市中心老城区深基坑围护施工技术研究与应用论文_李欢

上海建工七建集团有限公司 上海 200050

摘要:在桥东二期就近安置动迁配套商品房(商办部分)项目基坑施工过程中,由于位于上海市中心老城区,施工场地较小,周边环境复杂,管线众多,又紧邻多层居民住宅及商铺,因此,本工程围护结构的选型及施工质量控制可为类似项目提供参考。

关键词:三轴搅拌桩;钻孔灌注桩(三轴搅拌桩套打);双轴搅拌桩;基坑监测

1 工程概况

本工程位于上海市新静安区育婴堂路以西,虬江路与永兴路之间。基坑规模较大,基坑围护周长约423 m,基坑面积约11568 ㎡,开挖深度约9.45~10.65m,周边环境概况如下:

基坑东侧:红线:基坑边线与该侧基地红线的最近距离约为3.0m,红线外为育婴堂路。建筑物:育婴堂路东侧分布有上海电话设备厂(1~6F,砖混结构,天然地基),基坑边线距离其最近距离约为23.9m。管线:该侧埋设有多条市政管道,距离本项目地下室结构最近的市政管线为配水管,距离本项目围护结构最近处18.3m。

基坑南侧:红线:基坑边线与该侧基地红线的最近距离约为3.0m,红线外为虬江路。构筑物:场地西南角分布有一燃气站(1F,砌体结构,天然地基),基坑边线与燃气站的最近距离约为8.2m。建筑物:虬江路南侧为已建桥东二期就近动迁安置房(28F/34F,剪力墙结构,桩基础),基坑边线距离安置房最近距离约为37.8m。管线:该侧埋设有多条市政管道,距离本项目地下室结构最近的市政管线为信息管,距离本项目围护结构最近处3.8m。

基坑西侧:红线:基坑边线与该侧基地红线的最近距离约为2.5m,红线外为多层办公楼、多层住宅及复元坊小区。建筑物:西侧红线外分布有多幢多层建筑物(1~7F,砖混结构,天然地基)和高层建筑物(20F,剪力墙结构,桩基础),基坑边线距离多层办公楼最近距离约为4.1m,基坑边线距离多层住宅最近距离约为10.8m,基坑边线距离复元坊小区最近距离约为16.9m。此外,场地西南角分布有一快餐店(2F,砖混结构,天然地基),基坑边线距离该快餐店最近距离约为4.5m。

基坑北侧:红线:基坑边线与该侧基地红线的最近距离约为5.0m,红线外为永兴路。建筑物:永兴路北侧分布有两幢多层建筑物(6F,砖混结构,天然地基),基坑边线距离其最近距离约为22.6m。管线:该侧埋设有多条市政管道,距离本项目地下室结构最近的市政管线为供电管,距离本项目围护结构最近处12.8m。

2 施工工艺

2.1三轴搅拌桩

本工程止水帷幕采用单排20m长3Φ850@1200三轴搅拌桩。

(1)施工准备

1)三轴搅拌桩施工前首先需要清除地下障碍物,进行施工场地的平整.

2)三轴桩机设备检验合格,吊车及挖机就位,施工要求的水泥等施工材料已经准备就绪。

(2)桩位测放

1)根据甲方提供坐标基准点,按图放出桩位沟槽,设立临时控制点。

2)在桩位沟槽控制边线拉好控制线,对桩位做好明显标示。

3)做好技术复核单,先进行内部复核,再提请监理复核验收。

(3)开挖沟槽

1)根据基坑围护边线控制线用挖机开挖槽沟,沟槽的宽度根据搅拌桩桩径和实际情况而定,开挖深度一般在1.2m左右。

2)遇到地下障碍物时,利用挖机清除,清障后进行回填土压实,重新开挖沟槽以保证三轴搅拌桩施工顺利进行。

3)开挖沟槽土体应及时外运处理,以保证正常施工。

(4)桩机就位

1)由当班班长统一指挥桩机就位,移动前看清上、下、左、右各方面的情况。

2)桩机应平稳、平正,用线锤对龙门立柱垂直定位观测以保证桩机垂直度,并利用经纬仪经常复合,桩体垂直度偏差不大于1/150。

3)三轴水泥土搅拌桩桩位定位后再进行定位复核,桩位偏差值小于50mm。

(5)制备水泥浆液及浆液注入

1)在施工现场搭建拌浆施工平台,设立水泥筒仓,在开机前应进行浆液的搅制,水泥掺量、水泥浆液的水灰比按设计要求,水泥浆液的比重用比重仪进行复核。

2)水泥浆液水灰比1.5,水泥掺量20%,即单方搅拌水泥土水泥用量为360kg。浆液流量以浆液输送能力控制,具体操作以水泥总量控制为主控。

3)三轴搅拌桩在下沉和提升过程中均注入水泥浆液,同时严格控制下沉和提升速度。根据设计要求和相关施工规定,在桩底部位适当持续搅拌注浆。

4)三轴搅拌桩施工按跳槽式双孔全套复搅式连接施工,其中阴影部分为重复套钻,保证墙体的连续性和接头的施工质量,水泥搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补正依靠重复套接保证,以达到止水左右。

