关键词:复合支护结构;基坑支护;实践探索
引言
基坑工程中,正确的设计和施工能为其带来很大的经济效益,还可以起到保护周围环境的作用,对工程的进度也具有一定的推动作用。微型钢管桩一般在基坑支护中是超前支护,是柔性支护体系中一种新型支护方法。它的施工非常方便,可以在比较狭窄的场地进行施工,而且还不会对地基土产生附加应力,对不同的土质条件都能够适应。由于微型桩优点颇多,所以加固改造工程中越来越多的采用了微型桩。它在边坡支护工程中与其它的支护技术有效的结合在一起,有效的进行边坡位移变形、增强整体稳定性、保证局部不会坍塌,巩固边坡的安全系数。
一、工程概况
工程占地面积为1930m2,主楼高31m,框架结构为10层,基础形式是挖孔灌注桩,设一层地下室,基坑南北宽度为19m,东西长度各为105m,基坑深度分别计为5.3m和5.8m。
二、场地土质工程条件
根据勘察工作人员提供的工程地质详细勘察报告可以得知:这个场区里边工程地质条件特别差,各个土层地基强度不够,压缩变形大,工程质量比较低[1]。
这个场地中地下水的含量较低,其地下水的来源主要是火山凝灰岩残积粘性土的孔隙潜水和强风化岩中的裂隙水,孔隙潜水的补给方式是上游的地下水以侧面渗流的方式进行补给。其含水量的多少和水位的高低与季节性密不可分。因为层内粘性土的含量非常多,所以其透水性和富水性就非常弱,统称为弱透水层,所以造成地下水源匮乏。
三、需要解决的问题
选择的场地太小,基坑附近建筑物的基础距离基坑边非常近,工作人员在施工时,一定要严格控制好周围建筑物防止其变形,保障建筑物的结构安全,这个是本工程中最重要的环节一定要非常重视,基坑支护的稳定性,和后期工程的开展有着很大的关联,会有效保证工程如期完工。
四、确定基坑支护方案
施工人员应该按照该场地的地质报告以及造价方面的要求确立一个合理的方案,基坑的东北两侧采取自然放坡,西边采用土钉和网喷混凝土护坡支护,基坑边的南边被建筑基础环绕,会使差异沉降十分敏感,通过一定的对比分析,确定支护方案为土钉墙、注浆微型桩和预应力锚索的复合支护方案。
土钉直径的大小选择直径为100mm的钢筋土钉,钢筋的直径择取22mm的,其水平间距控制为1200mm,微型桩的选择上选择采用注浆微型桩,微型桩的长度设为7.5cm,预应力锚索选择钢绞线,坡面统一采取钢筋网,喷射混凝土的时候选取100厚的混凝土[2]。
土钉墙的形成是施工过程中开挖深度的不同和基坑下面的圆弧滑动方法进行一个整体性的计算,在取基坑的重要系数值时通常选取1.0,将整体的稳定安全系数最小值控制在1.26上。上面整体稳定性分析中对微型桩和预应力锚索的正面效应作用没有作相应的考虑,不考虑的原因是让其作为稳定安全的后备条件,有效的控制土钉结构围护的整体侧向位移和沉降。
实施这个方案有下面几个优势:1、土钉墙工程造价低,施工非常简单,施工过程中比较比较节约场地,对相邻的低层建筑有一定的好处,特别适合施工场地比较狭小的工程对其基坑围护也有很好的效果。2、在施工过程中要对其变形数据进行检测,用检测的数据对土钉的大小和间距及时的作出调整,避免施工事故的出现。3、预应力锚索能够有效的让预应力变强,有效的控制挡土结构能够让其不发生变位,对土体进行控制保证其能够不变形,能够对相邻建筑物的安全起到保护作用。
五、支护工程施工
(一)微型桩和预应力锚索控制施工质量
当土方的挖掘挖到锁口梁底位置的时候,对其选定的方位,针对设计时候制定的倾斜角以及拉杆的力度进行钻孔。钻孔的方法采用螺旋钻孔的方法,钻孔的时候要把握好力度,进行的时候要按照精准细的标准来进行。为了让钻孔的深度能够不出现偏差,钻孔的深度要比设计深度大0.19m以上。
在孔中装好制作好的拉杆,将拉杆伸到孔底,并选择适合拉杆的钢绞线,用钢绞线将注浆套管和锚索缠绕绑缚在一块,拉口处最好预留上69cm作临时固定。
