地下连续墙在深基坑支护中的应用
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・68・ 第37卷第5期 2 0 1 1年2月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE Vol_37 No.5 Feb. 20l1 文章编号:1009—6825(201 1)05—0068—03 地下连续墙在深基坑支护中的应用 郭计军 摘要:结合工程实例,阐述了地下连续墙与预应力锚杆在深基坑支护中的技术措施、工艺流程、施工措施等,并作了具 体分析说明,证实了该技术在基坑支护应用中的可行性。 关键词:基坑,连续墙,锚杆,支护 中图分类号:TU463 文献标识码:A 随着社会的发展,城市建筑越来越密集,建筑物越来越高,相 土体产生附加沉降。地连墙兼作帷幕,满足抗突涌和抗渗流破坏 应基坑也越来越深,对基坑支护的要求也越来越高,特别是拟建 要求,地连墙接头采用防水效果较好的十字接头。采用信息化施 严格按照监测规范对基坑及周边环境进行监测,并根据监测 物周围场地狭窄、高楼林立,而且周边市政管线纵横。基坑支护 工, 稍有不慎,后果极为严重,地下连续墙结合预应力锚杆在深基坑 数据复核各施工工况的设计方案与实际情况是否相符合。支护中有其独到的优点。 1.3降水对周边环境影响分析 本工程采用的隔水帷幕深度达9 m~10 m,根据地质勘察报 1 工程实例 1.1 工程概况 本工程位于太原市亲贤北街,地上主楼36层,主要功能为酒 店及办公楼,裙房6层,主要功能为商业及酒店配套,地下室3层, 主要功能为车库;主楼采用框筒结构,裙房及地下室采用框剪结 告判断,基坑内外的水力联系已被全部截断。但第④层粉细砂局 部较薄,甚至有局部尖灭的可能,第⑤层粉细砂中的水有可能绕 过帷幕底端渗入基坑。当这种情况发生时,在坑外地下水补给量 和坑内抽排量实现动态平衡时,坑外地下水位降低很少,可以忽 对周边环境的影响不予考虑。当坑外地下水补给量小于 构,筏板基础。±0.000相当于绝对标高782.3 m。本工程基坑深 略不计,坑内抽排量时会引起坑外水位下降,造成周边土体沉降,为避免 度17.0 m。根据岩土工程勘察报告,基坑开挖影响范围内地层分 这种情况发生,本工程拟在基坑外设置观测兼回灌井。降水过程 布自上而下依次为:①素填土;②粉土;③粉细砂;④粉土;⑤粉细 中在保证基坑内干槽作业条件下,尽可能减少抽排量,同时对坑外 砂;⑥细中砂;⑦粉质粘土;⑧粗砂。施工作业面宽度为地下室外 挑基础向外500 mm;基坑周边3 m范围内严禁堆载,1 m一6 m范 水位进行观测,当坑外水位下降较大时,可通过回灌井进行回灌。围内堆载不得超过15 kPa。 采取以上措施后,降水对周边环境的影响完全可以得到控制。 基坑开挖影响范围内有多条地下管线和多栋已有建筑物,特 1.4坑外观测及回灌 坑外观测兼回灌采用管井,孔径600 mm,井管为,300的无 别是基坑西侧的暗沟和基坑南侧的通讯电缆,距离基坑较近,施 工时需作重点考虑。 砂混凝土管,滤料采用直径2 mm~3 mnl豆石。布井位置沿基坑 边缘周圈布置,平均间距15 m。 1.2技术措施 西侧地连墙墙顶标高高于暗渠底标高900 mm,梁顶标高与 1.5施工工艺流程和施工措施 工艺流程 暗渠水压力合力点基本齐平,冠梁以上采用砖砌挡墙,并用构造 1.5.1根据地层及场地特点,本工程地下连续墙采用抓槽机成槽、 柱与冠梁形成整体。锚杆设置时,通过调整锚杆位置和长度,保 证锚杆端部不进入相邻建筑的主体结构内部。锚杆施工采用跟 泥浆护壁、水下灌注混凝土工艺。进套管钻机成孔,管内出土和注浆,减少锚杆施工对土体的扰动。 1.5.2采用坑内降水和坑外回灌相结合方式,避免坑外地下水位下降对 扰民的原则。 参考文献: 施工措施 1)泥浆制备。泥浆材料的选择:采用膨润土泥浆护壁。使用 说明书[P].