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PHC管樁組合式擋土支護設(shè)計與施工
基坑施工中,在基坑支護結(jié)構(gòu)既要求擋土又要求抗?jié)B的情況下,基坑支護形式采用地下連續(xù)墻、鋼板樁和連續(xù)灌注排樁支護,雖可解決擋土抗?jié)B問題,但施工技術(shù)要求高,接縫復(fù)雜,工期長,費用昂貴。本文以南通金鼎灣地下室基坑支護設(shè)計施工實例,說明采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力PHC管樁加水泥深攪樁形成的組合式擋土支護,不僅可滿足安全及使用要求,還具有可分段施工、施工快速便利、節(jié)省造價等優(yōu)點。
支護設(shè)計
南通金鼎灣工程地下室面積16514平方米,場地整平標(biāo)高-1.10米,坑底設(shè)計標(biāo)高為-6.10米,基坑普遍挖深5.0米。單體承臺底標(biāo)高為-6.90米,挖深5.8米。現(xiàn)場土質(zhì)較差,地下水位較高。在本工程深基坑開挖中,擋土支護不僅要求能擋土,還要求能抗?jié)B。根據(jù)安全、有效、經(jīng)濟的原則,結(jié)合本工程地質(zhì)、水文情況,基坑支護采用具有一定抗彎、抗折強度的PHC預(yù)應(yīng)力管樁為擋土排樁,在PHC擋土排樁外側(cè)設(shè)置水泥深攪樁組成擋土和止水帷幕的組合式擋土支護。
根據(jù)基坑周邊地質(zhì)情況及環(huán)境信息,對支護進行分段設(shè)計。
根據(jù)本基坑的挖深及周邊環(huán)境,確定基坑安全等級為二級,重要性系數(shù)取1.0。對本工程基坑支護進行設(shè)計計算,設(shè)計結(jié)果如下:(1)1-1、1‘-1’剖面采用管樁懸臂支護結(jié)構(gòu),1-1剖面管樁型號為PHC-600(110)AB-C80,1‘-1’剖面管樁型號為PHC-600(110)B-C80,管樁頂設(shè)置在地面下1.0米,管樁之間通過樁頂圈梁連接為整體;管樁外側(cè)設(shè)一排深攪樁止水。(2)2-2、3-3剖面采用管樁支護,2-2剖面管樁型號PHC-600(110)AB-C80,3-3剖面管樁型號PHC-500(100)AB-C80,基坑外側(cè)建筑基礎(chǔ)與基坑同時施工,管樁樁頂圈梁同基坑外側(cè)建筑基礎(chǔ)相連接,以增加安全性;管樁外側(cè)設(shè)一排深攪樁止水。(3)4-4、4‘-4’剖面采用放坡開挖,放坡坡率1:1,坡面掛鋼筋網(wǎng)噴細(xì)石砼封閉,坡頂設(shè)一排深攪樁止水。(4)5-5、5‘-5’剖面采用管樁懸臂支護結(jié)構(gòu),5-5剖面管樁型號PHC-500(100)AB-C80,5‘-5’剖面采用管樁支護,管樁型號PHC-600(110)AB-C80,管樁頂設(shè)置在地面下1.0米,管樁之間通過樁頂圈梁連接為整體;管樁外側(cè)設(shè)兩排深攪樁止水。
支護施工
水泥深攪樁施工:1.深攪樁采用雙軸深攪樁施工,葉片直徑700,單排深攪樁間距500,套打施工;雙排深攪樁搭接200,間距1000。2.深攪樁漿液水灰比0.5,水泥摻入量為15%,并根據(jù)實際情況摻入適量早強劑等外加劑,送漿壓力0.4~0.6MPa。施工前根據(jù)上述參數(shù)對其進行室內(nèi)配比試驗,再以試驗數(shù)據(jù)對上述參數(shù)進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。3.單排深攪樁套打施工,采用兩攪一噴;雙排深攪樁用四攪兩噴,噴漿攪拌時鉆頭的提升速度不得大于0.5米/分鐘,下沉速度不得大于0.8米/分鐘,協(xié)調(diào)噴漿速率與提升速度,確保有效樁長范圍內(nèi)樁體的均勻性。4.