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深基坑支护及降水施工控制摘要深基坑降水及支护,设计合理直接影响投资效益,设计不合理的话造成工程质量问题将直接影响到人们的生命财产的安全本文结合工程案例,论述了基坑降水及支护施工方法关键词深基坑;护坡桩;土钉墙;支护技术基坑降水与支护施工方法设计本工程基坑深18米,开挖面积达3万多平方米,开挖周长740米,总土方量近43万立方米,地下水渗透系数不
一、水量分布不均、水位高、降深大、地下水丰富、基坑开挖深度大,距周边建筑物和道路近设计时采用了支护刚度较大,对位移和沉降有较好•控制能力的管井降水方案和桩锚支护、土钉墙与预应力锚索相结合的支护体系要确保工程顺利进行,基坑降水和支护就成为施工的一个关键
1.基坑降水设计根据场区水文地质条件,工程具体情况和各种降水方法的适用条件,经过工程类比和理论验算,基坑四周设计深井管降水,共设置56口深井(包括基坑中间2口观测井)井径600mm,井深22m,井距6〜8m,井中心距槽边1m,无砂水泥管直径400mm,滤料2~8mm碎石,基坑四周每50m左右设,集水池采用潜水泵抽水,直接排入集水池,再进入地面排水系统,排至市政污水井管井降水平面布置如图1所示图
12.基坑支护设计根据基坑周边环境、工程地质条件、支护结构适用条件,通过技术经济分析和论证,同时参考类似工程实际经验,基坑支护采用桩锚支护,土钉墙与预应力锚索相结合的支护方案基坑西北两侧壁由于紧邻建筑物和道路,-
5.0m以上的边坡,采用上钉墙支护,其以下部分采用桩锚支护(即排桩与预应力锚索联合支护结构)基坑东南两侧壁采用土钉墙与预应力锚索相结合支护
2.1桩锚支护护坡桩直径直0mm,单排,桩底嵌固深度4m,桩中心距心6m,主筋为II级钢筋8oslash;25+5oslash;25护坡桩顶设冠梁,冠梁位于地面以下-
5.0m处,截面尺寸600mmx800mm,主筋为II级钢筋6oslash;18,箍筋为oslash;8@200,桩身和冠梁混凝土强度等级均为C25o桩间挂20mm规格的钢板网,外喷厚50mm混凝土在桩顶冠梁-
5.25m处设置1道预应力锚索,一桩一锚预应力锚索采用3根7oslash;5钢绞线,孔径150mm,自由段长度5m,锚固段长度15m,倾角15,注浆用水灰比为
0.5的素水泥浆,锚固力为300kNo护坡桩冠梁-
5.0m以上的边坡,采用土钉墙支护,坡度1:O.K土钉孔径100mm,纵横向间距均为
1.5m,主筋为II级钢筋oslash;18,长度3〜6m,倾角10〜15,土钉长度和倾角视障碍物情况可做适当调整土钉墙面层喷射混凝土和钢筋网同基坑东南两侧壁的土钉墙桩锚支护如图2所示图2图
32.2土钉墙支护土钉墙上部-
5.0m以上垂直放坡,下部-
5.0〜-
16.5m按
10.2放坡土钉共设11排,按梅花形布置,竖向间距
1.4m,水平间距
1.5m,主筋为II级钢筋oslash;25,长8〜16m,倾角10,直径100mm土钉水泥浆体强度20MPa,土钉水泥浆体配比W/C=
0.5,土钉墙面层喷射混凝土强度等级C20,厚100mm,双向钢筋网为1级钢筋oslash;6@200另外,在土.钉墙中间-516m和-918m处分别设置1道预应力锚索采用2根7oslash;5的钢绞线,孔径100mm,自由段长度均为3m,锚固段长度.
