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【摘 要】 深基坑工程常处于密集的既有建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防等工程的近旁,虽属临时性工程,但其技术复杂性却远甚于永久性的基础结构或上部结构,稍有不慎,不仅将危及基坑本身安全,而且会殃及临近的建构筑物、道路桥梁和各种地下设施等,造成巨大损失。本文结合深圳天然气项目海水取水泵站深基坑开挖止水与锚拉支护工程,重点阐述了高压旋喷桩防渗幕墙止水与锚拉支护的施工技术,确保基坑开挖安全平稳施工。还提出了高压旋喷桩防渗幕墙在深基坑开挖中不仅起到阻水作用还与锚拉结构一起发挥了支护的作用,从而保证深基坑的顺利进行。
【关键词】 深基坑;旋喷桩;灌浆;锚拉
1.工程概况
1.1工程简介
深圳液化天然气(LNG)项目海水取水工程位于深圳市大鹏新区大鹏街道迭福片区,是深圳LNG项目的配套工程。取水泵站位于取水隧洞出水口处,地下部分为整体箱形结构,泵房宽度32.70m,总长度48.22m,泵房底标高-8.00m,泵站开挖面积大,开挖深度达13.492m,开挖工程量达47500m3,属危险性较大的深基坑施工。
1.2地层及地下水情况
地层情况为:3m杂填土,6.5m砂砾,4.5m含卵石砂砾,砂砾层稳定性差,设计采用边坡1:1.5一级放坡开挖,因泵站施工期較长,该基坑暴露时间比较长,一级放坡开挖、坡面没有护坡设计容易发生边坡损坏、滑坡等安全危害。地下水情况为:本项目区域属于南亚热带海洋季风气候区域,温暖潮湿,降水丰富,地下水位较高,埋深1.21~2.73m,标高1.88~3.45m,泵站底板标高-7.992米。地层存在比较厚的含有机制粉砂和淤泥质粉质粘土,为软弱层,泵站为整体箱式结构,需采取止水及支护措施,才能保证基坑稳定、泵站顺利施工。
2.深基坑开挖设计方案
针对此工程地质条件及场地特点,我们在技术、质量、安全及经济等方面进行反复比较分析,再结合成熟的边坡和基坑处理经验,开挖方案如下:
泵站开挖宽度79.5m,总开挖长度85.12m,泵站基底标高-7.992m;泵站基坑开挖前在基坑四周设置高压旋喷桩防渗墙,旋喷桩设计桩径:0.8m、桩间距:0.7m;排数:两排;桩顶标高:场平标高为5.3m;桩底入岩深度:进入基岩0.5m。待旋喷桩防渗墙达到一定强度后,重新钻孔进行帷幕灌浆。
在高压旋喷桩防渗幕墙施工完毕后即可进行基坑开挖。基坑采用挖掘机自然放坡开挖,开挖过程中采用坑内周围设置明沟加集水坑进行降水。泵站根据设计要求-1.0m高程以上的边坡坡度(高、宽)为1:1.5,基坑边坡及时进行挂网喷射混凝土护坡,在-1.0m高程设置2m宽马道,以下边坡坡率为1:1.2(隧洞口侧为1:0.8),采用钢花杆土钉墙支护。注浆钢花管规格为Φ48*3mm,水平间距1m,竖向间距1m,倾角为10°。喷射混凝土面层为100mm厚C20混凝土,面层中配置Φ8@200*200钢筋网。
开挖设计典型断面如下图:
3.高压旋喷桩防渗幕墙施工方案
3.1施工准备
3.1.1劳动力组织准备
建立各施工部的管理组织,集结施工力量、组织劳动力进场,做好施工人员入场教育等工作。
3.1.2材料、机械准备
编制详细的材料、机械设备需要量计划,签定材料供应合同,确定材料运输方案和计划,组织材料按计划进场和保管。
