地下室基坑支护施工技术及实践

时间日期：2002-7-3 已被阅读次：[8401]

佛山市一建筑　李恩平

　　根据我市地质情况，开挖深度在4米以下的地下室施工中，基坑支护采用深层搅拌桩止水帷幕、土钉墙联合支护的施工方法，不但能做到施工安全，保证工程质量，而且相对降低了工程造价。去年，在施工一商业广场地下室工程中采用了这样的施工方法，该建筑物采用了框架剪力墙结构，地上23层，地下室1层。地下室基坑开挖情况如下：考虑桩台地梁土方回填，同时考虑西半部分地下室有一地下水池，地下室基坑开挖深度为4米；建筑物地下室壁板外边东向开阔，南向距已建道路边线仅3米。该层地下室施工支护仅用了45天完成。

　　一、地下室基坑围闭止水方案

　　建筑物基坑支护形式：考虑地下室基坑周边均为重要建筑物及道路，地下室基坑周围采用单排深层搅拌桩作止水帷幕，对周围环境影响减至最少。

　　止水帷幕采用单排喷浆式深层搅拌桩，桩长暂定10m。桩径500mm，桩间搭接250mm。根据地质资料，基坑东北角砂层埋深达14.0m，该部分深层搅拌桩桩长14.50m。

　　二、土方开挖和土钉墙支护

　　土方开挖因现场无场地堆放泥土，土方全部用汽车外运。机械大开挖的泥面标高应控制在－4.00m，桩台开挖深度应符合设计要求，机械不能挖到的地方(如桩与桩之间，承台地梁的土方及修坡等)采用人工挖土，并由挖土机挖走。承台地模采用240砖，地梁用180砖，电梯井桩承台砖模厚度370，并在高度1.30m处浇筑通长钢筋砖带3cm厚，配筋4Φ14。边坡开挖和喷射护坡细石砼层应分层分段施工。土方开挖沿长向分段开挖。于东向道路设三个路口运输所挖土方。采用三～四台反铲式挖土机。

　　土方开挖和喷射砼施工顺序为：西区由中间向西边开挖及土钉墙施工，挖土机从西北面退场；东区由中间向东边开挖，挖土机从东北角退场，尽快为桩基础施工提供工作面。为操作方便，保证施工安全，开挖分三层进行。第一层开挖深度1.70m，第二层开挖深度1.80m，即开挖至桩基础施工场地标高。以下基坑一次开挖支护至地下室开挖设计标高。开挖应自上而下快速连续作业，机械开挖后人工修整坡面，进行土钉墙施工，用最短的时间提供喷射细石砼作业面，及时封固开挖出的边坡工作面。一次开挖长度控制在15～20米，上一层土钉墙施工12小时以上才能进行下一层坡面的开挖。

　　三、地下室基坑降水排水措施

　　沿地下室基坑边沿设降水井34个，降水井间距为25m，井深为10m。每个电梯井桩承台设4个临时降水井，共计16口。井径500mm，井深16米。水泵使用出水口径50污水泵。内部16个临时降水井降水到地下室底板混凝土捣制完成。边沿降水井降水应至完成三层主体结构。降水井布设位置应视地下室底板后浇带位置作适当调整，后浇带中部及两端设降水井，以方便全浇带施工。

　　基坑内部设通长400×400排水沟将水引入集水井，每40m设集水井将污水排至市政排水渠。基坑坡顶设截水排水沟截上部水，排入市政排水渠。施工污水均经两重沉淀净化后方可排放。

　　四、深层搅拌桩及土钉墙施工工艺

　　(1)深层搅拌桩施工方案

　　搅拌桩沿基坑边布置，桩径Φ500，搭250mm，深度10m。

　　①技术准备：搅拌桩施工的场地应事先平整，清除桩位处地上、地下一切障碍物。场地低洼时应回填粘性土料，不得回填杂填土。

　　②施工工艺：搅拌桩采用两喷四搅工艺，施工参数如下：

　　桩身强度1MPa；

　　水泥掺入量15％；

　　水泥浆水灰比0.45；

　　搅拌提升速度0.5～0.8m/min；

　　水泥浆泵送压力大于0.4MPa

　　施工时按下列步骤进行：

　　a 施工测放轴线定桩位，搅拌机械就位，桩位偏差不大于20mm；

　　b 调平搅拌机械垂直度，预搅下沉，桩身垂直偏差不大于1％；

　　c 喷浆搅拌提升，提升速度0.5～0.8m/min；

　　d 重复搅拌下沉；

　　e 重复搅拌提升直至孔口；

　　f 搅拌桩机清洗。清洗全部管线中残余水泥浆及搅拌头。

　　g 搅拌桩机移位。

　　为加快施工进度，水泥浆掺入三乙醇胺(水泥重量0.03％)作速凝剂。

　　③机械设备：工程采用SJB系列深层搅拌桩机4台，配套设备：灰浆搅拌机、集料斗、灰浆泵、电器控制柜、电焊机等。施工前对机械设备进行维修保养，并进行试运行，确保施工时正常使用。

