紧邻既有建筑的深基坑支护施工技术.pdf

127石材2023年11期SHICAI二技术施二材紧邻既有建筑的深基坑支护施工技术韩毅（甘肃第三建设集团有限公司，甘肃兰州730000)摘要：本文在介绍某商业中心项目基本情况的基础上，针对紧邻既有建筑的实际情况，采用“双排桩+预应力锚索”的方案对深基坑进行支护，对双排钢管桩以及预应力锚索的施工技术要点进行了详细分析，为其他工程项目提供很好的借鉴作用。关键词：建筑工程；紧邻既有建筑；深基坑；预应力锚索；双排钢管桩1工程案例概述1.1工程简介所述的工程案例为某商业中心项目，本项目主要为一栋超高层商业建筑及其附属的裙楼。超高商业建筑最高12 0 m，共有3 0 层，基于框筒结构进行施工，地基方面采用天然地基筏型基础。裙楼最高为17 m，为4层结构，基于框架结构进行施工，采用独立基础，地下有3 层。商业中心项目施工前期需要开展基坑施工，经过前期设计，基坑整体上为矩形结构，其南北向长度和东西向宽度分别为13 0 m和56 m。工程项目所在场地存在一定起伏，呈现出北低南高的特征，其中北侧地面和南侧地面的标高分别为6 3.4m和6 9.9 m，高度差值在6.5m左右。结合实际情况，基坑开挖深度在14.3220.12m范围内。商业中心项目周围有住宅小区和市政道路，周边的建筑物相对密集，且存在很多地下管线。在对深基坑进行开挖时，如何做好支护工作，避免开挖过程对既有建筑的不良影响，是本工程项目施工过程中需重点关注的问题。经过充分论证，本项目基于“双排桩+预应力锚索”的的基坑支护方案进行施工。1.2地质情况正式施工前对商业中心项目所在区域的地质情况进行详细调查研究。结果发现，工程项目所在区域从上至下其土层依次为素填土、粘质粉土、粉质粘土、粉质粘土、粘土、中砂、卵石，各类土层的厚度、密度、凝聚力、内摩擦角等参数具体如表1所示，表1中所述的土层厚度均为平均值。表1深基坑支护涉及土层及其性能参数素填粘质粉粉质粘粉质土层类型粘土 中砂卵石土土土粘土土层厚度(m)2.792.762.525.784.932.7510.6密度(kN/m)18.9220.1220.34 20.3418.9520.1625.14粘聚力(kPa)101530.61548.600内摩擦角102215.825.18.63445(）2双排桩+预应力锚索支护方案设计综合实际情况，本文所述的商业中心项目深基坑拟利用“双排桩+预应力锚索”的支护方案，如图1所示为深基坑“双排桩+预应力锚索”支护方案的原理示意图。利用该支护体系保证商业中心项目深基坑的稳定性和可靠性。在决定采用何种支护方案后，对支护参数进行详细设计是决定支护效果的重要基础。只有在支护参数满足基本要求的情况下才能保证深基坑在开挖过程的稳定性，为商业中心项目后期的长期稳定可靠运行奠定良好的基础。方案中的双排桩利用钢管进行施工，钢管材质为Q345，具有良好的性能，可满足本工程实际使用要求，钢管直径为146 mm。外侧钢管与既有建筑地下室结构墙体之间的距离为2 m，双排钢管之间的间距为2.1m，每排钢管相邻间距设置为1.2m。本工程案例中使用的锚索属于低松弛预应力钢绞线，具体为4S钢绞线，其直径为15.2 mm，能够承受的压力达到18 0 0 N/mm21作者简介：韩毅（19 8 1一），男，汉，山西闻喜人，工程师。土木工程专业。目前主要从事工程土建施工等相关工作128STONE2023No.11STONE施二二技术石材素填土粘质粉土粉质黏土粉质黏土黏土预应力锚索中砂双排桩卵石图1深基坑支护方案示意图3主要施工技术要点分析3.1双排钢管桩施工施工过程中需要利用钻机进行钻孔处理，本工程案例在考虑锚固地层围岩属性等多方面因素的情况下，选用的是TXJ16 9 9 型地质钻机，该钻机的直径为17 0 mm。