深基坑工程施工重點控制措施

2021-08-17 18:30:35 字數 4903 閱讀 6936

隨著社會的不斷發展,超高層建築如雨後春筍般拔地而起。為了滿足超高層建築的基礎需要、功能設計,以及日益緊張的城市用地和規劃要求。建築工程一次又一次的向地下進軍,越來越多的超高層建築更是向藍天和地心衝刺,相繼而言超深基坑工程的施工則越來越受到社會的重視。

現就類似超深基坑工程的施工重點控制措施介紹如下。

1、工程概況

本工程主塔樓超深基坑工程,占地面積約5374㎡,基坑底周長約297m。基坑開挖底標高為-29.30m~-35.

40m,區域性裙樓區域為-28.00m,基坑頂面標高為-1.70m;開挖深度為27.

60~33.70m。土石方量約為16萬m,其中石方量約為11萬m。

2、地質概況

根據地質勘察資料顯示,場區內各鑽孔所遇地下水為第四系孔隙承壓水和基岩裂隙水。覆蓋層自上而下依次為第四系人工填土層(主要為雜填土,層厚約3m)、沖積層(主要為粉質粘土夾砂層,其特性可分為淤泥質土、粉質粘土、砂層、淤泥質土,層厚約6m)、殘積層(主要為粉質粘土,層厚約2m),下伏基岩為白堊系大朗山組黃花崗段沉積岩(主要為全風化巖、強風化巖、中風化巖、微風化巖,層厚約17m)。場內岩石走向為西南往東北方向傾斜,約15°傾角。

3、設計概況

根據地勘資料、場內的岩石走向及周邊的環境(西側緊鄰已完工的地下空間結構、其餘三側場地較廣闊),基坑支護設計主要採用三種支護方式:

1) 西側:緊鄰已完工的地下空間,距離其支護樁距離為5~22m,故支護採用攪拌樁+放坡+人工挖孔支護灌注樁+混凝土內支撐+預應力錨索的形式。

攪拌樁:設計為1排φ550mm@400mm,穿過砂層進入不透水層大於2m。防止基坑外圍地下(表)水滲透至基坑內,同時為人工挖孔支護灌注樁施工提供安全保障。

放坡:設計為放坡2.5m深,傾角為57°;上下@1500mm設定φ110 22鋼筋土釘,2 16加強筋; 8@200×200鋼筋網片,噴射c20厚100mm砼;固結雜填土,防止土體滑移。

利用場地內有限資源,減少施工難度和風險以及節約工期,同時控制人工挖孔灌注樁工程的樁長小於25m,符合省建設廳《關於限制使用人工挖孔灌注樁的通知》(粵建管[2003]49號)檔案的規定。

人工挖孔支護灌注樁:設計為φ1200mm@1500mm,樁長為15.4m(吊腳樁)/22.

9m(入巖1m),長短樁間隔布設;因開挖至基坑底,巖底持力層未達到設計要求,此處加深1.4m,則支護樁全部為吊腳樁。根據場內地勘情況,人工挖孔支護灌注樁便於施工,且施工可安排較多人員分兩批進行,施工效果及工期效益較好;但風險較大,應注意安全防護措施,保障工作人員身心健康。

混凝土內支撐:設計為主梁截面為1000mm×1000mm,次梁截面為800mm、600mm,5根支撐柱為700mm×700mm鋼格構柱@11.670m;與西側壓頂梁連線在一起。

因場地西側為地下空間支護樁工程,故第一道支護採用混凝土內支撐,防止預應力錨索穿過其支護樁,破壞主體結構。

預應力錨索:設計為φ150mm、5/7φj15.2,一樁一錨,錨索的鎖定值為400、500、700kn,豎向間距為6.5m,傾斜15°角。

2) 南側:根據地勘資料,此範圍內中微風化岩層中夾有3~4m強風化層,不能作為支護樁的持力層,同時考慮岩石走向、抗傾覆及其他因素影響,支護灌注樁的樁長為15.4m(吊腳樁)/24.