3.1.3场地平整
正式进场施工前,进行管线调查后,清除施工场地地面以下2m以内的障碍物,不能清除的做好保护措施,然后整平、夯实;同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置,确保施工场地的“三通一平”。
3.1.4桩位放样
施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点,埋石标记,经过复测验线合格后,用钢尺和测线实地布设桩位,并用竹签钉紧,一桩一签,其误差不大于5cm。在高喷灌浆轴线拐弯处应设固定桩,同时在施工轴线5~10m范围设控制桩。
3.1.5修建排污和灰浆拌制系统
旋喷桩施工过程中将会产生10~20%的返浆量,将废浆液引入沉淀池中,沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。灰浆拌制系统主要设置在水泥附近,便于作业,主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。
3.2高压旋喷桩防渗幕墙施工工艺、方法
3.2.1施工技术要求和指标要求
(1)旋喷桩桩径800mm;
(2)墙体渗透系数K (3)墙体强度:28天龄期强度应大于1.5Mpa;
(4)帷幕灌浆后基岩透水率不大于5Lu。
3.2.2旋喷桩施工工艺流程如下图。
旋喷桩工艺流程
3.2.3施工方法:
3.2.3.1孔位放样
根据试验方案,按设计孔距进行孔位放样,并用钢筋固定。
3.2.3.2钻孔
为鉴别岩性,每个试验区必须至少有一个钻孔取芯,查明地质情况。
钻机选用地质回转钻机,采用合金钻头或金刚石钻头钻进施工,钻孔直径Φ108mm,钻进过程中保证钻孔孔斜率满足精度要求,孔壁采用泥浆固壁。
孔斜率控制:用水平尺和吊坠调平钻机,校正钻机立轴垂直度,将钻机底盘垫稳并固定牢靠,在钻进过程中及时进行检查以免出现偏差。
钻进过程中,应详细记录孔内情况,包括地层分界、遇孤石、漏浆位置等。
3.2.3.3制浆
a.喷浆材料
采用42.5级硅酸盐水泥,水泥应为新鲜无结块,水泥必须持有生产厂家合格的质检报告,并根据有关规定进行抽查检验。 b.施工用水
制浆用水使用从临近取水口用管道引至施工现场。
c.配置浆液
喷浆浆液为比重1.40~1.45的水泥浆,用高速搅拌机拌制,拌制浆液必须连续均匀,搅拌时间不小于30S。一次搅拌浆液使用时间亦控制在4h以内,使用前应严格过滤。
3.2.3.4高喷台车就位
高喷台车移至已完成钻孔的桩位,校正高喷台车水平、高喷管垂直度。
3.2.3.5下喷射管
检查高压泵、空压机运行情况,检查高压输浆管、供风管畅通情况,合格后下喷浆管。
3.2.3.6喷射灌浆
喷管下至设计深度后,输入水泥浆液和压缩空气,待泵压和风压升至设计值并孔口返浆后,按拟定提速、旋速提升喷管,进行喷浆作业。直至达到设计高程即停止喷射。喷浆过程中如出现严重漏浆,应立即停止提升,充填泥浆和中粗砂以形成反滤层,待孔口返浆正常后再正常提升喷管,并复喷不少于0.2m。
3.2.3.7回灌
喷浆结束后,随即向喷射孔进行静压充填灌浆,直到浆面不再下沉为止,以确保高喷防渗墙形成后墙顶高程,回灌浆液可以采用邻孔高喷冒出的含土量少的浆液自流充填。
3.2.3.8帷幕灌浆
施工順序为:测量→布孔→设备安装→造孔→冲洗→压水试验→灌浆→封孔。
