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摘要:随着社会的发展以及城市化进程的不断加快、大跨度、高层、超高层建筑迅速崛起,然而这一类建筑在施工过程中,必须要严格施工,保证其稳定性,才能够有利于建筑的正常使用,充分发挥建筑工程的使用功能,延长建筑物的使用寿命。地基工程是建筑工程中的基础工程,也是最为关键的工程之一,尤其是在高层建筑中,地基工程的施工更是引起施工人员的关注。本文以某高层建筑工程为例,主要介绍了地基工程中深基坑土方开挖与支护技术,以供相关技术人员参考。
关键词:地下工程;高层建筑;深基坑;支护;土钉墙;施工技术
在某高层建筑工程的地基工程中,施工人员采用了超大基坑土方开挖与支护技术进行施工,地基的浅层主要采用了土体自然放坡与复合土钉墙形式,而地基的深层则是采用钻孔灌注桩与旋喷锚杆桩相结合的方式,这种方式能够起到支护作用,保证地基工程的稳定。下文主要介绍了某高层建筑地基工程中的几种施工方法,通过实际施工分析,采用上述这种支护方式能够保证建筑工程的稳定,避免工程变形或者出现不均匀沉降情况。
一、深基坑支护形式
近年来,我国在深基坑工程的施工中,安全事故时有发生,在施工过程中,一旦出现意外,就会造成巨大的经济损失,后果十分严重,究其原因,其主要是施工图纸设计不够合理或者是在施工过程中,施工人员施工不当,安全设施没有认真负责到位。所以,针对于此,我们采取了相应的技术方法——深基坑支护施工技术,这一方法在一定程度上解决了上述问题,也保证了建筑工程的质量以及稳定性。所谓深基坑支护也就是指在建筑工程施工过程中,为了保证地基工程的施工安全,减小对基坑周边环境的影响,施工人员通常采用支挡、加固、保护等措施来进行地基工程的施工。在施工过程中,深基坑支护结构的选型有以下几种:1)排桩或地下连续墙。这种结构通常是由围护墙、支撑以及防渗帷幕组成,它具有噪声污染小、对周围影响小、承载力大等优点;2)水泥土桩墙。这种施工方法主要是根据基坑的自重以及刚度来保护坑壁的,这种一般适用于坑基侧壁安全等级在2~三级的工程中;3)逆作拱墙。在基坑的平面形成比较适合的条件下,施工人员可以采用拱强来作为围护墙,从而起到保护以及防渗的作用。这种方法一般适用于安全等级为3的基坑侧壁当中,如果是软土地基中,不推荐采取此方法。在对深基坑支护进行设计之前,勘测人员应该对施工现场的土质条件、地形地势进行全面的勘测,然后再与设计人员进行详细的交底工作;设计人员再将地基工程的基坑开挖深度、排水系统、基础设施、施工条件等各个因素综合起来考虑,最后进行精细的设计,从而满足业主方、承建方和监理方的要求。另外,设计人员还应该注意的是设计要合理、因地制宜。
二、工程概况
该工程为弧形双塔造型,其中办公楼48层,高239m,屋顶建有直升机停机坪;酒店主楼47层,高204m。项目占地面积为45 091m2,总建筑面积约为298 006m2,其中地下建筑面积约为86 751m2,地上建筑面积210 735m2;办公塔楼面积约为75 358m2,酒店塔楼面积约为64 348m2,裙房部分(1~6层)面积约为48 421in2,会议中心面积约为21 905m2。
基坑开挖深度14.450m,局部挖土深度达20.090m,±0.000相当于绝对标高4.650m,塔楼开挖深度16.450m,塔楼积水井开挖深度19.450m。采用浅层土体放坡、复合土钉墙,深层采用钻孔灌注桩结合旋喷锚杆桩的支护形式。钻孔灌注桩直径800mm,采用C30混凝土;桩外侧采用4,850工法桩止水;旋喷锚桩直径500mm,锚桩内插钢绞线。
三、深基坑支护