专利号ZL 200720138191.3,2008,10. [3] 梁毅.静压沉管扩底混凝土预制桩的施工方法.实用新型 专利说明书[P].专利号ZL 200710041327,2008,11. [4] 卢平翼,李铁华.静力压桩施工质量控制浅谈[J].江西地 质,2001(15):53—54. [1] 张明义.静力压桩施工技术研究[J].施工技术,2002(31): 37—38. [2] 李建军,梁仁旺.同步注浆静压预制桩装置,实用新型专利 On comparison and analysis of auxiliary sinking pile method of static pressure piles TIAN Li.min Abstract:The paper introduces the four auxiliary sinking piles,that is the jetting method,the soil removal method,the simultaneous grouting static pressure preeast pile’s sinking pile method and the static pressure sinking pipe concrete precast pile,illustrates the principles for the four methods and their application,and proves these methods can improve the construction quality,overcome the disadvantages of the sinking pile diiculfties for the static pressure pile,enlarge the application scopes of the static pressure pile,and reduce the engineering costs. Key words:static pressure pile,auxiliary sinking pile method,soil removal,jetting method 收稿日期:2010—10.20 作者简介:郭计军(1970 ),男,工程师,一级建造师,太原建工集团有限公司,山西太原030002 第37卷第5期 2 0 1 1年2月 郭计军:地下连续墙在深基坑支护中的应用 ・69・ 主要材料为:膨润土,外加剂的用量可根据具体情况适当选择。 5)钢筋笼吊装。因钢筋笼重量较大,为确保其在吊运过程中 在成型后的钢筋笼上布置一定数量的桁架筋和稳定 通过试配,达到规定的性能指标后,再进行泥浆拌制。搅拌均匀 安全无变形,的泥浆放入储浆罐或储浆池,静置24 h后使用。护壁泥浆必须循 骨架钢筋,确保制作精度和起吊刚度。吊点钢筋采用(1)25“U”形 环使用,并及时检测其性能指标,使之满足施工要求。 土方开挖一测量放线一绑扎钢筋一支模板一浇筑C20混凝土一 筋搭接焊于主筋上。现场根据各槽钢筋笼宽度具体详细计算吊 6)混凝土水下浇筑。连续墙的混凝土采用商品}昆凝土灌注, 2)导墙施工。导墙的施工顺序:平整场地----N量定位一导墙 点位置,保证笼子吊起后保持平稳。 拆模并设置横撑一土方回填。导墙采用“]广”形整体式钢筋混 设计的混凝土标号为C25,抗渗等级P6。钢筋笼就位后,在4 h以 超过时应重新检查沉渣厚度,不符合要求时应重 凝土结构。按导墙开挖线及高程点挖导沟,沟底平整,沟宽不得 内浇筑混凝土,导管下口与槽底距离一般要大于隔水栓 小于设计值,沟壁顺直;按导墙设计尺寸在导沟内绑扎钢筋,要求 新清底。混凝土灌注时,00 mm~200 mm,混凝土面上升速度不小于2 m/h。根据槽段 主筋顺直,箍筋与主筋绑扎牢固;内侧支设的模板要求垂直平整, 长1保证拆模后两内墙面距连续墙轴线分别为墙宽的一半;浇筑C20 混凝土,浇筑程序先浇一侧,再浇另一侧。