9m(入巖1m),長短間隔布置;因開挖至基坑底,巖底持力層未達到設計要求,此處加深0.7m,則長樁入巖300mm。其支護形式為攪拌樁+放坡+人工挖孔支護灌注樁+4排預應力錨索+1排預應力錨索(基坑加深增加)。

3) 北側、東側:在-10.0m標高以下,全部為中微風化岩石,勘察資料顯示未有夾層,再加上岩石走向,不會使基坑外土體向內傾斜,故此兩側支護採用吊腳樁的形式,即為攪拌樁+放坡+人工挖孔支護灌注樁(吊腳樁)+3排預應力錨索+土釘牆+1排預應力錨索(基坑加深增加)。

同時由於基坑面積狹小且非常深,在東北角-9.20m標高處設定坑外坡道,以形成坑內、坑外出土坡道,便於施工、節約工期。

土釘牆:設計為φ130mm, 25、22、20鋼筋@1500mm,豎向間距1.5m,傾斜15°角,長度為15m、10m、7m,共6~10排;2 16加強筋; 8@200×200鋼筋網片,噴射c20厚100mm砼。

基坑支護結構平面布置如下圖所示:

4、施工重點控制措施

1) 止水攪拌樁

開挖導向槽,控制泥漿流失及挖除地表層障礙物,便於施工。

控制樁位和樁身垂直度,以確保足夠的搭接長度和整體性。

嚴格按照設計要求控制水灰比及注漿壓力,保證漿體的和易性及可幫浦性。

2) 邊坡噴錨及土釘牆

分層分段開挖至設計每排土釘牆標高下300mm,控制桿體傾斜角度。

杆體按照設計要求設定對中支架,注漿管距孔底100mm,當漿液從底部充滿至孔口時,還需進行多次加壓,以保證漿液擠滿孔壁,保證錨桿抗拔力。

待漿體強度達到終凝後,方可施工加強筋及鋼筋網片。

噴射砼採用二次施噴,以達到設計要求的厚度,自上而下,垂直於噴錨面施工。

3) 人工挖孔支護灌注樁

測量定樁位,確定每根樁的樁位及中心線。

每開挖1m深度,施工一節c25、150mm厚的砼護壁,然後檢查樁位及垂直度,再進行下一節樁孔施工。

在施工過程中,應每5m檢查一次樁身垂直度及樁徑,以免誤差較大;開挖至設計要求後,協同監理一起進行基底驗收,確定樁底岩性。

樁內設定安全爬梯、半月形防護板、風機及安全行燈,樁孔上方設定提土吊籃、孔口蓋板等安全防護裝置,確保操作人員的安全;上班前必須對每個孔內進行氣體檢測或小鳥測試,確保無有害氣體時,方能施工。

孔內爆破時,周邊孔內作業人員不得在孔內,孔口上方覆蓋砂袋及設定風機,確保爆破安全及孔內空氣流通。

鋼筋籠縱筋採用套筒連線,50%接頭錯開;吊裝時採用雙吊點吊裝,保證受力均勻,減少變形;鋼筋籠在下放入孔過程中對準孔位,保證垂直、輕緩放入樁孔中,以免碰撞護壁。

樁身砼澆築前,應抽乾孔內積水,再澆築封底混凝土,然後進行樁身砼的澆築,保證樁底砼質量;若孔底滲水量較大時,且深度大於100mm時,應採用水下混凝土澆築方法施工。樁身砼澆築時,每根樁進行見證取樣,留置1組試塊,每組3塊。

根據規範及設計要求,本工程支護灌注樁樁身結構完整性檢測採用基樁發射法檢測,共計22根,其中ⅰ類樁18根,佔81.8%;ⅱ類樁4根,佔18.2%。

4) 預應力錨索

施工前,必須根據設計要求的鑽孔、穿索、灌漿、張拉、錨固等工藝先行施工、檢測試驗錨索,以確定錨桿的施工工藝及引數等是否滿足設計要求,待設計確認後方可進行工程錨索的施工。

土方分層開挖至設計標高下300mm,測量定位,按照設計傾角採用套管跟進軟弱土層成孔結合氣動衝擊基岩成孔施工方法進行鑽孔,此方法成錨效果良好,且對錨索的抗拔力***。

嚴格控制注漿質量,注漿採用二次注漿,一次注漿採用水泥砂漿,壓力為0.8mpa;二次注漿採用水灰比0.5的純水泥漿,壓力為2.

