深基坑内支撑支护施工技术探讨

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2012-12-08 11:02 热度:

     摘要:本文结合工程实例,对深基坑内支撑支护施工技术进行了探讨,以供类似工程参考。

  关键词:基坑支护,内支撑体系,基坑变形

  一、引言

  随着城市建设的发展,深基坑施工越来越成为影响城市建筑施工安全、工期及造价的很重要因素。特别是对于软土地区基坑面积大、开挖深度深的情况,内支撑系统由于具有无需占用基坑外侧地下空间资源、可提高整个围护体系的整体强度和刚度以及可有效控制基坑变形的特点而得到了广泛的应用。

  二、工程概况

  拟建某工程,地上21层,地下2层,建筑面积约为14363.04m2,基坑面积为4365.5m2,工程结构形式楼座为剪力墙结构,地下车库、地上商铺为框架结构。±0.00相当于绝对标高779m,褥垫层底标高为-7.42m,车库基底标高为-7. 47m,地下水位平均标高-6.63m。

  根据场地勘察,基坑南侧为某小区车库,其自然地坪为778.5m(相当于±0.00 为-0.6m),车库基底标高为-6.0m,车库入口的外边线到基坑边为2.9m,车库地基处理为灰土桩与碎石桩。周围环境对地基的变形要求较高,仅采用自身刚度小的板桩墙或柔性支护体难以满足变形控制要求。考虑到内支撑支护体系整体刚度较大,能更好地控制土体的变形,最大限度地减少对周边建筑物和地下管线的影响,综合场地支护结构特点、地质条件和周边环境等因素须采用钢管内支撑配合土钉方式进行。基坑开挖深度为8.24~11.45m,基坑安全等级为一级。

  三、工程地质条件和水文地质条件

  基坑开挖范围内主要涉及以下土层(见表1)。

 

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  (1)素填土①1:灰褐、灰色,回填时间约为三年,为原基坑底部淤泥的换填层。厚度0.80~2.60m。素填土①:灰色、灰黄色等,主要由坡残积砂质粘性土组成,含砂量为10~30%,堆填年限大于5年,稍湿~湿,呈松散状态,厚度为1.80~3.40m。

  (2)粉质粘土②:灰黄色,主要由粘粒粉粒组成,含砾量少,塑性高,强度随深度有所渐小,呈稍湿~湿、可塑~可塑偏软状态,厚度为0.50~2.40m。

  (3)淤泥③:灰色、深灰色等,主要由粘粒和粉粒组成,含有机质及植物腐殖质,略有异味;局部含砂和少量贝壳碎片,塑性高,呈饱和、流塑状态,全场分布,厚度为1.30~4.60m。

  (4)粉质粘土④:灰黄色、红褐色,可塑状,具中压缩性,以粘粒、粉粒和砂粒为主,部分含有少量石英砂砾,厚度为1.90~3.60m。

  (5)残积粘性土⑤1:灰褐、灰黄、褐黄色,可塑状,具中压缩性土,厚度为1.90~13.00m。残积粘性土⑤2:灰黄、褐黄色,硬塑状,低压缩性土,成分主要由长石风化的粘土矿物、石英颗粒及云母碎片组成,干强度低,厚度为1.00~6.40m。

  场地地下水主要赋存于素填土①1、素填土①、粉质粘土②、淤泥③、粉质粘土④、残积粘性土(⑤1、⑤2)及风化岩中。场地内各岩土层的含水性、透水性一般或较差,为弱透水层。

  四、基坑支护设计与施工

  (1)基坑支护设计:支护面长度约220m,采用钢管斜支撑。当支护钢管长度大于12m,采用Φ245×8支护; 当支护钢管长度小于12m,采用Φ219×8支护; 钢管支护间距为3m。直接用斜管顶紧支护。

  (2)施工工艺

  1)工艺流程

  测量支护长度→支护管下料→钢板桩施工→土方开挖出1000mm 宽沟槽→支护管制作→支护管安装→土方开挖→土钉支护→主体完工→支护拆除。

  2)施工方法

  ①设备选型。为了节约工期,综合考虑现场的施工场地,桩打入时采用履带式挖掘机。该设备自重相对于履带吊振动锤较轻,行走自如,施工速度快,安全性能高,24h都能施工。

  ②定位放线。放出结构准确的灰线,从结构线每边按图纸引出一定的尺寸预留基坑施工作业面,作为打桩的方向线。在方向线以外0.5m处设一定位线,在施工过程中随时校核,保证桩打在一条直线上,开挖后方便围檩和支撑的施工。

