土钉墙、钻孔灌注桩组合深基坑支护结构体系的应用
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土钉墙支护在深基坑工程中的应用摘要:土钉因其材料用量和工程量少、施工设备轻便、操作方法简单、结构轻巧、柔性大、施工所需场地小及安全可靠等优点,本文就主要综论述了其施工工艺及控制要点,并对施工过程中易出现的问题提出了处理措施。
关键词:土钉墙支护;深基坑;基坑支护;监测中图分类号:tv551.4 文章标识码:a文章编号:一、土钉墙支护结构的特点及适用范围1、土钉墙支护结构的特点土钉墙支护结构是一种原位土体加固技术,它是将土钉安设或打入基坑边坡土体内,将土体加固成能自稳的挡土结构。
土钉作用是沿通长与周围土体接触,以群体与土体接触界面上的粘聚力或摩擦力,使土钉被动受拉给土体以约束,使其达到稳定边坡的作用。
2、土钉墙支护结构的适用范围土钉墙支护应用范围非常广泛,主要有:(1)土体开挖时的临时支护,高层建筑等深基坑开挖,地下机构施工开挖,土坡开挖等。
(2)永久挡土结构,这类工程一般与施工开挖时的临时支护结合,如路堑土坡挡墙、桥台挡墙等。
(3)现有挡土结构和支护的修理,改建与抢修加固,边坡稳定的加固等。
3、土钉墙的构造土钉墙由土钉和面层两部分构成,土钉主要包括钻孔注浆土钉和打入式土钉两种形式。
(1)钻孔注浆土钉为最常用的土钉,一般采用¢16~¢32mm的ⅱ、ⅲ级锣纹钢筋,¢70~¢120mm钻孔中形成。
注浆材料为水泥净浆或水泥砂浆,其强度不低于m10。
水泥浆水灰比一般为0.5左右,水泥砂浆配合比一般1:1~1:2,水灰比为0.38~0.45。
注浆土钉设定位支架以使钢筋居中,孔口宜设置止浆塞及排气管。
(2)打入式土钉一般采用钢管等材料打入土中形成。
打入式土钉一般钉长较短,不宜用于密实胶结土中。
当打入钢管为周围带孔的闭口钢管时,可在打入后管内注浆,增强土钉与土的粘结力,提高土钉的抗拔能力。
土钉长度宜为开挖深度0.5~1.2倍,土钉的间距宜为0.6~1.2m,土钉与水平夹角为1 0~20,土钉墙的墙面坡度不宜大于1:0.1。
基坑支护的主要类型及其适用性摘要:工程实践中形成了多种成熟的基坑支护体系,包括土钉墙、土层锚杆、水泥土墙、地下连续墙、灌注桩排桩、型钢水泥土搅拌墙、钢板桩围护墙等,本文介绍了这些支护类型的定义、适用范围和限制条件。
关键字:基坑支护结构、支护类型、适用条件引言:随着城市建设的发展,地下空间在各大城市中得到广泛的开发利用。
如高层建筑地下室、地下仓库、地下人防工事、地下工业设施等。
在我国,地铁及高层建筑的兴建,产生了大量的基坑(深基坑)工程。
基坑工程主要包括围护体系设置和土方开挖两个方面。
围护结构通常是一种临时结构,安全储备较小,具有比较大的风险。
围护结构应满足以下基本要求:保证基坑周围未开挖土体的稳定;保证相邻建筑物的、地下管线的安全;保证作业面在地下水位以上。
在工程实践中,基坑支护结构形成了多种成熟的类型。
1.土钉墙支护天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉并与喷射混凝土面板相结合,通过土钉、土体和喷射混凝土面层的共同工作,形成类似重力挡墙的土钉墙,以抵抗墙后的土压力,保持开挖面稳定。
土钉墙剖面示意图与面层喷锚做法土钉墙的适用条件:①、开挖深度小于12m,周边环境保护要求不高的基坑工程;②、地下水位以上或经人工降水后的人工填土、黏性土和弱胶结砂土的基坑支护。
不适用于以下土层:①、含水丰富的粉细砂、中细砂及含水丰富且较为松散的中粗砂、砾砂及卵石层等;②、黏聚力很小、过于干燥的砂层及相对密度较小的均匀度较好的砂层;③、有深厚新近填土、淤泥质土、淤泥等软弱土层的地层及膨胀土地层;④、周边环境敏感,对基坑变形要求较为严格的工程,以及不允许支护结构超越红线或邻近地下建构筑物,在可实施范围内土钉长度无法满足要求的工程。
2.土层锚杆支护在立壁土层上钻(掏)孔至要求深度,孔内放入钢筋,灌入水泥砂浆或化学浆液,使之与土层结合成抗拉锚杆,将立壁土体侧压力传至稳定土层。
土层锚杆支护剖面示意图适于较硬土层或破碎岩石中开挖较大较深基坑,邻近有建筑物须保证边坡稳定时采用。
深基坑支护技术在建筑工程施工中的应用分析引言:建筑工程中,深基坑支护技术有着巨大应用价值,其应用与工程质量有着直接联系。
施工单位应用深基坑支护技术,主要目的是维护施工安全性,为现场施工提供安全保障。
不规范的深基坑支护施工,容易引发安全事故,存在一定安全隐患。
施工单位有必要对深基坑支护技术的应用展开系统性分析,在降低施工难度的同时,有效控制深基坑支护施工操作行为,便于施工单位进行高质量施工,最大限度提高深基坑支护结构整体质量,为建筑工程整体质量提供有力保障。
1.深基坑支护技术简介建筑工程中,深基坑支护施工具有很强挑战性,深基坑支护施工对基坑开挖的深度有十分严格的要求。
