陳天驕
摘要:長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)多數(shù)深基坑工程,在進(jìn)行土方開(kāi)挖的過(guò)程中,均會(huì)遇到地下水位過(guò)高、地表水量過(guò)大的情況,而為有效改善生產(chǎn)條件、保證施工安全,通常需要采用井點(diǎn)降水措施來(lái)提高施工土體的穩(wěn)定性、強(qiáng)度,增強(qiáng)基坑土體抗流砂、管涌、承壓水的能力,從而降低對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)所施加的側(cè)向壓力?;庸こ套鳛榻ㄖこ痰闹匾M成部分,其施工質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)工程的順利進(jìn)行。本文主要結(jié)合工程實(shí)例探討了深基坑支護(hù)與降水施工技術(shù)。
關(guān)鍵詞:深基坑支護(hù);降水施工;護(hù)坡樁;土釘墻
一、深基坑開(kāi)挖的降水施工
目前,對(duì)于深基坑開(kāi)挖施工中的降水問(wèn)題,可根據(jù)水位、地質(zhì)等情況的不同,分別采用深井井點(diǎn)、輕型井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)等措施。值得注意的是,在進(jìn)行深基坑降水的過(guò)程中,受地下水位降低的影響,基坑內(nèi)部的土體將出現(xiàn)液壓沉降現(xiàn)象,其不僅會(huì)直接加大土粒間的應(yīng)力,同時(shí)也將造成地面的沉降,倘若沒(méi)能及時(shí)采取有效措施加以控制,甚至可能導(dǎo)致臨近地面構(gòu)筑物發(fā)生倒塌、傾斜。
二、工程中的實(shí)際應(yīng)用
2.1工程概況。某工程基坑開(kāi)挖面積達(dá)3200m2,周長(zhǎng)800米,深18米。由于工程距離河流較近,地下水資源豐富,滲透系數(shù)不一、降深大、水位高、水量分布不均、基坑開(kāi)挖深度大。設(shè)計(jì)時(shí)采用了支護(hù)剛度較大,對(duì)位移和沉降有較好控制能力的管井降水方案和樁錨支護(hù)、土釘墻與預(yù)應(yīng)力錨索相結(jié)合的支護(hù)體系,要確保工程順利進(jìn)行,基坑降水和支護(hù)就成為施工的一個(gè)關(guān)鍵。
2.2工程地質(zhì)概況 。工程距離某河流最近距離僅有1.5km,地下水位較高并屬軟地基。常年有水,平均水深1.8m,地質(zhì)狀況復(fù)雜。整個(gè)場(chǎng)區(qū)地層主要為:①層素填土,主要由粘性土組成,夾約20%的碎磚瓦等生活垃圾及植物根莖等雜物,土質(zhì)不均勻,呈軟塑狀態(tài),層厚0.40~3.3m,層底埋深0.40~3.3m。②-1層亞粘土,以軟塑狀態(tài)為主,局部硬塑,中壓縮性,該層層厚0.3~2.4m,層底埋深1.5~3.5m;②-2層淤泥質(zhì)亞粘土,為飽和,流塑狀態(tài),局部夾薄層亞砂土,中高壓縮性,層厚1.5~14.50m,層底埋深2.5~17.00m;②-3層淤泥質(zhì)亞粘土夾薄層粉砂,為飽和,流塑狀態(tài),粉砂呈薄層狀,層厚1.0~4.0cm,呈千層餅狀,中高壓縮性,層厚0.9~11.6m,層底埋深3.3~24.5m;②-3a層粉砂,飽和,松散~稍密狀態(tài),局部夾薄層亞粘土,以硅質(zhì)砂礫及石英砂礫為主,中壓縮性,該層層厚1.4~7.9m,層底埋深5.00~16.00m;②-3b層粉細(xì)砂,飽和,稍密~中密狀態(tài),局部夾薄層亞粘土,以硅質(zhì)砂礫及石英砂礫為主,中低壓縮性,該層層厚4.90~15.5m,層底埋深19.00~27.50m;②-4層亞粘土,以軟塑狀態(tài)為主,局部硬塑,部分地段夾淤泥質(zhì)亞粘土團(tuán)塊,呈流塑狀態(tài),局部夾薄層粉沙,中高壓縮性,干強(qiáng)度中等,韌性中等,該層層厚5.00~15.70m,層底埋深19.00~37.30m。
