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摘要:結合實際工程,介紹了灌注樁在建筑基坑中的應用,闡述了方案篩選、方案設計以及施工技術措施。實踐證明,該工程施工安全可靠,取得了較好的經濟效益。
關鍵詞:灌注樁基坑技術措施
1工程概況
1.1位置及環境該工程地上十一層,地下一層,大部分基底相應開挖深度為6.95m。場地南側為2層的陶藝館,基坑邊距離建筑物基礎最近處只有4.8m。場地的東側為道路,路下埋有自來水管,距離基坑邊最近為1.5m,埋深2m,該道路的另一側為6層住宅,距離基坑最近處約6.4m。場地北側、西側均埋有電纜、自來水、市政污水管,距離基坑邊最近約6m,埋深為2.1m。由于環境復雜,與鄰近建筑物的距離在開挖深度以內,且市政重要管線需要嚴加保護,因此將此基坑列為一級基坑。
1.2工程地質情況場地中西部有一條寬約10m的河道分布,大致星南北走向,地基土主要由第四紀沖海相松散沉積層組成,基坑開挖影響范圍以內的土層分布依次為:①雜填土,層厚0.7~4.2m;②粉質粘土,層厚0.0~3.4m;③淤泥質粉質粘土,層厚1.5~2.9m;④-1粘土,層厚3.8~4.2m;4)-2粉質粘土,層厚2.5~3.6m:⑤淤泥質粉質粘土,層厚11.6~13.2m;6)-1粘土,層厚2.0~2.7m;⑥-2粉質粘土夾粘質粉土,層厚1.0~2.0m;⑦粉質粘土,層厚11.4~12.2m。地下水屬孔隙潛水型,主要賦存于淺部①、②、③、⑤、⑦層土中,給水來源主要為大氣降水及地表水,地下水受大氣降水及季節影響較明顯。
2圍護方案的設計
2.1圍護支撐方案的比選方案一:地下連續墻加內支撐,該方案可有效保證基坑的穩定性及變形控制,采用圍護墻及地下室外墻合成一道地下連續墻,可以減少施工空間,但是地下連續墻造價較高,施工難度較大,對本工程來說綜合經濟性較差。方案二:沉管灌注樁加內支撐,沉管樁具有施工速度快,造價低的優點,但是沉管灌注樁在施工過程中,存在振動及擠土效應,對鄰近建筑和地下管線設施將有一定的影響,控制圍護變形不理想。方案三:鉆孔灌注樁加內支撐,該方案在基坑的穩定性及變形控制方面均有保證,且施工時對周邊環境的影響小,產生的噪音較小,對周圍居民生活干擾較小。與沉管灌注樁相比,工程造價的增加有限,因此,比較適合。
2.2圍護方案的設計經過對上述方案進行比較和分析,確定設計方案如下:采用一排鉆孔灌注樁和一道鋼結構內支撐的圍護結構形式,并設置一排水泥攪拌樁,作為防滲止水帷幕,基坑內局部高差處采用水泥攪拌樁重力式擋墻圍護:東北角局部由于場地的限制,采用Φ800鉆孔灌注樁,作為擋土結構,以Φ800無筋鉆孔灌注樁作為止水帷幕。具體的設計為:①鉆孔灌注樁Φ700、Φ800,混凝土的強度等級為C25,樁身配筋分別為16Φ22、16Φ25,Φ14@2000加強鋼筋及Φ8@200螺旋箍筋,鋼筋籠采用焊接成型,螺旋箍筋與主筋采用全點焊,樁位Φ700@900,Φ800@1000,樁位偏差不得大于50,垂直度偏差不得大于0.5%,沉渣厚度應小于150mm。水泥攪拌樁Φ600@400,采用32.5級普通硅酸鹽水泥,水泥摻量為15%,相鄰施工間歇時間不大于24小時。②基坑內的豎向立柱支撐樁為新增Φ800支承樁,施工沉渣厚度應小于100mm,豎向立柱的上部采用井字形鋼構架,角鋼為Q235鋼,焊條為E43,焊接為圍焊,焊縫高度大于8。井形鋼構架頂伸入支撐0.4m,下部插入鉆孔灌注樁內2.0m,豎向立拄施工時,先鉆孔到設計標高放人工程樁鋼筋籠后,再放人預制的井形鋼構架,并與樁主筋焊接,然后再灌注混凝土。③圍護樁頂增設一道壓頂梁,以增強圍護樁整體穩定性,采用現澆鋼筋混凝土結構,強度等級為C25。坑內水平支撐為鋼結構,用工字形鋼梁,以便施工更快捷,以后可循環利用。更經濟。這樣對基坑整體安全有利,也優化了圍護樁的受力,節約了施工場地。結合基坑的平面形狀,支撐平面主要采用對撐,局部布置角撐,這樣既使支撐的受力合理,又使基坑中部留出了較大的挖土空間。該方案經過多方專家進行可行性論證,一致認為此基坑圍護支撐方案的可行性、安全可靠性均能達到施工要求,同意按此方案進行施工。