施工旋喷桩防渗墙待强度上来后,重新钻孔进行帷幕灌浆。灌浆管的间距根据现场灌浆单位的压水试验确定。灌浆深度不小于5.0m,同时需满足灌浆后基岩透水率不大于5Lu的要求。主要施工方法如下:
a、造孔。灌浆深孔、取芯孔和检查孔选用XY-Ⅱ型地质岩芯钻机,孔径91mm,硬质合金或金刚石钻头钻进,水做冲洗介质,每回次取岩芯,仔细量测钻杆、钻具、机上余尺长度,卡准每灌浆段长度;部分浅孔采用QZJ-100D潜孔钻机造孔,孔径90mm。
b、钻孔冲洗和压水试验。灌浆孔段在灌浆前采用压力水或压力风进行裂隙冲洗,直至回水清净(返风无灰)为止。
c、灌浆方法。灌浆采用自上而下循环式分段灌浆法,灌浆段自上而下分段:第一段(接触段)2m,以下每段长均为5m,段长可适当的进行调整。为了避免浆液沉淀,堵塞裂隙,用0.6寸水管做射浆管,射浆管距离孔底不超过0.5m。
d、封孔。灌浆结束后,采用分段压力灌浆封孔法封孔,用灌浆泵压入水灰比0.5:1的浓水泥浆,浓封完毕后,待凝3d,孔口上部空余部分采用粘土球扎实封孔。
4.锚拉支护施工方案
4.1作业流程
降水后分层开挖坡面→修整坡面→土钉定位→打入钢花锚杆→浆液制备、注浆→加工钢筋、绑扎钢筋网→安装泄水管→喷射混凝土→养护→开挖下一层坡面,重复以上工作直到完成。
4.2施工工艺
4.2.1开挖工作面
按照施工方案确定的开挖顺序、分层开挖深度进行施工,在完成上层作业面的土钉支护之前不得进行下层深度开挖;开挖的深度及作业顺序应保证裸露的边坡能在规定的时间内保持自立并在限定的时间内完成支护,即及时设置土钉喷射混凝土面层,在水平方向分段长度一般为10-20m,分层开挖深度约3m以内;
4.2.2修整边坡
采用小型机械辅以人工对边坡进行修整,按照设计放坡比例进行施工,坡面严禁超挖或造成边坡土体松动,对于坡面松动土块及土渣及时进行清理;
4.2.3土钉定位
按照施工设计图纸,放设土钉定位点,并用长150mm端部涂刷红油漆的短木桩标定;
4.2.4打入钢花杆锚杆
按照测量标定的土钉定位点,采用气动潜孔锤将加工好的倒刺式钢花杆打入土体中,打入深度应符合设计要求,外漏尺寸为100—120mm,钢花杆与水平面的夹角为15°,允许偏差为±1°;
4.2.5浆液制备、注浆
浆液制备、浆液采用机械搅拌,水灰比宜为0.4-0.5,搅拌时间不小于2min且应随拌随用,搅拌均匀。开始注浆前或中途停止时间超过30min时,应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路,注浆采用金属管插入孔内,管口离孔底200-500mm,用密封袋将空口封严,启动注浆泵开始送浆,调整注浆压力到0.6Mp,边注浆边边向空口方向拔管,直至注满,在拔管过程中应注意注浆管应始终埋入水泥浆中;
4.2.6加工钢筋、绑扎钢筋网片
加工钢筋、按照开挖截面尺寸对钢筋进行加工下料,钢筋网片采用φ8钢筋间距200mm铺设,采用铁丝绑扎,钢筋网片的搭接满足规范要求。
4.2.7安装泄水孔
泄水管采用PVC管,直径50mm,间距2.5m,采用梅花形布置,尾端略向上倾斜,外包两层土工布,管尾端封堵防止水土从管内直接流失,布置间距2.5m,喷射混凝土时应将泄水管空口临时封堵,防止喷射混凝土进入。
4.2.8喷射混凝土
