[摘要]建筑物基坑支护工技术是一门从实践中发展的技术。为确保施工安全,必须对开挖的建筑基坑采取支护措施,本文结合工程实例,对工程中土钉墙支护施工技术进行了分析,以供参考。
随着经济建设的发展和人民生活水平的提高,多层建筑和高层建筑的地下室、地下车库等工程的兴建,对基坑施工技术提出了更高的要求。目前,基坑支护的方法很多,其中土钉墙是一种较为经济实用的支护型式,合理的设计、正确的施工,将会取得良好的经济效益。本工程中应用土钉墙施工技术,在保证安全的前提下,实现了工期最快、质量最好、造价最小。
1.土钉墙支护结构的特点
土钉墙支护结构是一种原位土体加固技术,它是将土钉安设或打入基坑边坡土体内,将土体加固成自稳的挡土结构。土钉是置入于现场原位±体中以较密间距排列的细长杆件,且外包水泥砂浆的一种构件,土钉作用是延通长与周围土体接触,以群体与土体接触界面上的粘聚力或摩擦力,使土钉被动受拉给土体以约束,使其达到稳定边坡的作用。
2工程实例
某住宅楼工程,地上为12层,地下为l层,总建筑面积为28812m2。基坑占地面积为3500m2,实际开挖深度达5.10m。其中基坑西面为空旷场地,北面为一条河道,水位较高,距基坑边最小距离为15m左右,其余两面紧邻城市干道。为节省造价,工程支护主要采用了二级放坡土钉墙支护形式,局部转角部位采用灌注桩加上部3m土钉支护,土钉采用击Φ20钢筋,长度分别芫6m、9m,钻孔注浆。坑中采用管井降水,同时基坑周边辅以5套
轻型井点降水。场区主要土层自上而下分别为:①素填土O-3~1.Om;②粉质粘土0.5~2.5m;③淤泥质粘土1.3~8.7m。
3.支护施工
3.1土钉支护施工流程
开挖第一层土方→修坡→埋设控制喷射混凝土厚度标志→喷射第一层混凝土、混凝土养护,钻孔→安设土钉→压力注浆→绑扎墙面钢筋网→钉端锁定筋与钢筋网,水平垂直加强筋焊接,二次喷射混凝土→养护→开挖下一层土方、重复以上工序,直至最后一层土。
3.2施工要点
(1)每一层工作面开挖深度为1.6m,其中最后一层工作面开挖至-4.8m,余土人工开挖。
(2)采用PZ一5型喷射混凝土机施工,喷射混凝土前,应对机械开挖的坡面及时修坡,第一层混凝土厚度控制在40~50mm,检查机械设备、水管路和电线的状态并试运行,埋设好喷射混凝土厚度的标志,喷射作业应分段分片进行,同一分段喷射顺序应自上而下,喷头与受喷面应保持垂直且距离宜为O.6~1.Om,喷射混凝土终凝后应及时喷水养护3d。
(3)采用专用钻孔机械成孔,成孔后及时安设土钉以防止坍塌,土钉钢筋制作应按设计要求提前预制,使用前应调直并除锈去污,混凝土宜加入早强剂以提高早期强度,停止注浆如超过30min,应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及管路后再继续灌注。
(4)钢筋网为Ф6@200200mm双向,应与土钉连接牢固,保证在喷射混凝土时钢筋不晃动,钢筋网喷射混凝土面层应向上翻过边坡项部1.0m;钢筋搭接长度为35d,土钉端部锁定筋应与钢筋网、水平垂直加强筋相互焊接,加强筋直径不能小于Φ16mm;钢筋延安装完毕并白检合格后,及时进行隐蔽验收。
(5)注浆分为两次注浆,第一次压力为0.4MPa,第二次为0.8MPa,第二次注浆按规定应在第一次注浆浆体初凝前完成,本二程实际控制在第一次注浆2~3h范围内。
(6)喷射第二层混凝土前,应去除第一层混凝土松散、松动的部分,混凝土的总厚度为100mm。第二层混凝土喷射完毕且终凝后,应及时洒水养护,日喷水不少于3次,养护时间不少于3d。
4.基坑监测