浇筑过程中要边浇边 振捣密实,严禁漏振。顶面抹平,顶面要满足高出现有地面 100 mm~200 mm;导墙混凝土强度达到一定后拆模,为保持沟的 宽度,拆模后应向导墙内填土,并每隔3 m设置一道素混凝土梁 (200 mm X200 mm)支撑。混凝土养护期间,起重机等重型设备 不得在导墙附近作业或停留,以防导墙开裂和位移,导墙后填土 要求密实回填,采用蛙式打夯机夯实,导墙施工缝位置应与地下 连续墙施工接头位置错开。提前预备排水使用的排污泵,扬程为 20.0 m~25.0 m。在连续墙导墙施工过程中,出现上层滞水或层 问水流入导槽,采用排污泵排出槽外。 3)地下连续墙成槽施工。根据设计进行单元槽段划分,基本 单元槽段长6.0 m。根据已调整的单元槽段长度、编号进行测量 放线,标注在导墙顶面上,导墙顶面下标明“泥浆液面”位置。槽 段划分考虑设备的施工能力,本着槽段数最少的原则。但由于场 地,在施工过程中根据现场情况进行调整。将组装好的地下 连续墙抓斗就位,就位前要求场地处理平整坚实,以满足施工垂 直度要求,吊车履带与导墙轴线平行,抓斗对准导墙中心位置,对 首开槽段应采取先两端后中间的顺序挖槽。边开挖边向导墙内 泵送泥浆,保持液面在导墙顶面下300 mm处。挖槽过程中随着 墙深的向下延伸,要随时向槽内补浆,使泥浆面始终位于泥浆面 标志处,直至槽底挖完。测定泥浆面下1.0 m及槽底以上0.5 m 处的泥浆比重,如比重大于1.15时,则进行清底,置换泥浆。成 槽1 h后槽底泥渣厚不得大于100 mm,浇筑混凝土前(吊装钢筋 网片、导管)槽底沉渣厚度不得大于100 mm。每挖掘一抓斗宽, 测量一次槽壁垂直度,抓完一槽段进行槽深测量,以便计算混凝 土总方量。成槽后抓斗进行下一槽段开挖。槽段开挖采取跳段 施工。施工顺序应先挖首开槽,后挖顺开槽,最后挖闭合槽。 4)钢筋笼的制作。由于钢筋笼重量大,为满足钢筋笼的吊装 要求,将连续墙钢筋笼沿槽段长度方向分成两片加工,两片钢筋 笼接头处以凹槽形式相互咬合。主筋采用对焊连接或直螺纹连 接,对焊弯折角度不应大于4。,两钢筋轴线差不大于2 mm,搭接 双面焊的焊接长度为5d,单面焊接长度为10d,主筋与支架筋的 交点需全部点焊,点焊咬肉应小于0.5 mm。钢筋连接除四周两 道钢筋的交点需全部绑扎外,其余可采用50%交错绑扎,绑丝接 头向笼内。钢筋笼纵向主筋放在内侧,横向钢筋放在外侧,纵底 端应稍向内侧弯折,但向内弯折程度不应影响插入混凝土导管。 钢筋笼在设导管的周围应增设箍筋和连接筋进行加固。主筋保 护层厚度为70 mm,垫厚5.5 cm,在垫块与墙面之间留1.5 cm的 间隙。钢筋笼中预留孔采用钢管与钢筋笼主筋焊接固定,内用编 织袋堵孔,并用胶带封口。钢筋笼制作时,吊点处需采取适当的 加固及控制措施,防止钢筋笼在起吊过程中发生扭曲变形。检查 验收合格的钢筋笼应挂牌标识,以利吊放。 长度采用两根导管同时灌注,两导管间距不大于3 131,导管距槽端 不大于1.5 m。两导管第一次灌注时必须同时进行,各混凝土面高 差不宜大于0.3 m,直到灌注到墙顶标高以上300 mm~500 iTlrn。 7)施工中对槽壁坍塌现象的应急处理措施。根据槽壁坍塌 的具体情况,适当缩小单元槽段的长度。改善护壁泥浆的质量, 调整泥浆的各项掺量,必要时向槽内投入粘土块。减少地面荷 载、机械等对地层产生的振动,随时观察泥浆液面的变化。若出 现泥浆大量漏失,泥浆内有大量泡沫上冒或出现异常的扰动,导 墙及附近地面出现沉降,排土量超过设计断面的土方量等情况, 应及时地将挖槽机械提至地面,以避免发生挖槽机被埋入地下的 事故,然后迅速补浆以提高泥浆液面或回填粘性土,待所填的回 填土稳定后再重新开挖。 1.6锚杆施工工艺流程和施工措施 1)工艺流程。