浅谈抗滑挡墙支护技术在金山矩阵基坑工程中的应用
摘 要:结合金山矩阵基坑工程实际,本文重点对抗滑挡墙支护关键施工技术进行了分析,主要针对施工顺序,定位、钻孔、抗滑桩孔护壁、注浆、桩身施工常见问题、施工注意事项进行了探讨。
关键词:金山矩阵基坑支护工程,抗滑挡墙支护,施工注意事项
1 工程概况
金山矩阵基坑支护工程场地位于重庆市渝北区金童路,东临重庆汽博中心,南临轻轨3号线金童路车站,西临重庆复地上城,北临留云路,处于经开片区腹地之中,场地地貌属浅丘斜坡地貌,岩层属硬性结构面。按建筑设计标高场地整平后,在拟建地下车库旁形成最高约18m的基坑边坡。
2 支护方案设计
根据场地的工程地质特征,结合场地的平面布置要求以及边坡高度,在施工过程中采取适当的抗滑墙支护技术措施对边坡进行相应的加固。因北西侧基坑边坡与已建主体小区建筑大车库和9#楼较近,为控制边坡变形故采取抗滑挡墙支挡进行边坡处理。
3 抗滑挡墙关键施工技术
3.1、施工技术要求
(1)开挖后的桩体断面尺寸不得小于桩身设计断面尺寸加护壁厚度,且桩体孔型符合设计要求。
(2)水泥、钢筋等主要原材料的各项指标必须满足设计规范要求,进场复试合格后才可用于本工程;严禁使用不合格材料;
(3)桩身混凝土浇注、钢筋连接必须满足设计规范要求,钢筋混凝±强度必须达到设计强度;
(4)桩体成孔后桩体嵌入持力层应当符合设计要求,若不符合设计要求需请设计单位、地勘、监理单位等责任主体现场会商处理。
3.2 定位、钻孔
先将边坡开挖至桩顶高程,再按设计跳挖开挖方式分3序依次进行开挖。由于井口地表并不平整,多为斜坡,当井口土石方开挖1.6-1.7米后,根据设计的锁口尺寸在原地面下挖10CM,然后进行护壁和锁口钢筋的制作并及时进行模板安装,在井口模板的支护过程中用全站仪对其位置及桩口方正进行校核。井口浇注完毕后,立即将桩心十字轴线及标高投测到锁口护壁砼上,作为桩孔施工的桩心、垂直度、深度控制的依据。同时要在井口四周挖好排水沟,设置地表截、排水及防渗设施;雨季施工期间,应搭设雨棚。备好井下排水、通风、照明设备。
本项工程拟采用斜三角架配合固定卷扬机提升装置,提升设备必须有自锁装置。待井口混凝土强度达到70%后,方可进行提升设施的安装。本工程地质条件复杂,按照设计要求,避免采用爆破方式。所以项目部拟定桩内土石方的开挖主要采用机械配合人工的方式,辅以电动或气动工具和抽水机械。
3.3、抗滑墙桩身混凝土灌注
根据工程量的大小、材料供应状况、设备生产能力、现场施工条件和工期等因素,确定桩身混凝土浇注方案。
(1)灌注混凝土之前的准备工作
由项目工程部技术人员现场组织施工员、混凝土振动操作者及后勤工作人员等进行施工技术交底;待灌注的桩孔应经检查合格;混凝土应供应充足能满足单桩连续灌注;当孔底积水厚度小于100mm时,采用干法灌注:当孔底积水厚度超过100mm时,且地下水丰富,不易抽干或采取措施不易处理时,采取水下灌注法;当桩壁渗水时采取措施堵住渗水口,孔壁渗水较小时,用胶管导入积水箱(桶),并配以小流量水泵排水:若渗水面积大,则采取其他有效措施进行处理。避免在桩孔中边抽水边开挖边灌注,包括相邻桩的灌注。
(2)混凝土灌注施工技术要点
