分析土木工程房屋建设中深基坑支护技术的应用

分析土木工程房屋建设中深基坑支护技术的应用 熊伟 黔西南布依族苗族自治州设计院 摘 要： 针对某房屋建筑工程深基坑实际情况, 在介绍基坑特点与支护设计的基础上, 对水泥搅拌桩、钻孔灌注桩、预应力锚索与混凝土喷层支护技术应用进行深入分析, 最后得出本工程深基坑支护效果良好, 所用技术措施有良好参考借鉴价值的结论。关键词： 房屋建筑; 深基坑支护; 技术应用; 收稿日期：2017-9-25Received： 2017-9-25深基坑是指设计开挖深度超过 5m, 以及开挖深度未达 5m, 但存在 3 层及以上地下室的基坑。目前, 随着建筑高度、体量的不断增大, 加上对地下空间的大力开发与应用, 深基坑数量越来越多, 这对深基坑支护提出了更高要求, 往往要通过多种支护措施的组合来满足支护要求。1 工程概况与基坑支护设计1.1 工程概况某地块规划拟建房屋建筑, 地上 17 层, 地下 3 层。地块北、东部为市政道路, 西部为商业广场, 南部为绿化区。基坑平面不规则, 长 150m, 宽 129.6m, 周长544.0m, 总面积约 19440m, 基坑底标高 31.7m, 开挖深度为 11.614.7m。1.2 基坑支护设计该地块表土厚度较大, 且地下水位高;基坑开挖深度在 11.614.7m 范围内;基坑四周与红线相距较远, 开挖施工不会对环境造成太大影响。基于以上条件, 充分考虑基坑深度、环境、施工条件和经济性, 决定采用以下支护方法:水泥搅拌桩、桩锚、喷射混凝土和桩撑。2 深基坑支护技术应用2.1 水泥搅拌桩2.1.1 基本要求水泥搅拌桩基本要求如表 1 所示。2.1.2 工艺流程水泥搅拌桩工艺流程如图 1 所示。2.1.3 工艺方法(1) 钻机就位钻机平放在坚实地面, 钻杆和孔位中心对正。为保证垂直度, 应进行水平校正, 确保钻杆轴线和钻杆中心在一条垂线上1。(2) 钻孔下管先进行引孔再下入管, 下管时, 应避免外部泥砂及水泥浆对喷嘴造成堵塞。(3) 试管当注浆管达到指定深度后采用清水进行试压, 如果管路及注浆设备均运行正常, 则可进行高压注浆, 之前先制备水泥浆。图 1 水泥搅拌桩工艺流程图 下载原图(4) 注浆注浆按从下到上的顺序持续进行, 期间检查水泥浆的初凝时间、实际流量、注浆压力、旋转速度和提升速度, 确保满足要求;注浆时, 以上参数须根据土质情况作出相应调整。(5) 结束注浆浆液到达指定高度后, 取出管, 清除多余的水泥浆。防止水泥浆硬化收缩造成影响, 及时进行拔管, 切勿留在孔内。2.1.4 技术要点(1) 严格控制钻进速度, 首次下钻与提钻均采用低速档, 复搅过程中提高档位, 各桩成桩时间要在 40min 以上, 注浆压力控制在 0.4MPa 以上。注浆的同时提升注浆管, 并进行搅拌, 下钻的速度为 0.1361.0m/min, 将提升速度控制在0.5m/min 以内。在提升至停止注浆的设计标高以后, 以慢速继续搅拌至少1min2。(2) 贮浆罐的实际容量应在一根桩所需水泥浆量的基础上增加 50kg, 如果贮浆量不够, 则不得进行后续施工。(3) 施工时可能会发生卡钻等现象, 其原因为钻头和粘土的阻力因注浆变大。此时, 可在复搅过程中沿钻杆适量注浆, 以减少和粘土间的阻力, 预防卡钻的发生。(4) 在制浆的过程中, 拌和时间要达到 3min 以上, 制好的泥浆最多存放 2h, 且不能沉淀和离析, 如果离析沉淀, 或存放超过 2h, 则不可使用。2.2 钻孔灌注桩(1) 准备工作准备工作的内容包括:确定适宜的钻机和钻具, 并对施工场地进行布置。其中, 钻机是进行钻孔灌注桩施工作业的重要设备, 应根据现场地质条件, 结合钻机性能妥善选取。(2) 钻机安装和定位如果钻机基础未能达到稳定, 则在施工中会产生很多问题, 如桩倾斜、偏心与钻机倾斜等, 所以基础必须稳固。对土质偏软与坡度较大的基础, 先用推土机整平, 再抄垫枕木或者是钢板。为使桩位准确, 一方面要确定中心位置, 另一方面要在正确位置安装钻机, 若钻机有钻塔, 要先借助钻机动力和周围地笼相互配合, 使钻杆大致就位, 然后由千斤顶托起钻架, 准确定位, 确保钻杆、起重点和钻头处在相同垂线上, 保证垂直度。钻机和桩位对准以后, 抄垫枕木使横梁水平, 同时在钻塔顶部和钻机轴线相对称的位置拉缆风绳3。(3) 埋护筒决定钻孔成败的重要因素是避免孔壁坍塌。如果钻孔深度较大, 则孔壁土体由于受到静水压力, 所以会向孔内坍塌。