引言
近些年来,随着城市建设的快速发展,我国各个地区出现了越来越多的市政项目,在这个过程中,深基坑技术逐步扩大了应用范围。深基坑施工牵涉大量技术,在施工过程中,项目负责人准确把握整体设计和各个细节,保证贯彻落实工程施工,最大程度提高工程建设水平。
一、深基坑工程特点
(一)复杂的水文地质条件
深基坑的特点是竖直方向落差较高、水平方向面积较大,造成深基坑垂直方向的土质条件发生显著改变,同时,水平方向土质条件具有较大差异,因此,在施工过程中结合地质特点采取合适的施工手段。
(二)地下管线具有较强干扰性
市政工程一般在城市区域内建设。市内铺设的地下管线非常复杂,管道类型众多如煤气管道、通信线路等,一定程度影响了深基坑施工进度。因此,在开展深基坑施工前,尤其是较大面积和跨度的深基坑工程,应注意处理地下管线,防止处理不当影响施工。
(三)影响周围建筑物
在建设深基坑项目中,附近建筑物的位置影响开挖进度和效果。如在挖掘深基坑时土层发生流动,使附近建筑物的地基发生沉降。对此,挖掘深基坑之前,应结合实际情况选择对应支护结构,进一步降低施工影响附近建筑物的程度。
二、深基坑支护施工技术
(一)钢板桩支护
通过运用钢板桩支护这一施工技术,使钢板可以有序连接,从而产生钢板桩墙。一般来说,钢板桩都是定制而成,具有强度高、防水性好以及利用率高等特征,在实际应用中可增加斜支撑,从而产生围笼。施工技术要点包括:
1)遇到不合格的钢板桩,需实行矫正,并采取准确的矫正方法。
2)吊装和堆放钢板桩时,选择适合的堆放位置以及方式,与此同时,还要控制起吊数量,选择合理吊具。
3)在打设钢板桩时,控制操作精度和方法。
4)回填操作时,拔出钢板桩,选择适合的拔出时间和顺序。
(二)深层搅拌桩支护
利用深层搅拌机械,搅拌固化剂,固化软土和固化剂,获得较好的稳定性以及高强度的桩体。具有能够最大限度运用水泥进行原土搅和的优势,不会对地基土无侧向作用力以及最周边建筑造成压力等,能够灵活对支护结构进行合理设计,结合施工实际把握桩身强度,有效降低施工中出现的污染情况、节约施工成本和施工时间。主要有以下几点技术要点:
1)合理控制水灰两者之间的比例,避免出现管道堵塞问题,可借助标尺、刻度发挥其防范作用。
2)合理控制搅拌时间,搅拌越均匀、次数多,桩体强度也会随之提升,基于此,这就需要严控相关工作人员,确保其最大搅拌速率,要求其在规定时间内最大限度增加搅拌次数。
3)密切关注压力情况,在适合的范围内严控注浆泵出口压力。
4)认真对搅拌头下沉深度以及提升时间进行记录。
5)重视试桩这一工序,对其水灰比、泵送压力以及搅拌次数等有效明确。
(三)排桩支护
在具体施工中,结合施工实际情况,实施悬臂、拉锚、内撑、锚杆等多种形式的排桩支护。具有很强灵活性特征,结合工程施工实际,对排桩方式进行科学调整。首先,若是灌注桩排桩,技术特点:选择间隔成桩的施工方法,保持3d以上间隔时间;灌注桩的桩顶完全泛浆,高度超过0.5;若实行水下混凝土灌注,确保混凝土灌注等级强度超过其桩身的强度;其次,若是采用悬臂式进行排桩,其特征是桩间距可对各个桩的受力、土稳等条件进行合理分析,在进行桩顶设计冠梁时,要保证冠梁宽度小于桩径;完成基坑开挖后,通过砖彻、钢丝网混凝土护面等方式,有效防护桩体,若桩体出现漏水情况时,要合理进行泄水孔的设计;其三,若采用的排桩支护方式为锚杆式时,其特征有能够合理对锚杆上下排距、倾角、自由端长度以及水平间距进行合理控制,在选择注浆材料时,要确保水泥净浆能够随用随搅拌,注浆要密实,在进行锚筋和锚杆制作时,注意除锈,并涂抹保护漆。