彭斌
廈門嘉頤建筑工程股份有限公司(361000)
深基坑支護體系中的問題與防治措施分析
彭斌
廈門嘉頤建筑工程股份有限公司(361000)
結合某項目工程深基坑支護體系實際案例,針對該工程項目中所選用的深基坑支護形式進行論述,并圍繞各種深基坑支護形式下存在的問題以及施工現(xiàn)場的防治措施進行分析與探討,望能夠引起業(yè)內人士的關注與重視。
深基坑;支護體系;問題;處理措施
近年來,隨著高層建筑施工水平的持續(xù)提升,深基坑支護施工水平明顯提高,但深基坑支護施工中也開始凸顯出一些問題與不足。若不及時加以處理,可能會對深基坑支護體系的整體穩(wěn)定性與耐久性產生極大威脅。因此,建筑施工人員必須在應對深基坑支護體系施工問題時,深入分析各個環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題與不足,及時采取防治措施,以促進深基坑支護體系施工水平的不斷提升。
本項目工程位于A市高新技術開發(fā)區(qū),為新建多層商業(yè)建筑。本項目工程地下層數(shù)為3層,局部為2層,施工現(xiàn)場基坑圍護深度為16.0 m,屬于深基坑工程。為確保深基坑工程的結構穩(wěn)定性與上部建筑結構的可靠性,本工程選擇三軸攪拌樁、支護樁以及抗拔樁相結合的深基坑支護體系,有效避免了深基坑施工中出現(xiàn)塌方等質量事故,確保了深基坑工程乃至整個建筑項目結構施工的質量與安全。
三軸攪拌樁是長螺旋樁機的一種特殊類型,共設置有三個螺旋鉆孔。施工時三個螺旋鉆孔同時自上至下進行施工,在地下連續(xù)墻工法中有良好的應用價值,對軟土地基基礎也有良好的適用性。三軸攪拌樁可利用攪拌樁機將水泥噴入土體并充分攪拌,使土體與水泥產生一系列物理化學反應,促進軟土土體發(fā)生硬結反應,進而起到提高地基基礎強度的目的。
在基坑圍護結構工程建設中,三軸攪拌樁的應用常見兩種形式:一種是三軸攪拌樁中間不插型鋼,僅作為止水用,還可與其他工藝結合后發(fā)揮擋土作用;一種是三軸攪拌樁樁體內插H型鋼,不但可以止水,還能夠通過將水泥漿與地基土土體的有機結合,形成一個連續(xù)不斷且具有一定強度的加固水泥土墻,作為擋土墻使用,對于挖設深度較低的基坑而言比較適用。
以下即結合某工程實例對三軸攪拌樁的實際應用進行闡述與分析。擬建某綜合體項目,總用地面積62 994.875 m2,場地東側基坑邊線距東路距離約為26.0 m,距商業(yè)城(設一層地下室,樁基礎)最小距離約為8.0 m。施工現(xiàn)場周邊環(huán)境較為復雜,施工場地有限。止水帷幕采用三軸水泥攪拌樁,樁徑為φ850 mm間距600 mm。采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥,水灰比1.5~2.0,水泥摻入量為不小于20%,水泥土28 d無側限抗壓強度≥1.2 MPa。
三軸攪拌樁施工流程為:測量放樣→開挖溝槽→三軸攪拌機就位,校正并復核樁基水平度與垂直度→攪拌水泥漿液,開啟空壓機并送至樁機鉆頭→鉆頭噴漿、氣切割土體下沉至設計樁底標高→鉆頭噴漿、氣,提升至設計樁頂標高,進行殘土處理→施工完畢→撤除攪拌機械。
三軸攪拌樁出現(xiàn)特殊情況采取如下處理措施:在碰到地面溝或地下管線無法按設計走向施工時,宜與設計單位、業(yè)主、監(jiān)理共同協(xié)商,確定解決辦法。發(fā)現(xiàn)管道堵塞,應立即停泵處理。待處理結束后立即把攪拌鉆具上提和下沉 1.0 m后方能繼續(xù)注漿,等10~20 s恢復向上提升攪拌,以防斷樁發(fā)生。針對滲漏水問題,可采取引流管或雙液注漿兩種方式進行處理:一是用引流管防滲漏。在基坑滲水點插引流管,在引流管周圍用速凝防水水泥砂漿封堵,待水泥砂漿達到強度后,再將引流管打結。二是用雙液注漿防滲漏。根據(jù)要求配置化學漿液,將配制好的化學漿和水泥漿送入貯漿桶內備用。
3.1 攪拌體不均勻
在三軸攪拌樁現(xiàn)場施工過程中,攪拌體不均勻這一問題的產生原因與三軸攪拌樁施工工藝不合理相關,施工機械自身故障也是主要原因之一,進而導致注漿中斷或攪拌過程中提升速度不均勻。針對該問題,可采取的防治措施為:施工前安排專人對三軸攪拌樁設備進行檢修,確保其工作性能的穩(wěn)定性,適當增加攪拌時間,提高拌和次數(shù),控制鉆進速度。除此以外,固化劑拌制過程中不得任意加水,必須確保水灰比與拌和速度的穩(wěn)定性。
