深基坑暗墩灌注桩水平支撑支护的应用

(整期优先)网络出版时间:2024-06-18
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深基坑暗墩灌注桩水平支撑支护的应用

刘竟成

上海通慧建筑工程有限公司 

摘要本文介绍市政重要管线一侧深基坑坑底高压旋喷暗墩加固核心筒坑中坑采用三轴深搅桩重力式支护,基坑采用两道钢筋混凝土水平支撑梁与周边支护灌注桩结合形成支护体系,外围采用双轴搅拌桩作为止水帷幕,保证基坑以及临近市政重要管线安全。

关键词:深基坑;高压旋喷;暗墩;灌注桩;水平支撑

   本文以上海市嘉定区中医医院迁建工程为例,由于周围存在市政重要管线复杂环境条件,不仅要保证基坑本身的安全,还要保证基坑邻近市政重要管线安全和正常使用。

1.工程概况

上海市嘉定区中医医院迁建工程项目地上23层、地下三层,总建筑高度120m,建筑面积95820㎡,基础底标高为-15.05m(85高程),自然地面标高为-1.05m,挖深为14m,在基坑西侧距市政重要管线最小距离为10.1m。

2.工程地质条件

2.1土层分布

①-1 层杂填土:杂色,松散,为近期堆填土。

①-2 层素填土:灰褐色、灰黄色,软塑、局部可塑,主要由粉质粘土组成。

①-3 层素填土(塘填土):灰色、灰褐色、灰黑色,局部流塑,软塑,主要由粉质粘土组成。。

②-1 层粉质粘土:黄灰色、灰黄色,可塑,中压缩性,干强度中等,韧性中等,无摇振反应,切面光滑。

②-2 层粉质粘土:灰色,局部流塑,软塑,具水平层理,稍有光泽,干强度中等,韧性中等,无摇振反应。

②-3 层粉质粘土:灰褐色、灰色,中压缩性,可塑,无摇振反应,干强度中等,韧性中等,切面光滑。可见少量铁质氧化物。

③-1 层粉质粘土:灰黄色,局部可塑,硬塑,中压缩性,切面较光滑,干强度中等,韧性中等,无摇振反应。

2.2地下水水位

影响基坑安全地下水类型为孔隙潜水,孔隙潜水水位高程为10.63~11.14m,含水层由填土层构成,①层填土密实度差,成为地下水的赋存空间,雨季水量较丰富,水位埋深较浅,对基础施工不利,应采取有效的隔水、降水和排水措施。

3.工程特点和技术难点

3.1本工程基坑形状梯形,基坑周长为420m、基坑面积为10700 ㎡。基坑大面开挖深度12.6m,核心筒区域开挖深度15.6m,存在坑中坑。

3.2基坑西侧距市政重要管线最小距离为10.1m。

4 基坑设计方案

4.1非靠市政重要管线段基坑设计

基坑围护南侧HA段采用φ1400@1600旋挖桩,桩长21.1m;

东侧EFGH段采用φ1400@1600旋挖桩,桩长22.6m;

西侧AB段采用φ1200@1400旋挖桩,桩长20.45m;

北侧BCDE段采用φ1000@1200旋挖桩,桩长17.6m。

止水帷幕采用四搅两喷三轴搅拌桩,搭接250mm,使用42.5R(早强)级普通硅酸盐水泥,水泥掺量为25%,水灰比1.2。

内支撑采用两道现浇砼梁支撑,强度等级C35,首道支撑主梁中心标高为-3.20m;第二道支撑主梁中心标高为-8.70m

核心筒区域坑中坑选用两排三轴深搅桩,桩长7m;水泥掺量为25%,水灰比1.2。

                                                图1 围护桩及内支撑平面图    

4.2市政重要管线侧基坑设计及施工措施

基坑西侧为防止坑底水平位移变形以及土体隆起对市政重要管线影响,在基坑西侧采用高度4m暗墩加固,暗墩由6排四搅二喷工艺双轴深搅桩和一排双重管高压旋喷桩组成。水泥搅拌桩使用42.5R(早强)级普通硅酸盐水泥,水灰比0.55,水泥掺量为15%。高压旋喷桩使用42.5级普通硅酸盐水泥,水泥掺量每米不少于350kg,并掺入水泥用量12%的UEA膨胀剂,水灰比1.0。