微型桩也可以采取螺旋压水法进行钻孔施工,钻孔过程主要有钻进、出渣、固壁、清孔等几道程序,采用这个方法能让这些程序一次性完成,等孔钻好后,立即使用钢筋笼进行注浆施工。
进行注浆的时候,选择合适的注浆泵和搅拌机进行注浆,材料的选择上最好采用纯水泥浆,水灰比例控制在0.5,水泥选择最普通的水泥。注浆的第一个环节是把注浆枪伸入一次性套管进行一次常压的注浆,等第二天再进行一次高压注浆,将注浆的压力范围控制在合理的数据内。
对锁口梁进行施工的时候,选择合适的锚具,将锚具中的螺旋钢筋以及锚垫板的要求进行固定,固定方向和锚孔方向保持一致,然后对混凝土进行浇筑。
等到锚固体和台座之间的强度超过设计强度的79%以上时,需要对锚索进行张拉锁定。锁定的时候采用超张拉,超张拉的力度一般比设计力度要高出1.2倍。锚索张拉力度会在两次作业中强度增加,首次作业中进行张拉的时候,其力度使设计张拉力度的一半,二次作业的时候其力度会爆发出超张拉力度。进行张拉的时候要控制好时间段,首次张拉的时候需要稳定半个小时,剩下的张拉时间都控制在5分钟,对锚索体的伸长量作相应的记载。
锚索锁定后,使用手提砂轮机对露出的锚索头进行切割,并相应的进行处理,防止生锈影响美观效果。
(二)土钉施工的基本要领
土方挖掘的时候利用挖掘机进行,挖掘机应该控制好车距,不要离边坡线太近,这样可以减少边坡周围原状土的破坏,土钉的设计层高会随开挖深度增加,其宽度不能超过12m,边坡段的开挖成功后,要及时的进行人工修整,让边坡避免能够保持粗糙程度,这样能够增强混凝土与其粘接度。
对土体做好相应的处理后,应该第一时间喷射混凝土,及时让裸露的土体得到覆盖。
准备质量上好的钢筋网,对锚杆头进行焊接。
进行一个最终的喷射混凝土,混凝土的喷射厚度最好按照设计要求来进行喷射。
六、对基坑进行监测
在进行施工开挖的时候,按照现场的实际情况进行分析并确定合理的开挖检测方案,检测过程主要分为检测目的、检测方略、检测的地理位置、检测时间段等,在进行土方开挖或者支护结构施工的时候,平均3天进行一次坡顶水平位移沉降观测。基坑开挖以后正式施工期间,每半个月进行一次坡顶水平位移沉降观测。如果发现变形状况显示的结果高于预警指标的时候,一定要加大观测的幅度,并对其进行相应的补救方案,可以在坡底通过堆沙袋的方式来进行反击压力,还可以将土钉的长度加长。土方开挖后三个月期间里边,基坑面的最大水平位移为10mm,最大的沉降为5mm属于正常[3]。
七、施工过程中的注意事项以及所采取的措施
地下水对工程土钉结构的稳定性影响非常大,施工人员在进行土方开挖的施工段一定要实行必要的防护方案,能够在坡面上建立一个排水管道,有效规定横向间距和竖向间距,基坑里边最好设置一个排水沟和集水井,保证地下水能够及时的排除坑外,清除坑内的积水。
钻孔灌浆的时候应该把握好施工程序,这样可以避免相邻锚杆浆液还没有全部凝结的时候相互作用,使充盈系数特别变低,减少锚杆的承受力。间隔的张拉锁定还可以避免土体在没有完全扩散之前,能够增加外部的作用力,降低土体对锚杆的作用力,从而使锚杆受力程度变小。
锚索正式张拉的时候,首先选取合理的张拉力值对锚索进行几次预张拉,有效保证固体各部分之间能够充分的接触,保证锚索体能够平直。
八、结语
施工过程中,采用人工挖孔的做法有工艺简单、工期短、成本低等一系列优势,而它不容易克服的难点问题就是对地下水以及环境要求特别高,施工的时候安全系数特别低,人工体力劳动量较大。要保证其工程的质量和安全,就只有充分的做好前期的准备工作,按照严格的质量安全标准去进行,才能有效的保证工程质量。
参考文献:
[1]胡焕校,杨涛,蒋菡.基坑支护结构与主体结构相结合的复合支护技术的应用[J].土工基础,2017(2):133-138.
[2]陈金城.复合支护结构在基坑支护工程中的成功应用[J].江西建材,2016(19):64-65.
[3]武生文,白艳琴.复合支护结构在深基坑工程中的应用[J].住宅与房地产,2016(12):151-153.