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某深基坑边坡土钉墙支护施工总结

【摘 要】本文根据《基坑土钉支护技术规程》的要求,结合某深基坑土钉墙支护的实践经验,对土钉支护的加固机理、施工及实际支护效果进行了总结,对类似工程的施工具有借鉴作用.
【关键词】土钉支护 施工总结
  1、工程概况
  某高层建筑基坑最深处达-20m。该区位于II级阶地,出露的地层主要为杂填土、硬塑状粉质粘土层、全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、中等风化泥质粉砂岩层,其主要建筑物基础置于强风化~中等风化泥质粉砂岩层;该区地下水赋存形式为潜水和上层滞水,回填土含水量比较丰富。
  基坑开挖后发现深度6米处为粘土和风化岩的分界线,岩层基本走向为由北向南倾斜约45度角,局部位置岩层深度及走向不规则。
  基坑土方采用机械分层开挖辅以人工修整边坡的方式进行,由4台1m3反铲和相配套的自御汽车外运。本工程石方开挖量大,开挖深度在4~23m之间,因爆破点距民房及市内交通主干道较近,为确保安全,离基坑开挖边线2m范围外的石方采用浅孔微差挤压爆破,离基坑开挖边线2m范围内的石方采用光面控制爆破。由于受沿江北路的限制,基坑南边不能按大放坡开挖,从技术先进、经济合理、安全可靠和方便施工等各方面综合考虑,本工程决定采用陡坡开挖临时性土钉支护的施工方法,所有土方边坡均按1:0.75放坡,所有石方边坡均按1:0.25放坡。
  2、加固机理
  土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和面板组成。由于土体的抗剪强度较低,抗拉强度更小,因而自然土坡只能以较小的临界高度保持直立。而当土坡直立高度超过临界高度,或坡面有较大超载及环境因素等的改变,都会引起土坡的失稳。土钉墙技术是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体,与土牢固结合而共同工作,以弥补土体自身强度的不足,增强土坡坡体自身稳定性,它属于主动制约机制的支挡体系。土钉墙在承受荷载过程中不会发生如素土边坡那样的突发性塌滑,它不仅延迟了塑性变形发展阶段,而且具有明显的渐进性变形和开裂破坏,它一方面体现了土钉与土界面间阻力的发挥程度,另一方面,由于土钉与土体的刚度比相差很大,所以在土钉墙进入塑性变形阶段后,土钉自身作用逐渐增强,从而改善了复合土体塑性变形和破坏性状。
  根据地质状况,通过土钉加固起到以下三个方面的作用:一、通过钻孔后压力注浆充填风化岩裂隙,使破碎岩层形成整体以利于边坡稳定;二、通过土钉的锚固力防止边坡局部失稳;三、通过土钉墙的挂网护面防止边坡碎块滑落,并对边坡面形成封闭,防止雨水进入土层并软化岩石,有利于边坡稳定。
  3、土钉支护的施工
  3.1 施工准备
  为使边坡加固施工顺利进行,确保工程质量及避免施工中发生安全事故,在正式施工前应做好以下工作:
  (一) 根据喷射砼、钻孔、安装土钉、注浆的不同工艺要求搭设单排、双排及多排加强型脚手架。
  (二) 对进入现场的所有机具设备进行检修,使之处于正常工作状态。
  (三) 对现场施工所用的原材料进行检验,符合要求才能使用。
  (四) 对现场施工人员进行技术交底和安全教育。
  (五) 本工程主要施工人员及设备配备见下表:
  3.2施工工艺流程
  基坑开挖→修整边坡→搭设脚手架→定位成孔→
  安装土钉→压力注浆→铺设钢筋网→土钉锁定→
  安装泄水管→喷射砼。
  3.3施工方法
  (1)基坑开挖
  土钉墙施工是随着土方开挖分段分层施工,每层施工长度约20m,每层开挖深度不超过2.5m。在完成上层作业面的土钉与喷砼以前,不得进行下一深度的开挖。