混凝土由商品混凝土生产商提供,通过砼运输车输至现场。砼泵车泵送至孔口,通过串筒或导管注入桩孔,当落距超过3m时,采用串筒,串筒末端距孔内混凝土面的高度不大于2m;桩身混凝土灌注连续进行,不留施工缝,当必须留制施工缝时,按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002(2011版)的有关规定进行处理;桩身混凝土振捣时间和间距严格控制,每层连续浇注厚度不超过0.7m,采用插入式振捣器进行振捣密实;桩身混凝土浇注完成后,按有关规定(《混凝土质量控制标准》GB50164-2011)进行养护,可采用麻袋、草垫或铺砂浇水等方法,养护时间不少于7d。
3.4、桩身施工常见问题的处理
挖孔及挖孔扩底桩常遇问题及预防、处理方:
(1)塌孔:
产生原因:①.地下水渗流比较严重。②.混凝土护壁养护期内,孔底积水,抽水后,孔壁周围土层内产生较大水压差,从而易于使孔壁土体失稳。③.土层变化部位挖孔深度大于土体稳定极限高度。④.孔底偏位或超挖,孔壁原状土体结构受到扰动、破坏或松软土层挖孔,未及时支护。
预防措施及处理方法:实行井点降水降水,减少孔底积水,周围桩土体粘聚力增强,并保持稳定;尽可能避免桩孔内产生较大水压差;挖孔深度控制不大于稳定极限高度,并防止偏位或超挖;在松软土层挖孔,及时进行支护,对塌方严重孔壁,用砂、石子填塞,并在护壁的相应部位设泄水孔,用以排除孔洞内积水。
(2)井涌(流泥):
产生原因:遇残积土、粉土、特别是均匀的粉细砂土层,当地下水位差很大
时,使土颗粒悬浮在水中成流态泥土从井底上涌。
预防措施及处理方法:遇有局部或厚度大于1.5m的流动性淤泥和可能出现涌土、涌砂时,可采取将每节护壁高度减小到300~500mm并随挖随验,随浇筑混凝土,或采用钢护筒作护壁,或采用有效的降水措施以减轻动水压力。
(3)护壁混凝土坍塌或开裂:
产生原因:①壁厚过薄。②浇筑时孔壁渗水。③拆模过早。
预防措施及处理方法:①严格按配合比施工;捣鼓充分,使混凝土密实;减少对周围土体的扰动,防止土块掉入混凝土中;挖土时加强检查,确保设计壁厚。
②浇筑时加强引水,避免渗水将水泥浆带走。③到达强度后再拆。
4、施工注意事项
(1) 基坑开挖施工开始前,项目部应全面进行工程设计及施工技术交底,明确分工、清楚各个岗位的管理责任。在注浆施工过程中,注浆管路应畅通无阻,防止高压浆液喷出伤人;高压油管应确保充分连接牢靠,避免断裂伤人;钢筋在进行预应力张拉施工过程中,千斤顶周围禁止站人,避免钢筋断裂伤人,相应的施工管理工作可通过连接的电脑设备进行操控。
(2) 每开挖一段及时联系设计院有关人员进行岩性编录,详细记录揭露的地层岩性以及岩体的完整性的变化,仔细核对滑面(带)情况,综合分析研究,如实际情况与设计有较大出入时,及时向建设单位和设计人员报告,做好设计变更。
(3)与勘察、设计单位一同确认和检验滑面及嵌固段层位以及岩性。
5、结束语
传统的重力式挡土墙最大高度通常情况下不宜超过15m,而带有立柱、横梁等格梁结构的抗滑墙挡墙高度则不受边坡高度的限制。结构整体性相对更好,施工也基本不受地形限制,实现效率高、短工期的基坑开挖工程,技术安全可靠,基坑土方的开挖方量相对较少,在边坡周围用地紧张,基坑开挖变形控制严格的基坑工程中具有广泛的应用前景。
参考文献:
[1] 东北岩土工程勘察总公司.金山矩阵工程地质勘察报告.2011,9.
[2] 陈忠汉,等.深基坑工程(第二版)[M].北京:机械工业出版社,1999.
[3] 公路路基施工技术规程(JTJ033-95)[S].