人工挖孔矩形混凝土悬臂护坡桩在深基坑工程中的应用.pdf
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1、第 3 8卷 第 7期 2 0 1 1年 7月 建筑技术开发 Bu i l d i n g Te c hn i qu e De v e l o pme n t Vo 1 38, No 7 J u 1 2 0 1 1 人工挖孔矩形混凝土悬臂 护坡 桩在深基坑工程 中的应 用 张平生王旭邱昕 ( 北京六建集团公 司, 北京 1 0 0 0 3 9 ) 摘要 】 高层建筑中基坑相对较深 , 加之与现有建筑距离过 近 , 对 基坑 支护提 出了较高 的要求 ; 一 般深基坑 支护 的施 工 技术主要为地下排桩 + 锚杆等支护 方式 。但 如果新建 建筑 临近原有 建筑 , 地下排 桩 + 锚 杆等 支
2、护方法 无 法采用机械施工 , 锚杆受相邻建筑基 础影 响 , 长度 不能 满足要 求。而采 用人 工挖 孔矩形 悬臂 桩可 解决这 一 难题 。 【 关键词 人工挖孔矩形悬臂桩; 水平抗压强度; 深基坑支护 中图分类 号 T U 7 5 3 8 文献 标志码 B 文章 编号 】 1 0 0 1 5 2 3 X( 2 0 1 1 ) 0 7 0 0 4 0 0 5 1工 程 概 况 某工程位于建 国门 内大街 , 主楼地 上 I I 层 , 框 架 结构 , 地下 4层 , 基底标 高 一1 9 2 O m, 绝对标高 2 6 7 m。相邻建 筑 物为 2 O层框架剪 力墙结构 。 地 下 5
3、层 , 基底 标高 一 2 5 2 0 m, 相邻建筑物地下结 构与主楼外墙 间距 6 m, 原基 坑支护 为地 下排桩 + 锚杆 支护方式 。 根据北京市 勘 察设 计研 究 院提 供 的 岩 土 工程 勘察 报 告 , 孔深 3 6 O 0 m范 围内地层按成 因类 型 、 沉 积年代 划分为 人工堆积层 和一般 第四纪沉积层两大层 , 按 岩性及工 程特性 进一步划分 为 7个 大层 及亚层 , 分述如 下 : 表层 为人 工堆积一般厚度为 6 2 0 9 6 0 m的人工 堆积 之房渣土层及粉质粘土填土、 重粉质粘土填土I层, 人 工堆积层 以下 为第 四纪沉 积的粘 质粉 土 、 粉
4、质 粘土 层 、 粘 质粉 土、 砂质粉 土 , 层及细 砂: 层 ; 细砂 、 中砂 层 ; 卵石 、 圆砾层 , 细砂l层 , 粉质粘土2层 ; 重粉 质粘土 、 粘土 层 、 粘质粉 土、 砂 质粉 土I层 及粉质 粘土2层 ; 卵石 层 及 细砂 、 中砂 层 ; 重粉 质粘 土 、 粉 质粘 土 层 , 粘 质粉 土 、 砂质粉土 层及细砂 层。地下最浅水位埋深约为 l 7 9 O 1 8 7 0 m, 水位位于槽底附近 , 地下水类型属于层间水 。 新建结构 基坑北侧 距红线 约 0 6 m, 距原有 建筑基坑排 桩约为 6 0 m, 根 据现场情况 和地层条 件 , 结 合周 围
5、环 境 , 为 确保周 围 土 体 的 稳 定 与 临 近 建 筑 物 的安 全 , 故 北 侧 采 用 1 0 0 0 mil l X 2 0 0 0 m m矩形钢 筋混 凝土 悬臂 桩支护 , 并 充分 利 用原有支护系统 锚杆 。该 方案 在增 加迎 土 面土体 的水平抗 压强度及现场有 限工作 面利 用方面与圆形桩 相 比, 具有 明显 优势 。施工 中保证人工 挖孔 钢筋 混凝土 悬臂桩 的工程质量 , 确保人身安全 、 桩体 自身安全 ( 不塌 孔 ) , 以及 成桩 体成孔 质 量 , 是本工 程施工的难点 。 收稿 日期 : 2 0 1 1 0 41 5 作者简介 : 张平生
6、( 1 9 5 7 - ) , 男 , 北京 人 , 大专 学历 , 工 程师 , 北 京六 建 集团公司项 目经理。 2工程特点 1 ) 排 桩支护采用矩形截面 , 增加 悬臂桩对迎 土面土体 的 水平抗压强度 , 确保深基坑支护安全 。 2 ) 通 过大截面的方桩代替普通 圆桩 , 以增加悬 臂桩 的竖 向水平抗压 , 并通过辅 助土体加 固 ( 花管 注浆 、 土钉等 ) 代 替 因临近原建而无法施工 的预应力锚杆 。 3 ) 采用人工挖孑 L 桩 代替 机械钻 孔桩 , 以方便 、 灵 活处 理 因靠近 旧建筑 而地 下管 线及不 明埋 设物 较多 导致机 械无 法 施 工 。 4 )