混凝土喷射采用干喷法进行,在喷射混凝土之前,应清除坡面上残留的土块、土渣等松散物质,调整喷射机的工作风压使其适中,过高则喷射速度快,动能大,回弹多;过低则喷射速度慢,压实力小,混凝土强度低;喷射时喷嘴应受喷面垂直,喷嘴距与受喷面在常规风压下最好距离0.8-1.2m,以使回弹最少并保证密实度最大,一次喷射厚度应适中,太厚则降低混凝土压实度、易流淌,太薄则宜回弹,以混凝土不滑移、不坠落为标准,一般以50-80mm为宜,当分层施工时,上一层终凝后即喷下一层,间隔时间为2-4h,喷射式喷嘴不能在一个点上停留过久,应有节奏地、系统地移动或转动,使混凝土厚度均匀,喷射宜采取自下而上的喷射次序,喷射完成后2-4h应进行洒水养护,养护时间不少于7d。
4.2.9锚拉支护质量控制 (1)土方开挖应严格按照施工方案的开挖顺序、开挖深度进行施工,严谨超挖;开挖应分段施工分段支护,尽量缩短边坡裸露的时间,待上一层作业面混凝土面层强度大于70%后方可开挖下一层作业面;
(2)倒刺式钢花锚杆宜采用热轧焊接钢管、无缝钢管,钢管端部应制成封闭尖锥状,尖锥顶角宜取30-60°,钢管顶部宜设置防止钢花杆施打变形的加强措施;
(3)倒刺式钢花锚杆注浆孔应沿钢管周边梅花布置,注浆孔外应设置倒刺覆盖,倒刺采用Q235B热轧等边角钢与土钉钢管夹角20-30°,角钢宽度为30mm,厚度为3-6mm,长度50mm;
(4)严格控制钢花锚杆的入土深度、外露长度、水平夹角及间距,钢花锚杆的施工误差应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002验收标准;
(5)注射土钉用的水泥浆液水灰比应严格控制在0.4-0.5范围内,注浆压力不应小于0.6Mpa且应在注浆至管顶周围出现返浆后停止注浆;
(6)喷射面层用混凝土强度等级C20,喷射厚度为100mm,混凝土用料应有严格控制其粒径、含水量及含泥量;石子选用碎石,粒径不大于15mm且分布均匀,砂子选用中粗砂,细度模数大于2.5mm,含泥量应小于3%,含水量宜为5%-7%,水泥选用早强型硅酸盐水泥,水泥與砂石的重量比宜为1:4-1:4.5,水灰比宜取0.4-0.45,施工时保证喷射机和风压机的压力适中,喷射头距坡面的垂直距,且要保证工作的连续性与稳定性;
(7)钢花管锚杆墙检测要求:
a、检测钢花管锚杆抗拔承载力,检测数量不宜少于土钉总数的1%,且同一土层中的土钉检测数量不应少于3根;抗拔承载力检测值分别不小于土钉轴向拉力标准值的1.3倍,检测钢花管锚杆应采用随机抽样方法选取;检测试验应在注浆固体强度达到10MPa或达到设计强度的70%后进行,应按建筑基坑支护技术规程附录D的试验方法进行;当检测的钢花管锚杆不合格时,应扩大检测数量;
b、应进行喷射混凝土的现场试块强度试验,每500m2喷射混凝土面积的试验数量不应少于一组;
c、应对喷射混凝土面层厚度进行检测,每500m2喷射混凝土面积的试验数量不应少于一组,每组检测点不少于3个,全部检测点的面层厚度平均值不应小于厚度设计值,最小厚度不应小于厚度设计值的80%。
5.开挖后变形观测情况
基坑工程整个施工期内,支护结构成型质量稳定,墙后土体无沉陷、裂缝及滑移,基坑无涌土、流砂、管涌现象,坡顶水平位移、沉降位移能达到工程安全二级标准。
6.结束语
在地质较复杂,地下水位较高,基坑开挖较深的情况下,使用高压旋喷桩防渗幕墙和锚拉支护技术不尽起到了很好的止水效果,而且还发挥了很好的支护作用。由于不同工程项目场地的地质、环境条件千差万别,必须因地制宜的制定合理施工方案,确保基坑开挖及构筑物施工的安全进行。
