论建筑深基坑施工技术

　　摘要:本文详细阐述了建筑深基坑支护设计施工中的要点难点,对锚索支护施工工艺及施工中常见问题进行了详细探讨,并提出了具体解决措施。

　　关键词:基坑支护;施工技术

　　一引言

　　该工程为某地下人防指挥所，总建筑面积为1600㎡人防指挥所基坑需支护的南面为某城区政府行政中心休闲广场，基坑开挖深度约为12.7m，所支护的深度较深。

　　根据地基勘察,场地地层自上而下依次为:①杂填土厚0.7m～2.5m;②粉挡土墙质粘土厚0.5m～3.10m;③粘土厚0.5m-6.4m;④粉质粘土厚1.3m～3.7m;⑤泥岩厚0.6m～13.2m;⑥粉砂岩厚1.70m-6m;⑦泥煤厚0.3m～0.9m;⑧粉砂质泥岩埋深20m,选泥岩层为桩基持力层。场地地下水属孔隙性潜水,埋深为1.8m～5.2m,水位动态变化受大气降水影响明显。本场地土的类型为中软土,建筑场地类别为Ⅱ类，基坑支护的安全等级为一级。

　　二基坑支护设计方案

　　本工程基坑采用单排ф1000mm@1580mm人工挖孔桩,桩长24.7m,结合预应力锚索作为围护结构的受力体系。止水止土采用单排ф600mm@400mm的水泥搅拌桩。人工挖孔桩混凝土强度等级C25,桩钢筋笼配筋20ф25,施工时采用跳挖方式。ф600mm水泥搅拌桩采

　　用32.5级普通硅酸盐水泥,水泥用量75kg/m,水灰比0.5～0.6。预应力锚索钻孔直径为150mm，锚索分段分层施工，每层锚索超挖度500mm。

　　锚索为ф15.24(7ф5)高强、低松弛的钢绞线，其抗拉强度标准值fptk=1860Mpa,锚索须采用二次注浆，灰砂比1:1,水灰比0.4的水泥砂浆，注浆压力不小于0.8Mpa,注浆体,注浆体28天龄期强度不低于25Mpa,锚具采用OVM15型。

　　围护结构施工及土方开挖顺序：1、施工水泥搅拌桩1台，施工围护桩。2、土方开挖配合锚索施工，锚索未张拉锁，不得进行下一层土方开挖。3、基坑开挖期间要对基坑进行监测，对围护结构内应力变形、支撑内应力，地下水位等进行定期或不定期的观测。

　　工程施工难点:①基坑开挖深度较深达12.7米,工程质量要求高;②人工挖孔桩施工深度较深，人工挖孔桩工艺风险较高,给施工安全及质量控制带来较大的难度。○3锚索长达25.5米放置锚索也是难点之一。

　　因此,在基坑开挖过程中进行动态管理,对基坑周边建筑物、道路、地下管道等的沉降,围护桩位移及支撑结构的内力等进行监测。

　　三预应力锚索支护施工

　　锚索施工

　　1、 开挖作业面高度和宽度确定

　　人工挖孔桩及水泥搅拌桩施工达一定时间后，基坑边坡作业面开挖采用挖土机(或人工)开挖，现场专人指挥开挖过程中严格按照设计要求控制。开挖到第一道腰梁底标高位置下500mm即停止。锚索施工后再进行一层土方开挖。

　　2、 钻机就位

　　靠挖孔桩四周筑钻机平台，调整钻机的位置和角度，准备钻孔。

　　3、 造孔

　　本工程钢筋锚索采用地质钻机成孔，孔径为150mm,在清孔过程中，需将孔中的残土、泥浆清理干净，才能保证注浆质量。第一排孔深25.5米，第二排孔深21米。清孔采用高压空气进行吹孔，将孔内的残渣吹净。造孔是按设计图的锚索直径、锚孔深度及水平面夹角进行钻孔施工。钻孔应符合施工。钻孔应符合设计规定，其允许偏差：孔位角度为2%;孔长为+200～-100mm。

　　考虑到在杂填土层、砂土层中斜向孔成难度较大，若成孔困难时，可打入相同长度花管代替。

　　4、 锚索放置

　　本工程由于锚索较长，土质中粉质粘土层，遇水易塌孔，放置锚索导管有时异常困难，需反复造孔和采取护孔措施。才能顺利放置锚索导管。放置导管后再安装锚索。安放锚索时应抓住注浆管同时下，若发现注浆管被拉出应拔出锚索重新下锚。

　　5、 注浆

　　锚孔成孔检查合格后应及时插入锚索及灌浆管，并准备注浆。注浆前应进行洗孔。注浆时，灌浆压力为0.4～0.8Mpa,接近地表和地下构筑物及管线的锚索，应适当控制注浆压力。注浆管应插到距孔底250mm～500mm处，为保证注浆饱满，在孔口设止浆塞。在注浆过程中应做好记录。

　　注浆质量是保证管锚抗拔力的关键。采用425#普通硅酸盐纯水泥浆，水灰比不超过0.45～0.50。注浆方式采用底部注浆，当浆液从底部充满值孔口时，要求设置止浆措施，以保证注浆压力，以保证浆液充分渗透到附近的土体中去，保证抗拔力。为提高水泥浆的早期强度，可适当添加早强剂(三乙醇胺)

