分析土木工程房屋建设中深基坑支护技术的应用

1、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 11.61

2、4.7m。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

3、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

4、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

5、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。

6、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

7、、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.

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