  (2)边坡修整
  爆破并用反铲挖土后辅以人工修整坡面,使其达到要求的坡度和平整度,以便喷射砼施工。
  (3)搭设脚手架
  采用钢架管搭设脚手架,上铺竹跳板。脚手架宽度为2~3m,
  脚手架步距为土钉垂直间距,顶层竹跳板与钻孔处的高差约50cm。
  (4)土钉加工
  按设计要求的长度、数量加工下料,焊接定位托架,每两米一道,长度超过定尺的钢筋采用对焊边接。
  (5)钢筋网加工
  按要求的尺寸在现场直接纺织钢筋网,采用Φ6 @250Χ250布网,钢筋网与土钉的
  连接通过Ф14的加强筋连接。
  (6)钻孔
  钻孔前在坡面上按设计要求孔距放线定出孔位,采用XU-1型回转地质岩心钻机成孔,孔径120mm,与水平面夹角15度,孔深超过土钉长度0.3m,第一排土钉距坡顶2m。钻孔时边钻边用水清孔,钻至设计孔深后将孔内残留及松动废土清除干净。
  (7)安装土钉并注浆
  成孔后及时插入土钉并注浆,可采用重力、低压(0.4~0.6MPa)或高压(1~2MPa)的方法注浆填孔。本工程采用低压注浆,土钉距孔底0.3—0.5m,在孔口处设置简易止浆装置代替止浆塞,简易止浆装置见右图。注浆时在止浆塞上将注浆管插入注浆口,注浆管深入至孔底5―1.0m处。注浆管连接注浆泵,边注浆边向孔口方向拔管,直至孔口有水泥浆溢出时,改由简易止浆装置软管注浆,注满为止。
  为防止水泥浆在硬化过程中产生干缩裂缝,保证浆体与周围土壁的紧密结合,可掺入一定量的膨胀剂,本工程采用万分之一的铝粉作为膨胀剂。另外,为提高水泥浆的早期强度,加速硬化,可掺入2.5%的711型速凝剂。
  (8)挂网并喷射砼
  喷射砼施工分区分块自下而上进行,砼设计强度C20,按1:2:2(水泥:砂:石)配合比配料,边搅拌边喷射,粗骨料最大粒径不大于15mm,喷头与作业面的距离在0.8-1.2m,并尽量垂直作业面喷射,砼平均厚度为100mm。操作喷头的人员应使喷嘴有节奏地作一系列环形移动,使之形成厚度均匀且密实的砼。砼终凝2小时后采用挂草帘覆盖养护14天。
  (9)土层部分采用
  2米长的Φ25 II级钢筋制作的打入型土钉,按@2000Χ2000梅花型布置,上挂钢丝网并喷50mm厚的砼。
  4、施工安全措施
  4.1制定健全安全措施,遵守安全操作规程,严禁违章作业,确保施工安全。
  4.2施工现场所有施工设备均配置安全防护装置,确保机械设备完好和安全使用。
  4.3施工现场所有电源线路均配漏电保护器,所有配电箱都有防雨设施。
  4.4夜间作业配备足够的照明设施。
  4.5基坑内石方爆破时暂停作业,爆破产生的掁动要保证不影响边坡稳定。
  4.6土方开挖和支护结构施工密切配合,随时掌握开挖及支护过程中土体及支护体的变化情况,并及时采取有效加固措施,根据实际情况修改支护设计。
  4.7采取措施排除地表水、支护内部水及基坑水:为防止地表降水向地下渗透,靠近基坑坡顶宽2~4m的地面应适当垫高,并且里高外低,并在基坑顶部设置宽度为1~2m的喷砼护顶;在支护面层背部应插入长度为400~600mm、直径不小于40mm的水平排水管,其外端伸出支护面层,间距为1~2m,以便将砼面层后的积水排出;为了排除积聚在基坑内的渗水和雨水,应在坑底设置排水沟及集水坑.
  5、支护效果
  为保证施工安全及评价支护效果,从支护开始施工时就在边坡顶部设置了3个施工监测点,在支护施工阶段每天量测一次,直至支护施工完成,结果发现3个测点均无位移,且地表及附近建筑物也无开裂现象,说明支护效果达到了设计要求.

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