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关键词:抗浮锚杆桩、基础工程、设计、承载力,耐久性
中图分类号:U455.7+1 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2013)05-(页码)-页数
一:前言
近年来,随着经济的高速发展,建筑工程大规模地向地下发展。为解决地下建筑和构筑物的抗浮问题,抗拔桩正广泛地运用到抗浮设计措施中。抗浮锚杆因其经济、施工方便、操作面小便捷性得到不少业主的青睐,正在越来越多作为抗拔桩用作建筑工程中。
然而,抗浮锚杆在作为永久性建筑工程中使用在业内尚有争议。主要原因有:
1)缺少配套的设计规范。现行建筑地基基础设计规范GB50007-2011、建筑桩基设计规范JGJ94-2008中均无计算方法和详细措施。
2)缺少配套的施工规范。施工要求不明确,现场施工不到位。现有锚杆材料有预应力钢绞线或非预应力钢筋,注浆体有用细石混凝土,或用水泥砂浆,很多工程未根据周围水土介质考虑防腐设计,有的杆体套管不密封,防水、防腐措施欠检验,施工质量、工程质量难以保证。
3)耐久性问题。建筑工程一般设计使用年限为50年,使用周期长,抗浮锚杆用作抗拔桩,其耐久性问题缺乏试验数据,有待时间与实践的考验。
二、锚杆设计依据:
抗浮锚杆,现有相关的设计规范有:
1、《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002。该规范第1.0.3条明确,本规程适用于建(构)筑物及市政工程的边坡工程,也适用于岩土基坑工程。其建筑边坡是指由于建(构)筑物及市政工程开挖或填筑施工所形成的人工边坡和对建(构)筑物安全或稳定有影响的自然边坡。其适用范围不同于我们建筑工程基础工程中的抗拔桩。
2、《岩土锚杆(索)技术规程》CECS22:2005。该规程是对原《土层锚杆设计与施工规范》CECS 22:90的修订,增加了锚杆类型选择与设计、岩石锚杆设计与施工,以及锚杆材料、监测与维护等内容,是工程建设标准化协会的推荐标准,对锚杆设计有一定的指导作用。但其第2.1.12条明确,设计使用期超过24个月的锚杆即为永久性锚杆,与建筑工程使用年限50年相距较大,且规范制定时间较早,与现行设计要求有一定差距,需进一步接轨。
3、《高压喷射扩大头锚杆技术规程》JGJ/T 282-2012,该规程是2012年底发行的建筑行业标准,其第4.4节为抗浮锚杆,明确锚杆可设置于建(构)筑物基础底部,用以抵抗地下水对建(构)筑物基础上浮力。其缺憾是底部锚固端为高压喷射形成的扩大头,需要有特殊的施工工艺,抗拔力要求较大,与常用的直杆抗浮锚杆不同,因而具有一定的使用局限性。
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011,其第8.6节岩石锚杆基础第8.6.1条明确,岩石锚杆基础适用于直接建在基岩上的建筑物基础,锚杆基础应与基岩连为整体。一般工程常用的锚杆杆体部分在非岩石土层的情况不完全符合其适用要求。
5、2009年出版的《全国民用建筑工程设计技术措施》结构(地基与基础)。
其发行日期最新,综合了上述规范规程中与设计有关的主要内容。但作为技术措施,仅可作为参考资料、不宜直接列为设计依据。
三、建筑工程中抗浮锚杆的适用范围:
鉴于上述规范对抗浮锚杆作为抗拔桩在建筑工程中使用的不明确或不完善性,设计选用抗浮锚杆在永久性建筑工程作抗拔桩时应持谨慎态度:
1、宜优先选用有成熟经验的桩型。可用作抗拔桩的桩型很多,按成桩方式不同有现场灌注桩、预应力方桩等,灌注桩除常规的等截面形式外,有扩底灌注桩和后注浆灌注桩等,小截面的还有300直径的树根桩,其承载力设计、裂缝计算在桩基规范及混凝土规范中均有明确规定,作为混凝土工程,其耐久性可根据《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008执行。这些桩型设计有依据,施工有配套图集,应作为设计首选。
2、基础直接建于岩石上,锚杆杆体全部在岩石中,与水无接触,可直接按照《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第8.6节的计算及构造要求执行。
