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1、引言
在工程實(shí)踐中,土釘墻支護(hù)是在基坑開挖過程中將較密的細(xì)長桿件釘置于原位土體中, 并在坡面上噴射鋼筋網(wǎng)混凝土面層。通過土釘、土體和噴射混凝土面層的共同工作,形成復(fù)合土體。利用復(fù)合土體的自穩(wěn)達(dá)到支護(hù)目的。土釘墻支護(hù)必須自始至終做到施工及現(xiàn)場監(jiān)測相結(jié)合,根據(jù)施工中出現(xiàn)的情況和監(jiān)測數(shù)據(jù),及時(shí)反饋修改設(shè)計(jì),并指導(dǎo)下一步施工。常用于開挖深度不大、周圍相鄰建筑或地下管線對沉降與位移要求不高的基坑支護(hù),具有施工快捷簡便、經(jīng)濟(jì)可靠的特點(diǎn),因?yàn)榈玫搅藦V泛的應(yīng)用和推廣。
2、工程概況
某市工程總建筑面積11.3萬㎡,主樓為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu),筏板基礎(chǔ),地下車庫為框架結(jié)構(gòu),基坑開挖深度約為11m。在勘察深度內(nèi),地下水位埋深為12.0~14.0米,類型為潛水。主要來源于地下水及大氣降水,變化幅度為±1.0米。建議抗浮水位為11.0米。根據(jù)區(qū)域資料表明,地下水及場地土對混凝土結(jié)構(gòu)及混凝土中的鋼筋均無腐蝕性。因其造價(jià)便宜、工期短,在10m左右的深基坑中大量應(yīng)用,該項(xiàng)目中就實(shí)施了土釘墻支護(hù)。
3、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案
根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,綜合考慮安全、經(jīng)濟(jì)、場地條件、周邊環(huán)境及施工工期等因素,采用土釘支護(hù)方案。根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》,結(jié)合基坑開挖情況,主要采取用土釘墻支護(hù)和掛網(wǎng)噴護(hù)的支護(hù)方式。根據(jù)開挖深度共劃分為八個(gè)剖面:
1-1剖面--深度11.61m,1:0.25放坡, 土釘墻支護(hù);
2-2剖面--深度9.01m,1:0.25放坡, 土釘墻支護(hù);
3-3剖面--深度4.66m,1:0.25放坡, 土釘墻支護(hù);
4-4剖面--深度7.96m,1:0.25放坡, 土釘墻支護(hù);
5-5剖面--深度11.41m,1:0.25放坡, 土釘墻支護(hù);
6-6剖面--深度6.75m,1:0.3放坡, 土釘墻支護(hù);
7-7剖面--深度3.45m,1:0.3放坡, 土釘墻支護(hù);
8-8剖面--深度2.60m,1:0.25放坡, 土釘墻支護(hù);
出于地下結(jié)構(gòu)施工操作空間的需要,基坑側(cè)壁與地下結(jié)構(gòu)外墻之間的肥槽為0.8m。土釘墻設(shè)計(jì)參數(shù)為:主筋采用Ф18HRB335鋼筋,水平間距為1.5m,孔徑110mm,排距1.5m土釘傾角為5~10°。注漿均采用P.O 32.5水泥,水灰比0.5。面層鋼筋網(wǎng)片采用Φ6.5@250mm×250mm,噴射C20混凝土80~100mm厚。
4、基坑的排水設(shè)計(jì)
(1)基坑側(cè)壁滲水的處理。在基坑四周邊坡的含水層底部插入引流管,將隔水層所托的殘留滯水引入集水井之中抽走;在砂土潛水含水層底部殘留滯水層范圍內(nèi)采用引水管后再進(jìn)行噴錨處理;遇到這種情況,應(yīng)在砂層底板位置設(shè)置水平引水管道,即在砂層底板位置的邊坡上留一0.1~0.3m臺階,于臺階之上挖0.1×0.1m小溝,溝底鋪塑料布,溝內(nèi)埋設(shè)直徑38mm的塑料濾水管,然后填滿礫石濾料,最后噴射土釘墻面板,使之成為暗引水管,相距8~10m留一個(gè)出水口,降水引入集水井。為了保證下部邊坡的穩(wěn)定和便于在邊坡之上設(shè)置排水管道,盡量減小上部邊坡的坡度,將放坡量用于下部。
(2)基坑排水防水措施。在基坑四周布置排水溝。排水溝尺寸0.5米*0.5米。集水井宜布置在基坑四角。在基坑開挖后,施工方應(yīng)盡快布置排水設(shè)施,采取必要的排水及防水措施。
5、土釘支護(hù)施工
工藝流程如下:基坑降水施工→土方開挖至土釘標(biāo)高下50cm→土釘成孔→桿體支放→注漿→坡面修正→鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)→噴射混凝土→重復(fù)工序至基坑底→基底排水溝,基底施工。成孔后及時(shí)插放鋼筋,并注漿。土釘桿體采用水灰比為0.5,P.O32.5普通硅酸鹽水泥漿注漿,在一次注漿完成2.0h內(nèi)進(jìn)行二次補(bǔ)漿,并將孔口封堵。噴射砼施工采用分段進(jìn)行,同一分段內(nèi)噴射順序按照自下而上施工。面層噴射100mm厚C20細(xì)石混凝土。