工程地质条件的特点是:地下水位高,土体含 水量高,若采用螺旋钻机成孔工艺,钻孔内土体不易返出,同时孔 壁土体受到扰动较大,很容易在孔壁和注浆体之间形成软弱夹层, 大幅降低锚杆的承载能力,因此对本工程的锚杆施工采用跟管钻机 成孑L,并进行二次压力注浆工艺,有效保证锚杆的施工质量。 2)施工措施。锚杆杆作时应比设计长出1.0 m一1.5 m, 以满足锁定需要。定位骨架间距1.5 II1~2.0 m,钢绞线用铁丝均 匀捆于骨架周围,二次注浆管固定于定位骨架中心。在锚杆自由 段,钢绞线上满涂黄油,以塑料套管包裹,保证钢绞线与水泥浆体 无粘结。将制作好的杆体及二次注浆管缓慢放入锚杆孔内。钻 进过程中,采用水泥浆液护壁,钻进至设计孔深后,停钻并通过中 空钻杆向孔内注入水泥浆液清孑L,水泥采用P.SA32.5,水灰比 0.5—0.6,注浆应慢速连续,直至钻孔内的水及杂质被完全置换 出孑L口,孔口流出水泥浓浆为止。清孔完成后,缓缓将钻杆提出。 然后将钢绞线放入孔内。一次注浆完成6 h后进行二次高压注 浆,注浆压力保持在1.0 MPa~2.0 MPa。当锚杆腰梁安装完毕和 锚固体强度达15 MPa后,为缩短养护时间,可在水泥浆液中掺加 早强剂,对锚杆进行张拉、锁定。锚杆张拉采用穿心千斤顶,张拉 设备在锚杆张拉前须经计量部门进行标定。 2结语 随着建筑层数的增加,根据构造及使用要求,基础埋深也相 应加深,由于城市密集地区建筑物周围的局限性,传统的放坡等 支护技术已远远满足不了建筑本身发展的需求,地下连续墙结合 预应力锚杆支护技术具有支护和止水双重功能,在水位较高、深 度较深的基坑支护中效果很好。 参考文献: [1] 彭典华.浅谈深基坑工程的支护技术[J].山西建筑,2009, 35(27):99—100. [2]黄正荣,张 辛.基坑支护设计方案比较[J].山西建筑, 2009,35(6):121.122. ・70・ 第37卷第5期 2 0 1 1年2月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE V01.37 No.5 Feb. 20l1 文章编号:1009—6825(201 1)05—0070—02 止水帷幕结合土钉及预应力锚杆支护施工应用 祁会祥 摘要:针对深基坑开挖施工中,地下水位高、土质条件复杂、基坑降水困难、施工安全隐患多等因素,通过合理设计支护 方案、安排施工工序,实现了安全、经济、环保的目标,从而为基础施工提供了较为理想的施工条件。 关键词:土钉支护,预应力锚杆支护,止水帷幕,商品混凝土 中图分类号:TU463 文献标识码:A 随着高层建筑的不断发展,社会各方面对建筑空间利用要求 深基坑降水是一项比较复杂、涉及面广、影响范围大的工作, 越来越高,单层地下室利用已远远满足不了生活、工作要求,对地 也是系统性、周密性、科学性较强的工作,降水必须有严密的组 下空间开发利用更加受到业主的重视。但是由于人们向更深的 织、合理的布井、精良的设备,才能达到预降水的目的。降水不 地下索取空问的同时,地下土质、水文条件的复杂性,将会产生高 当,将会直接影响地下水位的变化,从而对周边的建筑物造成影 额的施工费用,许多不可预见的风险,以及对地下水资源的破坏。 响,必须根据工程的现场情况,按预定的控制速度和设计方案进 如何保证施工质量安全、尽可能减弱对地下水影响、合理投入施 行降水,方能保证周边建筑物的安全。根据地勘报告中水文情况 工费用成为基坑支护施工的难题。通过采用止水帷幕结合土钉、 及地表水储量,设计降水井数量和间距。在基坑外围设置回灌 预应力锚杆支护施工技术,较好的解决了地下2层~3层(深度一般 井,在降水的同时进行水位观测,在必要时进行回灌。在土方开 在一15 in以内)有降水要求的基坑支护工程,并且通过有序的组 挖前,应做好基坑降水工作,地下水位降至低于基坑底标高1 m 织施工保证深基坑施工中费用、安全、施工质量、环保问题统一。 左右。 该施工方法针对工程特点及不同部位受力情况采用不同的处理 2止水帷幕施工 措施,便于类似工程的参考借鉴。 