最后,若是内支撑排桩,技术特点:根据设计中相关标准来对内支撑结构进行合理安装,采取分层开挖的方式,按照工序进行相关施工,另外还要结合当前施工土方开挖情况进行,在进行钢结构内支撑支护过程中,要结合当前施工所在区域的地质、装数量、地形等多方面因素,合理安排打桩顺序。
(四)土钉墙支护
所谓土钉墙支护,简单来说就是对土体原位进行加固的一种基坑支护方式模具有自稳性能好、能够产生与重力挡墙相似的抵抗墙。这面墙即土钉墙。主要在地下水位偏低、临近无重要建筑和地下管线的区域内适用。同时,它还在非软弱土层场地基坑内适用。
1)土层分层厚度与土钉竖向之间的间距相同,采取逐层进行的方式进行开挖;2)完成开挖后,在1d内安装土钉;3)分层实施注浆,完成上层注浆后,开挖下层土方;4)优化排水设施,例如排水沟、排水坑等;5)结合支护土层当前含水率来明确是否进行泄水孔设计;6)结合相关规范进行土钉施工,科学控制定位误差。同时,对注浆压力、注浆量和注浆顺序控制。
(五)地下连续墙
所谓地下连续墙,简单来说就是运用比较专业的挖槽设备,结合施工所在区域地下建筑物的周边,运用泥浆护壁这一作用,对之前预定位置挖出或冲出一定宽度和深度沟槽,浇筑水下混凝土进一步产生一道具有防渗、挡土、承重作用的连续地下钢筋混凝土墙体。近些年来,在深基坑开挖与地下建筑的临时性和永久性的挡土维护结构中广泛应用地下连续墙。其适用性较广且优点明显。第一,刚度较大,基坑开挖时,可以承担较大土压力,避免发生地基沉降。第二,良好的防渗性,由于改进墙体接头形式和施工方法,基本不会产生透水现象。第三,施工中,噪音较小,便于城市开展施工。第四,应用在各种地基条件下。不管是软弱的冲击地层还是密实砂砾层,都可应用地下连续墙。第五,可作为刚性基础。能够取代桩基础和沉井等,承担较大荷载,作为地下结构墙,减少主体结构墙体厚度。施工技术要点包括:
1)导墙施工。结合施工图坐标,采取全站仪放出地下连续墙的各个角点;之后实行导墙施工,导墙的静距离大于连续墙设计宽度。2)单元槽段成槽施工。成槽前,先结合本幅槽段的分幅宽度,加上接头管的宽度,成槽结束后钢筋笼与接头管顺利下放到位。单元槽段成槽的开挖顺序为:先挖两端最后挖中间,使抓斗两侧均匀受力。3)刷壁。如果无法彻底清理单元槽段接头位置的土渣,接头位置则会发生渗水,因此用刷壁机实行上下刷壁,保持10-20次;完成刷壁后进行第一次清孔。4)接头处理。在连续墙施工中,一般利用锁口管法处理接头。5)制作和吊放钢筋笼。结合单元槽的划分尺寸制作成型,设计钢筋的直径和数量满足要求。通过机械连接接头形成钢筋笼主筋,利用点焊连接主筋和水平筋。用辅助吊机配合主吊一次性整体起吊钢筋笼入槽。结合钢筋笼重量选择设备。6)砼灌注。安放钢筋笼后实行第二次清孔,结束后立即灌注水下混凝土,连续均匀浇注混凝土。
三、某市政项目深基坑施工问题及解决方法