5.6m处为13m,-
9.0m处为12m,倾角10,水平间距
1.5m,用22钢腰梁锁定,注浆用水灰比为
0.5的素水泥浆,锚固力为lOOkNo土钉墙支护如图3所示二.施工技术
1.基坑降水施工1管井采用反循环钻机oslash;600mm的钻头成孔,自造泥浆护壁成孔完毕后立即下oslash;400mm无砂水泥管,下管要保证垂直居中滤料从井口四周均匀回填,以防将井管挤偏,井管高地面2m范围四周用粘性土回填封口管井抽水前,要先用空压机洗井,清除管内泥砂,洗出清水为止似保证出水畅通2由于含水层渗透系数不
一、水量分布不均,加上抽降周期短的原因,在开挖基坑下半部时,地下水不会完全疏干,坑壁局部土层有渗水在该处土钉墙喷射面层混凝土的同时,在其坡面水平插入土中长度为
0.4〜
0.6m,间距3m左右,直径40mm的塑料排水导管上半部管壁钻一些透气孔,外包滤网,外端伸出混凝土面层,以便将坡内滞水导出排走3基坑坡脚挖设排水明沟,将基坑内和侧壁局部渗水和雨水排走排水沟和集水井布置在基础轮廓以
0.4m,排水沟边缘离开边坡脚
0.3m,沟底比基坑底面低
0.4m,排水坡度
0.1%,沟底填碎石基坑四角及四边每隔30m左右设置1个集水井,井径
0.8m,井壁用红机砖砂浆砌筑,底面比排水沟底面低
0.8mo集水井中积水应及时排至基坑外地面排水系统
2.基坑支护施工
2.1护坡桩施工采用长螺旋钻机成孔,中心压灌混凝土,插入钢筋笼成桩的施工工艺1依据设计护坡桩的桩位平面图,定出桩位及高程控制点同时在现场制作绑扎桩身钢筋笼进场钢筋复检合格方可使用钢筋笼的钢筋直径、数量、长度要严格按照施工图加工制作,箍筋为I级钢筋oslash;10@100〜250,在主筋内侧每隔2m焊1道II级<14钢筋作为加劲箍筋,主筋为通长筋,其接头采用焊接,保护层厚50mm钢筋笼在存放、搬运和吊装过程中要保证不变形,堆放场地要平整2钻机就位成孔钻机对位允许偏差20mmo钻机就位后应保持机身平稳、钻杆垂直,钻进过程中要确保孔壁垂直,随钻随注浆成孔,并做施工记录,收集水文地质资料当钻至设计深度时即可停钻,验收符合要求后,进行压灌混凝土的施工对于砂土层,护坡桩成孔时加2〜3节护筒护壁,以避免发生坍孔3压灌混凝土随着钻具的提升,通过钻杆压灌混凝土桩身混凝土坍落度160-180mmo浇筑混凝土时要掌握好混凝土用量和桩顶标高4混凝土压灌完成后,应迅速将钻机移走,立即进行钢筋笼吊放钢筋笼就位采用汽车吊,专人指挥,夹具夹紧钢筋笼,使振动锤的激振力通过导入管传到底部,缓慢放入桩孔中,并一直振动到就位完成防止钢筋笼放偏和避免碰撞孔位,要特别注意主筋的方向和保护层的厚度,在钢筋笼的四周每隔
1.5m设置混凝土垫块来保证钢筋笼的保护层厚度5护坡桩顶浮浆凿除清理干净后,施_E冠梁
2.2预应力锚索施工1锚索施工前,要求挖土至锚索位置以下
0.5m,离护坡桩或土钉墙大于10m范围内场地平坦定位放线,每隔10m设1个控制点,保证锚索在同一标高2锚索杆体制作杆体用预应力钢绞线加工而成,在施1现场平坦开阔地方进行制作,必要时在地面上铺塑料布杆体下料长度为锚杆设计长度+
