm。鋼筋網(wǎng)片借助拉結(jié)筋與土釘主筋拉桿外端的彎鉤焊接成一個整體。

噴射混凝土:噴射混凝土的強度不低于C 20,噴射作業(yè)分片分段進(jìn)行,順序自下而上。根據(jù)工作時間、施工部位和地質(zhì)情況若需外加速凝劑時,速凝劑的摻量為水泥重量的 3%左右。

養(yǎng)護(hù):應(yīng)根據(jù)施工期間的氣溫,具體養(yǎng)護(hù)由現(xiàn)場技術(shù)人員確定。采用灑水養(yǎng)護(hù)或保溫養(yǎng)護(hù)。

2)預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)施工??孜恍U?錨桿成孔鉆機(jī)就位后,要按設(shè)計要求校正孔位偏差。垂直偏差 ±100 mm,水平偏差±100mm,角度偏差不宜大于 3%??咨钫`差不得大于設(shè)計深度的±200mm。

成孔:啟動電機(jī),緩慢鉆進(jìn),并根據(jù)地質(zhì)條件控制鉆進(jìn)速度。每節(jié)鉆桿鉆進(jìn)后在接鉆桿前應(yīng)清理好孔內(nèi)余土。鉆進(jìn)過程隨時注意速度壓力及鉆桿的平直。鉆進(jìn)距設(shè)計要求深度 200mm時,應(yīng)在原位繼續(xù)鉆進(jìn),確??變?nèi)無殘留余土,拔出鉆桿后,用塑料管測量鉆孔深度等,并做好記錄。

預(yù)應(yīng)力錨桿制作:a.預(yù)應(yīng)力錨桿材料為3φ12.7 1860級鋼絞線,并用砂輪切割機(jī)斷料。b.自由段采用薄膜紙包裹或用 φ15膠管套住,使之與錨桿固結(jié)體分離。c.預(yù)應(yīng)力錨桿長度應(yīng)比設(shè)計孔深長1.0m,以留作張拉時安裝千斤頂。d.錨固段架線環(huán)與緊箍環(huán)按每隔1.5m~2.0m間距設(shè)置;緊箍環(huán)用16號鉛絲繞制,以保證預(yù)應(yīng)力錨桿順直。

預(yù)應(yīng)力錨桿安裝:下預(yù)應(yīng)力錨桿前,先將第一次注漿管和第二次注漿管穿過對中支架中間,放置在預(yù)應(yīng)力錨桿中間,以利拔出第一次注漿管,錨固段位置按間距 1 000mm對眼布置出漿孔,并用膠帶封好,以防第一次注漿過程中水泥漿進(jìn)入管內(nèi)。注漿管管頭離預(yù)應(yīng)力錨桿頭部約 500 mm,并用鐵絲將管頭部彎折 180°綁扎,以防下預(yù)應(yīng)力錨桿時管內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓而堵塞注漿管。

注漿:預(yù)應(yīng)力錨桿為二次注漿。第一次注漿:a.第一次錨桿注漿材料為水泥漿,水灰比為0.4~0.5,水泥選用42.5普通硅酸鹽水泥。b.漿液應(yīng)攪拌均勻,隨攪隨用,并在初凝前注漿完畢。c.注漿壓力為0.5MPa~1.5MPa,當(dāng)漿液滿出孔口后,緩慢地將注漿管拉出孔外,隨即向孔內(nèi)進(jìn)行補漿。第二次注漿:a.第一次注漿結(jié)束后3 d~5 d,進(jìn)行第二次高壓注漿。b.第二次注漿體采用水灰比為 0.4~0.6的純水泥漿,漿液的攪拌嚴(yán)格按配合比進(jìn)行且要求攪拌均勻,并經(jīng)過篩選后方可泵送,灌注要連續(xù),不得中斷。注漿壓力為2.5MPa~5MPa。

4 結(jié)語

在施工過程中,通過計算建筑工程地下水位和水壓,合理設(shè)計止水帷幕的有效高度和基底深度,并通過采用土釘和預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)施工,將支護(hù)工程與止水帷幕工程統(tǒng)一在一起,既增強了止水帷幕的密閉性,又提高了支護(hù)的牢固性,較好的保證了工程施工質(zhì)量,有效控制了降水范圍,并通過合理設(shè)置回灌井,盡可能減少對建筑物周圍地下水的影響。針對基坑側(cè)壁受力不同和土質(zhì)情況,上部采用土釘支護(hù),下部采用預(yù)應(yīng)力錨桿(套管跟進(jìn)成孔法)的施工方法,使工程投入做到更加經(jīng)濟(jì)合理,達(dá)到支護(hù)安全可靠的目標(biāo)。

[1] 周鳳英.攪拌樁擋水帷幕在治理深基坑流沙中的應(yīng)用[J].山西建筑,2009,35(15):77-78.

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