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摘要:针对某岩土工程深基坑实际情况,对存在的地下水控制和旋喷桩施工引孔等实际问题进行分析,并提出有效的解决对策,保证深基坑支护施工能顺利完成。
关键词:岩土工程;深基坑支护
引言:
岩土工程施工中,经常会开挖深基坑,深基坑能否保持稳定直接影响施工安全,在实际工程中,应根据地质和地层条件,制定有效的支护措施,同时根据支护存在的问题,采取有效解决对策。
1.基坑支护工程的特点
1.1不确定性和多事故性
基坑支护工程里因为具体的情况以及环境的持续变化,因此基坑支护工程在进行施工过程中其自身存在了非常多的无法确定性,不确定性涉及到了多个方面,其中非常主要的则是岩石以及土的内部结构山共产生的差异以及岩土性质、调查的数据以及其本身的离散性非常大、并且自然条件、监测方法、设计方法。与不确定性共同会产生影响的则是基坑支护工程所具备的多事故性,其出现的原则是因为当前有很多基坑支护工程,其进行工作的条件相对较差并且场地也相对要小,施工的工期比较长的同时施工上也有很大的难度。
1.2实践性和区域性
因为基坑支护工程所具备的区域性,在对基坑支护工程进行施工的场地需要去对岩土工程进给予认真的勘察。其中主要涉及到了地质结构和基坑的水质以及地下水的水位,即便是其处于同一个城市,那么其在进行基坑工程上也会出现区域性的差异。
2.深基坑支护方案
以深基坑周围自然环境情况为依据,将整平后地面标高确定为3.50m、5.50m和4.00m而基坑底部标高在-6.000m~1.300m范围内,实际开挖深度在2.20m~10.50m范围内。结合基坑的开挖施工深度、现有放坡空间及地层条件,把整个基坑分成13个不同的单元。基坑支护方法主要为在放坡基础上设置土钉墙,部分基坑单元设置桩锚体系与双排桩。
基坑边坡表面按1.5m的横、纵向间隔级距离布置土钉,然后按照1:1~1:0.5的坡率进行放坡。边坡表面挂设钢筋网,并喷射强度等级为C20的混凝土进行护面,其厚度按80mm严格控制。对于桩锚支护方案,其对应的基坑单元为3#单元,挖深6.4m,没有放坡的施工空间,故采用这一方法,桩体直径和间距分别为800mm、1.2m,布置一道锚杆;对于双排桩支护方案,其对应的基坑单元为13#单元,挖深9.5m,同样没有放坡的施工空间且受地下水影响,故采用这一方法。现围绕本工程实际情况,对其深基坑支护过程中的主要问题和解决对策进行如下分析。
3.深基坑支护主要问题与解决对策
3.1地下水的控制
因拟建场地以北和以西均为人工水系,相距最近处只有6m,同时①层土为大量的建筑垃圾,还夹有大块碎石,具有很强的渗透性,使得地下水始终处在随时补给的实际状态,单一采用降水方案无法达到预期控制效果,应在降水的基础上进行止水帷幕施工,同时在基坑中布置降水井,于开挖施工前做好预降水。以土层性质为依据,设计将止水帷幕确定为高压旋喷桩,桩径和桩间距分别按1200mm、1000mm控制,单位长度桩体的水泥用量应达到550kg以上,且桩端必须进入到持力层至少1.0m,利用三重管法进行施工。
结合施工现场的实际反馈信息,在与人工水系相距较近的部位,产生较为严重的漏浆现象,但不返浆,而其它部位的实际施工状况尚好。通过与工程各参与方的积极协商,采用在漏浆处减慢提升速度与降低喷射压力,同时向浆液中适量添加水玻璃的方法来解决漏浆。从实践效果来看,以上堵漏措施合理可行,对基坑进行开挖以后,经检查未发现渗漏点。
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3.2旋喷桩施工引孔
