论文部分内容阅读
浙江大地岩土勘察有限责任公司 浙江 单位所在地邮编标此处
【摘 要】近年来，建筑住宅深基坑围护结构体系设计和施工技术得到了快速发展和广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先介绍了围护结构形式，分析了围护结构设计，并结合相关实践经验，就基坑围护方案的实施展开了研究与探讨。
【关键词】建筑住宅；深基坑围护结构；体系设计；施工技术
一、前言
作为建筑住宅深基坑围护结构体系应用中的重要工作，其设计与施工技术的关键地位不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对深基坑围护结构体系设计和施工的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与方法，进一步保证建筑住宅深基坑理想效果的取得。
二、围护结构形式
1.超流态桩
超流态桩，就是先用螺旋钻机成孔，再注入超流态混凝土，后压入钢筋笼成桩，是近年在沈阳发展起来的一种新的基坑支护技术，其基坑开挖深度在10m左右。超流态桩的优点：施工进度快；造价低；在沈阳工程实例多，施工技术经验成熟，施工简便；适用于深度<13m的基坑。
2.钻孔咬合桩
钻孔咬合桩是应用液压、摇动式全套管灌注桩机施工，干式成孔，相邻桩身咬合量一般为200mm，采用间隔配筋，咬合桩墙具有挡土止水双重功能。其优点是：施工场地小，震动小，噪音低，无泥浆污染，周围有重要建筑物时有利；可根据基坑深度，调整桩径等参数，对地层地质条件、基坑深浅等条件适应性好；施工技术成熟，防水效果好；使用范围较大，明挖区间、明挖单层车站、明挖双层车站的基坑均可采用。
3.SMW工法（劲性水泥土搅拌桩）
SMW桩是在相互咬合的深层搅拌桩内插入H型钢后形成的连续挡土结构，在H型钢的表面涂刷减摩剂后可回收再利用。在透水性大的砂性地层中使用效果较好，具有承载力与防渗两种功能，布置灵活、施工简便，抗渗效果好，型钢可回收，造价低，比地下连续墙减少30%左右，一般多用于深度<13m的基坑。其工艺流程为：测量放线→沟槽开挖→型钢定位（漿液配置）→桩机就位→钻进→成桩→桩机移位（下道工序施工）→H型钢插入→泥土处理→SMW硬化。
4.钻孔灌注桩
钻孔灌注桩采用螺旋钻机或冲击式钻机成孔，然后灌浆放钢筋笼成桩，是一种目前应用比较广泛的基坑支护形式，其优点是桩体刚度大，控制基坑变形好，施工工艺简单，桩体可以作为结构侧墙的一部分加以利用，以降低工程造价，其缺点是止水性差，当地下水位较高时，需另设止水帷幕，增加了工程造价。一般多用于深度在15m左右的基坑。
5.地下连续墙
地下连续墙是在挖槽机挖成的狭长槽段中（一般充满护壁泥浆）现浇钢筋混凝土而成的平面形墙，各幅墙体之间用锁结管或钢筋、钢板搭接，连成整体。此工法是一种传统的深基坑围护结构型式，可适用于各类地质条件，它既可作为基坑开挖的护壁，又可作为框架结构外墙的一部分，与内衬共同组成叠合墙（或复合墙）以承受其荷载。当上部有其它建筑物时亦可作为建筑物的基础。当地质条件较好，且连续墙接缝处防水有可靠保证时，可采用单一式地下连续墙。
三、围护结构设计
基坑西侧和北侧围护桩采用φ1200mm的钻孔灌注桩结合三轴水泥土搅拌桩3φ850mm@600mm，基坑东侧和北侧采用φ1200mm的钻孔灌注桩结合φ700mmC25素混凝土嵌桩。基坑内采用3道内支撑。针对目前现场情况，设计单位制定了一系列详细的加固措施，具体如下：