参考文献:
1、作者:黄强,深基坑支护工程设计技术,中国建材工业出版社,1995年
2、作者:蒋国盛等,基坑工程,中国地质大学出版社,2000年
3、作者:唐业清,基坑工程事故分析与处理,中国建筑工业出版社,1999年
4、作者:中国建筑科技学研究院,建筑基坑支护技术规程,中国建筑工业出版社,1999年
【关键词】 深基坑;旋喷桩;灌浆;锚拉
1.工程概况
1.1工程简介
深圳液化天然气(LNG)项目海水取水工程位于深圳市大鹏新区大鹏街道迭福片区,是深圳LNG项目的配套工程。取水泵站位于取水隧洞出水口处,地下部分为整体箱形结构,泵房宽度32.70m,总长度48.22m,泵房底标高-8.00m,泵站开挖面积大,开挖深度达13.492m,开挖工程量达47500m3,属危险性较大的深基坑施工。
1.2地层及地下水情况
地层情况为:3m杂填土,6.5m砂砾,4.5m含卵石砂砾,砂砾层稳定性差,设计采用边坡1:1.5一级放坡开挖,因泵站施工期較长,该基坑暴露时间比较长,一级放坡开挖、坡面没有护坡设计容易发生边坡损坏、滑坡等安全危害。地下水情况为:本项目区域属于南亚热带海洋季风气候区域,温暖潮湿,降水丰富,地下水位较高,埋深1.21~2.73m,标高1.88~3.45m,泵站底板标高-7.992米。地层存在比较厚的含有机制粉砂和淤泥质粉质粘土,为软弱层,泵站为整体箱式结构,需采取止水及支护措施,才能保证基坑稳定、泵站顺利施工。
2.深基坑开挖设计方案
针对此工程地质条件及场地特点,我们在技术、质量、安全及经济等方面进行反复比较分析,再结合成熟的边坡和基坑处理经验,开挖方案如下:
泵站开挖宽度79.5m,总开挖长度85.12m,泵站基底标高-7.992m;泵站基坑开挖前在基坑四周设置高压旋喷桩防渗墙,旋喷桩设计桩径:0.8m、桩间距:0.7m;排数:两排;桩顶标高:场平标高为5.3m;桩底入岩深度:进入基岩0.5m。待旋喷桩防渗墙达到一定强度后,重新钻孔进行帷幕灌浆。
在高压旋喷桩防渗幕墙施工完毕后即可进行基坑开挖。基坑采用挖掘机自然放坡开挖,开挖过程中采用坑内周围设置明沟加集水坑进行降水。泵站根据设计要求-1.0m高程以上的边坡坡度(高、宽)为1:1.5,基坑边坡及时进行挂网喷射混凝土护坡,在-1.0m高程设置2m宽马道,以下边坡坡率为1:1.2(隧洞口侧为1:0.8),采用钢花杆土钉墙支护。注浆钢花管规格为Φ48*3mm,水平间距1m,竖向间距1m,倾角为10°。喷射混凝土面层为100mm厚C20混凝土,面层中配置Φ8@200*200钢筋网。
开挖设计典型断面如下图:
3.高压旋喷桩防渗幕墙施工方案
3.1施工准备
3.1.1劳动力组织准备
建立各施工部的管理组织,集结施工力量、组织劳动力进场,做好施工人员入场教育等工作。
3.1.2材料、机械准备
编制详细的材料、机械设备需要量计划,签定材料供应合同,确定材料运输方案和计划,组织材料按计划进场和保管。
3.1.3场地平整
正式进场施工前,进行管线调查后,清除施工场地地面以下2m以内的障碍物,不能清除的做好保护措施,然后整平、夯实;同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置,确保施工场地的“三通一平”。
3.1.4桩位放样