　　④劳动力安排：为保证工程顺利进行，我公司选派一批有丰富施工经验的技术管理人员及施工技术工人进场施工，每班组包括：

　　A、指挥1名：全面指挥深层搅拌桩施工，协调各工序操作联系。

　　B、机手2名：操作机械，负责机械维修保养。

　　C、司泵工1名：负责指挥灰浆制备，控制泵送系统，做好水泥浆制备设备保养，输浆管清洗。

　　D、管线工1名：负责电气及输浆管管理。

　　E、记录员1名：制备水泥浆固化剂，水泥浆下料。

　　F、供料工一名：负责各生产材料供应，运输。

　　G、起重工1名：配合指挥移动起重设备，清洗搅拌头。

　　(2)土钉墙施工方案

　　土钉墙施工在深层搅拌桩止水帷幕施工完毕后，与土方开挖同时进行，并逐步开挖。土钉墙结构施工工艺流程按下图进行：

　　①土钉墙施工工艺

　　A、成孔

　　采用洛阳铲成孔，成孔直径Φ130，钻孔倾角15°，成孔时采用套管护壁，并尽量减少对孔壁土层的干扰。由于流砂造成成孔困难时，直接将钢管打入土层中。

　　B、土钉制作

　　土钉制作采用22MnSi钢筋，根据设计长度切好钢筋，并每隔1.5m设置一个定位架。根据地质资料，锚杆打入位置于杂填土或细砂层，成孔困难时可采用Φ51钢管作锚杆，钢管厚度3mm。钢管设泄浆孔，孔径15～20mm，间距700mm，十字形错开布置；泄浆孔侧钢管上焊接50mm长钢筋倒刺定位及增加土钉拉力。根据设计长度切好钢筋或钢管并加工好使用。

　　C、下锚

　　插入钻孔的土钉要求顺直。并应除锈，插入时土钉灌浆管与钢筋一同放入至孔内。

　　D、注浆

　　注浆前应先清孔，排出孔内沉渣，采用一次常压全孔注浆法进行注浆，浆液采用32.5Mpa普通硅酸盐水泥配制的纯水泥浆(掺入水泥重量0.03％三乙醇胺速凝剂)，水灰比为0.45，注浆压力2.5～4Mpa，注浆体强度不得低于20Mpa，注浆时，注浆管应逐步向外拔出直至孔口。排气管停止排气，孔口溢出水泥浆方可停止注浆，做好注浆记录。

　　②挂网喷射混凝土工艺

　　A、挂网：

　　钢筋网采用Φ6@180，加强筋采用Φ16，间距1300×1500(西半部分1400×1400，按土钉布置)，钢筋网在开挖面修好后立即铺设，并通过加强筋将钢筋网与土钉焊接牢固。

　　B、喷射混凝土

　　喷射前，应对机械设备、水管、电线等进行全面检查及试运转，12cm～20cm厚的混凝土应两次喷成，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。喷射时，应控制好水灰比，保持混凝土表面平整呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象，喷头应与受喷面垂直，宜保持0.6～1.0米的距离。施工机械设备计划：

　　定喷射设备　　 3套　砼喷射机　 3台

　　电焊机17KW 　4台　空气压缩机 4台

　　砂轮切割机 3台　高压泵　 2台

　　水准仪　　　　 1台　经纬仪　　1台

　　泥浆泵QW－250 2台　灰浆搅拌机 3台

　　灰浆泵DB－3　 2台

　　③劳动力按排：基坑施工全部由经培训并有丰富经验的技术工人操作，分为以下三个班组：

　　喷射班组：承担修坡，砼喷射，喷射砼配料、上料等项作业，共计10－12人。

　　成孔组：人工或机械成孔，安放锚杆，清理作业面残渣，作业工人26～30人。

　　注浆班组：负责锚杆制作，编网和钢筋焊接等工作。

　　五、基坑施工安全质量措施

　　(1)安全监测：

　　在基坑护顶上设置22个观测点，沿基坑长向设置8个，短向设置4个，斜角设置2个，整个基坑支护施工过程直至地下室施工结束采用经纬仪进行位移观测，如发现边坡不稳定征兆(边坡位移大于4cm)立即停止开挖，采取增加土钉方法加固。

　　(2)施工质量安全措施：

　　①深层搅拌桩施工预制管桩同时进行，要避免两台机碰头。深层搅拌桩施工时，其邻近预制桩施工必须已完成，避免打预制桩时土的挤压，破坏搅拌桩。

　　②严格控制搅拌桩入土深度。

　　③严格监控搅拌桩的搅拌质量，避免出现因搅拌不匀造成的漏水现象。

　　④为预防土方开挖导致搅拌桩倒塌，挖土分层段施工，每层以1.3米为宜，一次挖土长度在20米左右。

　　⑤土方开挖后，四周搅拌桩顶3米范围内不能堆放重物及进行动力操作，防止发生倒塌。

　　⑥若发现渗漏现象，要及时处理，避免漏洞的扩大。

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