3、不应使用土层锚杆。杆身全部在土层的锚杆即土层锚杆,因其稳定性、耐久性较差,除非经特殊研究和论证,不应用于建筑工程的抗拔桩。《岩土锚杆(索)技术规程》CECS22:2005第7.1.5条也作了部分限定:有机质土、液限WL>50%和相对密实度Dr
4、仅当基础直接置于岩石上,或岩石埋深较浅(一般不足10米),杆体部分在土层、锚固端在岩石时,方可考虑做抗浮锚杆(岩石锚杆)。
5、中等以上腐蚀环境中如无明确可行的防腐措施时应慎用。
四、建筑工程中抗浮锚杆的设计:
锚杆杆体部分在土层,锚固端在稳定岩石的岩石锚杆,如所需抗拔力较大,可根据《高压喷射扩大头锚杆技术规程》JGJ/T 282-2012,采用高压喷射形成扩大头的锚杆设计。
对于常用的杆身为直杆非扩大头、尤其采用非预应力筋的抗浮锚杆,则需要引起特别的重视,建议采取比上述参考规范更严格的措施:
1、承载力设计:
抗浮锚杆的设计包括锚杆承载力的计算、杆体截面积的计算和锚杆数量的计算。GB50007-2011第8.6.3条要求,设计等级为甲级的建筑物,单根锚杆轴向抗拔承载力特征值应通过现场试验确定。2013年1月1日出版的江苏省工程建设标准《建筑地基基础检测规程》DGJ32/TJ142-2012第7节明确了锚杆抗拔试验的方法,抗浮锚杆的承载力检测已有省内标准,可基本解决抗拔承载力确定问题。
其它设计等级的建筑物,单根锚杆轴向抗拔承载力特征值也宜通过现场试验确定。抗浮锚杆承载力的估算,可参考的现有规范中,经相关工程设计比较,《岩土锚杆(索)技术规程》CECS22:2005的计算值偏为安全,可参考执行。2009年出版的《全国民用建筑工程设计技术措施》结构(地基与基础)第7.3节也有较详细的规定。技术措施虽不是规范规程,但其内容与CECS国家标准化协会的规程基本一致,可作为参考设计文件。
2、裂缝控制计算。抗浮锚杆作为抗拔桩在建筑工程中使用,应执行《建筑桩基设计规范》JGJ94-2008第5.8.1条要求,进行裂缝宽度计算并符合JGJ94-2008表3.5.3
3、耐久性设计:
鉴于缺少相关研究,抗浮锚杆耐久性方面,建议在构造上予以加强,必要时作专门的研究和论证。
1)、加大保护层厚度。参照《建筑桩基设计规范》JGJ94-2008第4.1.2-2条,水下灌注桩保护层厚度不得小于50mm的要求,建议锚杆的最小砼保护层厚度取不小于50mm,即锚杆孔的直径不小于锚杆钢筋直径加100mm,且不宜小于150mm。足够的孔径能保证浆液到达钻孔的底部,并满足施工工艺参数的要求。
2)、锚杆应有防腐措施,杆体和钢筋应注意除污除锈。鉴于中等以上腐蚀环境中缺乏规范和试验检测等依据,建议非预应力锚杆设计仅限用于微腐蚀场地,对于弱腐蚀情况,宜增加杆体防腐涂层,或增大保护层厚度,放大杆体应力,提高混凝土强度等级,增强灌浆体的保护作用,在稳定地下水位以下采用。
3)、适当加大抗浮锚杆锚固长度。由于基坑开挖会对底板下土体有一定扰动和破坏,加上防水处理深度,抗浮锚杆锚固端长度应适当加强。
4)、非预应力筋宜选用粗直径的热轧带肋钢筋。注浆材料细石混凝土、混凝土强度等级不宜低于C30。
5)、注浆水泥材料标号不得低于P32.5,压力型锚杆注浆水泥材料不得低于P42.5;注浆材料采用的拌合水宜采用饮用水,不得采用污水。采用水泥砂浆时,砂颗粒应小于2.0mm,水泥浆中氯化物含量不得超过水泥重量的0.1%;砂中云母、有机质、硫化物和硫酸盐等有害物质的总含量不得大于水泥总质量的1%。注浆宜反复补浆,直至浆体饱满无孔洞为止。
五、控制施工质量:
抗浮锚杆的安全性与施工质量有很大关系,施工时应加强管理。测量、成孔、清孔、锚杆加工及安装、防腐、注浆等环节应力求细致准确,避免疏漏及粗糙。
由于锚杆钢筋会穿过地下室底板外防水层,尤其当锚杆面状布置时容易造成地下室底板的渗漏,因此锚杆施工应注意防水措施。抗浮锚杆一般桩径在200mm以下,水平操作面小,实际工程中应集合工程特点和施工经验,找到切实可行的防水处理方法。
六、结论:
抗浮锚杆作为隐蔽工程难以观察、一旦出现问题,加固与维护非常困难,所需费用较高,社会影响较大。本文针对于抗浮锚杆在建筑基础工程中的应用,在桩型选择、承载力、耐久性等方面提出了应注意的问题,尽管如此,抗浮锚杆桩在建筑工程中运用有待进一步探讨研究,设计应持谨慎态度,应明确抗拔试验的具体要求,加强相关构造措施,以确保工程质量。
参考文献
1、《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002, 中国建筑资讯网2002