施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点,埋石标记,经过复测验线合格后,用钢尺和测线实地布设桩位,并用竹签钉紧,一桩一签,其误差不大于5cm。在高喷灌浆轴线拐弯处应设固定桩,同时在施工轴线5~10m范围设控制桩。
3.1.5修建排污和灰浆拌制系统
旋喷桩施工过程中将会产生10~20%的返浆量,将废浆液引入沉淀池中,沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。灰浆拌制系统主要设置在水泥附近,便于作业,主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。
3.2高压旋喷桩防渗幕墙施工工艺、方法
3.2.1施工技术要求和指标要求
(1)旋喷桩桩径800mm;
(2)墙体渗透系数K
(4)帷幕灌浆后基岩透水率不大于5Lu。
3.2.2旋喷桩施工工艺流程如下图。
旋喷桩工艺流程
3.2.3施工方法:
3.2.3.1孔位放样
根据试验方案,按设计孔距进行孔位放样,并用钢筋固定。
3.2.3.2钻孔
为鉴别岩性,每个试验区必须至少有一个钻孔取芯,查明地质情况。
钻机选用地质回转钻机,采用合金钻头或金刚石钻头钻进施工,钻孔直径Φ108mm,钻进过程中保证钻孔孔斜率满足精度要求,孔壁采用泥浆固壁。
孔斜率控制:用水平尺和吊坠调平钻机,校正钻机立轴垂直度,将钻机底盘垫稳并固定牢靠,在钻进过程中及时进行检查以免出现偏差。
钻进过程中,应详细记录孔内情况,包括地层分界、遇孤石、漏浆位置等。
3.2.3.3制浆
a.喷浆材料
采用42.5级硅酸盐水泥,水泥应为新鲜无结块,水泥必须持有生产厂家合格的质检报告,并根据有关规定进行抽查检验。 b.施工用水
制浆用水使用从临近取水口用管道引至施工现场。
c.配置浆液
喷浆浆液为比重1.40~1.45的水泥浆,用高速搅拌机拌制,拌制浆液必须连续均匀,搅拌时间不小于30S。一次搅拌浆液使用时间亦控制在4h以内,使用前应严格过滤。
3.2.3.4高喷台车就位
高喷台车移至已完成钻孔的桩位,校正高喷台车水平、高喷管垂直度。
3.2.3.5下喷射管
检查高压泵、空压机运行情况,检查高压输浆管、供风管畅通情况,合格后下喷浆管。
3.2.3.6喷射灌浆
喷管下至设计深度后,输入水泥浆液和压缩空气,待泵压和风压升至设计值并孔口返浆后,按拟定提速、旋速提升喷管,进行喷浆作业。直至达到设计高程即停止喷射。喷浆过程中如出现严重漏浆,应立即停止提升,充填泥浆和中粗砂以形成反滤层,待孔口返浆正常后再正常提升喷管,并复喷不少于0.2m。
3.2.3.7回灌
喷浆结束后,随即向喷射孔进行静压充填灌浆,直到浆面不再下沉为止,以确保高喷防渗墙形成后墙顶高程,回灌浆液可以采用邻孔高喷冒出的含土量少的浆液自流充填。
3.2.3.8帷幕灌浆
施工順序为:测量→布孔→设备安装→造孔→冲洗→压水试验→灌浆→封孔。
施工旋喷桩防渗墙待强度上来后,重新钻孔进行帷幕灌浆。灌浆管的间距根据现场灌浆单位的压水试验确定。灌浆深度不小于5.0m,同时需满足灌浆后基岩透水率不大于5Lu的要求。主要施工方法如下:
a、造孔。灌浆深孔、取芯孔和检查孔选用XY-Ⅱ型地质岩芯钻机,孔径91mm,硬质合金或金刚石钻头钻进,水做冲洗介质,每回次取岩芯,仔细量测钻杆、钻具、机上余尺长度,卡准每灌浆段长度;部分浅孔采用QZJ-100D潜孔钻机造孔,孔径90mm。