1 施工顺序
施工场地平整后进行测量放线,然后开始三轴搅拌桩和套打加固搅拌桩施工,再施工围护灌注桩和高压旋喷桩,进行降水和土方开挖,同时进行土钉墙、腰梁和预应力钢绞线锚杆桩施工。
2 850mm三轴搅拌桩施工
采用P·042.5级水泥,水泥掺人量20%,水灰比1.6。控制钻具下沉及提升速度,一般下沉速度≤1m/min、提升速度≤2m/min;桩体施工必须保持连续性,相邻桩施工间隔不得超过12h,如因特殊原因不可避免,则应补强并标明位置。施工冷缝应另补2根旋喷搅拌桩,确保止水效果;钻进时注浆量一般为额定浆量的70%~80%。水泥掺量≥20%,水灰比为1.5~2.0。现场取样制作试块,进行无侧限抗压强度试验,要求强度≥1.0MPa。
3 钻孔灌注桩施工
桩径为800mm,采用C30混凝土,桩内主筋沿桩身均匀布置,并尽量减少钢筋接头,桩内主筋搭接采用焊接,焊接长度10d,混凝土充盈系数应≥1.05且≤1.2,桩的主筋保护层厚度为40ram。
4 基坑加固
基坑内局部工程桩较密集,如塔楼电梯井部位,为此设计采用高压旋喷桩土体加固方法,采用P·042.5级水泥,水泥掺人量20%,水灰比0.7;旋喷桩理论桩径800ram,搭接200ram,喷浆压力15-20MPa。
5 旋喷锚杆桩施工
1)直径500mm斜向锚杆桩采用P·042.5级水泥,水泥掺人量20%,水灰比0.7;旋喷搅拌的压力应为15-20MPa。扩大头旋喷搅拌的进退次数比桩身增加2次,以保证扩大头的直径。
2)锚杆桩内插钢绞线,应进入旋喷桩底,待旋喷桩养护5d后施加张拉力锁定。直径500mm旋喷桩每根钢绞线的锁定拉力为90kN。
3)加筋水泥土桩锚施工按照分段、分层开挖,分层厚度必须与施工工况相结合,且≤3 000mm。下层土方开挖时,上层的斜锚桩必须有5d以上的养护时间并已张拉锁定。钻孔定位误差<50ram,孔斜误差<30。锚桩桩径偏差≤2em,并严格按照设计桩长施工。
4)腰梁采用116与钢板焊接而成,腰梁对焊连接时,2根工字钢之间的连接焊缝间距≤2mm。垫板采用150ram×180mm×20mm钢板,采用QVMl5.2锚具。钢绞线插入定位误差≤30mm,底部标高误差≤20cm。
5)每根钢绞线由7根钢丝绞合而成,桩外留1.0m以便张拉。锚头用冷挤压法与锚盘进行固定。旋喷搅拌桩及压顶梁强度达到70%后方可进行张拉锁定。
6)采用高压油泵和100t穿心千斤顶进行张拉锁定。正式张拉前先用20%锁定荷载(按每根钢绞线90kN确定)预张拉一次,再以50%,100%的锁定荷载分级张拉,然后超张拉至110%锁定荷载,在超张拉荷载下保持5rain,观测锚头无位移现象后再按锁定荷载锁定。
五、结语
首先,在地基工程中,采用超大深基坑支护形式能够在很大程度上充分利用建筑土地,并且施工方便,缩短了施工工期,也有效的降低了工程造价,也就是说,采用这种技术方法能够有效的满足建筑物的要求,将建筑物的变形以及不均匀沉降控制在允许范围内;其次,在施工过程中,施工人员必须要按照相关规定规范进行,合理的施工,优化工作流程,从而缩短整个建筑工程的施工工期。从上述某高层建筑中,我们采用此方法能够为后期的超大深基坑工程提供有力的依据。
参考文献
[1]赵志缙,赵帆.高层建筑施工(2版)[M].北京:中国建筑工业出版社。201I.
[2] 中国建筑科学研究院.JGJl20--99建筑基坑支护技术规程[s].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[3] 朱永清.复杂环境条件下深基坑综合支护技术的应用[J].施工技术,2011,40(7):30-33.