基坑工程当中,支护结构具有很强的复杂性,在具体施工中工程容易受各类因素干扰。
因此,相关人员要在施工前,确定好土压力、计算参数等,这也决定了深基坑支护结构的设计具有较强技术性。
沈基坑开挖是地基基础与高层建筑地下室施工的重要环节,同样是建筑工程中面临的一项重要性、复杂性工程难题,涉及土力学中各项专业知识,在建筑基础埋置深度不断增加的情况下,深基坑支护结构的施工问题越来越重要。
根据《建筑基坑支护技术规程》,基坑侧壁安全等级规定如表1 所示[1]。
为保证施工达到相应标准,施工单位要严格规范自身行为,明确深基坑支护在整个工程中的地位,加强对施工过程的把控。
施工单位采用深基坑支护技术,以提高基础安全性,保障施工过程安全性等为目标,可以有效减少基坑工程给周边环境可能造成的影响。
2.深基坑及深基坑支护的特点与技术要点2.1 深基坑的特点(1)建筑工程中,深基坑支护体系是一种临时性的结构,施工难度大且风险因素众多。
(2)深基坑工程的区域性特征较强,如黄土地基、软黏土地基等工程地质与水文条件存在差异性,这些因素决定深基坑工程存在较大差异性。
(3)深基坑工程具有综合性特征,与岩土工程、土力学、测试技术、结构工程等有紧密联系。
(4)深基坑支护施工与工程地质、水文地质等有密切联系,还与深基坑临近构筑物、建筑物、地下管线等有密切联系。
多种支护形式的深基坑工程施工技术曹跃军陈万里赵明中天建设集团有限公司浙江杭州310008摘要:结合工程实例,并根据其基坑开挖面大、围护结构组合复杂等特点,制订了深基坑施工方案。
详细阐述了基坑降排水、土方分层次开挖、土钉墙施工、水平支撑及斜撑施工、支撑及围护桩拆除、基坑监测等多项施工技术,确保了该基坑施工的顺利进行,可为类似工程提供经验参考。
关键词:深基坑;围护结构;土方开挖;土钉墙;水平支撑;斜撑中图分类号:TU753.1文献标志码:A文章编号:1004-1001(2019)06-1004-03DOI:10.14144/ki.jzsg.2019.06.005 Construction Technology of Deep Foundation Pit with Multiple Support FormsCAO Yuejun CHENWanli ZHAO MingZhongtian Construction Group Co.,Ltd.,Hangzhou,Zhejiang310008,ChinaAbstract:Combined with engineering examples,according to their characteristics of the large excavation face of foun dation pit and its complex combi nation of retai ning structures,the con s truction scheme of deep foun d ati o n pit wasdeveloped.Several construction techniques,such as foundation pit drainage,multi-level excavation,soil nail wall con s tructio n,horizontal support and in d ined support con s tructio n,removal of support!n g and retai n ing piles,foundation pit monitoring,etc.were elaborated in detail,to ensure the smooth construction of the foundation pit and to provide a reference for similar projects.Keywords:deep foundation pit;retaining structure;earth excavation;soil nail wall;horizontal support;inclined support如今对于房建工程,在确保基坑安全的同时,甲方不断追求经济性以及考虑有利于缩短工期的基坑支护方案,当基坑工程较深且较大时,基坑围护设计方案往往采用多种支护形式的组合W多种基坑支护的组合会对基坑工程施工的部署、土方开挖、围护结构流水施工、工期安排提出更高的要求。
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土钉墙、钻孔灌注桩组合深基坑支护结构体系的应
用
Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.
