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排樁支護(hù)明挖基坑全過(guò)程施工技術(shù)
近年來(lái),城市建設(shè)深度基地的數(shù)量日益增多。采用樁管收結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng),施工操作方便,有效控制了深基坑開挖過(guò)程中圍欄結(jié)構(gòu)的變形位移,避免了基底外部的沉降,確保了施工期間和期間的安全,并取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。本文通過(guò)北京地鐵四號(hào)線中關(guān)村站三號(hào)出入口的施工實(shí)踐來(lái)闡述排樁支護(hù)明挖基坑全過(guò)程施工步驟。1越界二通插裝設(shè)計(jì)方案北京地鐵四號(hào)線中關(guān)村站位于商業(yè)高度發(fā)達(dá)的高科技園區(qū),車站主體位于交通繁忙的中關(guān)村大街主路下方,為全埋式地下車站,共設(shè)4座出入口和2座風(fēng)道。三號(hào)出入口位于車站西北角,結(jié)構(gòu)西側(cè)8m為恒昌數(shù)碼電腦商城和中關(guān)村科技廣場(chǎng)展示中心,結(jié)構(gòu)東側(cè)2m為中關(guān)村大街主路,基坑四周市政管線密布。三號(hào)出入口設(shè)計(jì)為單層現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱形框架結(jié)構(gòu),采用明挖法施工,基坑寬6.3m,挖深達(dá)13m,基坑土層從上至下為人工填土層、粉土層、粉質(zhì)黏土層、黏土層、粉砂、中粗砂和砂礫層。由于施工場(chǎng)地比較狹小,只能采取直壁式支護(hù)開挖施工方法,基坑圍護(hù)采用?800mm混凝土灌注排樁和鋼管支撐體系,樁頂設(shè)0.8m高冠梁將排樁連接成整體,鋼支撐采用?400鋼管,支撐水平間距3m~4.5m,豎向設(shè)3道。2承壓水及表現(xiàn)本出入口結(jié)構(gòu)范圍地層地下水主要有:上層滯水,位于地面下3m~4m,含水層為人工填土層和粉土層,透水性弱;潛水。潛水,位于地面下8m~9m,含水層為粉質(zhì)黏土層和粉土層,透水性一般;潛水。承壓水,位于地面下12m以下,含水層為黏土層、粉砂、中粗砂和砂礫層,透水性強(qiáng)?;咏邓捎霉芫?滲井方式,降水早于基坑開挖前20d開始。為了不影響鄰近建筑物和地下管線的安全,基坑降水在坑內(nèi)外設(shè)置足夠的觀察孔,并在坑外設(shè)地面沉降觀察點(diǎn)和回灌井,必要時(shí)應(yīng)采取回灌措施。抽降承壓水時(shí),嚴(yán)格控制承壓水的抽降時(shí)間與抽降深度,不挖的地段不輕易開泵抽水,底板混凝土施工完畢的地段隨即停止抽水。承壓水抽降高度根據(jù)觀測(cè)井內(nèi)測(cè)得的承壓水位來(lái)確定。基坑開挖由淺入深,沉降水抽降也逐漸加深,既不要抽水過(guò)深引起地面明顯沉降,也不要抽水過(guò)淺危及坑底安全。3局部加強(qiáng)—基坑圍護(hù)施工基坑四周設(shè)?800mm混凝土灌注排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu),樁間距為1m~1.2m,轉(zhuǎn)角部位局部加強(qiáng)。圍護(hù)樁采用旋挖鉆機(jī)成孔,導(dǎo)管法水下澆筑混凝土成樁。鉆孔施工時(shí),為減少對(duì)鄰樁的干擾,保證成樁質(zhì)量,采用隔三打一的辦法施工(即每隔3根樁施工1根樁),具體見(jiàn)圖1。4基本結(jié)構(gòu)4.1密集式充填水平開挖采用從一端向另一端分段順序,豎向開挖采用由上到下順序分層開挖。開挖時(shí)支撐和挖土緊密配合,隨挖隨撐?;友乜v向分段分層開挖,每層每段開挖長(zhǎng)度不宜超過(guò)支撐的間距,第一層一般為7m~8m,在第二層及以下土層一般為4m左右,開挖過(guò)程中嚴(yán)禁超挖,每層開挖面標(biāo)高不得低于該層支撐的底面或設(shè)計(jì)基坑底標(biāo)高,開挖完成及時(shí)安裝鋼支撐和預(yù)應(yīng)力。4.2施工過(guò)程基坑開挖施工流程見(jiàn)圖2。4.3基坑開挖和安裝為防止邊坡失穩(wěn),施工前先清除基坑邊5m范圍內(nèi)堆土等荷載,同時(shí)在基坑四周做好防排水和管線保護(hù)措施?;又車囕v行駛道路應(yīng)平整、豎實(shí);必要時(shí),底部應(yīng)鋪設(shè)枕木、鋼板,防止作業(yè)時(shí)下陷,車輛運(yùn)土?xí)r,兩車間距不應(yīng)小于10m,裝土?xí)r兩車間距不應(yīng)小于1m?;娱_挖分層進(jìn)行,從上到下、按層次順序進(jìn)行開挖,嚴(yán)禁掏底開挖。