[4] 王銮学,王文玲,纽爱涛.某17m深基坑工程综合支护技术[J].施工技术,2011,40(7):27-29,33.
[5] 刘俊岩.深基坑工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[6] 建筑施工手册(4版)[M].北京:中国建筑工业出版7社,2003.
关键词:地下工程;高层建筑;深基坑;支护;土钉墙;施工技术
在某高层建筑工程的地基工程中,施工人员采用了超大基坑土方开挖与支护技术进行施工,地基的浅层主要采用了土体自然放坡与复合土钉墙形式,而地基的深层则是采用钻孔灌注桩与旋喷锚杆桩相结合的方式,这种方式能够起到支护作用,保证地基工程的稳定。下文主要介绍了某高层建筑地基工程中的几种施工方法,通过实际施工分析,采用上述这种支护方式能够保证建筑工程的稳定,避免工程变形或者出现不均匀沉降情况。
一、深基坑支护形式
近年来,我国在深基坑工程的施工中,安全事故时有发生,在施工过程中,一旦出现意外,就会造成巨大的经济损失,后果十分严重,究其原因,其主要是施工图纸设计不够合理或者是在施工过程中,施工人员施工不当,安全设施没有认真负责到位。所以,针对于此,我们采取了相应的技术方法——深基坑支护施工技术,这一方法在一定程度上解决了上述问题,也保证了建筑工程的质量以及稳定性。所谓深基坑支护也就是指在建筑工程施工过程中,为了保证地基工程的施工安全,减小对基坑周边环境的影响,施工人员通常采用支挡、加固、保护等措施来进行地基工程的施工。在施工过程中,深基坑支护结构的选型有以下几种:1)排桩或地下连续墙。这种结构通常是由围护墙、支撑以及防渗帷幕组成,它具有噪声污染小、对周围影响小、承载力大等优点;2)水泥土桩墙。这种施工方法主要是根据基坑的自重以及刚度来保护坑壁的,这种一般适用于坑基侧壁安全等级在2~三级的工程中;3)逆作拱墙。在基坑的平面形成比较适合的条件下,施工人员可以采用拱强来作为围护墙,从而起到保护以及防渗的作用。这种方法一般适用于安全等级为3的基坑侧壁当中,如果是软土地基中,不推荐采取此方法。在对深基坑支护进行设计之前,勘测人员应该对施工现场的土质条件、地形地势进行全面的勘测,然后再与设计人员进行详细的交底工作;设计人员再将地基工程的基坑开挖深度、排水系统、基础设施、施工条件等各个因素综合起来考虑,最后进行精细的设计,从而满足业主方、承建方和监理方的要求。另外,设计人员还应该注意的是设计要合理、因地制宜。
二、工程概况
该工程为弧形双塔造型,其中办公楼48层,高239m,屋顶建有直升机停机坪;酒店主楼47层,高204m。项目占地面积为45 091m2,总建筑面积约为298 006m2,其中地下建筑面积约为86 751m2,地上建筑面积210 735m2;办公塔楼面积约为75 358m2,酒店塔楼面积约为64 348m2,裙房部分(1~6层)面积约为48 421in2,会议中心面积约为21 905m2。
基坑开挖深度14.450m,局部挖土深度达20.090m,±0.000相当于绝对标高4.650m,塔楼开挖深度16.450m,塔楼积水井开挖深度19.450m。采用浅层土体放坡、复合土钉墙,深层采用钻孔灌注桩结合旋喷锚杆桩的支护形式。钻孔灌注桩直径800mm,采用C30混凝土;桩外侧采用4,850工法桩止水;旋喷锚桩直径500mm,锚桩内插钢绞线。
三、深基坑支护
1 施工顺序
施工场地平整后进行测量放线,然后开始三轴搅拌桩和套打加固搅拌桩施工,再施工围护灌注桩和高压旋喷桩,进行降水和土方开挖,同时进行土钉墙、腰梁和预应力钢绞线锚杆桩施工。
2 850mm三轴搅拌桩施工