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文件编号:KG-AO-4330-17 土钉墙、钻孔灌注桩组合深基坑支
护结构体系的应用
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1.工程概况
温州市大自然城市家园北区1、2#楼工程位于温州市新城区汤家桥路和市府路交叉口的西南角,工程总建筑面积59558 m²,基坑面积8500 m²,其中1#楼地上32层,2#楼地上29~32层,地下均为2层。
工程基础采用大直径钻孔灌注桩,上部结构采用现浇框架300mm厚混凝土垫层,实际挖土深度8.30m;基坑四周大承台底标高-10.45m,实际开挖深度10.20m;小承台底标高-9.45m,实际开挖深度9.20m。
2.场地条件和工程地质情况
基坑北侧距用地红线4m为市府路,东侧与汤家桥路距离15m,西侧与已建的3#楼地下室相邻,南侧相距8m为已建的12#、15#楼。
场地标高-0.250m。
工程地质条件:根据工程地质勘探报告,场地范围内主要为杂填土、粘土、淤泥。
其中杂填土层平均层厚1m,γ=18kN/m³,φ=13°,c=10kPa;粘土层层厚1m,γ=18kN/m³,φ=13°,c=10kPa;粘土层层厚1m,γ=18.6kN/m³,φ=8.3°,c=18.5kPa;淤泥层层厚25m,γ=16.8kN/m³,φ=6.9°,c=12.8kPa。
地下水位埋深为地表下0.29~0.95m。
3.基坑围护方案的选择
工程施工前,项目部从技术、经济角度对本工程的基坑围护方案进行了充分论证。
方案一是全部采用土钉墙围护方案,该方案设备简单,施工成本低,在浙江地区一些工程采用此方案基坑深度已做到10m左右。
但结合本工程实际,在基坑的东南两则可以采用多级放坡处理。
但因基坑北侧距红线只有4m距离,无法放坡。
方案二是采用钻孔灌注施工加内支撑,该方案优点是桩的刚度大、位移少,但其施工成本要比土钉墙高。
方案三是基坑上部采用土钉墙围护,下部采用钻孔灌注桩加支撑的组合支护结构体系方案。
在基
坑-5.05m标高以上采用土钉墙围护,边坡坡度1:0.3。
下部采用ф700、ф800钻孔灌注桩加内支撑围护(见图1)。
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图1 基坑施工平面布置图
因本工程北侧距用地红线4m为市府路作为一条重要道路在基坑施工中不允许发生较大变形和沉降。
如全部采用土钉墙围护方案,因本基坑深度达10.20m,且下部为淤泥质土层厚25m,越开挖到基坑下层,随着土体压力的增加,此层的土钉未做,而上一层的土钉强度不够时,越容易发生失稳滑移。
方案三充分利用了基坑上部挖深不大,通过土钉与土体形成复合体,提高边坡的整体稳定性,且已有此方面的施工经验,在基坑下部土压力较大部位,充分利用了钻孔灌注桩和内支撑整体刚度好的特点,能够保证下层土体的整体稳定性,且通过土钉墙和钻孔灌注桩的组合,能降低工程施工成本,有较大的优越性。
综合上述决定采用方案三作为本工程的基坑围护方案(见图2)。
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4.基坑围护施工
4.1钻孔灌注桩施工
4.1.1钻孔灌注桩根据基坑开挖深度的不同分别采用ф700@1000。
设计桩长19.45m、12.55m,桩顶标高-
5.00m。
桩身砼强度等级C25,主筋采用16ф22,螺旋箍采用ф8@200,加强箍采用ф12@2000。
4.1.2支撑梁通过钢立柱与底板下的支撑桩连接。
每根钢立柱采用4根∟100×10角钢焊-100×10钢板
l=380@500做成井字形格构柱。