施工時保證前后密切配合,禁止斷漿,如因故停漿,在恢復(fù)施工前先將攪拌頭下沉0.5米后再注漿攪拌施工,以保證攪拌樁的連續(xù)性。5.制備的漿液不得離析,不得停置時間過長,超過2小時的漿液降低強度使用。6.深攪樁須連續(xù)施工,相鄰樁間間歇不得超過10小時,若因故停歇時間超過10小時,應(yīng)采取補樁或在后施工樁中增加水泥摻量(20%~30%)、注漿等措施。7.若因時間過長無法搭接、搭接不良或遇障礙物無法施工時,應(yīng)對搭接不良、遇障礙物無法施工處具體位置以絕對坐標(biāo)記錄在案。并經(jīng)監(jiān)理、設(shè)計單位確認(rèn)后,在搭接處采取合理的補救措施,以確保深攪樁的施工質(zhì)量。8.水泥土攪拌樁施工時不得沖水下沉,以免影響水泥土強度。9.深攪樁樁位偏差不得大于50毫米,垂直度偏差不得大于0.5%。10.水泥土攪拌樁28天無側(cè)限抗壓強度須大于1.0MPa,達(dá)到此強度時方可開挖。11.管樁先于深攪樁施工。
PHC預(yù)應(yīng)力管樁施工:1.管樁采用靜壓施工;支護管樁采用單節(jié)管樁,嚴(yán)禁接樁。2.管樁施工時應(yīng)控制沉樁順序,采取引孔壓樁、設(shè)應(yīng)力釋放孔等措施,以減小擠土效應(yīng)。3.由于本工程局部施工作業(yè)面狹窄,施工前放線應(yīng)準(zhǔn)確,避免與后續(xù)地下室外墻施工及相鄰擬建建筑基礎(chǔ)發(fā)生沖突。4.沉樁過程中,應(yīng)注意保持樁處于軸心受力狀態(tài),如有偏移應(yīng)及時調(diào)整,以免樁頂破碎和斷樁質(zhì)量事故。5.管樁樁頭進入樁頂圈梁高度不小于100。6.沉樁時必須嚴(yán)格控制管樁的垂直度誤差≤0.5%;樁位偏差≤50毫米。7.管樁先于深攪樁施工。8.支護管樁施工時應(yīng)加強對已施工管樁,包括工程樁的位移監(jiān)測。
質(zhì)量檢測:1.深攪樁施工一周后進行開挖檢查或采用靜力觸探等手段檢查成樁質(zhì)量,檢查數(shù)量不少于總樁數(shù)的2%,并不少于6根;成樁28天后取芯進行單軸抗壓強度試驗,檢查數(shù)量不少于總樁數(shù)的2%,并不少于5根;若不符合設(shè)計要求應(yīng)及時調(diào)整施工工藝,并對存在質(zhì)量問題的深攪樁采取補強措施。2.管樁樁體質(zhì)量檢測采用低應(yīng)變等方法對管樁樁身質(zhì)量進行檢測,檢測數(shù)量不少于總樁數(shù)的10%,并不少于10根。
施工監(jiān)測:本基坑西側(cè)靠近河堤,東側(cè)、北側(cè)靠近已建建筑,且地下室與周邊建筑交叉施工,為確保基坑周邊的已建、在建的建筑物及西側(cè)河堤的安全,該支護設(shè)計的實施應(yīng)有施工監(jiān)測配合實施,實行信息化施工;根據(jù)基坑監(jiān)測結(jié)果,及時調(diào)整施工方案及施工進度。
應(yīng)急措施:1.根據(jù)基坑監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整土方的開挖順序,放慢土方開挖速度。2.支護結(jié)構(gòu)側(cè)向變形過大??稍鲈O(shè)臨時鋼支撐,同時加緊施工地下室墊層及底板以形成對支護樁的坑底支撐;采取坑內(nèi)外降水、坑底被動區(qū)土體加固等措施。3.基坑滲漏水。水量不大時可在坑內(nèi)滲漏水位置采用棉絮或防水混凝土、砂漿修補封堵;若水量較大,可在支護墻背后開挖至漏水位置下500~1000毫米,用密實混凝土封堵;如漏水位置較深,可采用壓密注漿或高壓噴射注漿法封堵。4.坑底流砂、管涌??稍诳拥撞扇〗邓?、拋石塊等措施,并加快墊層施工。5.在現(xiàn)場預(yù)備必要的堵漏設(shè)備和材料以及一些砂包、鋼管等,以備急需
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