具体施工过程中，考虑到水钻可能会对深基坑岩体产生不良影响，使其稳定性降低，因此不得使用水钻，应该采用干式钻孔工艺进行处理2 。为了保证钻孔质量，需要对钻孔速度进行严格控制，钻孔速度过快会影响钻孔效果，出现变径或者扭曲等问题，不仅使钻孔过程变得更加困难，还会影响后续双排钢管桩的施工。具体应用时应该采用大扭矩低压钻进工艺，可有效保障钻孔效果。整个钻孔过程中需要做好记录工作，钻进至设计规范要求深度后停止钻进，钻孔过程中如果出现了泉眼、裂隙、溶洞等不良现象，应尽快同设计单位、监理单位、地质勘查单位等碰头研究处理方案。利用平板车将需要用的钢管桩运输到施工现场，堆放场地应该保证平整，同时做好防雨措施，避免雨水引起钢管锈蚀，从而影响其使用性能。运输到现场的钢管桩需要根据实际使用情况进行加工处理，确保规格尺寸满足实际使用要求，加工完成的钢管桩按照打桩顺序进行存放，方便后续使用。利用专业吊车采用一点捆扎法对钢管桩进行吊运安装，安装时需要利用铅垂仪对钢管垂直度进行检验，确保无误后进行插装施工，此举能保证钢管桩顺利进入对应孔位，保证桩位的正确性，庄身的垂直性3)。本案例中，钢管直径和钻孔直径分别为146 mm和17 0 mm，正常情况下钢管可以顺利进入孔位，如果施工过程中出现了下管困难等问题，应该将钢管桩拔出，对钻孔进行彻底清理后再次下管安装，直到安装完成为止。考虑到钻孔直径比钢管直径大，为了实现钢管位置进行固定，需要进行灌浆处理。本案例中使用的水泥净浆水灰比为0.450.55，要求的水泥净浆强度超过M42.5。施工过程中基于自动搅拌机和混凝土传送管对水泥净浆进行输送，同时利用长条钢筋进行振捣，确保水泥净浆的密实性，中间不存在缝隙问题。上述的水泥净浆灌注工作需要在完成钢管安装工作后的2 4h内完成，防止出现钻孔塌、收缩等问题影响后续灌浆工作。3.2预应力锚索施工从图1中可以看出，每竖排使用了4根锚索。锚索孔施工时需要利用地质钻机，结合实际情况选用的是HQD110型电动潜孔钻机。正式钻孔前，需要使用全站仪对孔位进行放样，明确钻孔位置，然后引出孔位护桩，方便钻机就位并确定钻孔中心。利用两点定线原理对钻机方向进行确定，钻进过程中钻机位置不得出现移动现象。为了保证钻孔质量，要配套使用钻孔测斜仪对钻孔方向进行控制，本工程案例要求锚索孔的水平方向和垂直方向孔距误差分别控制在50 mm和100mm范围以内，钻孔偏斜角度误差不得超过2，钻孔深度误差不得超过10 0 mm。正式钻孔前需要开动设备进行试钻，根据围岩属性和设备性能调整钻进速度，避免速度设置不当影响工作效率，或影响钻孔质量，进而影响锚索后续的安装施工工作，甚至影响预应力锚索的使用性能，对深基坑的稳定性造成不良影响。钻孔时做好记录工作，如果出现不良现象应该立即停止钻进，并对附近围岩进行灌浆固壁处理。钻孔至设计规范要求的深度以后，为了保证钻孔的稳定性，需要稳钻12 min时间。钻孔时如果出现了承压水应该及时将水排出，并等到水压变小后安排监理人员及其他技术人员检查，确保合格不存在安全隐患后才能进行锚索安装工作。完成钻孔工作后，为了保证钻孔质量，需要对其进行验收，所有钻孔的深度、误差等均满足相关要求后才认为合格。129石材2023年11期SHICAI二技术施二锚索运输到施工现场后，根据实际需要进行加工，确保长度满足使用要求，另外确保钢绞线的顺直性，除去表面的铁锈。每根锚索都有两处自由段，应该做好标记，自由段利用塑料管进行保护并在锚索表面涂抹黄油，锚索的锚固段每间隔1.5m设置一个架线环，锚索头部位置设置导向帽。做好上述准备工作后将锚索平顺放置。正式对锚索进行施工时，需要再次检查锚索的长度、规格及质量情况，确保满足要求后才能进行安装。