某市政项目位于火车站两侧,占地10500m2,主楼40层,地下室2层,属框架剪力墙结构,基坑开挖深度为15m,垂直开挖,在东、南、西三侧进行支护。对该项目的地质情况、周边情况以及基坑进行综合考量,少量放坡,将基坑支护设计为B、C、D、E剖面段,垂直开挖支护各剖面。施工出现了很多问题,统一整理和归纳如下。
表1施工内容
(一)流砂与局部塌落问题
设计说明基坑开挖附近没有砂层,开挖至排锚杆之间时,出现了砂层,沿坑壁方向,大概长10m,产生流砂问题和局部的塌落。通过勘察现场及分析有关地质资料,砂层主要是风化残积粉砂岩,呈透镜体,属局部砂层。流砂形成原因是基坑外侧人工填土层的地下水下渗。塌落现象扰动了开挖上体,加之地表水渗透,对下降的自稳力造成影响,导致局部出现塌落情况。
出现施工问题后,要结合问题实际进行原因分析采取相应的措施,主要有打入花管,挂双层钢筋网、喷射速凝混凝土,流转浅层排水孔排水。
通过运用人工打入花管,能够最大限度减少开挖对砂层的影响,降低对土体的扰动,同时还能够减少工程施工时间,以此来达成快速处理问题的目的,而打入花管,发挥自身对砂层的机密作用,以此来进一步提升砂层自稳定性,经花管排出下渗地下水,降低水力梯度,保证砂层的稳定性。面层的工作机理是喷锚网技术。经分析实测资料,土压力与面层刚度存在关联,例如在该段边壁,引起局部位置砂层比较软弱,存在优势移面,开挖卸荷、应力重分布,出现巨大的土压力,有必要强化面层的刚度,即挂双层钢丝网,喷速混凝土方法,对边壁土体内应力积极改善。
(二)建筑物裂缝问题
裂缝出现时,基坑开挖至7m左右,经检查可以将施工方面的原因排除掉,通过对现场进行全面分析,主要有以下几方面的影响因素:(1)加固养护路面工作欠缺,强度与设计不符。(2)通过超载测量,距离基坑较近。(3)超重加长车在狭窄道路通过,增加动荷载。(4)基坑内的岩石爆破影响基坑边壁。
为保证基坑开挖和支护的安全性,可这样处理:(1)加密钢管灌注桩,现浇混凝土,连接原路面钢筋。(2)增加一排水平注花管对软弱土体加固。(3)更改排锚杆为预应力锚杆,采取槽钢梁通常锁锭,设计拉力对边坡位移控制。钢管灌注桩,运用水平方式打入注浆花管,除具有挤密作用外,还可通过花管朝向松散的底层位置注入纯水泥浆,将原本松散的土颗粒胶接成整体状态,从而获得新结构,强度大,防水性强的“结石体”,提高土层承载力。
(三)补充加固问题
1)未考虑施工机械车辆频繁往来造成的影响,对路面和支护体未加固;2)加固处理原后锚;3)新增混凝土搅拌车下料口,对附加荷载重新思考。
改进措施:1)对钢管灌注桩间距、深度、管径等参数科学调整;2)增加两排灌注桩,扩宽钢筋混凝土路面。
通过对钢筋混凝土路面进行浇筑,提升路面强度,防止车辆对路下土体面造成影响;与此同时施工钢管灌注桩的桩底与基岩嵌入,对边壁土体强度增加,保证土体稳定性,增加承载力。钢管桩朝向基岩方向嵌入,发挥承桩作用。由钢管桩把坡顶荷载传递至基岩,降低荷载影响土体的程度,确保基坑边壁的稳定性。
四、结束语
市政工程建设中,对工程整体质量来讲,深基坑技术发挥了关键作用。因此,市政项目管理人员和施工技术人员应做好施工准备工作,高度重视各项施工流程,严格规定开挖土方,高度强调施工安全工作,通过培训方式提升专业水平,改进深基坑支护的施工技术,最终达到施工质量要求。
参考文献
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