深基坑支護是近十年未涉及的施工難題,是地下建筑工程施工中十分重要的工序,它的質量優劣直接影響到工程的施工質量、施工進度以及相鄰建筑物的保護程度。利用排樁與錨桿組成的基坑護壁體系是深基坑施工中支護結構的一種方法,它既有防止側壁土體產生坍塌下滑、保護相鄰建筑物安全;又有施工方便、節省施工場地、施工進度快、護壁效果好、安全可靠、便于機械開挖的特點,并已在軟弱地基上也能施工。
1施工方法
1.1工藝流程
參見圖5,場地平整~放線布樁~排樁施工~冠梁施工-挖土(到錨桿位置)-錨桿施工-挖土(到下層錨桿位置-第二層錨桿施工-養護(錨桿強度應達75%)~安裝鋼梁、墊鐵、螺母~錨桿張拉鎖定~基坑土方開挖
1.2操作要點
1.2.1排樁(鉆孔壓漿樁)。
①排樁必須隔樁施工,并應在灌注成樁24 h后,再進行臨樁成孔施工;
②護壁樁施工時,鉆頭對點準確,巳在相互垂直的兩個方向控制鉆桿垂直度;
③鉆孔時先將鉆頭噴漿孔堵嚴,防止鉆進中造成水泥漿輸送管路堵塞。鉆至設計孔底標高后,開動泵車向孔內注入水灰比為0.45-0.60的水泥漿,灌漿壓力控制在l-10kPa,水泥可用普通硅酸鹽水泥 42.5R,不得使用礦渣水泥;
④開始注漿時鉆具應在孔底旋轉lmin,然后邊提鉆邊注漿。但要保證鉆頭進入水泥漿中lm,不得超出漿面;
⑤利用鉆機自備吊鉤將按設計規格的鋼筋籠放入鉆孔內,并固定在設計標高處,然后安放一長一短補漿管兩根(DN20鐵管,長管下端距孔底lm,短管出口在1/2樁長處);
⑥鋼筋籠、補漿管安放結束后馬上安裝漏斗,向樁孔內填 20-40mm的碎石粗骨料。碎石和漿液的體積比約為 1:0.8。填骨料時應注意觀察孔內漿面情況,防止堵孔。填料高度至樁頂標高以上不小于 20-40cm;
⑦補漿要將樁內的水及雜質擠出樁外,補漿壓力2-10Mpa。先用長管補兩次后,方可用短管補漿。其補漿間隔時間不超過45 min。補漿通常要多次反復進行,視樁頂面水泥漿飽滿不再滲透為止。最后一次補漿,必須在水泥漿接近終凝前完成,注漿結束后應立即拔除補漿管洗凈備用;
⑧進行多次補漿后,如發現補漿過程中骨料下沉應及時填補粗骨料,至樁頂標高不再下沉為止;
⑨在軟弱地基上施工時,如成孔困難,可采取帶漿鉆進的方法鉆孔,即在樁孔內注入水灰比為0.9的水泥漿,帶水泥漿鉆孔。鉆至孔底標高后,再注入水灰比為0.45-0.6的水泥漿進行補漿;
⑩攪拌好的水泥漿過篩(用14mm×l4mm-18mm×18mm的篩子)后應存放在儲漿罐內,并定時攪拌防止沉淀。存儲時間不得超過45min。
1.2.2錨桿
①鉆孔:錨桿施工前需做抗拔試驗,測定錨桿的抗拔力是否符合設計要求。采用螺旋鉆孔工藝,鉆機就位后,保持其平穩牢固,并按設計要求調整傾角。錨桿與地面傾角宜為15-20°(圖5),但不大于45°。錨桿成孔時,也應進行隔樁方法施工,且其每成一孔必須馬上注入水泥漿,防止坍塌造成不均勻沉降。鉆桿(用作錨桿)采用Ф45地質鉆桿,用錐形螺紋接頭連接;
②注漿:Ф50鉆桿前端長度0.8m范圍內,間距100-200mm呈梅花型均勻鉆Ф3孔,用作出漿孔。錨桿內注水灰比為0.45-0.50水泥漿,注漿壓力為5MPa,注漿時間根據注漿工藝實驗確定。注漿、補漿程度(視鉆孔出漿)以注滿為止,補漿必須在水泥初凝前完成;
③養護:為加快工期,可在錨桿水泥漿內摻入早強劑,達到提前進行錨桿張拉目的。如錨桿設在冠梁上,錨桿通過冠梁部分設套管,將錨桿與冠梁隔開。注漿后養護不少于 5 d。當錨桿錨固體強度大于15MPa,養護強度須達到75%以上時方可進行張拉,養護期間可進行腰梁安裝等張拉前的淮備工作;
④張拉與鎖定:錨桿張拉前取0.1-0.2倍設計軸向力對錨桿張拉l-2次,使其各部位接觸緊密,錨桿完全平直,然后分五次加荷張拉。每加一級荷載觀測一段時間,加荷等級與觀測時間見表2。加滿荷載后用螺母鎖定。
1.2.3其它。在組織施工時可先穿插進行挖土及降水工序,土挖至鄰近地下水位時,降水工作基本完成。降水時要考慮降水對基坑周圍地面產生沉降,適當設置回灌井,降水深度控制在基坑底部以下500-1000 mm處,挖土期間基坑邊嚴禁大量堆載,地面堆載不得超過設計支護結構時采用的地面超載值。施工過程中應加強對相鄰建筑物的沉降觀測、垂直觀測及支護系統的變形觀測,發現異常可采取加大隔樁間距的方法進行鉆樁處理,或及時找設計部門研究處理方案。
冠梁施工前,應將護壁樁樁頂的浮漿清理干凈,樁頂以上露出的鋼筋長度應達到設計要求。
2施工實例
1998年3-6月,青島深基加固公司承建了興源大廈工程。該工程地下室建筑2層,基坑開挖面積為1258m。該工程北鄰東海路5.3m,東鄰燕爾島路3.8m,基坑西、南兩側扇狀分布三棟6層住宅樓,距基坑3.5m。地基土為粉砂,基坑挖土最大深度8.9 m,地下水位在地面下6m。
工程采用了鉆孔壓漿樁與錨桿配合體系進行護壁。鉆孔壓漿樁直徑600mm,長13m,樁距900mm。錨桿每隔3根護壁樁設置一根,樁徑150mm,長25m,內設Ф50錨桿,與地面傾角15°。東北兩側設兩層錨桿,其它2面設三層錨桿,冠梁截面尺寸為 900mm×800mm(圖5)。
由于使用了護壁樁與錨桿組成的體系進行深基坑護壁,既確保了相鄰建筑物不受施工影響,又便于基坑采用機械開挖。使施工順利進行,施工效果良好。