对钢绞线进行安装时，要一并将注浆管放人孔内，本工程案例预埋了2 根注浆管，其中一根注浆管端头部位与孔底之间的距离为50 0 mm，作用是防止土体掉落到孔底堵塞注浆管的出口。锚索安装到位后进行注浆处理，此环节需要严格计算注浆量，通常情况下实际注浆量比设计注浆量大，因为注人孔内的浆液会向孔壁四周扩散。此环节严格把控注浆量，防止浆液过多的进人自由段。注浆时需要利用注浆泵，注浆压力会直接影响注浆效果，因此正式注浆前需要对注浆泵的压力表进行校准，注浆全程需要保证注浆压力的均衡性，本案例将注浆压力控制在0.5MPa。注浆使用的浆液严格按照设计规范标准进行配料，并在现场拌制，拌制完成后立即使用，本案例使用的是水泥砂浆，其水灰比为0.4 0.45。正式注浆前为了保证注浆过程的顺利进行，需要利用高压风对注浆管进行通管处理，确保管内不存在杂物。3.33压力梁施工利用C30混凝土对锚索压力梁进行施工，其中保护层厚度和分缝长度分别设置为3 0 mm和8 m。混凝土结构中使用的钢筋型号为HRB400，钢筋通过焊接方式进行连接，对于水平钢筋如果遇到锚索、管装等可以将其断开处理，箍筋如果遇到锚索或者管装时适当避让处理，防止各结构件之间发生干涉现象。钢筋材料运输至现场后要进行抽检，确保合格后才能投入应用，因为钢筋质量会对混凝土整体质量产生重要影响。箍筋可以在现场进行加工，钢筋焊接以及绑扎时需严格按照设计规范标准要求执行。混凝土浇筑需要使用模板及其支撑体系，使用的模板及支撑支架必须具备足够强度，确保混凝土浇筑过程的稳定性。为了方便脱模，模板表面可以涂抹脱模剂。混凝土利用搅拌车运输至施工现场，完成浇筑后立即用专业的振捣棒进行振捣处理，确保混凝土结构的密实性，将空气及时排出。振捣时采用快插慢拔的振捣工艺，直到混凝土表面不出现泛浆、冒泡、下沉，且表面平滑时为止。混凝土浇筑过程要保持连续性，完成浇筑后12 小时内洒水养护，并在表面覆盖稻草或编织物。在混凝土强度达到设计强度50%以上后才能拆模，混凝土养护时间需结合实际情况确定，但整个养护时间需要在14d以上。4深基坑支护效果分析为了验证提出的“双排桩+预应力锚索”支护方案的可靠性，根据所述的施工技术要点完成施工工作后，对商业中心项目深基坑的支护方案效果进行了监测。具体监测了深基坑的沉降及其水平位移、紧邻既有建筑的沉降、周边道路以及管线的沉降现象，还监测了预应力锚索内力的变化情况等。监测结果表明，在连续监测期间发现深基坑支护结构的沉降量最大值和水平位移最大值分别为16.6 mm和16.2 mm，可以看出商业中心项目深基坑的水平位移和沉降量均相对较小，完全在可以接受的范围内。深基坑开挖对紧邻的既有建筑造成了一定程度的影响，通过监测发现周边建筑出现了一定的沉降量，在本文监测的范围内，沉降量最大值达到了5.2 3 mm。虽然紧邻既有建筑出现了一定的沉降，但是沉降量很小，不会对其运行的稳定性和可靠性产生很大影响。通过对周边管线的沉降量进行监测，发现其最大沉降量为5.83mm，对周边市政道路进行监测发现其水平位移最大值为8.2 mm。可见，商业中心项目深基坑开挖过程对周边管线和市政道路的影响相对较小，几乎可以忽略不计5参考文献1邵鲁.CSM工法等厚度水泥土搅拌墙在紧邻既有建筑深基坑工程中的应用D).砖瓦.2 0 2 3(1):6 5-6 7.2郑憧.复杂条件下紧邻既有建筑深基坑关键技术研究D.山西建筑.2 0 2 1,47(2 0)：12 3-12 5.3】顾文文.紧邻既有建筑的深基坑围护施工技术探讨D.住宅与房地产。2 0 2 1(4):2 14-2 15.4李迥.复杂地质条件下的超深基坑设计与施工D.建筑施工.2023,45(2):279-281.5韩冰.深基坑锚注微型钢管桩联合支护结构应用研究D.四川水泥.2 0 2 3(2)：17 8-18 0.