1.全面彻查主筋未锚入压顶梁的钻孔灌注桩数量，局部加大压顶梁截面，确保压顶梁完全包裹钻孔灌注围护桩。加固措施为：能满足锚固长度要求的围护桩主筋可直接加以利用；主筋露出长度虽不满足锚固长度，但大于单面焊10d或双面焊5d长度时，须焊接与主筋同直径、同强度钢筋，焊接后的钢筋应满足锚固长度要求，从压顶梁底部割断或主筋露出长度短，不满足前两者要求时，应在钻孔灌注桩顶部植入与主筋同直径、同强度钢筋；原压顶梁在露筋桩一侧尺寸加大，确保露筋锚入在内。
2.第2道支撑南侧和东侧增加厚200mm钢筋混凝土板带，相邻围护桩偏位大于200mm时，在凸出的围护桩位置加设支撑小梁。
3.在-12.65m标高位置加设局部第3道支撑，由于围护桩偏位严重，第3道支撑的围檩制作要求同第2道支撑围檩，确保填实围檩与围护桩之间的空隙。
4.鉴于钻孔灌注围护桩严重偏位，素混凝土嵌桩基本均与钻孔桩呈相切或脱离状态，未达到原围护设计的相割搭接要求，止水帷幕作用大大削弱。围护桩表面应设置φ6.5mm@200mm×200mm钢筋网，并喷射厚90mmC20混凝土。钢筋网应通过植筋方式和围护桩相连，钢筋网上下两端应锚入压顶梁或围檩中不小于300mm。
5.基坑南侧和东侧加设钢格构斜向换撑，换撑一端和第2道支撑围檩相连接，一端与底板钢筋混凝土牛腿相连接。
6.在基坑东侧和南侧薄弱部位应增设测斜孔，加强监测。
四、基坑围护方案的实施
1.施工工艺：（1）。按照方案要求，土钉墙围护分两层进行，按以下流程施工：挖土→修坡→土钉孔定位→成孔→制安土钉→配制、灌注砂浆→绑扎钢筋网片→焊接加强筋及井字钢筋→配制混凝土→喷射混凝土→下层挖土。
施工中投入2台电动麻花钻、SYB50/50液压注浆泵及PC-V混凝土喷射机各1台。土钉墙采用C20喷射砼，面板厚度为100mm，分二层施工：喷射第一层混凝土厚度为30～40mm，然后成孔、安装土钉、绑扎钢筋网片、喷射混凝土第二层混凝土至设计厚度；土钉墙面层内有土钉处配Φ6.5@200×200钢筋网。
（2）钢管土钉为Φ48×3.0、Φ48×3.25焊接钢管，钢管前端封闭、在离开坑壁2.0m开始每隔0.5m旋转90度打一个不小于8mm的冒浆孔直至底部。
（3）土钉注浆材料采用纯水泥浆，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比为0.45～0.55。注浆终了压力不小于0.4MPa且保持稳压1分钟，注浆须慢速进行，注浆前应进行洗孔。
（4）施工时应确保钢管土钉的制作质量和土钉的注浆质量，注浆量不得小于35kg水泥/米。
2.主要技术及质量保证措施。为确保施工质量，保证边坡稳定，有效控制基坑变形，在施工过程中，采取以下有效措施：a.施工过程中，现场专业人员跟班作业，对各分项逐个放样检验。严格控制挖土深度及范围，保证放坡，不超挖，不提前开挖，避免边坡暴露时间太长，开挖后及时修坡，以便进行下道工序施工。b.对土钉成孔深度，拉杆质量，砂浆配比，灌注砂浆饱和度，加强筋焊接质量进行监督检查，并有书面记录资料。c.钢筋网采用绑扎，各施工段段间搭接长度不小于20cm，在钢筋网外侧采用216钢筋加强，4.22米长0.20m宽的井字钢架固定在土钉上，焊接牢固。d.及时完成坡面的混凝土喷射工作。为保证能及时形成喷锚网支护，混凝土中掺速凝剂，使混凝土快速凝固。e.支护期间密切监视基坑壁的变形情况，并沿基坑均布设20个观察点，对于距离民房较近的部位加密监测点，定时观测，在整个施工过程中边坡变形未超出规范要求。f.在基坑开挖，逐步支护过程中，局部遇到自身强度低，流塑很大的淤泥，及时挂网喷射混凝土，保证边坡稳定。
3.基坑降（排）水采用明排水方案：基坑外侧四周设置300×300地表截水沟，截水沟每隔50m设一个800×800×1000的集水井；基坑内侧四周边开挖边做临时排水沟和集水坑，集水坑距离开挖面坡脚4.0m，间距15m一只，放坡坡面上设置50pvc泄水孔。