0~3.0mpa,在一次注漿初凝後終凝前進行;注漿過程中,漿體試塊每30根錨索為一組,每組試塊為6塊。

錨索的杆體應按設計要求製作,進場的杆體材料、錨具、夾具及聯結器均應具有合格證,並見證送檢,合格後方可使用;應控制好對中支架及桿體自由端的製作。

錨索待壓頂梁及腰梁澆築7天後及注漿體強度達到設計強度的70%方可進行張拉;張拉前應由有資質的檢測單位對張拉裝置進行標定,並取得標定合格證書方可進行張拉;張拉鎖定值及分級張拉資料,根據設計要求及現行規範進行。

根據規範及設計要求,本工程驗收錨索抗拔驗收試驗共檢測29根,均滿足設計要求的1.2倍抗拔力特徵值;本工程錨索的鎖定值監測(第三方監測)共29根,至今累計拉力值最大位於基坑北側、南側分別為461kn、809kn,均小於報警值500kn、900kn。

5) 混凝土內支撐

支撐柱採用人工挖孔樁施工方法施工,柱身採用700×700鋼格構柱,樁身24.5m,柱長為25.5m;柱底與1m長鋼筋籠連線在一起,並澆築砼。

鋼柱安裝時,採用汽車吊吊裝,鋼柱軸線和垂直度的測量校正採用千斤頂和倒鏈進行,以確保鋼柱垂直度,然後填滿砂,以防止土方開挖及施工過程中碰撞。

砼支撐梁,開挖至設計要求標高後,進行測量放線,與周邊壓頂梁連線在一起澆築施工。砼澆築前,埋設應力片,以便監測支撐軸力和立柱頂端的三維變形。至今第三方監測的7處支撐軸力監測最大為-616kn;立柱頂端水平位置最大為12.

2mm,沉降變化最大為10.0mm;均滿足設計要求。

6) 土石方工程

本工程基坑深度為27.60m~33.70m,根據設計支護形式,分九次進行土石方工程開挖,開挖深度分別為2.

5m、3.5m、3.5m、3.

5m、3.0m、3.3m、3.

0m、3.0m、2.3m;開挖至基坑底時,對坑中坑的位置再分層分段開挖至設計標高。

土石方量共16萬m,其中石方量為10萬m。

由於基坑面積狹小且較深,設定坑內出土坡道,位於場地東北側,待西側開挖至基坑底時,退挖坡道並同時跟進未施工的支護工程;待不能通車時,進行分級接力傳遞開挖;最後土石方工程借助18m長臂挖機及塔吊進行施工至基坑底。

根據地勘資料及現場開挖情況,在開挖至-10.0標高處即遇到中風化岩石,用炮機打鑿10萬m的岩石,無疑工程量巨大;本工程故採用小台階微差控制爆破施工方法進行。

本工程爆破的質量控制重點,主要位於支撐鋼立柱周圍、基坑周圍的支護樁以及東側、北側的吊腳樁位置。故施工過程中,在支援鋼立柱周圍、基坑周圍的支護樁處採用光面爆破的施工方法,即分段裝炸藥,段與段之間用碎石填充;此方法可完全控制岩體的爆破震動及岩體的平整性,可使爆破後的剖面整潔,因炸藥分開裝則減少對其周圍的岩體破壞。吊腳樁位置的岩體,則在距岩體500mm處進行光面爆破,其餘岩體採用炮機施工至設計要求的土釘牆面。

此方法施工控制效率較高,對周邊的支護體系損害較小。

5、基坑監測結果

本工程屬深基坑施工範圍,根據設計及規範要求,基坑監測頻率為2天一次。根據最新的第三方監測報告顯示:

圍護結構頂水平位移量為基坑東南角:累計位移量為25.4mm,小於報警值30mm。

樁體測斜位移量為基坑南側:累計位移量為24.18mm,小於報警值40mm。

土體側向變形位移量為基坑東側:累計位移量為21.94mm,小於報警值40mm。

地下水位觀察變化量為基坑北側:累計下降量為530mm,小於報警值2000mm。

周圍地面沉降觀測為基坑西側(因西側為已完工建築,只觀測西側):累計最大沉降量為6.64mm,小於報警值40mm。

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