3圍護樁的主要施工技術措施
3.1樁位定位施工時應對樁位分三次定位復核。在挖埋護筒前測量一次,在埋設護簡后復測一次,使護筒中心與樁位偏差不大于50mm,并做好樁位標志,然后用水準儀測量護筒的標高,做好測量記錄。第三次在鉆機就位后檢測鉆機是否對準樁中心標記,經過三次的定位復核,確保了樁位定位準確性。
3.2護筒埋設施工前應挖除地下障礙物,埋設好護筒,鉆孔樁的護筒是保護孔口、隔離上部雜填松散物,防止孔口塌陷的必要措施,也是控制鉆孔灌注樁的定位、標高的基準點。因此每根工程樁施工前必須埋設護筒,護筒選用大于樁徑10cm的鋼制護筒,埋入深度以滿足隔離雜填土、防止孔口塌陷為準,護筒外周邊間隙用粘土回填并搗實,以確保護筒穩定牢靠。
3.3成孔控制本工程采用正循環回轉鉆進成孔,成孔施工中,應根據地質土層的性質、分布狀況、深度分析,選擇合理的鉆進參數,并采用人造泥漿輕壓慢鉆,以保證成孔的垂直度,臨近終孔時放慢鉆速,及時排出鉆屑,減少孔內的沉渣,并適度加大泥漿的相對密度。在施工過程中,經過多次試驗,最后將泥漿性能指標控制在如下范圍內,確保鉆孔灌注樁泥漿護壁的質量。
3.4鋼筋籠的制作與安裝如果鋼筋籠安放時間過長,不但導致孔底沉渣過厚,鋼筋籠難以下放,還會影響周圍土體的變形,為了加快鋼筋籠的施工速度,縮短鋼筋籠的焊接時間,減少孔底沉渣的厚度,在孔口焊接鋼筋籠時。采用3臺電焊機同時進行焊接,鋼筋籠吊放時一定要對準鉆孔的中心。緩慢下放,一定要防止碰壁、防止鋼筋籠變形,這樣就能夠保證泥漿護壁不被破壞,鋼筋籠能順利安放。
3.5水下混凝土的灌注首先要保證導管的質量,特別是導管的連接處,應具有良好的密封性,以及較強的剛度。導管下入孔內,通過對混凝土達到埋管高度時,導管內的混凝土壓力與導管外泥漿壓力平衡所需高度計算,第一斗采用大斗裝1.5m。左右混凝土一次性灌入,能保證混凝土的初灌量,以后保證灌注的連續性,導管埋深控制在2m~4m之間,混凝土灌注速度不小于20m3/h,灌注時間不超過4h,在灌注過程中,要定時測量混凝土高度,并做好記錄。在設置隔水栓時,隔水栓選用環膽或鐵板,禁止使用砂包或其他代用品。
4應用效果
4.1基坑開挖及施工情況土方開挖至鉆孔灌注樁的樁頂標高時,進行壓頂梁的施工,混凝土強度達到80%時,進行水平支撐施工,然后進行土方開挖。開挖后,發現鉆孔灌注樁的圍護效果比較理想,周邊環境沒有發生明顯的改變,基坑底部比較干燥,無地表水滲入現象。
4.2監測結果按照規范要求,對圍護剖面進行計算,結果均滿足規范要求。對地域深層土體的水平位移(測斜管監測)、鋼結構支撐的軸力和周圍建筑的沉降進行監測。監測預警值為:水平位移預警值累計最大水平位移25mm,或連續3天位移速率大于3mm/d。鋼結構支撐的軸力預警值為1200kN,周圍建筑最大沉降量為20mm。在基坑開挖及地下室施工過程中每天觀測2次,并有專人每天24小時注意觀察圍護樁之間是否有水滲漏。監測的結果為:最大深層土體的水平位移為19.6mm,基坑開挖鋼結構支撐軸力最大為371kN,周圍建筑最大沉降量為13mm。觀測結果均符合設計和規范要求。定期觀察沒有發現任何異常。在施工過程中,基坑位移控制較好,基坑開挖對周圍建筑物、周邊道路市政管線設施基本沒有影響,基坑施工對周圍居民正常生活的影響較小,證明了此方案安全、可靠有效、經濟合理。