2、《岩土锚杆(索)技术规程》CECS22:2005 ,中冶集团建筑研究总院2005
3、《高压喷射扩大头锚杆技术规程》JGJ/T 282-2012 ,中国建筑工业出版社 2012
4、《全国民用建筑工程设计技术措施》结构(地基与基础),中国建筑标准设计研究院 2009
摘要:通过建设工程项目进度目标的确定,对房屋建筑工程项目进度控制方法进行了系统阐述。
建设工程项目管理的类型虽然有多种形式,但都有各自的进度控制任务,房屋建筑工程项目也不例外,只是其控制的目标和时间范畴不相同而已。同行业的工程师们都很清楚项目工程是在动态条件下实施的,因此进度控制也必须是一个动态的管理过程,它是在收集资料和调查研究的基础上编制进度计划和进度计划的跟踪检查与调整,所以进度控制的过程是随着项目建设的过程在动态的条件下,不断进行检查、完善、调整和落实的过程。
1施工单位的进度控制目标房屋建筑工程的施工单位作为建设工程项目的一个参与方,它的进度控制目标就是施工方的对某一房屋建筑工程的总任务,它是依据施工任务,按照业主方的要求,也就是说按照建设工程的合同要求对施工进度的要求控制施工进度,这是每一个施工单位必须履行的法定的合同义务。所以,在进度计划编制方面,施工单位应当依据不同的房屋建筑工程所处的地理位置、环境和施工条件等特点,编制不同的施工进度控制目标,分别编制不同深度的控制性、指导性施工进度计划,按照不同的资源和不同的时间编制施工计划。
2施工单位进度控制方法(1)目标确定以后,关键在实施,在落实,所以组织是实现各项目标的主要因素。在进度目标的实现上,一个好的组织将决定一个好的进度目标不折不扣的实施,所以必须建立健全房屋建筑工程的项目管理组织体系。因此,作为施工方的项目管理者,筹划和组织一个具有较好管理水平的组织成员班子就显得尤为重要,在组织结构中应当有专门的工作部门和符合进度控制岗位资格的专人负责进度控制,对于施工各环节要跟踪检查执行情况,及时采取纠正措施调整进度计划,所有这些问题的落实需要大量的协调工作,而开会是组织和协调的重要手段,切不可忽视。(2)进度控制的管理和经济措施。管理措施包括各种规章制度,规章制度是施工单位的管理者对该项目工程的管理思想、方法、手段的综合体现,现实施工中,大家都知道,往往是计划画在纸上、贴在墙上,最终变成一个装饰品,作用几乎没有发挥,这主要是缺乏进度计划系统的概念,编制的计划是相互独立而互不联系的计划,缺少动态控制的观念,只注重编制,不重视及时调整,缺乏比较优先的观念,所以在管理上要多方法选择各种不同的方案,定优并将付诸实施,同时要注重风险因素的考虑,重视信息技术的应用,与此同时对涉及资金需求计划、资金供应条件和经济激励措施等都要全部落实,以确保进度目标的实现。
3选择一个好的施工方法组织施工编制施工进度计划的方法很多,如有双代号网络计划、单代号网络计划、搭接网络计划、时标网络计划、等节奏流水施工计划、异节奏流水施工计划等,他们有各自的优点和弱点,但不论是哪一种方法都要认真对待,仔细研究,选择出最佳施工计划。下面举某民用住宅一栋四单元五层楼房基础施工计划为例:经对图纸认真研究分析,对该工程的基础工程进行分解得知:挖土、地圈梁、砌基础砖、组合柱、房心回填土等施工过程,由于挖土和回填土施工时间长,故定为主导施工过程,共划分为2段,按工程量配备一组灰土工,计算等节奏流水节拍为5d,于是可编制出等节奏流水施工计划。在施工中贯彻执行达到确保进度目标控制的目的。最低,且浇注混凝土过程中的土体垮塌会影响其厚度,往往成为危险截面。采用沉井方法的最大优点是护壁厚度和强度有保证。因此,在富水的滑坡体松散层中施工抗滑桩时,若人工填土、碎石土厚度较大,在可以保证其垂直度和有效克服下沉阻力的条件下,采用沉井方法不失为一种经济而有效的施工方法。
4结束语
(1)滑坡治理工程施工人工挖孔抗滑桩必须充分重视地质编录和地质编录所反馈的信息,这些信息是设计优化和施工决策的依据。(2)人工挖孔抗滑桩护壁成孔施工难度很大,疏水排水是根本措施。(3)在滑坡治理工程中,对于富水松散层和流砂地层,开挖后及早进行有效支护是至为重要的。
参考文献:
[1]马永潮.滑坡整治及防治工程养护[M].北京:中国铁道出版社,1996,9.
[2]建筑工程边坡技术规范(GB50330—2002)[S].中国建筑工业出版社,2002,8.
[3]张倬元,等.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社,1994,3.
