探讨深基坑支护技术在建筑施工中的运用-建筑职

探讨深基坑支护技术在建筑施工中的运用

杨培青

摘 要：本文结合工程实例，就深基坑支护技术在建筑施工中的运用进行了探讨，以供同仁参考。

关键词： 建筑工程 深基坑 支护方法

1 工程概况

某工程建筑面积约60808m2。地下一层、地上8层。基础形式为独立桩承2台及倒桩承台筏板基础,基坑面积约7500m2,为半地下室结构,呈扇型布置。本工程室内±0.000相当于绝对标高高程89.5m,现场场区自然地面标高为90m,基坑底板、承台底标高为-6m、-7m、-9m,浅基坑承台底标高为-3.50m,基坑开挖深度在7～9.5m之间,深浅基坑高差在4.5～6.5m。

2 工程地质

本工程地下水位较高,位于自然地面以下3m左右,土质表层2m左右是回填杂土层,以粉土和粉土粘土为主。①素填土,粉质粘土为主,局部分布有杂填土,层厚0.3～1.9m；②粉土(新近堆积)混有砂土颗粒,夹有粉砂薄层,层厚1.3～3.5m；③粉土(新近堆积),有流塑状粉质粘土薄层,层厚3.3～5.7m,层底埋深6.6～9m；④粉土,混有砂粒,有粉质粘土透镜体,层厚1.8～5m,层底埋深9.0～13.2m；⑤粉质粘土,可塑-软塑,局部有高压缩性土,层厚0.5～3.6m,层底埋深11～14.6m；⑥粉土,中压缩性土,层厚0.4～3.5m,层底埋深13.5～16.3m；⑦粉土,可塑-软塑,有机质含量平均值7.1%,属有机质土,层厚0.6～3.4m,层底埋深14.9～18.0m；⑧粉土,含砂粒,为中压缩性土,层厚0.4～5m,层底埋深16.2～20.2m；⑨粉细砂,上部混有粉土颗粒,层厚1.1～5.1m,层底埋深19.2～22.2m。

3 施工方案

根据该工程地质勘探报告显示,该工程土层构造较为复杂,在深度25～28m之间存在粘土构造层,该土层属于隔水层,通过前期降水试验,在该土层降水曲线属于明显的“双漏斗”形状。该工程四周没有重要建筑物,对于基础埋置深度在3.5～9.5m之间的基坑深度。

基坑侧壁安全等级为二级,对基坑侧边变形控制指标为基坑坡顶、垂直沉降、边坡整体位移三项监测数值控制在60mm、80mm、60mm。对于基坑深度在6～8m的部位支护方案主要有排桩、土钉墙、深层搅拌桩,基坑深度在3.5～5m之间的部位可以采用土钉墙、放坡或密目网砂浆固面等方法。

4 具体实施方案

4.1总体方案：据现场抽水试验的结果,确定以大口径深井降水为主,局部根据实际情况采取轻型井点降水作为辅助。降水井直径600、布置间距20m、深度25m呈梅花型布置,另外在周遍及基坑中央设置6口观察井。

4.2坑支护方案:深度在5～9.5m的深基坑区域,支护形式采取土钉墙为主;深浅交叉区域采取深层搅拌桩为主;浅基坑区域以砂浆固面支护形式作为补充。这样在施工方案选择上是可行的,不仅施工速度快,而且施工质量容易得到控制,另外经济造价低廉。在支护结构安全上,选择了二级安全等级,为了保证施工雨季期间的安全,分别在基坑边、局基坑5m设置变形观测点,随时掌握基坑变形情况。

5 支护结构分析

支护形式主要有以下三种,即土钉墙、深层搅拌桩、喷射混凝土固面。

本工程侧壁安全等级为二级,土钉抗拉承载力设计值需要通过试验确定。在本工程中现场进行了四组不同土层土钉抗拉承载力试验,现场分别在距地面1.5m、2.5m、3.5m、4.5m深度进行,实验用钢筋采用二级、φ25,试验值经过实际测量分别为7.95kN、21.12KN、36KN、59KN,分别比理论实际计算大10.7%、16.25%、3.75%、25%。根据实际进行调整,在5米深度范围内采取4层土钉、7米范围内采用6层土钉,9米范围采用8层土钉。土钉长度为深度的1-1.5之间,经过修整,土钉直径调整为φ22、φ20。