b、钻孔冲洗和压水试验。灌浆孔段在灌浆前采用压力水或压力风进行裂隙冲洗,直至回水清净(返风无灰)为止。
c、灌浆方法。灌浆采用自上而下循环式分段灌浆法,灌浆段自上而下分段:第一段(接触段)2m,以下每段长均为5m,段长可适当的进行调整。为了避免浆液沉淀,堵塞裂隙,用0.6寸水管做射浆管,射浆管距离孔底不超过0.5m。
d、封孔。灌浆结束后,采用分段压力灌浆封孔法封孔,用灌浆泵压入水灰比0.5:1的浓水泥浆,浓封完毕后,待凝3d,孔口上部空余部分采用粘土球扎实封孔。
4.锚拉支护施工方案
4.1作业流程
降水后分层开挖坡面→修整坡面→土钉定位→打入钢花锚杆→浆液制备、注浆→加工钢筋、绑扎钢筋网→安装泄水管→喷射混凝土→养护→开挖下一层坡面,重复以上工作直到完成。
4.2施工工艺
4.2.1开挖工作面
按照施工方案确定的开挖顺序、分层开挖深度进行施工,在完成上层作业面的土钉支护之前不得进行下层深度开挖;开挖的深度及作业顺序应保证裸露的边坡能在规定的时间内保持自立并在限定的时间内完成支护,即及时设置土钉喷射混凝土面层,在水平方向分段长度一般为10-20m,分层开挖深度约3m以内;
4.2.2修整边坡
采用小型机械辅以人工对边坡进行修整,按照设计放坡比例进行施工,坡面严禁超挖或造成边坡土体松动,对于坡面松动土块及土渣及时进行清理;
4.2.3土钉定位
按照施工设计图纸,放设土钉定位点,并用长150mm端部涂刷红油漆的短木桩标定;
4.2.4打入钢花杆锚杆
按照测量标定的土钉定位点,采用气动潜孔锤将加工好的倒刺式钢花杆打入土体中,打入深度应符合设计要求,外漏尺寸为100—120mm,钢花杆与水平面的夹角为15°,允许偏差为±1°;
4.2.5浆液制备、注浆
浆液制备、浆液采用机械搅拌,水灰比宜为0.4-0.5,搅拌时间不小于2min且应随拌随用,搅拌均匀。开始注浆前或中途停止时间超过30min时,应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路,注浆采用金属管插入孔内,管口离孔底200-500mm,用密封袋将空口封严,启动注浆泵开始送浆,调整注浆压力到0.6Mp,边注浆边边向空口方向拔管,直至注满,在拔管过程中应注意注浆管应始终埋入水泥浆中;
4.2.6加工钢筋、绑扎钢筋网片
加工钢筋、按照开挖截面尺寸对钢筋进行加工下料,钢筋网片采用φ8钢筋间距200mm铺设,采用铁丝绑扎,钢筋网片的搭接满足规范要求。
4.2.7安装泄水孔
泄水管采用PVC管,直径50mm,间距2.5m,采用梅花形布置,尾端略向上倾斜,外包两层土工布,管尾端封堵防止水土从管内直接流失,布置间距2.5m,喷射混凝土时应将泄水管空口临时封堵,防止喷射混凝土进入。
4.2.8喷射混凝土
混凝土喷射采用干喷法进行,在喷射混凝土之前,应清除坡面上残留的土块、土渣等松散物质,调整喷射机的工作风压使其适中,过高则喷射速度快,动能大,回弹多;过低则喷射速度慢,压实力小,混凝土强度低;喷射时喷嘴应受喷面垂直,喷嘴距与受喷面在常规风压下最好距离0.8-1.2m,以使回弹最少并保证密实度最大,一次喷射厚度应适中,太厚则降低混凝土压实度、易流淌,太薄则宜回弹,以混凝土不滑移、不坠落为标准,一般以50-80mm为宜,当分层施工时,上一层终凝后即喷下一层,间隔时间为2-4h,喷射式喷嘴不能在一个点上停留过久,应有节奏地、系统地移动或转动,使混凝土厚度均匀,喷射宜采取自下而上的喷射次序,喷射完成后2-4h应进行洒水养护,养护时间不少于7d。