10)在成桩孔完毕以及钢筋安装完毕后均应分别清孔,确保泥浆密度符合规范要求,清孔后沉渣厚度应小于100mm;

11)(2)成孔施工

为保证合理的桩径和桩形,获得较大的桩基承载力,并避免出现孔斜超差和缩径现象,成孔过程中采用如下技术保证措施:

1)根据在搅拌桩套打的特点,采用成孔速度快,稳定性好的三翼双腰带钻头成孔。套打施工一般在搅拌桩施工完成后3~7天内成孔。

2)开钻时采用轻压慢转以保持钻具的导向性和稳定性,确保钻孔的垂直度,进尺后根据钻进深度增加,适时调整钻进参数,常规技术参数为:

钻压:10~25Kpa转速:30~40转/min;泵量:50~108m3/h;

在遇搅拌桩施工后土层不均匀造成钻孔斜时,立即进行小规程钻进(轻压、慢钻、小泵量),并同时重复扫孔纠斜;

3)加接钻杆时应先将钻具提离孔底,待泥浆循环2~3分钟后再加接钻杆;

4)成孔过程中的自然造浆,泥浆性能确保满足下列要求:

排出孔口泥浆:泥浆密度:≤1.30;漏斗粘度:20″~26″

5)成孔深度、孔径、孔斜均须满足设计及规范要求,经检测合格后方可进入下道工序;

6)钻进过程中,应及时作好施工原始记录;施工中根据设计图纸要求,钻孔完成后对孔径、孔深及孔斜进行检测,达到设计要求后方可进行下一道工序。

(3)二次清孔及水下砼灌注

1)要求二次清孔时排出孔口的泥浆比重控制在1.20以下,粘度:18"~22";

2)清孔后沉渣厚度不大于300mm;孔底沉渣的厚度用标准测绳测定,每孔清孔后必须进行检测,达到要求后方可实施下一道工序;

3)清孔结束前,请有关人员对孔深、孔底沉渣、泥浆比重等项目指标进行验收;

4)清孔结束后,孔内应保持水头高度。二清质量达到要求后,应在30分钟内灌注砼。

5)商品砼灌注前进行验收,测试商品砼的坍落度,其质量标准要满足规范、设计规定;

6)水下砼灌注必须连续,不得无故中断;

7)由于是商品砼灌注,可以保证灌注的连续性及初灌量;灌注前导管底端离孔底的距离应顺利排出隔水球为宜,一般控制在30~50cm之间;

8)灌注过程中必须及时测量孔内砼面深度,“勤拔、勤拆”导管,确保导管的合理埋深;

9)为保证桩顶质量,禁止快速晃动提拔导管,灌注接近桩顶部位时,应控制导管的高低及上下晃动的幅度,砼超灌高度不得小于有效桩长的5%,且不得小于2m;

2.3双轴搅拌桩

本工程坑内加固采用搅拌桩采用双头φ700型,双排搭接200mm。

(1)技术要求

1)搅拌桩施工定位偏差≤50mm,成桩垂直度偏差1/150,桩径误差小于2cm;

2)搅拌桩采用双头φ700型,双排搭接200mm;

3)桩身注浆必须连续,注浆量满足设计要求,搅拌充分、均匀;

4)采用二喷三搅的施工工艺,喷浆搅拌时钻头提升速度≤0.5m/min,下沉速度≤1.0m/min搅拌头每转一圈的提升或下沉量为1.0~1.5cm,且速度必须均匀;

5)水泥应新鲜、干燥,水灰比0.5~0.6,水泥掺量为13%,龄期一个月的无侧限抗压强度为0.8MPa;

6)相邻桩必须有效搭接,且施工搭接间隔不得超过12小时,如超过应设置冷逢;

(2)施工工艺流程

本工程拟采用两次喷浆三次搅拌的施工工艺,其成桩工序包括测量定位、预搅下沉、提升注浆搅拌等多个循环环节,其工艺流程图详见附图:

4 效果检验

实施效果主要从基坑监测数据反映。为确保基坑、基础工程施工阶段基坑稳定、周边环境的安全,施工期间根据监测资料及时控制和调整施工进度和施工方法,对施工全过程进行动态控制。因此,在基坑工程施工前由建设单位委托专业监测单位制定专项监测方案,并对周边建筑、道路、地下管线等进行监测。

在基坑施工、土方开挖等施工过程中,通过对地下管线垂直、水平位移,建筑物、地表、围墙的垂直位移,基坑围护垂直、水平位移,混凝土支撑轴力,桩体、土体测斜等各监测数据观测,均无异常变化情况,从而保证基坑始终处于安全可控的状态。

5 结语

经本工程实践证明,在市中心老城区复杂环境下的深基坑施工,采用钻孔灌注桩(三轴搅拌桩套打)结合三轴水泥土搅拌桩止水帷幕的围护体型式+双轴搅拌桩坑内加固体系,有效的确保了基坑及周边管线、建筑物安全可控,克服了周边管线众多,建筑物紧邻深基坑(0.5倍挖深)等众多不利因素,为今后类似工程提供了参考。

论文作者:李欢

论文发表刊物:《基层建设》2017年5期

论文发表时间:2017/6/20

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