(1)应及时对支护结构及周边建筑物的安全性及稳定性进行跟踪监测;基坑开挖前,在2倍开挖深度以外,至少设置两处位移观测基准点。
(2)在基坑四周紧邻的围墙上合理布置监测点,基坑边缘以外1~2倍开挖深度范围内需要保护的物体及土钉墙支护结构本身,均应作为监控对象。
(3)各项监测的时间间隔可根据施工进程确定,在雨期及土方开挖过程中,要适当加密观测频率,当变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时,应加密观测次数,当有事故征兆时,应进行连续监测。
(4)观测结果要形成正式书面资料并作为边坡是否变形的依据,如发现边坡失稳或变形超标,应及时处理后方可继续作业。在本工程中就发生一个问题,下层坡面监测均正常,但在东侧及东南侧第一层土钉坡面先后出现裂缝,修补后仍继续出现。根据现场分析判断,由于东南两侧均为城市干道,道路边原有绿化带,因工程需要绿化移植,但该处土体表面一直未处理。分析裂缝原因:①该处绿化土松软;②下雨后大量雨水被该处土体吸收,导致表层土滑移产生裂缝。虽然开始时尚未对下层坡体产生严重影响,但如果不加以重视,任其发展下去势必会造成严重后果。为此,现场当即要求施工单位对该两处坡项面全部硬化处差,并采取办法将表层降水及时引流至城市排水管网,后经监测情况恢复正常。
5.注意的事项
随着基坑开挖深度的不断增加,施工难度、技术难度也增大,施工单位承担的风险越来越大,这些问题的存在,要求深基坑的设计和施工人员必须选择技术可行、造价合理、安全可靠的支护方案及基坑安全应急预案,下面就土钉墙支护技术在深基坑中应注意的几个事项谈一下看法:
(1)施工前应彻底熟悉、掌握工程地质勘探情况,地下障碍物分布、埋深情况,地下洞穴、地下管线、渗水井的分布埋深情况等。
(2)要掌握地下排水管线的材质、距离、使用寿命、管径、排量、充满情况、是否渗漏、有无损坏等。
(3)要掌握地下水分布情况,及时掌握雨水期施工地下水变化情况,并及时调整土钉分布数量。
(4)基坑开挖时要及时掌握地基土变化情况,如出现砂类土要调整放坡,出现饱和土要查明原因,调整施工方案,制定相应措施:
(5)土钉的设计位置应避开地下隐蔽物、管线、坑道、井穴,对于给排水管线、运输通道一侧的加固土钉墙、应按复合土钉墙设计:
(6)土钉孔注浆应派有责任心的人员实施,孔口用预制半月形混凝土块封堵,以防浆液过多外流,并及时检查钉孔注浆饱满度;对于浆液流失过多钉孔,应及时补浆,保证钉孔注浆符合规范标准要求:
(7)土钉墙施工要随时注意天气变化,喷射凝混土面层时尽量避开雨天。
(8)普通土钉墙要根据设计要求做好基础设施和施工,普通土钉墙基础是非常重要的构件,它是普通土钉墙起稳定作用的一个重要保证,特别是8m以上的普通土钉墙必须按设计要求做好墙基础。
(9)喷射混凝土面层施工,要根据原材料的含水率,及时调整用水量,当土钉墙坡度较大,喷射混凝土落地较多时,应及时回收利用或派专业抹灰工利用落地混凝土补抹土钉墙,做到因地制宜、就地取材、减少浪费。
(10)备足应急物资,若遇有险情,立即启动应急预案,将损失减至最小。
6.结束语
土钉墙支护深基坑工程与传统的支护形式相比,有以下特点:
(1)应用范围广,可用于临时支护、道路工程、桥台挡墙。
(2)材料用量和工程量少,施工速度快,工期可缩短一半以上。
(3)施工轻便、操作方法简单、对场地土层的适应性强。
(4)经济、安全可靠。与一般的支护结构比可节省费用50%以上。
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