4.2.9锚拉支护质量控制 (1)土方开挖应严格按照施工方案的开挖顺序、开挖深度进行施工,严谨超挖;开挖应分段施工分段支护,尽量缩短边坡裸露的时间,待上一层作业面混凝土面层强度大于70%后方可开挖下一层作业面;
(2)倒刺式钢花锚杆宜采用热轧焊接钢管、无缝钢管,钢管端部应制成封闭尖锥状,尖锥顶角宜取30-60°,钢管顶部宜设置防止钢花杆施打变形的加强措施;
(3)倒刺式钢花锚杆注浆孔应沿钢管周边梅花布置,注浆孔外应设置倒刺覆盖,倒刺采用Q235B热轧等边角钢与土钉钢管夹角20-30°,角钢宽度为30mm,厚度为3-6mm,长度50mm;
(4)严格控制钢花锚杆的入土深度、外露长度、水平夹角及间距,钢花锚杆的施工误差应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002验收标准;
(5)注射土钉用的水泥浆液水灰比应严格控制在0.4-0.5范围内,注浆压力不应小于0.6Mpa且应在注浆至管顶周围出现返浆后停止注浆;
(6)喷射面层用混凝土强度等级C20,喷射厚度为100mm,混凝土用料应有严格控制其粒径、含水量及含泥量;石子选用碎石,粒径不大于15mm且分布均匀,砂子选用中粗砂,细度模数大于2.5mm,含泥量应小于3%,含水量宜为5%-7%,水泥选用早强型硅酸盐水泥,水泥與砂石的重量比宜为1:4-1:4.5,水灰比宜取0.4-0.45,施工时保证喷射机和风压机的压力适中,喷射头距坡面的垂直距,且要保证工作的连续性与稳定性;
(7)钢花管锚杆墙检测要求:
a、检测钢花管锚杆抗拔承载力,检测数量不宜少于土钉总数的1%,且同一土层中的土钉检测数量不应少于3根;抗拔承载力检测值分别不小于土钉轴向拉力标准值的1.3倍,检测钢花管锚杆应采用随机抽样方法选取;检测试验应在注浆固体强度达到10MPa或达到设计强度的70%后进行,应按建筑基坑支护技术规程附录D的试验方法进行;当检测的钢花管锚杆不合格时,应扩大检测数量;
b、应进行喷射混凝土的现场试块强度试验,每500m2喷射混凝土面积的试验数量不应少于一组;
c、应对喷射混凝土面层厚度进行检测,每500m2喷射混凝土面积的试验数量不应少于一组,每组检测点不少于3个,全部检测点的面层厚度平均值不应小于厚度设计值,最小厚度不应小于厚度设计值的80%。
5.开挖后变形观测情况
基坑工程整个施工期内,支护结构成型质量稳定,墙后土体无沉陷、裂缝及滑移,基坑无涌土、流砂、管涌现象,坡顶水平位移、沉降位移能达到工程安全二级标准。
6.结束语
在地质较复杂,地下水位较高,基坑开挖较深的情况下,使用高压旋喷桩防渗幕墙和锚拉支护技术不尽起到了很好的止水效果,而且还发挥了很好的支护作用。由于不同工程项目场地的地质、环境条件千差万别,必须因地制宜的制定合理施工方案,确保基坑开挖及构筑物施工的安全进行。
参考文献:
1、作者:黄强,深基坑支护工程设计技术,中国建材工业出版社,1995年
2、作者:蒋国盛等,基坑工程,中国地质大学出版社,2000年
3、作者:唐业清,基坑工程事故分析与处理,中国建筑工业出版社,1999年
4、作者:中国建筑科技学研究院,建筑基坑支护技术规程,中国建筑工业出版社,1999年