3.2 噴漿異常
在三軸攪拌樁現(xiàn)場施工中,噴漿異常的產生原因與注漿泵損壞、噴漿口堵塞、管路口有雜物或硬結塊以及水泥漿液水灰比稠度不合理等因素相關。針對該問題,應采取的防治措施為:三軸攪拌樁施工前對設備進行試運轉,確保其工作性能;噴漿口應用單后球閥式止回閥,以避免拌和過程中出現(xiàn)泥土倒灌的問題;輸漿管與泵送管應當及時清潔,并于集漿池上方增設細篩進行過濾,以免雜物進入管道內。
3.3 抱鉆與冒漿
此項問題的產生原因包括工藝選擇不當、施工中遭遇黏結力較強黏土層、上覆壓力大且土層持漿能力差等。針對該問題,應采取的處理方法是:在深基坑支護工程現(xiàn)場施工中于樁頂標高1.0 m以內進行復攪加注漿,同時對實際樁頂標高預留的1/2鑿除部分。
支護樁是指在三軸攪拌樁施工工藝基礎之上,插入H型鋼并構成的綜合性深基坑支護系統(tǒng),對橫向推力有良好的承受價值。當前技術條件支持下,深基坑支護中支護樁一般用于基坑支護、邊坡支護以及滑坡治理,承受水平土壓力或滑坡推力,一般比承受豎向力的基礎樁需要更高的配筋,也經(jīng)常和錨桿(索)一起使用(樁錨結構)。支護樁與三軸攪拌樁相互作用,形成受力整體,在深基坑中能夠有效維持臨空土體的穩(wěn)定性,確保深基坑工程施工現(xiàn)場以及周邊既有建筑物的穩(wěn)定性與安全性。
5.1 鉆進中塌孔
由于抗拔樁施工過程中的護壁效果差,泥漿稠度小,因此容易出現(xiàn)漏水問題。除此以外,深基坑支護現(xiàn)場護筒埋設深度較淺,周邊封堵不密實,也會導致漏水問題的產生,進而導致抗拔樁在鉆進過程中發(fā)生塌孔。針對該問題,施工現(xiàn)場的防治措施為:抗拔樁鉆孔周邊不得設置臨時性通道,嚴禁大型設備作業(yè);地面埋設護筒時應于施工現(xiàn)場底部夯填厚度為50.0 cm的黏土,護筒周邊也需要夯實黏土并均勻回填,以避免地面水的滲入;水中振動沉入護筒時,應根據(jù)地質資料,將護筒沉穿淤泥及透水層,護筒之間的接銜要密封好,防止漏水。
5.2 鉆孔漏漿
導致抗拔樁現(xiàn)場施工中出現(xiàn)鉆孔漏漿的主要原因包括以下幾個方面:護筒埋設深度不足,泥漿自護筒底部流失;護筒制作比較粗糙,接頭與縱向接縫部位不嚴密,泥漿滲漏頻頻發(fā)生;護筒內靜水壓力高,導致護筒刃腳部位出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。針對該問題,施工現(xiàn)場的防治措施為:在成孔環(huán)節(jié)中保持護筒內靜水壓力的穩(wěn)定;在護筒安放前對其質量進行嚴格驗收與控制,并于接縫部位增設止水墊片;適當增加泥漿稠度,降低鉆進速度,在護筒刃腳回填黏土層鉆進時應反復沖擊,以提高護壁效果。
5.3 鋼筋籠安放及設計不當
此項問題的產生原因主要包括:鋼筋籠在現(xiàn)場堆放、搬運等環(huán)節(jié)中未嚴格執(zhí)行操作規(guī)程,支墊位置不當從而造成變形;鋼筋籠過長,未設置加勁箍,剛度不足,從而導致變形;清孔環(huán)節(jié)中泥漿糊未徹底清理,實際孔深與設計要求不符合。針對該問題,施工現(xiàn)場應采取的處置方法是:鋼筋籠應當根據(jù)施工現(xiàn)場的吊裝運輸能力分段制作,在入孔前焊接形成整體;鋼筋籠在現(xiàn)場搬運中應當按照2.0 m~2.5 m的間隔距離設置一道加勁箍,并于鋼筋籠內按照3.0 m~4.0 m間隔距離裝設可拆卸式十字型加勁架,待鋼筋籠完全吊入后再進行拆除。
在工程項目建設過程中,深基坑支護體系所涉及到的工藝技術復雜,大部分內容屬于地下隱蔽性工程,施工工藝以及相關技術在實施過程中存在較大的風險性。從這一角度上來說,如何對深基坑支護體系施工中常見的質量問題進行及時處置與控制,已成為業(yè)內人士高度重視的一項課題。本文即結合某工程項目實例,針對深基坑支護體系施工中常見的問題以及相應的防治措施進行探討與分析,望能夠促進深基坑支護體系整體質量水平的提升。
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