【摘 要】近年来，建筑住宅深基坑围护结构体系设计和施工技术得到了快速发展和广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先介绍了围护结构形式，分析了围护结构设计，并结合相关实践经验，就基坑围护方案的实施展开了研究与探讨。
【关键词】建筑住宅；深基坑围护结构；体系设计；施工技术
一、前言
作为建筑住宅深基坑围护结构体系应用中的重要工作，其设计与施工技术的关键地位不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对深基坑围护结构体系设计和施工的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与方法，进一步保证建筑住宅深基坑理想效果的取得。
二、围护结构形式
1.超流态桩
超流态桩，就是先用螺旋钻机成孔，再注入超流态混凝土，后压入钢筋笼成桩，是近年在沈阳发展起来的一种新的基坑支护技术，其基坑开挖深度在10m左右。超流态桩的优点：施工进度快；造价低；在沈阳工程实例多，施工技术经验成熟，施工简便；适用于深度<13m的基坑。
2.钻孔咬合桩
钻孔咬合桩是应用液压、摇动式全套管灌注桩机施工，干式成孔，相邻桩身咬合量一般为200mm，采用间隔配筋，咬合桩墙具有挡土止水双重功能。其优点是：施工场地小，震动小，噪音低，无泥浆污染，周围有重要建筑物时有利；可根据基坑深度，调整桩径等参数，对地层地质条件、基坑深浅等条件适应性好；施工技术成熟，防水效果好；使用范围较大，明挖区间、明挖单层车站、明挖双层车站的基坑均可采用。
3.SMW工法（劲性水泥土搅拌桩）
SMW桩是在相互咬合的深层搅拌桩内插入H型钢后形成的连续挡土结构，在H型钢的表面涂刷减摩剂后可回收再利用。在透水性大的砂性地层中使用效果较好，具有承载力与防渗两种功能，布置灵活、施工简便，抗渗效果好，型钢可回收，造价低，比地下连续墙减少30%左右，一般多用于深度<13m的基坑。其工艺流程为：测量放线→沟槽开挖→型钢定位（漿液配置）→桩机就位→钻进→成桩→桩机移位（下道工序施工）→H型钢插入→泥土处理→SMW硬化。
4.钻孔灌注桩
钻孔灌注桩采用螺旋钻机或冲击式钻机成孔，然后灌浆放钢筋笼成桩，是一种目前应用比较广泛的基坑支护形式，其优点是桩体刚度大，控制基坑变形好，施工工艺简单，桩体可以作为结构侧墙的一部分加以利用，以降低工程造价，其缺点是止水性差，当地下水位较高时，需另设止水帷幕，增加了工程造价。一般多用于深度在15m左右的基坑。
5.地下连续墙
地下连续墙是在挖槽机挖成的狭长槽段中（一般充满护壁泥浆）现浇钢筋混凝土而成的平面形墙，各幅墙体之间用锁结管或钢筋、钢板搭接，连成整体。此工法是一种传统的深基坑围护结构型式，可适用于各类地质条件，它既可作为基坑开挖的护壁，又可作为框架结构外墙的一部分，与内衬共同组成叠合墙（或复合墙）以承受其荷载。当上部有其它建筑物时亦可作为建筑物的基础。当地质条件较好，且连续墙接缝处防水有可靠保证时，可采用单一式地下连续墙。
三、围护结构设计
基坑西侧和北侧围护桩采用φ1200mm的钻孔灌注桩结合三轴水泥土搅拌桩3φ850mm@600mm，基坑东侧和北侧采用φ1200mm的钻孔灌注桩结合φ700mmC25素混凝土嵌桩。基坑内采用3道内支撑。针对目前现场情况，设计单位制定了一系列详细的加固措施，具体如下：