1)桩位测设。 1 方案设计 凝土灌注桩)施工,深层搅拌桩一般不少于两排,钢筋混凝土灌注 桩一般为一排,并在顶部设置钢筋}昆凝土环梁增加帷幕的整体性。 根据测量放线基准线和控制点,用水准仪进行场地抄平,以 2)高压旋喷桩施工工艺。 就位:桩机就位,桩尖对准拟成桩中心,校正下机身水平,使 止水帷幕可采用深层搅拌桩(地下水位较高时需采用钢筋混 确定桩底和桩顶标高,用全站仪放出定位桩位,将每个桩点编号。 基坑支护,根据基坑土层侧压力计算,对于基坑上部侧压力 钻杆垂直地面。 较小的部位可采用土钉支护,对于基坑下部侧压力较大的部位采 用预应力锚杆支护。 钻进:启动钻机使双冀旋转钻头回转钻进,待搅拌头转速正 常后,方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌,下沉速度可通过档位 土钉支护施工采用机械成孔(若机械成孑L困难,可换做钢管 ,工作电流不应大于额定值,钻至桩底标高位置停止钻进。 土钉,管上留有出浆孔,每400 mm设双孑L,每道成90。布置,距孑L 拌制浆液:深层搅拌机预搅下沉同时,后台拌制水泥浆液,待 口2 m范围不设出浆孔,孔径8 nlm)。土钉采用梅花形布置,入 压浆前将浆液放人集料斗中。选用水泥标号32.5级矿渣硅酸水 射角为l5。,注浆材料采用42.5普通硅酸盐水泥,水灰比为0.5, 泥拌制浆液,水灰比控制在0.6,按照设计要求每米深层搅拌桩水 注浆量为30 kg/nl。 泥用量不少于60 。 预应力锚杆支护施工(对于地下水位以下的流砂层、淤泥层 喷浆搅拌提升:下沉到达设计深度后,开启灰浆泵,通过管路 可改用套管跟进成孔法施工),采用二次注浆工艺,二次高压注浆 送浆至搅拌头出浆口,出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置,按 压力控制在2.5 MPa~5 MPa。注浆时间在第一次注浆锚固体的 设计确定的提升速度(0.50 m/min~0.8 m/min)边喷浆搅拌边提 强度达到5 MPa后进行。预应力锚杆注浆材料采用42.5普通硅 升钻杆,使浆液和土体充分拌和。 酸盐水泥,水灰比为0.5,浆体抗压强度不低于20 MPa,掺人适量 膨胀剂。 重复搅拌下沉:搅拌钻头提升至桩顶以上500 mm高后,关闭 灰浆泵,重复搅拌下沉至设计深度,下沉速度按设计要求进行。 基坑侧壁喷射混凝土面层厚度一般为100 mnl,强度等级为 喷浆重复搅拌提升:下沉到达设计深度后,喷浆重复搅拌提 升,一直提升至地面,成孔结束。 C20,面层内设置 8@200单层双向钢筋网片。 On application of underground retaining walls in support of the deep foundation pit GUO Ji-jun Abstract:Combining with the engineering examples,the paper illustrates the technical measures,the craft process,and the construction meas— ures for the underground retaining walls and the prestressed bolt,undertakes the analysis and indication,and proves the technique is feasible in the application of the foundation pit suppo ̄. Key words:foundation pit,retaining wall,bolt,suppofl 收稿日期:2010—10—30 作者简介:祁会祥(1972一),男,工程师,山西四建集团有限公司四分公司,山西太原030012