采用P·042.5级水泥,水泥掺人量20%,水灰比1.6。控制钻具下沉及提升速度,一般下沉速度≤1m/min、提升速度≤2m/min;桩体施工必须保持连续性,相邻桩施工间隔不得超过12h,如因特殊原因不可避免,则应补强并标明位置。施工冷缝应另补2根旋喷搅拌桩,确保止水效果;钻进时注浆量一般为额定浆量的70%~80%。水泥掺量≥20%,水灰比为1.5~2.0。现场取样制作试块,进行无侧限抗压强度试验,要求强度≥1.0MPa。
3 钻孔灌注桩施工
桩径为800mm,采用C30混凝土,桩内主筋沿桩身均匀布置,并尽量减少钢筋接头,桩内主筋搭接采用焊接,焊接长度10d,混凝土充盈系数应≥1.05且≤1.2,桩的主筋保护层厚度为40ram。
4 基坑加固
基坑内局部工程桩较密集,如塔楼电梯井部位,为此设计采用高压旋喷桩土体加固方法,采用P·042.5级水泥,水泥掺人量20%,水灰比0.7;旋喷桩理论桩径800ram,搭接200ram,喷浆压力15-20MPa。
5 旋喷锚杆桩施工
1)直径500mm斜向锚杆桩采用P·042.5级水泥,水泥掺人量20%,水灰比0.7;旋喷搅拌的压力应为15-20MPa。扩大头旋喷搅拌的进退次数比桩身增加2次,以保证扩大头的直径。
2)锚杆桩内插钢绞线,应进入旋喷桩底,待旋喷桩养护5d后施加张拉力锁定。直径500mm旋喷桩每根钢绞线的锁定拉力为90kN。
3)加筋水泥土桩锚施工按照分段、分层开挖,分层厚度必须与施工工况相结合,且≤3 000mm。下层土方开挖时,上层的斜锚桩必须有5d以上的养护时间并已张拉锁定。钻孔定位误差<50ram,孔斜误差<30。锚桩桩径偏差≤2em,并严格按照设计桩长施工。
4)腰梁采用116与钢板焊接而成,腰梁对焊连接时,2根工字钢之间的连接焊缝间距≤2mm。垫板采用150ram×180mm×20mm钢板,采用QVMl5.2锚具。钢绞线插入定位误差≤30mm,底部标高误差≤20cm。
5)每根钢绞线由7根钢丝绞合而成,桩外留1.0m以便张拉。锚头用冷挤压法与锚盘进行固定。旋喷搅拌桩及压顶梁强度达到70%后方可进行张拉锁定。
6)采用高压油泵和100t穿心千斤顶进行张拉锁定。正式张拉前先用20%锁定荷载(按每根钢绞线90kN确定)预张拉一次,再以50%,100%的锁定荷载分级张拉,然后超张拉至110%锁定荷载,在超张拉荷载下保持5rain,观测锚头无位移现象后再按锁定荷载锁定。
五、结语
首先,在地基工程中,采用超大深基坑支护形式能够在很大程度上充分利用建筑土地,并且施工方便,缩短了施工工期,也有效的降低了工程造价,也就是说,采用这种技术方法能够有效的满足建筑物的要求,将建筑物的变形以及不均匀沉降控制在允许范围内;其次,在施工过程中,施工人员必须要按照相关规定规范进行,合理的施工,优化工作流程,从而缩短整个建筑工程的施工工期。从上述某高层建筑中,我们采用此方法能够为后期的超大深基坑工程提供有力的依据。
参考文献
[1]赵志缙,赵帆.高层建筑施工(2版)[M].北京:中国建筑工业出版社。201I.
[2] 中国建筑科学研究院.JGJl20--99建筑基坑支护技术规程[s].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[3] 朱永清.复杂环境条件下深基坑综合支护技术的应用[J].施工技术,2011,40(7):30-33.
[4] 王銮学,王文玲,纽爱涛.某17m深基坑工程综合支护技术[J].施工技术,2011,40(7):27-29,33.
[5] 刘俊岩.深基坑工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[6] 建筑施工手册(4版)[M].北京:中国建筑工业出版7社,2003.