[4]建筑桩基技术规范(JGJ94—94)[S].中国建筑工业出版社,1995,6.
【关键词】深基坑;锚杆支护;施工监理
1.工程实例
我公司监理的某工程项目,由A、B、C三座高层大厦及裙房组成,建筑面积20万平米。地下三层,每层面积1.6万平米,基坑深15m,基坑周边长约540m。场地位于城市主干道南侧,其东、南、西侧有建筑,场地放坡空间有限。基坑边坡岩土自上而下基本为填土层、淤泥质粘土、残积土、全风化岩、强风化岩、中风化岩。稳定水位埋深1.40m~2.40m。根据岩土工程勘察资料,经计算并结合类似工程经验,施工单位选用了喷锚网支护方式。
1.1监理依据
建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001;建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002;锚杆喷射混凝土支护技术规程GB50086-2001;建筑边坡工程技术规范GB50330-2002;建筑基坑支护技术规程JGJ120-99;高层建筑箱形与筏形基础技术规范JGJ6-99。
1.2监理控制要点
1.2.1重视地质勘察工作
监理工程师不仅要认真阅读工程的各项报告,了解基坑所在地的地形、地貌以及地质特点,对影响边坡稳定性的关键地段、重要地层和土质指标做到心中有数。由于资料不一定写的很详细,甚至与实际情况有所不同,这就要监理工程师们在监理工作中要经常对比现场的情况,有问题要及时告知建设单位。
1.2.2确保深基坑锚杆支护工程施工质量的措施
(1)严格按设计方案组织施工。施工前,有关人员应熟悉地质资料、设计图纸及周围环境,降水系统应确保正常工作,必须的施工设备正常运转。施工单位在施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量,钢筋网间距,加强筋范围,放坡系数等。设计方案变更时必须重新经专家评审。
(2)核验水准点及坐标控制点的正确性和保护措施。审查施工单位的水平及竖向施工放线是否正确,开挖过程中监理工程师要随时对基坑的开挖尺寸、水平标高和边坡坡度进行检查,随时注意基坑的变化。
(3)坚持见证取样制度,对进场材料严格把关。施工单位进场的水泥、钢筋、钢铰线、砂、石、掺加剂等必须按规定报验,“两证一单”齐全,并见证取样送检。
2.锚杆工程的监理控制要点及目标值
(1)锚杆长度。允许误差:±30mm;检查方法:钢尺量。
(2)锚杆锁定力。控制值:设计要求;检查方法:现场实测。
(3)锚杆位置。允许误差:±100mm;检查方法:钢尺量。
(4)钻孔倾斜。允许误差:±1°;检查方法:测钻机倾角。
(5)浆体强度。控制值:设计要求,检查方法:试样送检。
(6)注浆量。控制值:大于理论计算浆量;检查方法:检查计量数据。
(7)测量设备在使用前应进行标定。
3.锚杆工程的监理工作方法及措施
3.1施工准备阶段的预控方法、措施
(1)检查分包单位的资格报审表和有关资质的资料。
(2)熟悉有关地质勘探资料。应清楚土层的分布及其物理力学特性,地下水对锚杆腐蚀的可能性和应采取的防腐措施,地下管线和构筑物的情况。
(3)参与审核设计图纸及技术交底,了解锚杆的承载力,锚杆杆体的截面和长度、锚杆布间(包括间距、排距、倾角等),锚杆构造要求及锚头与锚固体的设计。
(4)审核施工单位提供的施工组织设计,包括施工顺序、工艺流程、保证供排水和动力的措施,进场机械的正常使用和保养维修制度、劳动组织和施工进度计划。根据土层情况和锚杆孔参数(深度、直径等)分析判断施工单位选取的钻孔机具及钻进方式是否合理,采用的锚具是否符合技术要求。
(5)锚杆正式施工前,要求施工单位选取一定数量的锚杆进行钻孔、注浆、张拉及锁定的试验性作业,检验设计的合理性及施工工艺及设备的适应性。
3.2施工阶段的监理方法、措施
(1)钻孔锚杆工程分钻孔、注浆及张拉三个阶段,监理人员在注浆和张拉阶段应实行旁站监理。①钻孔前,应复核锚孔的位置、水平及垂直方向孔距;②钻孔过程中,应检查钻孔角度;③钻孔完成后,应督促施工单位清孔,清除孔底沉渣,并检查钻孔深度是否符合要求。
