高层住宅地下室深基坑支护施工技术

高层住宅地下室深基坑支护施工技术

中铁城建集团第二工程有限公司广东广州510060

摘要:本文针对广铁集团达道路职工住宅综合楼地下室深基坑支护施工中的重难点和特征,提出解决的方法,并总结整个施工过程中的施工技术和工艺流程。

关键词:高层住宅;深基坑;支护

随着我国社会经济的深入发展,高层建筑和地下构筑物得到广泛的应用和推广,开挖规模和开挖深度屡创新高,与此同时,基坑安全事故发生频率愈来愈高,深基坑工程施工越来越受到人们的广泛关注。同时,深基坑工程的造价,在整个工程项目造价中占据相当高的比例,深基坑工程的施工管理是整个工程能否顺利实现的关键。

一、工程概况

广铁集团达道路职工住宅综合楼项目用地面积约为9000m2,本项目基坑支护于2007年设计并施工,但由于各种原因,在工程桩和基坑支护桩施工完毕后便处于停工状态,直至2013年6月重新启动。根据现行的设计要求,对原2层地下室修改为3层。基于上述原因,需对原基坑深度作出调整,原基坑深度为9.7m~10.6m;现基坑深度为13.95m~14.95m。原设计的钻(冲)孔灌注桩已施工完成。为充分利用现有条件,尽可能节省投资的目的,在确保基坑支护结构和周边环境安全的前提下,结合场地周边环境,现基坑拟采用地下连续墙+砼内支撑的结构支护型式,地下连续墙兼作地下室外墙。

二、水文地质条件

地下水有两类:一是地表水:主要来源为大气降水、生活污水下渗而成,水量不大且不稳定;二是赋存于基岩的裂隙水,其水量受裂隙的充填状况控制,该层富水性中等。两类地下水对混凝土结构无腐蚀性。稳定水位埋深为0.66~2.80m。稳定水位标高为10.35~11.76m。

根据《勘察报告》显示,场地地层从上至下按成因类型可分为:(1)人工填土层,层厚约1.00-3.80m;(2)冲积层,其中粘土层层厚约1.10-5.60m,粉质粘土层层厚约2.60-5.20m;(3)残积层层厚约1.50-7.40m;(4)基岩层:其中:全风化带层厚约1.10-9.70m;强风化带层厚约0.60-11.20m;中风化带层厚0.6-3.60m;微风化带层厚0.90-8.60m。

三、施工重难点分析

1、由于原工程桩及支护桩已施工完毕,且地下连续墙墙身内存在53条工程桩,其中在基坑南侧的工程桩部分(约0.2m)嵌入砼腰梁下。因此需冲除掉桩身混凝土强度为C35的水下钢筋混凝土,再进行地下连续墙的施工,施工难度大,影响地下连续墙施工质量(存在局部鼓包、塌孔现象),加大了砼扩散系数,同时,冲除掉地下连续墙范围内工程桩的进度将很大程度影响整个工程的工期。

采取措施:采用冲击桩机破除连续墙墙身范围内工程桩,考虑到工程桩原桩位可能存在施工偏差及更为可行有效地冲除掉工程桩,因此,冲孔桩的冲锤比工程桩桩径大,其中1200mm桩径采用1500mm桩锤、1500mm、1600mm桩径采用1800mm桩锤。同时,根据冲击进度合理调配施工机械设备,以确保满足整个工程的工期;为减少砼扩散及有利凿除外鼓砼包,在钢筋网靠地下室侧绑扎18厚木夹板模板。

2、本工程中地下连续墙空灌槽较深(空灌近7.0m)、连续墙的阴阳角较多、入岩较多。

采取措施:针对地下连续墙空灌较深,为防止已施工完毕的一期槽段的导墙变形影响到二期槽段的施工,在一期槽段钢筋网片制作时,将接头处的工字钢顶部延伸入连续墙导墙内0.2m,起到支撑导墙的作用,对墙中预留的钢筋采取包裹保护措施。同时,在灌注结束后及时采用粘土回填空灌部分,并采用钢筋网或木板覆盖已施工的槽段并拉设警戒线,以防止出现坠落事故;地下连续墙的阴阳角较多,对施工精度要求较高,因此,在施工过程中,严格控制施工机械设备的施工精度,合理调整划分连续墙槽段长度以利于地下连续墙的施工;针对入岩较多的情况,根据施工的进度,合理调配冲岩机械设备及机械设备操作手,以确保满足整个工程的工期。

3、由于本工程中地下连续墙空灌槽较深(空灌近7.0m),浇筑连续墙混凝土时易发生墙体钢筋网上浮。

采取措施:在导墙上预埋钢板,将钢筋网中的工字钢及钢筋桁架延伸到导墙内并在顶端加14#工字钢横梁与导墙预埋钢板焊接,同时控制好导管的埋深。

四、地下连续墙施工注意事项

1、接头处漏水是由于灌注混凝土时接头处有泥渣存在,使混凝土无法填充接头处缝隙所致。在施工中注意清除接头处沉积物,使单元槽段之间衔接紧密,才能防止接头处漏水的发生。