  ③钢板桩打入。钢板桩采用18号槽钢桩,桩长为5m。挖掘机把桩夹起同时吊到打桩灰线上空,两辅助工利用工具辅助挖掘机对好方向。

  ④垂直度控制。钢板桩打入时有一人专门指挥,随时调整钢板的垂直度,保证其垂直。

  ⑤ 土方开挖。采用履带式挖掘机进行开挖,自卸式汽车运土。开挖顺序为先将场地平整,然后开挖出1000mm 宽沟槽,再安装支护管,支护管安装完成,紧跟着开挖3m长后,停止开挖,随后紧跟支撑。

  a.基坑土方必须分层均衡开挖,每层开挖高度不宜超2m,淤泥层不超过1m,以确保开挖过程土体的稳定。b.土方开挖时分段进行,每段长度约3m。开挖到设计标高后,立即进行土钉支护的施工,然后再开挖相邻的土方。c.土方开挖与地下结构施工过程中基坑周边不得堆载,土方开挖至设计标高后应立即浇捣素混凝土垫层。

  ⑥支撑施工。下料采用手把割下料。钢管在组立前应矫正其变形,并达到符合控制偏差范围内。斜支撑根据现场尺寸加工成定尺,用塔吊将钢管吊至现场。支撑采用Φ245×8型钢支撑的形式,支撑着力处的围檩应局部焊加劲板。内支撑顶部工字钢与基坑土体之间的空隙用C30细石混凝土填塞,其C30细石混凝土用42.5 级快硬硫铝酸盐水泥拌制,以起到快速凝结,迅速受力的效果,混凝土浇筑时下部支设竹胶板并用钢管支撑。

  ⑦土钉支护。土钉支护采用人工打入Φ48钢管进行成孔。基坑南侧管线较多,所以锚杆成孔时应随时掌握探入深度,以不触及管线为宜。水泥浆采用P.O42. 5标号的水泥,注浆等级为M15,用Φ6.5钢筋编网,采用Φ14~Φ16钢筋作为斜拉加强筋; 面层采用C20细石混凝土喷射而成,土钉倾角5º~ 15º。土钉长度为1m。

  ⑧支护拆除。主体施工完毕且基坑外围回填土回填完毕后,切断局部影响工程布局的内支撑钢管。

  五、支护结构监测与检测要求

  (1)监测工作内容

  ①坡顶土体水平位移,沉降;②基坑南侧车库地面及墙面位移、沉降;③地下水位情况。

  (2)监测时间及间隔

  ①在土方开挖之前应进行基数测量,且次数不少于两次;②在每层土方开挖前后、支护完成前后、工况发生变化时应进行测量,其他正常情况下每2d~3d测量一次,如发现变形速率增大或总变形较大时应加密测量次数。

  (3)监控预警指标

  基坑支护结构的最大水平位移已大于基坑开挖深度的1/200,或其水平位移速率已连续三日大于3mm/d; 基坑支护结构的支撑体系中有个别构件出现应力骤增、裂缝的迹象;支护结构个别出现开裂、位移突变;周围建(构)筑物的不均匀沉降已大于现行建筑地基基础设计规范规定的允许沉降差,或建筑物的倾斜速率已连续三日大于0.0001H/d; 道路路面水平位移大于40mm或附近地面裂缝大于10mm; 基坑底部或周围土体出现可能导致剪切破坏的迹象或其他可能影响安全的征兆(如少量流砂、涌土、隆起、陷落等)。

  六、结语

  该工程项目深基坑施工中由于方案合理,措施到位,目前基坑基础混凝土已经施工完毕,整个基础施工中基坑变形稳定,无异常。

  参考文献:

  [1]刘国斌,王卫东.基坑工程手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,2009.

  [2]GB50202-2002,建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

  [3]姚天强,石振华.基坑降水手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.

文章标题:深基坑内支撑支护施工技术探讨

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