在施作旋喷桩时,一般按以下工序进行:钻孔→放入喷射管→注浆→提升喷射管→将桩机移到下一个桩位开始施工。因填土的成分十分复杂,以建筑垃圾居多,还夹有很多的大块碎石,成孔之后容易发生塌孔。对此,以地层的特点为依据,在施工中引用中风压潜孔钻机偏心潜孔锤套管跟进方法,将孔径确定为100mm,在取出套管以前,放入软管;把套管取出后,软管保留在原位,同时使软管所处深度不小于填土层,以充分发挥保护孔壁的作用,之后再将喷浆管放入,因软管外壁较薄容易脆断,所以在喷浆时必须对压力进行严格控制,如果压力过小,将无法达到应有效果,而当压力过大时,会使软管破裂。
3.3地面开裂
支护桩施工中,经现场检查发现,与桩外侧相距5m左右的位置产生开裂,缝宽可以达到15mm左右,部分围墙的错断超过20mm。此时桩身施工大致完成,通过技术人员研究,确定其开裂原因主要为填土受水流冲刷作用,大量细颗粒被水流带走,产生空隙通道和空洞,而且施工采用冲孔法,振动较大,使地面产生裂缝。然而,因桩身的施工已经完成,并且支护单元为单排锚杆,同时锚固段处在岩石层,所以现有裂缝并不能对结构整体安全性造成太大影响。因此只需要进行简单的封堵即可。之后从相关监测资料可以看出,经封堵处理后的裂缝,无明显发展迹象,说明封堵效果良好。
3.4水流倒灌
如前所述,拟建场地以北和以西均为人工水系,且填土层的厚度相对较大,其成分也十分复杂,桩锚施工中,锚杆可能从止水层中穿过直接进入到填土层当中,因填土具有渗水性,且水流持续补给,所以可能使水系中水倒灌进基坑。因受到渗透力持续作用,在填土中含有的细颗粒将被携带走,导致锚杆孔洞越来越大,使止水措施失去效果,引发支护安全事故。针对这一问题,决定在支护单元增设一排锚杆,同时把锚杆的实际标高控制在1.000m左右;而基坑中13#单元设置双排桩,其直径、间距和排距分别按600mm、1.0m、1.8m严格控制,要求嵌固深度达到4.0m以上,同时在1.500m的标高处增设锚杆,使锚杆都处于水系平面以上,以此从本质上防止水流倒灌。
3.5土钉和锚杆孔成孔难度大
因填土层十分复杂,当传统工艺难以奏效时,可采用击入式注浆花管土钉,其管径为48mm,管壁厚度为3mm,按300mm的间隔距离布置。花管的周围应设置直径为10mm的小孔,用倒刺进行保护,防止被堵,采用冲击的方法将其打入。注浆时,将压力控制在0.5MPa,单位长度桩体的水泥用量应达到50kg以上。
考虑到锚杆孔的深度可以达到18m左右,要穿过厚度为7.5m的填土层,此层基本上和水系相贯通,利用回转钻进难以进行,对此应改用上述提到的中风压潜孔钻机偏心潜孔锤套管跟进方法,但实际效果也不够理想,即钻进时如果遇到块石,将发生很大的漂移,导致钻杆和套管的轴线产生很大偏离,当深度达到一定值后,将使钻杆被卡死。对此,利用可实现自钻功能的中空注浆锚杆开展钻孔试验,通过试验可知:首个钻孔利用形状为三角形的钻头进行直接成孔,其直径为127mm,在钻进到5.7m后突遇大块碎石,此时无法继续钻进;第二个钻孔仍使用形状为三角形的钻头进行直接成孔,其直径为127mm,对回填土段进行钻进时,单位长度造孔所需时间在2min左右;依然对首个钻孔利用形状为圆形的钻头进行直接成孔,其直径为110mm,对回填土段进行钻进时,单位长度造孔所需时间在5min左右,顺利从坚硬石层中穿过。可见,尽管三角形钻头具有很高的效率,但很难从坚硬地层中穿过,所以当存在坚硬岩石层时,应优先考虑圆形钻头。
结语
综上所述,本工程基坑支护情况较为复杂,在实际工作中,应对所有存在的问题进行认真分析,并准确把握各项地质情况,同时制定合理有效的措施,保证基坑支护施工顺利完成。
参考文献
[1]孙超,郭浩天.深基坑支护新技术现状及展望[J].建筑科学与工程学报,2018,35(03):104-117.
[2]张文杰.深基坑支护方案选择与施工技术[J].墙材革新与建筑节能,2018(10):63-65.
论文作者:王洪涛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/6/14
标签:基坑论文; 工程论文; 土层论文; 深基坑论文; 锚杆论文; 单元论文; 水系论文; 《建筑学研究前沿》2019年2期论文;