6、施工監(jiān)測
基坑支護(hù)工程監(jiān)測內(nèi)容為:土釘墻頂部水平位移觀測;基坑周邊沉降觀測;周邊建筑物變形監(jiān)測。
(1)監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置。于基坑四周各確定一條方向線,每條方向線兩端埋設(shè)兩個(gè)永久性控制點(diǎn)(亦稱端點(diǎn)),端點(diǎn)和測點(diǎn)的埋設(shè)均采用方向線法。觀測點(diǎn)在距離基坑邊緣1.0m左右的位置設(shè)置;端點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在距離基坑不小于5.0m且不易被觸動的地方,并定期檢查端點(diǎn)有無變動。定點(diǎn)時(shí)應(yīng)充分考慮通視條件。
(2)觀測要求。每次觀測前應(yīng)對初始數(shù)據(jù)基點(diǎn)進(jìn)行檢測,檢查基點(diǎn)的穩(wěn)定性和可靠性,要求觀測路線形成附合或閉合路線。在整個(gè)觀測過程中,每次觀測均應(yīng)符合下列要求:1)采用相同的圖形觀測路線和觀測方法。2)使用同一儀器設(shè)備。3)固定觀測人員。
(3)周邊地面變形觀測?;铀闹艿牡孛骈_裂、鄰近建筑及地下設(shè)施的裂縫等,可以通過目測巡視及時(shí)發(fā)現(xiàn),及時(shí)消除可能出現(xiàn)的事故。目測巡視工作應(yīng)列入監(jiān)測日程計(jì)劃,安排專人負(fù)責(zé),并認(rèn)真進(jìn)行巡視記錄。巡視發(fā)現(xiàn)有裂縫變形,應(yīng)立即做出標(biāo)記及時(shí)觀測。
基坑施工監(jiān)測和動態(tài)設(shè)計(jì)對土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)非常重要。當(dāng)基坑水平位移在雨季發(fā)生較大變化后,根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)對設(shè)計(jì)做出必要的修改。
7、雨季中出現(xiàn)的危機(jī)情況和處理措施
(1)危機(jī)情況。該工程基坑邊坡錨釘和面層噴射混凝土已施工完,在坑壁局部出現(xiàn)了出水點(diǎn)和懸掛水?;游鱾?cè)邊坡坑壁出水點(diǎn)水量逐步加大并迅速形成涌水和涌砂現(xiàn)象。從觀測數(shù)據(jù)分析,開挖到設(shè)計(jì)深度,基坑坡頂水平位移在雨季中變形穩(wěn)定。
(2)危機(jī)處理。對于坑壁局部滲水,在基槽四壁增加泄水孔,孔深0.6m,高度距槽底0.8m,間距2m。在護(hù)壁中插入周邊帶孔眼的包網(wǎng)塑料排水管,把局部滲水通過暗埋在土釘坡面內(nèi)的塑料排水管引入基坑周邊排水溝及集水坑中,利用水泵及時(shí)抽排,加快邊坡粉土層排水固結(jié)。
(3)原因分析.1)經(jīng)過現(xiàn)場復(fù)查,基坑西側(cè)沿基坑分布兩條廢舊污水管道,從南往北走向,雨水排入污水管道,污水管道不暢通,雨水滲入土體,致使西側(cè)基坑失穩(wěn),土體下滑。2)基坑西、北兩側(cè)場地條件較好,全部進(jìn)行了硬化處理。地表水滲入土體造成坡體土層的力學(xué)性能指標(biāo)嚴(yán)重下降和坡體水壓力增加。
(4)現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)分析表明:基坑最大水平位移發(fā)生在基坑頂部;雨季隨著雨水滲入土體基坑水平位移增長發(fā)生較大變化;施工中應(yīng)通過現(xiàn)場監(jiān)控,及時(shí)對原設(shè)計(jì)做出必要的修改和采取必要的措施,確?;拥陌踩?。
8、結(jié)語
實(shí)踐證明:土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)對水的作用特別敏感。土的含水量的增加不但增大土的自重,更為主要的是會降低土的抗剪強(qiáng)度和土釘與土體之間的界面粘結(jié)強(qiáng)度。通過設(shè)計(jì)、施工的控制以及在正常使用和雨季中的監(jiān)控、處理,確保了基坑的安全,取得了較好的效果。
參考文獻(xiàn)
1、余志成,等。深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工[M],中國建筑工業(yè)出版社,1997.
2、沈先鵬。復(fù)合土釘墻在大型基坑支護(hù)中的應(yīng)用[J],浙江建筑,2006,23 (10): 30-32.