(2)注浆:①检查锚杆表面是否有油污及锈膜;②检查锚杆的构造和制作质量是否符合设计要求;③杆体安放时,应避免杆体扭转、弯折和部件松脱,杆体插入孔内的深度不应小于锚板成孔深度的98%,亦不得超深;④杆体安放时,若注浆管被拔出长度超过500mm时,应将杆体拔出,修整后重新安放;⑤应根据设计要求检查注浆材料的灰砂比和水灰比。所用水不得使用污水;⑥浆液应搅拌均匀,随搅随用,并应在初凝前用完;⑦应检查注浆泵的工作压力是否符合设计要求;⑧注浆过程中,若发现注浆量大大减少或注浆管爆裂时,应将杆体及注浆管拔出,更换注浆管,再下放杆体,若耽搁时间超过浆液初凝时间,应重新清孔后再下放杆体,重新注浆;
(3)张拉:①锚固体及台座混凝土强度大于设计强度70%后,才可进行张拉;②台座的承压面应平整,并与锚杆的轴线方向垂直;③锚杆的张拉应力应符合设计要求;④锚杆的锁定值应符合设计预应力值;⑤锚杆锁定后若经监测发现明显的预应力损失,应要求施工单位进行补偿张拉。
钻孔结束后,应将孔内松土、泥浆等清除干净,方可送入锚杆。下锚杆时,应把注浆管、锚杆和止浆袋一起放入孔内。注浆要严格控制配合比,并根据注浆情况多次注浆,以保证浆液充满孔壁,使锚杆具有较高的抗拔力。
4.深基坑锚杆支护工程施工应注意问题
(1)基坑支护单位要与挖土单位紧密配合。遵循时空效应原则,土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则,减少开挖过程中土体的扰动范围,缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间,对称开挖,均衡开挖,合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力。
(2)基坑开挖完成后,应提醒建设单位尽快组织勘察、设计、质监、监理、施工等部门进行验槽,及早开始地下结构工程的施工,严禁基坑长时间暴露。基坑回填前,支护层不能破坏,特别是坡脚部分。
(3)注意地下水或水患的影响。在基坑开挖过程中,土层滞水、砂土中的微承压水、裂隙水、承压水、管道漏水、地面排水、雨水等处理不当,都会给边坡支护和周围建筑、管线带来危害。
在选择地下水的处理方式时,要根据工程地质和水文条件及周围环境,决定采取降水还是防渗措施,以免引起地面沉降,给周边建筑及管线造成破坏。基坑边界周围地面应设排水沟,且应避免漏水、渗水进入坑内;放坡开挖时,应对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。
(4)推行信息化施工。信息化施工包括预测、信息采集与反馈、控制与决策等方面的内容。由于深基坑开挖过程中,边坡稳定存在很多潜在的危险和破坏的突然性,地下工程受各种水文、地质、雨水等复杂条件的影响,因此,必须加强观测,进行信息化施工,根据土层位移的时空效应,及时掌握土体变形特性、边坡的稳定状态和支护效果。
基坑工程监测项目包括:支护结构水平位移;周围建筑物、地下管线变形;地下水位;桩、墙内力;锚杆拉力;支撑轴力;立柱变形;土体分层竖向位移;支护结构界面上侧向压力等。位移观测基准点数量不应少于两点,且应设在影响范围以外。
关键词:污水池深基坑;土钉墙支护;施工技术;质量安全
中图分类号: TV551.4 文献标识码: A 文章编号:
随着科技的进步和人类文明的发展,多层次立体化的空间利用将成为未来工业和民用建筑前进的主要方向,不管是往高处发展的高层建筑还是往深处发展地下建筑,都离不开深基坑的施工。作为深基坑施工过程中一个最关键也是最难的控制点,支护技术也显得越来越重要。而污水池的施工程序复杂、施工受季节性影响大,存在较大的安全隐患的风险,所以在施工过程中掌握技术要点、控制施工质量至关重要。深基坑支护是保证污水池建筑施工质量和安全的重要环节,在施工过程中充分掌握并正确运用深基坑支护技术是施工单位面临的一项更重要的课题。
土钉墙支护技术概况
1.1土钉墙简介
土钉墙是由天然土体通过土层锚杆就地加固并与喷射砼面板相结合,形成一个类似重力挡墙,能抵抗墙后的土压力,并保持开挖面的稳定的土挡墙称为土钉墙。土钉墙是通过钻孔、插筋、注浆来设置的,也可以直接打入角钢、粗钢筋形成土钉,一般称砂浆锚杆。由于土钉墙的做法与矿山加固坑道用的喷锚网加固岩体的做法类似,故也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙,建筑基坑与护坡技术规程JGJ120-99正式定名为土钉墙。