6 主要施工方法

1)土钉墙。①土钉墙施工时,上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可开挖下层土方及下层土钉施工。②基坑开挖和土钉墙施工自上而下分段分层进行。在机械开挖后辅以人工修整坡面,坡面平整度的允许偏差为±20mm,在坡面喷射混凝土支护前,先清除坡面虚土。③土钉墙施工顺序如下：开挖工作面→修整边坡→埋设喷射混凝土厚度控制标筋→喷射第一层混凝土→钻孔安设土钉→注浆→安设连接件→绑扎钢筋网,喷射第二层混凝土→设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。④喷射作业根据土方开挖顺序分段进行,同一分段内喷射顺序自下而上一次喷射厚度为40mm；喷射混凝土时,喷头与受喷面应保持垂直,距离宜0.6～1.0m；喷射混凝土终凝2h后,应喷水养护,养护时间为3～7h。⑤喷射混凝土面层中的钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设,钢筋保护层厚度为40mm；钢筋网与土钉采用承压板焊接相连。⑥采用水泥净浆的水灰比为0.5,水泥浆随拌随用,一次拌合的水泥浆必须在初凝前用完。⑦注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净,注浆开始或中途停止超过30分钟时,应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路;注浆时,注浆管应插至距孔底250～500mm处,孔口部位设置止浆塞及排气管;土钉钢筋设置定位支架。

2)深层搅拌桩。①水泥深层搅拌桩采取切割搭接法施工。在前桩水泥土尚未固化时进行后序搭接桩施工,施工开始和结束的头尾做搭接加强处理。②深层搅拌水泥土桩每米水泥掺入量不小于60kg。③水泥深层搅拌桩采用浆喷工艺。

3)砂浆固面

边坡按照1:1放坡,坡面人工清理平整,对局部缺陷部位软弱土层清理干净。采用密目钢丝网满铺,与土层接触面留置25mm保护层,钢丝网采用φ12钢筋、间距600mm、长度1200mm梅花型打入土层固定。面层用1:2.5水泥砂浆罩面。固面层施工完毕后,及时洒水湿润。

7 控制措施

1)降水效果必须达到设计要求。本工程中采取深井降水,每天观测水位变化情况,准确掌握了水位情况,由于前期采取了抽水试验,测定不同土层的渗透系数及深井降水的影响半径,为降水工程提供了可靠的一手资料,降水工程实施顺利,效果也达到了预期目标。

2)地表雨水防水措施。由于雨季及地下降水的影响,有效的防水措施是保证基坑安全的重要措施。实际施工距基坑6m设置专用排水沟,基坑边与排水沟之间采取混凝土硬化,并施工成5%坡面,及时有效地将地表雨水及基坑雨水抽出排放。

3)基坑变形、位移监测。分别在基坑坡顶面、间距15m和距离基坑6m设置变形观测点,土方开挖期间每天观测两次,土方开挖完成后每天观测一次,发现超出规定的变形及时处理。

4)土钉墙施工注意事项。①土钉墙土方开挖放坡坡度控制在1:0.2,坡面人工修整平整,对于软弱土层要清理干净,局部缺陷较大部位要采取换土方法,进行加强。②严格按照分层开挖、分层支护、上层支护强度达到70%设计强度后,才能再往下继续开挖的原则执行,每层开挖深度不超过2.2m,严禁超挖,更不允许一次开挖到位。③土方开挖、基坑支护、变形观测要紧密配合,发现异常情况,及时上报,并及时处理。

8 结 语

该工程支护结构方案由于选择合理,实施过程中监督和监测到位,整个基础施工较为顺利,为以后类似工程施工积累了宝贵经验。