土方開挖分三層進(jìn)行,每層均挖至鋼支撐以下0.5m位置,坡度和臺(tái)階滿足挖掘機(jī)作業(yè)要求,同時(shí)盡量縮短長(zhǎng)度。第一、二層土方直接反鏟挖掘機(jī)挖土裝運(yùn),其余土方用反鏟挖掘機(jī)倒運(yùn)至地面裝車,最后剩余部分汽車吊提升運(yùn)至地面臨時(shí)存土場(chǎng)地,夜間外運(yùn)棄渣。開挖步驟如下:第一步:垂直開挖2.0m左右,開挖至冠梁底部下0.5m位置,在冠梁外放1m平臺(tái),邊坡采用砌磚墻護(hù)坡臨時(shí)支護(hù)。開挖完成后立即施作冠梁,待冠梁達(dá)到強(qiáng)度后架設(shè)第一道鋼支撐。第二步:在上步開挖基礎(chǔ)上垂直開挖至第二道鋼支撐下0.5m位置。開挖時(shí)先開挖基坑兩邊鋼圍檁位置,挖出后立即噴射樁間混凝土,安裝鋼圍檁。同時(shí)在滿足挖掘機(jī)作業(yè)最小半徑要求條件下,及時(shí)安裝第二道鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力,盡量減少基坑無(wú)支撐暴露時(shí)間和空間。第三步:在上步開挖基礎(chǔ)上縱向放坡預(yù)留臺(tái)階開挖至底板以上0.3m處,挖掘機(jī)置于第二步開挖底至底板中間位置,直接用挖運(yùn)裝斗吊車提升。底板預(yù)留0.3m人工清底,隨挖隨清除,土方采用人工裝入吊斗,吊車提升至地面。邊開挖邊噴射樁間混凝土,及時(shí)安裝鋼圍檁和鋼支撐?;娱_挖至設(shè)計(jì)底標(biāo)高位置時(shí),立即進(jìn)行基槽的驗(yàn)收,及時(shí)進(jìn)行墊層施工封閉基槽。4.4鋼支撐的安裝圍護(hù)樁外加鋼支撐構(gòu)成基坑空間受力體系,來(lái)支撐基坑外巨大的土壓力和諸多外加荷載,達(dá)到安全施工的目的。因此圍護(hù)結(jié)構(gòu)支撐的質(zhì)量控制十分關(guān)鍵,支撐采用?400mm鋼管(一般均采用?400mm鋼管、?600mm鋼管和?800mm鋼管,管徑視基坑寬度和支撐間距而定)。鋼管支撐為軸心受力結(jié)構(gòu),支撐直接撐在冠梁或鋼圍檁(俗稱“腰梁”)上,通過(guò)鋼圍檁直接承受排架樁傳遞的土體荷載或外力。鋼支撐和鋼圍檁均采用工廠制作,現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)支撐必須直順無(wú)彎曲,接頭必須緊密牢固。圍檁與圍護(hù)樁墻必須密貼,若有間隙須用速凝細(xì)石混凝土填實(shí);當(dāng)有角撐時(shí),圍檁或圍護(hù)樁墻的連接處除設(shè)專門的斜支座確保支撐軸心受力外,還應(yīng)在圍檁與圍護(hù)樁墻間設(shè)置剪力傳遞的措施。鋼支撐安裝后立即按設(shè)計(jì)值在支撐一頭或兩端施加第一次預(yù)應(yīng)力,并檢查接頭擰緊螺栓。一般在第一次施加預(yù)應(yīng)力后12h內(nèi)監(jiān)測(cè)預(yù)應(yīng)力損失及圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移情況,并復(fù)加預(yù)應(yīng)力至設(shè)計(jì)值。鋼支撐拆除應(yīng)分層進(jìn)行,當(dāng)基坑內(nèi)結(jié)構(gòu)施作到鋼支撐處,并且此時(shí)的結(jié)構(gòu)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%時(shí),便可拆卸鋼支撐。在鋼支撐拆卸前先施加預(yù)應(yīng)力將預(yù)加力端的鋼楔卸去,放散支撐軸力,然后吊出鋼支撐,拆除鋼圍檁。5使用一種方法確保深基坑開挖安全深基坑監(jiān)測(cè)是一種直觀反映基坑變形情況的監(jiān)測(cè)手段,是信息化施工常用的一種方法,在確保深基坑開挖安全上起著十分重要的作用。監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容有支撐軸力、圍護(hù)樁位移和沉降變形、基坑周邊地表沉降、基坑周邊管線的位移沉降、基坑周邊構(gòu)建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位變化等。6施
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