1.2土钉墙支护的适用范围
土钉墙属于逐层向下开挖,在施工土钉杆、面层喷射砼期间,其坡段处处于无支撑状态,此时坡段自身保持自立稳定,因此土钉墙支护技术主要适用于:
(1)有一定粘结性的杂填土、粘性土、粉土、黄土与弱胶结的砂土边坡。
(2)地下水位低于开挖层或经过降水使地下水位低于开挖标高。
(3)对于含水丰富的粉细砂层,砂卵石层土钉法是不可采用。
(4)不适用于没有临时自稳能力的淤泥土层,流朔状态的软粘土保持成孔时的孔壁的稳定比较困难且界面摩阻力很低,技术经济效益不理想,不宜采用。
(5)土钉不适宜在腐蚀性土如煤渣、煤灰、炉渣、酸性矿物废料等土质作永久性支挡结构。
根据地勘报告以及现场试挖条件,污水池开挖土层属于粉质粘土,地下水位低于开挖深度,无砂层、卵石层、淤泥土层等,周边无特殊极端荷载,所以土钉墙支护技术适用于污水池深基坑的支护施工。
1.3土钉墙支护技术特点
土钉墙应用于污水池深基坑开挖支护时能使开挖坡面形成土钉复合体,显著提高边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力,同时土钉墙的施工设备简单,可以随污水池深基坑两级放坡开挖逐层分段开挖作业,不占或少占单独作业时间,施工效率高,占用周期短。此外土钉墙成本费较其他支护结构(如钢板桩、地下连续墙等)显著降低,施工噪音、振动小,本身变形也很小,不会影响污水池周边附近的石油化工管线,有利的提高了污水池施工对周边的影响,将风险降低到最低。
土钉墙支护的施工要点
由于污水池基坑四周场地空间较大,在保证结构施工需要的前提下,沿基坑自上而下设置7排锚杆,锚杆长度分别为3m。锚杆水平间距为1.5m,竖向间距为1.5m,呈梅花形布置,具体布置见下图基坑边坡支护剖面所示。
2.1施工顺序
污水池基坑土体应分层开挖,开挖一层支护一层具体施工顺序如下:
开挖修坡锚杆施工坡面施工开挖......坡面施工
2.2施工要点
2.2.1开挖
根据要求,污水池基坑开挖作业应与土钉墙喷锚作业同时进行,即根据每一层土钉墙喷锚施工的宽度,沿开挖基槽四周一边开挖,一边喷锚,不同区域内的施工应在同一时间进行,同时应严格按设计要求进行开挖作业,防止应超挖发生边坡垮塌事故,对土钉墙施工造成影响。对于地下水及雨水应及时设置集水井或排水槽,防止地下水或雨水在边坡根部堆积造成垮塌。
2.2.2修坡
机械开挖施工后,会在坡面的表层留下疏松土壤和不平整的土沟,所以必须进行人工修坡作业,将坡面表层松散的土壤和石渣等清除,将不平整的坡面铲平,用石块等修补空洞,加固不稳定的部位,根据相应的地下水及雨水情况设置相应数量的排水沟和集水坑,减少地下水或雨水对边坡的侵蚀和侧压力。
2.2.3锚杆及注浆作业
土钉钻孔施工是整个支护技术的重点所在,该工程支护锚杆采用普通砂浆锚杆:锚杆主体为Φ18钢筋,外锚头用井字形,锚杆端部设置排气管,排气管内径不小于4mm,锚杆连接采用双面搭焊连接,焊缝长度为5d,焊缝高度为6mm。锚杆水平和竖向间距均为1.5m,呈梅花形布置。钻孔时,孔径约为100mm,钻孔方向与水平的安放角为10°左右,以便于注浆。钻孔时钻机的速度要迎合钻机的正常操作速度,不能强力冲钻,避免影响边坡的稳固性,成孔后将锚杆放入孔内。注浆采用孔底注浆法,将注浆管插入孔底,边注边向外拔注浆管,保证注浆管底深入浆面以下,注浆至浆液流出孔口时,孔口放置止浆阀,采用压力注浆,注浆压力为0.2MPa。需注意砂浆配比为:水泥:砂=1:0.3,外加剂采用NF-6高效减水剂,掺量为水泥用量的1~2%。
2.2.4喷射混凝土面层作业
污水池的土钉墙支护中混凝土作业分两块,一个是喷底,其作业与混凝土垫层作用类似,主要是稳定土面,并为挂网施工创造条件;另一个就是锚杆和钢筋编网施工完成后进行的面层喷射,此层应喷射至设计要求。
喷射前应将钢丝网绑扎完成并验收合格,钢丝网间距为200mm,人工将钢丝网铺设在坡面上,坡顶上翻1.0m,坡面钢筋搭接长度为300mm。混凝土喷射作业时所使用的机械设备包括空压机、喷射机、搅拌机和输送管。进行实际的施工之前,应对相应设备和管道进行全面的检查和运转试验,确定无任何异常后再进行施工,防止施工过程中出现机械故障或者管道堵塞,影响喷射质量和进程。同时面层施工前应处理好坡面的浮土和障碍物,按照设计的距离和厚度进行精准的混凝土喷射作业。喷射前应充分掌握配合比,即按水泥:水泥:砂:石子=1:2:2的比例将混凝土拌和均匀,石子粒径为5~15mm,砂为中砂。喷射混凝土2h后,采取连续喷水养护5~7d。同时监测坡顶水平位移,及时掌握边坡的稳定状态,遇特殊情况及时处理。