2、墙体壁面不够平:墙体壁面不平直往往是挖槽机械选用不当,或因壁面局部坍塌所致。采用合理的施工方法,配制合格的护壁泥浆,才能避免上述缺陷的发生。

3、墙体混凝土质量欠佳:挖槽时,护壁泥浆质量不合格,清底时,清除沉碴及换浆不彻底,灌注混凝土时,导管布置不合理,导管埋入深度不够,混凝土的灌注不够连续等原因,均可导致墙体混凝土的质量缺陷。为此,应注意保证护壁泥浆的质量,彻底进行清底换浆,严格按规定灌注水下混凝土,确保墙体混凝土的质量。

4、槽底沉碴过厚:护壁泥浆不合格,或清底换浆不彻底,均可导致大量沉碴积聚于槽底,在灌注水下混凝土前,应测定沉碴厚度,符合设计要求后,才能灌注水下混凝土。施工准备时,应做好施工调查,挖槽开始之前,应清除一切地下障碍物。

5、防止导墙破坏或变形:在挖槽过程中,导墙的强度及刚度不足、导墙的地基坍塌、导墙内侧没有支撑、作用在导墙上的荷载过大等原因都可以导致导墙破坏或变形,应采用切实措施,防止这些事故的发生。

6、防止槽壁坍塌:护壁泥浆不合格,漏浆或泥浆液面下降、地下水位上升、地下水流速大、挖槽穿过极软弱的粉砂层或松砂层,地面荷载过大或承受偏大土压力等因素,均可导致槽壁拥塌,应针对施工现场的条件,采取相应措施。

7、防止挖槽机具卡在槽内:槽壁坍塌,挖槽机具停留在槽内太久,在粘土层中挖槽,挖槽方向偏差太大,挖槽中遇有地下障碍物等原因,都可造成挖槽机具卡在槽内的事故,为此,应在施工中加强观测,密切注意地质条件的变化,改善护壁泥浆的质量,以防止这类事故的发生。

五、钢构柱施工过程中应注意问题

1、孔壁坍塌:

原因:泥浆浓度不够,护筒埋深不够,成孔速度太快,孔内水位高度不够,在地质不好的情况下处理不及时。

措施:在松散砂土钻进时,控制钻进速度,选用较大密度、粘度、胶体率的优质泥浆;确定护筒埋设已进入硬土层;钻进时及时补充孔内泥浆,保证孔内水位高于承压水水位。

2、斜孔:

原因:当遇到岩面倾斜,一边软一边硬时,如稍有不注意就会造成斜孔。

措施:在有倾斜状的软硬地层钻进时,应采用低锤慢击,或往孔内填入片石,再用钻机钻进,直到进入完整岩后,再按照正常冲程进行钻进。

3、卡钻:

原因:钻进速度太快,地质情况不明,岩面倾斜、孤石或遇有溶洞等。

措施:应严格按操作规程进行钻孔作业,当遇有岩面倾斜时,应采取有效措施先期进行处理后再按常规进行钻孔。

4、沉渣过厚:

原因:泥浆指标不符合要求,含砂率过大;下放钢构柱时间过长或钢构柱撞孔壁,造成塌方。

措施:清孔时严格控制泥浆指标,保证清孔后,孔内泥浆各项指标符合设计要求;尽量缩短安放钢构柱的时间,下放时应徐徐下放,不得快速冲下,如钢构柱安放完毕后,孔内沉渣仍超出要求,采用二次清孔方法,直到沉渣符合要求为止。

5、灌注混凝土时钢构柱上浮:

原因:灌注混凝土时,埋管过深,或混凝土供应不上,混凝土已初凝,提升导管时碰撞钢构柱。

措施:经常上下提动导管;提升导管时,应保证导管垂直上升,并注意钢构柱有否上升或移动;控制埋管深度在2~4m范围内,砼供应要连续。

六、冠(腰)梁、支撑梁施工注意事项

钢筋混凝土施工方法按规范普通钢筋混凝土施工,其中注意以下事项:

(1)严格按照图纸要求的规格、配筋施工,确保施工质量。

(2)严格控制冠梁、支撑梁、立柱的相互交汇点的施工质量,保证钢筋有足够的锚固、搭接长度。

(3)钢筋、模板制安施工及混凝土的浇筑应相关的规程、规范执行。

七、结束语

当前,高层建筑深基坑支护施工的发展越趋成熟,但是在实际施工过程中还是出现许多问题,只要合理科学地分析、解决和总结经验,就能杜绝安全事故的发生,保障广大人们的人身财产安全免受损失。

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