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图2  深搅暗墩及高压旋喷加固做法图

4.3降水设计参数

管井降水井深14m,局部坑中坑区域深18m,共计18口;降水井采用反循环成井施工工艺。

5.施工工艺

5.1 三轴深搅桩止水帷幕

水泥土搅拌桩必须连续作业,确保止水帷幕止水效果。三轴深层搅拌止水桩间距为1200mm,搭接为250mm,重力式挡墙桩间距为1800,搭接250mm,其掺入量为25%,水灰比为1.2。

三轴搅拌机下沉速度控制在0.6m/min以内,搅拌提升速度控制在1.0m/min。三轴深搅桩应连续施工,因故搁置超过2h以上的拌制浆液,应作为废浆处理,严禁再用,施工时禁止断浆。

5.2 钢筋混凝土灌注桩

在搅拌桩施工完毕后进行钢筋混凝土灌注桩施工,采取跳一打一施工,其中FGH段、HA段采用护筒施工,护筒深度进3-1层不少于50cm,同时跳二打一施工,减少对市政重要管线部位的影响。在灌注混凝土24h后进行邻桩成孔施工。

5.2. 1 桩位控制

严格控制桩位精度,每天对预计钻进桩点进行再次复核。

5. 2. 2 钻进成孔

钻机就位时,确保钻头中心与桩位中心重合;应连续钻进,密切注意地层变化,及时调整施工参数,防止护筒周围翻浆或地表沉降。

5. 2. 3 钢筋笼制作安放

钢筋笼分节制作,主筋采用单面搭接焊。主筋必须保持顺直,主筋与箍筋间距均由模具控制,隔点点焊连接;加强箍采用模具加工,确保圆度及内径尺寸。

5.2. 4 混凝土灌注

在灌注中,导管至孔底的距离宜为300 ~ 500mm,埋深控制在2~ 6m,严格杜绝导管拔出混凝土面。灌注中应用测绳对混凝土面进行测试,按照导管埋深要求拔拆导管,密切注意返浆情况。

支护桩充盈系数不小于1.1,灌注桩实际灌注高度应比设计桩顶标高高出1倍的桩径。

5.3双重管高压旋喷

5.3.1旋喷桩施工流程:测量放线→引孔下注浆管到底→提升旋转喷浆成桩→清洗管道→移至下一孔。

5.3.2高压喷浆桩施工前, 应先用小型钻机引孔, 止水桩施工时, 应控制好桩间距和垂直度,要求垂直度偏差小于0.5%。

5.3.3桩间旋喷施工设备基座每移动一次,要对钻杆的水平垂直度校核一次。桩垂直度偏差一般不得大于0.4%,孔深允许偏差±100mm。

5.3.4旋喷参数设计要求:浆压30MPa,气压0.7MPa,转速16转/分,提升速度8~10cm/分,喷浆量80升/分。

5.4冠梁围檩及支撑梁施工

5.3.1将支护桩桩顶混凝土剔凿至设计高度并清理干净。

5.3.2支撑梁浇筑施工缝,留置在相邻支撑点距离的三分之一至四分之一处。

5.3.3浇筑混凝土前检查预埋件符合设计要求,以及支撑梁轴力监测点的埋设,验收合格方可浇筑。

6.深基坑施工对市政重要管线的保护措施

6.1明确西侧灌注桩施工采用跳二打一,且必须使用护筒,护筒深度进3-1土层不少于50cm,减少对市政重要管线的影响。

6.2基坑西侧即靠市政重要管线区域内严禁重车行走、弃土或工程材料堆载。

6.3明确基坑工程施工顺序,按由四周角撑向基坑中间的工序安排优先完成西侧区域地下室施工。

6.4围护结构施工之前,设置测斜管等监测点,实施监控,并动态调整施工方案。

6.5沿市政重要管线一侧基坑应严格分块开挖,及时支撑,确保控制到位。

7.基坑与周围环境变形监测

基坑在基坑土方开挖和地下室施工期间须进行基坑监测工作,基坑侧壁安全等级按照一级基坑要求进行监测,监测内容包括地下水位、基坑周边管线沉降、道路沉降、基坑周边土体变形、围护体系变形(垂直、水平)、支撑梁轴力监测。在监测期间及时将观测结果反馈指导施工。

8.结论 

通过本深基坑暗墩灌注桩水平支撑支护的应用,积累了市政重要管线深基坑施工经验,为后期类似项目在工程施工提供了实例。

参考文献:

[1] 建筑施工手册(4版)[M] .北京:中国建筑工业出版社,2003.

[2]王自忠,杨世相,王晓曙,郑云刚.复杂条件下某工程基坑支护技术[J].施工技术,201319.