　　6、 腰梁制作

　　腰梁钢筋规格为：8根Φ22钢筋，箍筋为Φ8@150钢筋绑扎(或焊接)、模板安装按有关规范要求进行;砼强度等级为C25，浇注时须振捣，注意浇注完毕后进行养护。

　　7、 预应力锚索张拉、锁定

　　待水泥浆锚固体强度达到80%设计强度后方可进行张拉锁定。张拉程序严格按《土层锚索设计和施工规范》(CECS22:90)进行，锚索正式张拉前，取0.1倍的设计轴向力预先张拉，使其各部位紧密接触。张拉荷载按设计荷载的0.10逐级于加荷，每级荷载的观测时间不少5分钟，并应等变形稳定后，方可进行下一级荷载的张拉。张拉至设计荷载观察10分钟稳定后，卸荷至0.8倍设计值锁定。锚索锁定后，若发现有明显预应力损失时应进行补偿张拉。严禁采用电焊机烧割预应力钢索。

　　8、锚索完成后在桩间即可挂网施工100mm厚C20喷射混凝土面板,按设计要求采用Ø6@200双向钢筋网片,完成上述工序后喷射100mm厚混凝土面板,使桩间土全部用混凝土填实。

　　9、 锚索土方施工中水的处理

　　地表水的排除，在边坡顶部设置1500mm宽，厚10cm的混凝土防水层，防止地面水渗入边坡内，并在基坑四周设排水沟，地面积水及时排入市政地下水道，这样即对基坑支护安全有利，又有利于文明施工。

　　坡底水的排除：为了排除基坑内的积水，在坡底部设置排水沟和集水井，排水沟离脚距离约600mm。排水沟和集水井采用砖砌，并用防水水泥砂浆抹面。排水沟为300mm×300mm,集水井为600mm×600mm×1000mm

　　四施工时常见问题及处理措施:

　　4.1锚索头漏水问题深基坑支护中,锚索头出现渗水现象是较常见的。渗水来源不外乎:(1)基坑外地下水位较高;(2)地层承压水及裂隙水。渗水通道产生的原因有:

　　1灌浆时孔口密封不严;

　　2锚索张拉锁定时,由于注浆体、索体与孔壁地层产生变形而出现裂隙;

　　3基坑使用过程中,由于变形发生或应力轻松等引起裂隙。渗漏水现象严重时会影响基坑内正常施工作业,甚至可能危及周围建筑物、道路及地下管线的安全, 必须采取措施时进行封堵;但要彻底根治渗漏水现象,只有在基坑变形完全稳定后方能做到。堵漏方式是:凿开漏水通道,先用砂浆预埋两条注浆管引水,待砂浆具有一定强度时,再通过此两条预埋管进行压力注浆堵漏。

　　4.2锚索应力松驰问题

　　通过饱和软土中锚索的松驰试验认为,引起松弛的原因为锚固体周围土体受力后土体产生流变,以及锚固体与土体的分界面在受力后产生相对的移动。对于深基支护中的锚索,还有以下原因可能导致应力松弛:

　　①由于自由段设计太短,使得一部分锚固段处于滑裂面内的主动区,土方开挖后产生负摩阻效应力松弛;

　　②全孔注浆方式时,自由段内砂浆体在土方开挖后亦产生负摩阻力;

　　③锚索倾角过大时,锚索垂直分力使锚头台座及腰梁向下产生滑移,造成应力松弛;

　　④当多排锚索一起构成支护体系时,下层锚索张拉锁定时,会对上层锚索受力的情况产生影响,同一排内相邻锚索施工时也会相互影响,引起预应力损失;

　　⑤锚固时,锚具滑移;

　　⑥锚索本向松弛;

　　⑦锚具夹片长期外露锈蚀。

　　锚索张拉锁定时,应仔细操作,防止出现假“张拉”现象的发生。在安装锚具时,应将压板有凹槽的一面对准锚头,这样能保证千斤顶所施加的力Nt通过压板直接传至锚头及台座,而锁片只是被压紧,并未受到力,此时锚索实际受力Nt′与所施加的力Nt油表读数是一致的,即Nt=Nt′。当压板装翻时,千斤顶所施加的力Nt将通过压板传给锁片、再由锁片传给锚头及台座;同时由于锁片的楔块作用,将钢绞线咬紧,钢绞线受到锁片对它的正压力P的作用而产生摩擦力F。

　　五结束语

　　本工程在土方开挖及锚索施工过程中,对所施工的锚索抽样进行抗拉拔试验，抗拉拔力均能满足设计要求。对基坑周围的建筑物及桩顶水平位移进行了有效的监测,监测桩顶位移最大25mm,整个基坑结构安全,达到了设计与施工的要求。通过该工程的施工,使我们认识到在深大基坑施工中要注意围护桩的规范施工,避免发生锚索松弛导致应力松弛,而影响基坑支护结构的安全。

《论建筑深基坑施工技术》

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