论深基坑围护结构方案比选
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2010年第1期
第36卷总第153期
论深基坑围护结构方案比选
洪云涛
(中铁十八局集团有限公司华南工程公司,广东东莞 511700)
摘 要:论述了地下连续墙及钻孔桩与旋喷桩综合深基坑围护技术的工艺原理及各自的施工控制要点,并对两种围护方案的各自特点进行了比选。 关键词:连续墙;钻孔桩;旋喷桩 中图分类号:TU47文献标识码:B
文章编号:1672-4011(2010)01-0166-02
(5)接头施工。施工中应根据混凝土的硬化速度依次适当的拔动接头管,一般应在混凝土浇筑2h后为了便于其与混凝土脱开可将接头管转动并将接头管拔出10cm,在浇筑完毕后2h~3h则可采用起重机或千斤顶从墙段内将接头管慢慢拔出,最后应根据混凝土顶端的凝结状态将其全部拔出,在单元槽段接头部位挖槽后应用专业工具沿接头表面将接头表面附着物清除以避免接头部位混凝土强度降低引起漏水现象[2]。
1 3 地下连续墙优缺点及适用条件
地下连续墙作为深基坑支护的多功能结构,是在基坑周围的有一定厚度的封闭的钢筋混凝土墙,其可以作为建筑物的外围结构也可以作为基坑的临时围护用墙;
由于其是钢筋混凝土结构,因此具有较大刚度,能承受较大的垂直荷载和较大的土压力、水压力等水平荷载以及良好的抗渗性能;
对临近建筑物影响小,施工中无需放坡、支模等,且土方工程量小,资料记载在距离原来建构筑物仅20cm即可进行深基坑施工且对建构筑物无影响;
墙体深度、宽度及形状可以任意控制,其在平面布置上可以呈H形、T形,三角形、圆形、放射形等各种形状和曲线;
地下连续墙施工中使用的机械设备较多,导致造价较高,但其与较大沉井工程比较其工程造价可降低25-45%,若将地下连续墙作为建筑基础结构墙体则可在更大程度上降低造价;
施工所用泥浆配制较高,并且施工中应有泥浆回收重复使用系统;
适应性强,该种施工工艺可以适合于各种土质,不仅适用于软弱土层且可穿过砂、砾石等坚硬地层,尤其在软土地质中更有利于施工以发挥其优越性,当深度较大进入地下水位以下时也不受地下水的影响,可不降低地下水而进行施工;
施工过程全部在地面以上进行,使劳动条件得到改善,过程中产生的振动及施工噪音较小,能够适宜于对环境要求较严格的地区施工;其可以与锚杆等支护形式联合施工,并可以在基坑内作内支撑;
施工技术要求较高,若土质条件复杂且施工不当等原因则往往会造成墙体表面粗糙、超挖以及相邻墙段不能连锁合拢等缺陷;
施工中若遇到含有较高承压水头的砂砾层,不辅以其它措施则难以成槽进行连续墙浇筑施工;
施工需要专门的施工机械设备,其各种设备相互配套且各个施工环节紧密配合,若施工组织管理不善则往往造成现场泥泞,施工效率低下,施工质量差等后果。
0 引 言
传统的软土地基深基础施工方法中比如沉井、板桩支护以及井点降水开挖等施工工艺由于具有施工场地面积大、造价高亦或易产生振动、噪音等危害而危及临近建筑物的安全等缺点近年来逐渐被落后淘汰,而地下连续墙及钻孔桩旋喷桩结合的软土地基深基坑施工工艺基本上能解决以上问题而被越来越广泛的运用到工程中,但二者在施工工艺、控制要点及工程造价等方便也各有千秋,文章结合二者特点对两种施工方案进行必选。
1 地下连续墙
1 1 地下连续墙技术原理[1]
地下连续墙工艺即在土方开挖前,用专门的挖槽机械在泥浆护壁的作用下沿着基坑或建构筑物的周边开挖出具有一定深度和宽度的沟槽,当将沟槽开挖到设计深度时清理沟槽内沉渣,之后吊放钢筋笼到充满泥浆的沟槽内,然后通过导管向沟槽内浇筑混凝土充满整个槽段,整个槽段内的混凝土则构成一个单元整体墙段,然后用特制接头连接各槽段即形成地下连续墙。1 2 地下连续墙施工要点