若孔中有高于地下水位的水头, 则能增大静水压力, 起到防坍孔的作用。护筒不仅具有这个作用, 而且还能隔离地表水, 为孔口地面等提供保护。护筒材质分木制、钢制与钢筋混凝土三种, 要经久耐用不会漏水, 且内径稍大于孔径, 通常以钢护筒为主, 每段 23m, 拼接而成。(4) 泥浆制备泥浆由膨润土、水与添加剂混合而成。根据现场采用的钻孔方式及地层条件选定泥浆的稠度, 此外还应结合地层变化作出适当调整, 避免太稀和太稠, 因为会对护壁的效果造成影响, 减慢钻进的速度。(5) 钻进钻进是整个施工过程关键环节, 应按照规范执行, 以保证质量。首先密切关注开孔质量, 对准中线和垂直度, 压紧护筒。钻进时连续注浆与抽渣, 并检查是否发生偏斜。钻进至指定深度后, 及时清孔, 沉渣厚度满足要求后再放置钢筋笼。(6) 清孔钻孔结束后, 检查钻孔的深度、位置、形状和内径, 确认无误后, 立即清孔。对摩擦桩而言, 若孔壁有坍塌可能, 则沉渣厚度应在 30cm 以内;若不易坍塌, 则应在 20cm 以内。对柱桩而言, 应将沉渣厚度控制在 5cm 以内。常用的清孔方式有:抽渣筒和正、反循环吸泥机。(7) 灌注沉渣厚度检查确认合格后, 向孔内放置钢筋笼, 定位后加固, 再用导管开始连续灌浆, 期间不得中断, 否则将造成断桩。2.3 预应力锚索2.3.1 材料42.5R 普硅水泥;人畜饮用水;粒径在 2mm 以内的硬质中砂或细砂;根据设计要求和材料计划采购锚束;锚定板。2.3.2 技术措施(1) 钻孔开钻前按要求确定孔位并做好相应的标记;对作业面场地进行处理, 确保场地坚实与平坦;钻机到位后, 使之平稳, 立轴要和锚索倾角保持一致, 同时处在相同直线;按设计确定的参数和位置进行钻孔;为避免孔壁坍塌, 可采取根管钻进措施。(2) 锚索制作安装采用适宜的钢绞线制作锚索, 由定位托架、导向帽、架线环和箍筋环四部分组成, 其中, 托架之间的距离应根据规范确定, 不可随意增加间距。在对锚索进行安装以前, 取出钻杆并清孔。一、二次注浆的注浆管须同时和锚索安装, 其深度要大于锚索总长 95%4。(3) 锚索注浆注浆采用 42.5R 普硅水泥, 强度应达到 25MPa 以上, 水灰比为 0.5。注浆主要采用二次注浆法, 清孔后先常压灌注, 在泥浆初凝后再高压灌注, 压力控制在25MPa 范围内。(4) 张拉锁定在锚固端混凝土强度达到 30MPa 后进行张拉, 之前先对设备进行检查。张拉控制力应在 0.7 倍极限强度标准值以内。(5) 锚索养护最后一次注浆完毕之后, 须进行养护, 根据试验结果确定养护的时间。2.4 混凝土喷层(1) 混凝土喷层施工和土方开挖应相互协调、配合, 但要防止干扰。(2) 工艺流程:坑槽开挖修坡土钉施工底层喷浆编网焊接面层喷浆养护。(3) 准备工作:三通一平, 因锚杆施工为流动作业, 施工前要根据现场条件安装必要临时设施, 先对排水沟进行布置。(4) 开挖壁面:根据分层开挖要求实施锚杆施工, 坑槽内土方开挖应大于锚杆0.3m, 避免超挖。开挖完成后, 及时进行锚杆与喷射混凝土施工, 减少暴露时间。(5) 坡面修整平整后, 打入土钉, 并设置渗水管。(6) 底层喷浆:底层采用喷浆机喷射混凝土, 厚度为 3050mm, 按要求养护并绑扎钢筋网5。(7) 编网与焊接:按设计要求进行编网和焊接, 锚杆和加强筋应同时进行焊接。(8) 面层喷浆:面层采用喷浆机喷射混凝土, 喷浆完成后及时养护, 有效养护时间不得少于 7d。3 结束语本工程深基坑通过对上述支护方法的合理应用, 满足支护要求, 基坑稳定, 经监测未发生异常, 很好的保证了基坑和施工安全。可用于深基坑支护的技术措施有很多, 实际施工中除了要根据基坑情况和特点选取适宜的技术措施, 还要严格按照相关规范进行操作, 以发挥支护措施最大化作用。参考文献1陈战.土木工程中深基坑支护技术的应用分析J.建筑知识, 2017 (16) :7273. 2胡家发.土木工程房屋建设中深基坑支护技术的应用分析J.江西建材, 2017 (02) :99. 3李帆, 邹波.试分析土木工程房屋建设中深基坑支护技术的应用J.建材与装饰, 2016 (32) :3435. 4肖广达.土木工程房屋建设中深基坑支护技术的应用研究J.科技展望, 2016 (15) :25. 5石锐.土木工程房屋建设中深基坑支护技术的应用J.黑龙江科技信息, 2015 (32) :268.