土钉墙支护施工时的注意事项
(1)一定按设计要求及规定控制挖土深度,否则可能会出现塌方、滑坡等不安全的情况。(2)根据具体情况,为使挖好的坡面不产生垮塌,对于破碎、滑移的土体应立即进行初喷,以使表层固结,确保安全。(3)在基坑顶部宜设置宽度为1~2m的喷射混凝土护顶。(4)支护的喷射混凝土面层宜插入基坑底部以下,插入深度不少于0.2m。(5)根据具体情况设置泄水孔,如果土体内的积水排不出去,土体会变软或冻融,造成土体膨胀变形,直接影响基坑的安全。(6)冬季施工应做好保温,以免混凝土面层和土体受冻造成不安全隐患,施工中可以采用彩条雨布、棉毡覆盖后电热毯内部加热的方法进行保温,彩条雨布、棉毡的层数可根据具体情况而定。(7)注意基坑的实时监测,即对支护结构的内力、位移、侧向土压、土体变形、孔隙水压及周围环境的变形等参数进行监测及时反馈结果,调整设计参数和施工措施,以确保支护结构的安全和减少对环境的影响。(8)土钉墙支护工程的设计、施工与监测宜统一由支护工程的施工单位负责,以便于及时根据现场测试与监控结果进行反馈设计。
结束语
由于土钉墙施工用机具简单,可以随基坑开挖分层分段进行交叉施工,占用场地少、施工周期较短、工程造价低、安全性较高,因此土钉墙支护将会以其独特的性能,在如污水池等大型石化行业工业建筑的基坑支护工程中将得到广泛的应用。
[参考文献]
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[6]YBJ226-91,喷射混凝土施工技术规范[S].
关键词:住宅建筑;基坑工程;支护;施工技术
中图分类号:TU74文献标识码: A
引言:改革开放以来,伴随着我国建筑行业的蓬勃发展,以及城市土地资源紧缺的现象日益严重,社会对住宅建筑的需求越来越高,导致了目前我国城市中的高层建筑日益增多。住宅建筑工程的基坑虽然具有临时性,可是若不采用合理的支护体系,就可能造成难以控制的后果。因此,科学合理的来规划和组织建筑的开挖和基坑支护的施工,是提高工程的施工质量.施工进度和施工安全的重要保障。基坑支护既需要保证边坡的稳定,也需要满足对变形控制的要求,从而确保基坑四周的建筑物、道路以及地下管线路的安全,从而提高整个工程的安全性。
一、基坑支护施工结构的设计原则
为确保基坑设计方案的安全合理,必须让专业能力较强、资质较高的单位来承担基坑的设计。深基坑支护的设计基本要求是:结构简单,技术先进,受力均匀可靠,确保基坑围护体系可以起到挡土作用,让基坑四周边坡保持稳定。确保基坑四周的地下管线、建筑物、高压线塔、低压输电线路、道路等设施的安全,在基坑土方开挖和地下工程施工的期间.避免因为基坑周围土体的沉陷、变形、坍塌和位移导致事故发生。通过降水、排水和截水措施,让基础施工高于地下水位进行。基坑支护的结构选择,要优先选择工程基础桩的相同类型桩当做基坑支护结构。
二、住宅建筑常用的基坑支护施工技术
基坑支护形式有很多种,要根据工程地质和周围环境条件来决定。当今国内住宅建筑施工中比较常见的基坑支护技术包括:水泥搅拌柱、地下连续墙排柱支护、喷锚网支护、土钉墙及复合土钉墙、环形支护结构等。下面以土钉支护和地下连续墙支护为例进行介绍:
l、土钉支护
当基坑周围的放坡条件不具备时,以及基坑外有降水条件或地下水位较低,附近没有重要地下管线和建筑物,基坑外的地下空间可以土钉占用的时候,可以用土钉支护加固坑壁土体的方式。土钉墙支护施工流程为:测量放样第一层边坡开挖人工修整初喷射砼钻孔打设土钉高压注浆布钢筋网复喷射砼第二层边坡开挖。根据数值计算方法结合可靠的经验来确定土钉墙的水平位移。在设计中可采用缩短支护和开挖的施工间隔、减少分层分段作业的长度和深度、加大土钉的密度和长度、减小土钉倾角等措施来控制和减少墙体的变形。土钉墙的支护要按施工方案规定的分层开挖深度来按照作业顺序施工,在做完上层作业面的土钉和喷射混凝土之前,不能够开挖下一层。