(1)泥浆制备及调整。由于施工用浆在施工中具有固壁、防坍塌、携砂及冷却和润滑机具的作用,因此其通常应由膨润土、掺和物和水构成,最终成浆应控制其年度提高至不小于21s,比重不小于1 05,pH值在7~9之间,并其能保证一定的稳定性和控制失水量等;
(2)槽段划分。划分应坚持不影响槽壁稳定性的原则,并应考虑附近已有建筑物情况、挖槽机型号、槽壁稳定性以及钢筋笼重量等多种因素,并应尽量减少接头数量,从而提高施工效率和提高连续墙的防水性和整体性;
(3)泥浆净化。施工中对泥浆的循环使用或在浇筑混凝土时置换出的泥浆的质量会逐步恶化,因此其必须净化后方可再用,泥浆净化一般采用沉淀法和机械处理法,待连续墙施工结束后应对泥浆和水做分离处理后方可采用管沟排放;
(4)接头拔管时间控制。导管从混凝土浇筑完毕到旋转拔动至全部拔出的时间应随混凝土性能、接头管长度、直径及形状等因素而定。拔管过早易导致混凝土坍塌,过迟则往往因粘力过大而难以拔出,一般在混凝土浇筑2h~4h后先拔出0 1m左右,当拔到0 5m~1 0m时无异常情况则每隔30min拔出0 5m~1 0m;
2 钻孔灌注桩及高压旋喷桩综合技术
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第36卷总第153期
2 1 钻孔桩与旋喷桩综合技术原理[3]
该种施工工艺的机理是利用钻孔灌注桩能够深入稳定持力层而具有稳定性能的特性,其在稳固土体中能够起主导性骨架支撑作用,之后在钻孔桩间施工高压旋喷桩,高压旋喷桩既能将强透水层很好的凝固起来起到止水作用,同时也可将软土固化及通过桩与桩间的相互搭接对整体起到良好的加固作用,该种综合施工工艺对软土基坑侧壁的位移破坏有着良好的防治作用。2 2 综合结构施工要点
(1)桩孔位置。施工前应认真做好水电、测量导线及桩位的复核工作,以确保桩孔位置符合设计要求;
(2)混凝土灌注。水下混凝土灌注应连续紧凑进行,首批混凝土灌注量应保证导管埋深不小于1m,后期灌注过程中应随时测定混凝土面高程以及拔管高度和速度,并应保证导管埋深不小于1 5m;
(3)围护结构入土深度。若入土深度较小则桩体位移和弯矩随插入深度的增加而急剧减小,达到一定深度后其变化则不再明显,大量工程表明该种工艺存在一定的临界插入深度,超过该临界值时桩体的变位和弯矩不大幅减小是由于桩身自身变形所增加的桩体的嵌固深度对桩顶位移影响不显著,因此在施工中应明确其临界深度以免造成浪费;
旋喷桩施工过程中应严格控制水、气、浆液压力及旋转、提升速度等以控制旋喷桩施工质量。
2 3 钻孔桩与旋喷桩综合技术优缺点及适用条件[4]
该种施工工艺具有较大的使用范围,大量工程实践及资料显示,只有当土层中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或有较高的有机质以及地下水流速过大甚至已经造
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成涌水的工程应根据现场试验结果来确定其适用性外对于其它土层都具有较好的适应性;
施工方便、工艺简单,施工工期短,对地基加固见效快并且其耐久性好;
该种施工工艺可以提高并能够保持地基的抗剪强度,可以重组土体结构,改变土层的变形性质,减少土层的沉降量的作用;
可以通过固结原理和挤压作用来消除软土的各种不良特性,同时可起到阻截地下水流、减少振动、防止土层液化或流砂等作用,同其它桩型比较具有良好的加固作用,且具有良好的防渗作用;
高压旋喷桩施工质量控制严格,若施工控制不当则容易发生渗漏等工程质量问题;
造价较低,资料显示钻孔桩与旋喷桩组合工艺同以往的施工工艺比较能节约10%~30%的工程造价;
施工过程中设备振动较小、产生的施工噪音较小,对临近建筑物影响小,对软土、砂土及城市密集区的基坑支护有更为显著的支护效果。[ID:5562]
参考文献:
[1] 中国建筑科学研究院.建筑地基处理技术规范[M].北京:中国
建筑工业出版社,2002.