格构柱下部与桩主筋焊接插入钻孔桩2m,上部伸入支撑梁长度400.支撑梁的支撑桩根据平面布置,利用工程桩18根,另设18根ф700钻孔灌注桩作为立柱桩。
加设的18根立柱桩桩身砼强度等级C25,桩在底板以下长度为25m,主筋采用12ф18,螺旋箍采用ф8@200,加强箍采用ф12@2000(见图3)。
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4.1.3支撑梁断面采用700×800、800×800,
梁底标高-5.05m,梁顶标高-4.250m,配筋为12ф22+6ф20,ф8@200(见图4)。
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4.2土钉墙施工
4.2.1基坑-
5.05标设上采用土钉墙围护,土钉采用ф48×3.5钢管制作,土钉水平间距均为1100mm,竖向间距为1200mm、1100mm,长10~18m。
钢管从离坑壁2m起设2ф8@400注浆孔,水平倾角 10°。
坡面分二次喷射100厚C20混凝土,中间为ф
6.5@200双向钢筋网片。
4.2.2土钉墙部分土方开挖实行分层分段的原则,沿基坑边每开槽6m宽进行土钉墙施工。
每层土方开挖深度不超过该层土钉下300mm,分段长度20m进行流水施工。
4.2.3土钉锚管开孔从离坑壁2m处开始设孔,直至管底。
孔距0.40m,锚架即倒刺每隔1.2m设一只,紧贴锚管,双面焊,头部砸扁。
各锚管对接用3ф12,L=120mm,进行双面灌焊。
4.2.4土钉锚管注浆采用水灰比为0.5的纯水泥浆,采用注浆压力和注浆量双控措施。
其中注浆压力不小于0.5MPa,注浆量不少于30kg/m,注浆完成后混凝土在钢管周边形成直径150mm的孔径。
4.2.5喷射第一层40厚C20混凝土后,张挂ф6.5@200双向钢筋网片,再喷射第二层60厚C200混凝土,C20混凝土配合比为水泥:石子:砂=1:2:1.5,并掺加了速凝剂。
4.2.6待已施工完成的土钉墙砼强度达到80%后再进行下一层的土方开挖和土钉墙施工,直-
5.05m标高。
4.3压顶梁和支撑梁施工
4.3.1在开槽挖土至-
5.05m标高后,即浇筑围护桩顶圈梁和钢筋砼内支撑。
4.3.2压顶梁断面1000×800,内配16ф25+ф16、ф8@200。
土钉墙的最下一排锚杆应锚入混凝土压顶梁内。
4.3.3在压顶梁和支撑梁混凝土强度达到设计强
度的80%以后作下层土方开挖。
4.3.4土方大面积挖至计坑底-8.550m标高后,再进行承台、地梁等局部深坑处理。
4.3.5土方挖至设计标高,经验槽后,马上施工混凝土垫层,对承台、地梁部分做砖胎模,以减少基坑暴露时间,有效控制围护结构的变形。
4.4换撑
4.4.1在钢构柱与底板混凝土中部交接处,焊好5mm厚钢板止水片。
4.4.2浇筑600mm底板、承台和地梁大体积混凝土。
4.4.3底板混凝土浇筑完成后,在底板与围护桩间隙用C15毛石砼填实,待底板及换撑砼达到80%设计强度后诉除支撑。
4.5基坑监测
在整个基坑开挖过程中,在基坑四周共布设了8只测斜孔,水平支撑设8组轴力观测点,以观测轴力变化。
并对周边道路、管线、建筑物设沉降观测点,
作沉降观测。
从监测结果表明,实际的应力曲线基本符合计算应力贡线。
桩顶最大水平位移45mm,未超过50mm设计的限值。
5.施工效果
现本工程主体结构已施工至5层,基坑土方也已回填。
通过本工程的施工实践,初步尝试到了组合式支护结构体系的优越性,它在施工场地狭窄的情况下,充分利用了土钉墙施工简便,成本较低的特点,又在基坑较深的情况下充分利用了钻孔灌注桩刚度较好的特点,有效地降低了工程造价,缩短了工期,取得了较为显著的成效。
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