1.全面彻查主筋未锚入压顶梁的钻孔灌注桩数量，局部加大压顶梁截面，确保压顶梁完全包裹钻孔灌注围护桩。加固措施为：能满足锚固长度要求的围护桩主筋可直接加以利用；主筋露出长度虽不满足锚固长度，但大于单面焊10d或双面焊5d长度时，须焊接与主筋同直径、同强度钢筋，焊接后的钢筋应满足锚固长度要求，从压顶梁底部割断或主筋露出长度短，不满足前两者要求时，应在钻孔灌注桩顶部植入与主筋同直径、同强度钢筋；原压顶梁在露筋桩一侧尺寸加大，确保露筋锚入在内。
2.第2道支撑南侧和东侧增加厚200mm钢筋混凝土板带，相邻围护桩偏位大于200mm时，在凸出的围护桩位置加设支撑小梁。
3.在-12.65m标高位置加设局部第3道支撑，由于围护桩偏位严重，第3道支撑的围檩制作要求同第2道支撑围檩，确保填实围檩与围护桩之间的空隙。
4.鉴于钻孔灌注围护桩严重偏位，素混凝土嵌桩基本均与钻孔桩呈相切或脱离状态，未达到原围护设计的相割搭接要求，止水帷幕作用大大削弱。围护桩表面应设置φ6.5mm@200mm×200mm钢筋网，并喷射厚90mmC20混凝土。钢筋网应通过植筋方式和围护桩相连，钢筋网上下两端应锚入压顶梁或围檩中不小于300mm。
5.基坑南侧和东侧加设钢格构斜向换撑，换撑一端和第2道支撑围檩相连接，一端与底板钢筋混凝土牛腿相连接。
6.在基坑东侧和南侧薄弱部位应增设测斜孔，加强监测。
四、基坑围护方案的实施
1.施工工艺：（1）。按照方案要求，土钉墙围护分两层进行，按以下流程施工：挖土→修坡→土钉孔定位→成孔→制安土钉→配制、灌注砂浆→绑扎钢筋网片→焊接加强筋及井字钢筋→配制混凝土→喷射混凝土→下层挖土。
施工中投入2台电动麻花钻、SYB50/50液压注浆泵及PC-V混凝土喷射机各1台。土钉墙采用C20喷射砼，面板厚度为100mm，分二层施工：喷射第一层混凝土厚度为30～40mm，然后成孔、安装土钉、绑扎钢筋网片、喷射混凝土第二层混凝土至设计厚度；土钉墙面层内有土钉处配Φ6.5@200×200钢筋网。
（2）钢管土钉为Φ48×3.0、Φ48×3.25焊接钢管，钢管前端封闭、在离开坑壁2.0m开始每隔0.5m旋转90度打一个不小于8mm的冒浆孔直至底部。
（3）土钉注浆材料采用纯水泥浆，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比为0.45～0.55。注浆终了压力不小于0.4MPa且保持稳压1分钟，注浆须慢速进行，注浆前应进行洗孔。
（4）施工时应确保钢管土钉的制作质量和土钉的注浆质量，注浆量不得小于35kg水泥/米。
2.主要技术及质量保证措施。为确保施工质量，保证边坡稳定，有效控制基坑变形，在施工过程中，采取以下有效措施：a.施工过程中，现场专业人员跟班作业，对各分项逐个放样检验。严格控制挖土深度及范围，保证放坡，不超挖，不提前开挖，避免边坡暴露时间太长，开挖后及时修坡，以便进行下道工序施工。b.对土钉成孔深度，拉杆质量，砂浆配比，灌注砂浆饱和度，加强筋焊接质量进行监督检查，并有书面记录资料。c.钢筋网采用绑扎，各施工段段间搭接长度不小于20cm，在钢筋网外侧采用216钢筋加强，4.22米长0.20m宽的井字钢架固定在土钉上，焊接牢固。d.及时完成坡面的混凝土喷射工作。为保证能及时形成喷锚网支护，混凝土中掺速凝剂，使混凝土快速凝固。e.支护期间密切监视基坑壁的变形情况，并沿基坑均布设20个观察点，对于距离民房较近的部位加密监测点，定时观测，在整个施工过程中边坡变形未超出规范要求。f.在基坑开挖，逐步支护过程中，局部遇到自身强度低，流塑很大的淤泥，及时挂网喷射混凝土，保证边坡稳定。
3.基坑降（排）水采用明排水方案：基坑外侧四周设置300×300地表截水沟，截水沟每隔50m设一个800×800×1000的集水井；基坑内侧四周边开挖边做临时排水沟和集水坑，集水坑距离开挖面坡脚4.0m，间距15m一只，放坡坡面上设置50pvc泄水孔。