[2] 施占新.深基坑围护结构设计方法的改进[J].建筑技术,
2004,35(3):208-209.
[3] 喻永存.深基坑支护技术的探讨与实践[J].山西建筑,2007,
33(34):114-115.
[4] 姚玉侠,冯怀平.旋喷桩加固软土地基施工[J].山西建筑,
2004,(5):37-38.
(上接第165页)设计应确保槽壁的稳定。其有关的因素主
要包括沟槽所处土层的性质,地下水位,沟槽的深度和宽度以及附加的荷载条件等。其设计方法一般可按有关资料进行。给排水管道沟槽通常采用撑板支撑和钢板桩支撑。材可使身材瘦小工人钻人管内,将接口挤压出的沙浆抹平不严实的接缝部位填满沙浆使其饱满不漏水,并且认真清除管内杂物。管材与井筒砌筑后立即埋闭水试验的弯管接头,因为有个提高强度的时间问题,为了闭水时弯管接水管牢固稳固,所以早做为妙。注意管底高程,井底高程,井盖高程的正确无误,完全符合图纸设计要求,经通水查验不得有积水漏水倒流水现象。
6 基础施工(检查井和消防井)
管沟开挖验收合格即可按图纸设计要求的尺寸和标号,中心线等施工。如管基为混凝土基础,一般在施工中如果工期紧,考虑到保养,气候,混凝土远距离运输等不利因素,可以提高一个标号或是早强剂,争取较快达到一定强度后下管。如管基为砂砾基础,可采用新型手扶振动夯进行夯实,夯实前要对所选用砂砾进行实验确定最大干密度和最佳含水量,施工在最佳含水量下进行压实,以求得到最佳的压实效果。
8 闭水试验
闭水试验的管段,应仔细检查每根管材是否沙眼裂缝,管口接口处是否严密,若不符合质量要求可用细沙浆修补,有渗水部位可调水泥浆刷补填死。闭水管段不稳于回填。待闭水试验合格在打邦带(管基)回填,闭水不合格的管段可采取补救措施后或尽快返工。
7 管材安装
吊管安装前要仔细检查条基中心线,边线,井基等尺寸和高程是否符合图纸要求。检查井,消防井,排污井位置,井距,各种部位混凝土基础的标号,接口防渗砂浆的调配等都要仔细认真施工。提供的两管结口处安装前挤压而造成管内接口部位必有3公斤左右沙浆凸出接缝,若不及时处理将会造成流水断面减少,影响流速影响排水通畅,极易造成杂物堆积和堵塞现象。为此,每安装一根管都必须用拉草包法,将挤压出凸起的沙浆搞平,D400以上的管
9 沟槽回填
回填时由槽底至管顶以上0 5米范围内要求采用细粒土回填,目的在于保护管道。无压管道的沟槽应在闭水试验合格后及时回填。压力管道水压试验合格后,管道两侧及管项以上回填高度不应小于0 5米水压试验合格后及时回填其余部分。回填不允许含有直径大于100毫米的块石或冻结的士块,填土必须分层夯实每层虚土高度不大于300毫米,保证回填土夯实密度,这样才能保证工程保质保量的顺利完工。
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