土钉设置在施工时,按设计的长度把钢管下料后,锚入端用切割机切割成锥形或锐角,并焊死缝隙,防止泥土在锚进土层时进入到锚管中;用电焊设置锚管注浆孔,用角钢在注浆孔处焊上倒刺,焊接时要满焊,以防因振动在钢管锚入时倒刺脱落;在孔位定位的施工时,根据每层的设计标高,将竹签设置在已开挖出工作面的两头部分,然后用建筑线将两点连成一条直线,该建筑线部分为该层土钉的标高位置;按照围护设计的要求,将三角架制作好,施工的过程中,施工每隔3米用三角架对土钉角度校对一次,保证土钉按照要求的角度打入;在铺设钢筋网片的施工时,钢筋网片与边壁要有5厘米左右距离,并且固定住不能出现晃动,可绑扎钢丝,纵向筋插入土中并搭接下一层钢筋,铺设的时候每边绑扎搭接长度20厘米左右,在钢筋网片上加强筋压;用干喷法喷射砼施工,自下而上分片进行,受喷面和喷涂的距离要控制在0.8米至l米,射流与喷射面垂直,土钉部位从边壁开始喷射,防止空隙出现;注浆施工中采用注浆泵用低压方法来注浆填孔,将注浆的浆体均匀搅拌之后要立即使用。要记得随时冲洗管路,防止管路的堵塞。
2、地下连续墙支护
地下连续墙是比较经济的一种基坑的支护方式,应用于各种深度的基坑开挖。对周围建筑影响小并对各类地质条件都适用,而且还拥有一定的防水性和抗弯刚度。
连续墙施工的工艺流程是:轴线定位放线开挖、浇筑导墙划分槽段铺设路轨设备安装就位定段造槽反循环换浆清渣制安钢筋网架接头处理浇筑水下混凝土。这里面导墙对地下连续墙挖槽的作用十分重要,施工时内外导墙之间中心线要和地下连续墙纵轴重会,轴线偏差不超过30毫米,折线段放线尤其要保证准确;在开挖前要探明地下的障碍物和地下管线的情况;并且墙内壁应垂直平整,不平度小于10毫米;导墙施工中,严禁重型机械设备在导墙附近进行作业或停置,防止发生导墙变形的情况。钢筋网架的制作要根据设计图纸下料加工,要求钢筋的长度、间距、宽度、搭接长度满足设计要求;预留的泡沫板要牢固的绑扎在钢筋片之上。混凝土要保证在规定时间内连续浇灌,在每个槽段设2根导管,灌注导管直径250毫米,导管底部埋入混凝土深度控制在2至4米范围内,不得小于1米,导管每节长度为1.5米至2米,导管要密封,使用前需进行水密试验。
三、住宅建筑深基坑支护施工的管理策略
1、住宅建筑基坑支护的设计管理
基坑的支护设计方案是否合理是影响基坑支护工程成功与否的重要因素,一个合理科学的基坑支护设计方案要安全可靠、在经济上合理并且施工技术可行。第一,设计人员要具有较强地基与基础的知识和力学等多学科的知识,要有丰富的边坡支护设计的经验,了解当地的水文地质和工程地质的状况和特点,结合建筑和周围环境特点,设计出合理经济的深基坑支护方案。第二,工程人员在施工前要对方案进行认真审核,理解设计的意图,及时和设计人员进行沟通,组织施工时,使各道工序、各个组成部分要协调有序。第三,业主方要了解基坑支护工作的重要性,要选择经验丰富的设计单位来设计支护方案。
2、住宅建筑基坑支护的施工管理
基坑工程的施工包括四个环节:挖土、挡土、围护和防水。基坑支护是一项十分复杂的系统工程,任何一个失误都会导致施工的失败,甚至会造成一些事故。所以施工单位必须严格的按照施工规程和相关的技术规范来组织施工,针对各项施工的要点要制定具体的措施,并加强施工过程控制。制定止水方案的时候,应从深基坑工程的降水、防水、排水三个方面来考虑,根据地质勘察部门提供的地质资料,科学分析地下水的成因,深入了解基坑周围环境。
结语:住宅建筑基坑的支护工程是近年来伴随着城市的高层建筑不断发展而发展起来的一门实践工程学。住宅建筑基坑的开挖和支护涉及到水文地质、工程地质、施工工艺、施工管理、建筑材料等等方面,是一个系统的工程。是集材料学、水力学、力学和结构力学等学科为一体的综合性的学科。目前基坑支护工程还亟待理论的完善,在住宅建筑的基坑支护施工之中,如何选择经济、安全、技术有保障的基坑的支护类型要综合考虑施工现场的工程地质条件、现场环境、工程要求等等条件。是否能够做好住宅建筑的基坑支护工作,是影响到住宅建筑工程安全和质量的重要因素。
参考文献:
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[2]曾军.探讨建筑工程基坑边坡支护施工技术应用[J].中华民居,2013(18).
[3]张明星,孙搏.论住宅建筑中基坑工程支护的施工技术[J].城市建设理论研究,2014(12).