1.2m钢绞线每隔2m用火烧丝同隔离架绑扎在一起,钢绞线夹在隔离架缝隙里杆体保护层厚度为20mm,自由段涂上黄油,套上oslash;20mm软塑料管,两端用胶带密封,杆体卜端用胶带缠紧,以便入孔3成孔根据地层条件,锚索施工选用普通锚杆估机和液压套管钻机进行成孔在粉质粘土中采用普通锚杆机配备螺旋钻杆进行钻进,在砂、砾岩层中采用套管钻机进行钻进4锚索成孔后,杆体下放时,把注浆塑料管插入隔离架中心孔跟杆体一同沿孔中心线徐徐送入孔内中途遇阻时,可适当提动杆体,调整方向再下,如处理无效时,应将杆体提出孔外,重新成孔5注浆,使用高压注浆泵,浆液中掺加早强剂,以加快施工速度锚索注浆分两次进行,第1次以小于IMPa的压力注浆,直至孔口处溢出水泥浆第1次注浆完成后lh左右进行第2次注浆,注浆压力1〜3MPa,要求水泥浆再次自孔口溢出为止6腰梁安装,上锚具、张拉锚索施工完毕后,安装腰梁,并将腰梁焊接连成一个整体锚杆张拉前,首先检查浆体的强度,试块抗压强度达到15MPa以上时方可进行集中张拉张拉设备采用配套的电动机油泵和千斤顶,根据千斤顶油压表控制张拉荷载
2.3土钉墙施工1为缩短工期并及时保护已有开挖面,土方开挖与土钉墙支护施工分段分层,交叉进行,开挖一面支护一面优先开挖基坑周边10m以上上钉墙施工作业面处的土方,在未完成上层土钉及喷射混凝土面层之前,不得开挖下层土方2机械开挖后,挂线定位人工修整坡面,清除坡而上的虚土,坡面平整度偏差斗士20mm03用锚杆钻机成孔,局部用洛阳铲成孔钻孔后要将孔内残留或松动的杂土清除F净,对孔中发现的局部渗水坍孔或掉落松上,应立即进行压浆处理孔深允许偏差±50mm;孔径允许偏差±5mm;孔距允许偏差±100mm;成孔倾角允许偏差±5%4及时安放土钉钢筋主筋按土钉长度+200mm下料•,外端设200mm长90的弯钩主筋每隔2m设对中定位支架,防止主筋偏高土钉中心5注浆锚杆钢筋安放好后,采用底部注浆方式,将注浆管插入孔底,及时注浆注浆过程中,导管拔出要缓慢均匀,使注浆管口始终处于孔中浆体表面以下,以便将孔中空气排出,保证浆体灌实灌满6钢筋网绑扎时上下左右一根对一根搭接绑扎,搭接长度多00mm,并不少于两点点焊,保护层厚度30〜50mm竖向每3排土钉,横向每排土钉设置1道II级oslash;14的通长压筋土钉端部埋设500mm长形锚筋,通长压筋与“L”形锚筋和土钉钢筋外端的弯勾焊接成一个牢固整体7喷射混凝土应自上而下进行,喷锚施工先后顺序应根据地层土质条件灵活掌握对于含水量高、自稳能力较差的粘性土和砂土部位,采取“先喷后锚”的方法施工,即在作业面上先绑扎钢筋网、喷射混凝土面层,而后再进行钻孔并设置土钉混凝土终凝2h之后,应洒水养护,时间N7d8对于砂土层,因砂土遇水易形成流砂,给基坑支护造成困难,根据土层含水量大小,采取小分层600mm左右小分段10m左右,开挖支护密切配合的施工方法;为使下层土方开挖尽快连续进行,在混凝土中掺加速凝剂;为保证边坡稳定,在坡顶做
1.0m宽的混凝土翻边等三.降水和基坑支护效果在土方开挖至上层覆土回填基本完成的施工过程中,基坑内比较干燥通过监测点观测,基坑支护结构顶水平位移最大为16mm,基坑周边沉降量仅3mm,各项监测值未超过报警值基坑边坡稳定,周围建筑物和道路无损坏、无塌陷,表明支护效果良好四.结束语本工程项目采用的管井降水方案和桩锚支护、土钉墙与预应力锚索相结合的支护体系,在实际施工中取得了很好的效果注文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。