2.3方案設(shè)計(jì):(1)基坑降水設(shè)計(jì) 。根據(jù)場(chǎng)區(qū)水文地質(zhì)條件,工程具體情況和各種降水方法的適用條件,經(jīng)過(guò)工程類比和理論驗(yàn)算,基坑四周設(shè)計(jì)深井管降水,共設(shè)置56口深井(包括基坑中間2口觀測(cè)井)。井徑600mm,井深22m,井距6~8m,井中心距槽邊1m,無(wú)砂水泥管直徑400mm,濾料2~8mm碎石,基坑四周每50m左右設(shè)一集水池。采用潛水泵抽水,直接排入集水池,再進(jìn)入地面排水系統(tǒng),排至市政污水井。(2)基坑支護(hù)設(shè)計(jì) 。根據(jù)基坑周邊環(huán)境、工程地質(zhì)條件、支護(hù)結(jié)構(gòu)適用條件,通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和論證,同時(shí)參考類似工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn),基坑支護(hù)采用樁錨支護(hù),土釘墻與預(yù)應(yīng)力錨索相結(jié)合的支護(hù)方案?;游鞅眱蓚?cè)壁由于緊鄰建筑物和道路,-5.0m以上的邊坡,采用土釘墻支護(hù),其以下部分采用樁錨支護(hù)(即排樁與預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu))?;?xùn)|南兩側(cè)壁采用土釘墻與預(yù)應(yīng)力錨索相結(jié)合支護(hù)。
三、施工技術(shù)措施
3.1基坑降水施工。管井使用鉆頭為600mm的逆循環(huán)鉆機(jī)來(lái)制孔,人工制作泥漿護(hù)墻。鉆孔成功后即刻將400mm不含砂的水泥管垂直的放入中間位置。為避免撞偏了井管,要以井口為中心從其周圍平均回填濾料,使用粘質(zhì)土填落井管距地表2m之內(nèi)周圍的封口。對(duì)管井進(jìn)行取水前,需先使用空壓機(jī)清理井,消除管中泥沙,直至處理成清水,以此確保排水通順。
3.2基坑支護(hù)施工:(1)護(hù)坡樁施工。采取長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī),中間壓注混凝土,插進(jìn)鋼筋籠為樁的施工技術(shù)。確定樁位和高程調(diào)控點(diǎn)需根據(jù)策劃護(hù)坡樁的樁位示意圖。還要當(dāng)場(chǎng)制造綁扎樁身鋼筋籠。入場(chǎng)鋼筋復(fù)核達(dá)標(biāo)才能利用。鉆機(jī)位置、鉆孔機(jī)對(duì)準(zhǔn)角度準(zhǔn)許誤差20mm。鉆機(jī)到位后需維持機(jī)體穩(wěn)定、鉆桿挺直,鉆孔時(shí)需保證孔墻平直,鉆入灌漿即成孔,還需記載好施工數(shù)據(jù),搜集水文地質(zhì)材料。直至鉆到規(guī)劃深度方能停止,檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)后再實(shí)施擠注混凝土。為防止砂土層產(chǎn)生塌孔,需增加2-3節(jié)護(hù)管護(hù)壁來(lái)鞏固護(hù)坡樁成孔。伴隨著鉆具的提高,利用鉆桿來(lái)壓灌混凝土。樁體混凝土崩坍度160-180mm。制作混凝土?xí)r需適當(dāng)控制混凝土總量和樁峰標(biāo)高。(2)預(yù)應(yīng)力錨索施工。實(shí)施錨索工程前,規(guī)定挖掘到錨索地段之下0.5m,與護(hù)坡樁或土釘樁相距不小于10m范疇里地面平整。平均相距10m建立一個(gè)調(diào)控點(diǎn)就是定位放線,確保錨索在同樣的標(biāo)高。在施工場(chǎng)地平整廣闊的地段制造錨索桿體,其桿體的制造由預(yù)應(yīng)力鋼絞線成產(chǎn)形成,需要時(shí)將塑料布鋪于地表上。錨桿策劃尺寸+1.2m是桿體下料尺寸。將平均距離2m的鋼絞線燒成絲狀與隔離架捆綁于一體,鋼絞線夾于隔離架空隙中。桿體防護(hù)層深度是20mm,將黃油抹在自由段上,用20mm軟塑料管包裹,用膠帶粘封住兩頭,膠帶將桿體下部裹緊,方便進(jìn)孔。
3.3土釘墻施工。土方挖掘與實(shí)施土釘墻支護(hù)工程劃分階段層次,挖掘一層支護(hù)一層,以便減短期限并有效防護(hù)已經(jīng)挖掘?qū)?。先行挖掘基坑周圍超過(guò)10m土釘墻施工操作面的土方,若上部土釘及注射混凝土表層還沒(méi)完畢,則禁止挖掘下端土方。
器械挖掘后,掛線定位人力修葺坡面,清理坡面上的散土,坡面平坦率偏誤≯±20mm。鉆孔采用錨桿鉆機(jī),部分成孔使用洛陽(yáng)鏟。成孔后需清理潔凈孔內(nèi)殘余或松散的土方,孔內(nèi)一旦產(chǎn)生部分滲漏裂孔或散落松土,需迅速實(shí)行灌漿措施。孔深準(zhǔn)許偏誤±50mm;內(nèi)徑準(zhǔn)許偏誤±5mm;間距準(zhǔn)許偏誤±100mm;成孔斜角準(zhǔn)許偏誤±5%。
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