7、 本 工艺 适用 于新 旧建 筑距 离较 近 新 建筑 深基 坑 支 护 、 旧建 筑 基 础 及 土 体 、 山 坡 加 固 等 ( 水 平 抗 压 )工 程 施 工 。 5 ) 空气检测器 、 小型 卷扬 机 以及鼓风 机等 机械 的使用 , 一 是 提高 了工 人施工的施工操作效率 , 二是 确保工人施 工过 程 中的安全 6 ) 辅 助措施 : 桩间采取花管注浆或采 用土钉 , 固化土体 ; 表层 采用钢筋混凝土 护壁 ( C 2 0混 凝土 ) ; 桩顶 采用 冠梁 , 加 强排 桩间的整体性 。 7 ) 采用 钢筋混凝土 、 定型 钢板 护壁 , 加 强护壁 的土 侧抗 压强度 ,
8、 防止 桩体 塌孔 , 确保桩及施工 人员安全 ; 钢筋 混凝 土 护壁构造 图 1 。 亘 图1 钢筋混凝土护壁构造示意 第 3 8卷 张平生 , 等 : 人工挖孔矩形混凝土 悬臂护坡桩在 深基坑 工程 中的应用 第 7期 3施 工 工 艺 流 程 4设计参数 北侧 区域桩顶标高地面 以下 2 5 m位置 , 设一道 矩形冠 梁 , 冠梁尺寸为 2 0 0 0 m m( 宽) 5 0 0 In l 1 ( 高) , 冠梁 配筋为 6 t h 2 2 ( 左右两侧 )+ 4 b 1 4 ( 上下两侧 ) , 通 长配筋。箍筋 6 5 2 0 0 。 桩身主筋伸人连梁内不少于 4 5 0 m m
9、, 混凝土强度为 C 2 5 , 钢筋 保护层厚为 3 5 mm 。 矩形桩径 4 , 1 0 0 0 mm2 0 0 0 mm, 桩 间距 1 8 0 m, 桩 长 2 3 2 m, 有效嵌 固深度 6 5 m, 桩 身混凝土强度 为 C 2 5 。钢 筋 笼 长 2 3 2 m, 最大 弯矩处 基坑侧 配 7 t h 2 5钢 筋 , 基坑 外侧 配 2 0 b 2 8钢筋 。实际桩身配筋桩 身 内力包 络 图采 用分段 配筋 , 桩顶 以下 1 0 0范围内基坑外侧配 1 0 4 , 2 8钢筋 , 在 1 2 m 以下 基坑外侧加 配长 1 2 0 m的 1 0 b 2 8钢筋竖 向加
10、 筋。中间配筋 为 6 th 1 8 , 箍筋为 th 6 5 2 0 0 , 其 中预 留不少 于 4 5 0 mm主筋锚 固于连梁 , 主筋保护层厚为 7 5 m m。 5施工操作要点 5 1 场地 清理 、 平整、 测量放 线、 定位 5 1 1 场地清理 、 平 整 使用小 型挖掘 机或铲 运机对 需要人 工挖桩 的部位进 行 局部清理 , 要 求挖 桩 部位 地 面高 度要 比非挖 桩 地 面不小 于 2 0 e m的高低落差 , 整体挖桩高程偏差不大于 2 0 c m。 5 I 2 测量放线 、 定位 利用 标 准 ( 测绘 院提 供 ) 点 使 用全 站 仪 引测 至 开 挖 部
11、 位 , 并 打 出轴线 控 制线 ; 高程 控 制采 用 精 密 水 准 仪 引 测 。 开挖桩 定位 通 过轴线 控 制 线拉 尺 定 位 , 并 插 定 位桩 , 标 注 桩 顶 口标 高 。使 用 轴 线 控 制 线 5 0线 等 控 制 开 挖 直 线 偏 差 。 5 2第一步人工挖桩 5 2 1 第一步人工挖孔桩 根据工程特 点 , 采 取隔 桩跳挖 , 第 一步开 挖桩 顶上 口开 挖宽度要外 扩 2 O3 0 e m, 高度不小 于 2 O e m; 开挖过程 中 , 严 格按照开挖定位尺寸进行 开挖 , 开挖上 口尺寸为 1 2 0 0 m m 2 2 0 0 mm, 下 口
12、尺寸 1 4 0 0 m m2 4 0 0 mm; 第一 步人工 挖桩 开挖深度约为 8 0 e m, 并上返 2 O c m做成返 口台 , 防止雨水 等 倒 灌入桩内 。如图 2 。 图 2 桩 顶开挖剖 面 41 T 刊引 第 7期 张平生, 等 : 人工挖孔矩形混凝土 悬臂护坡桩在深基坑 工程 中的应用 第 3 8卷 5 2 2 第 一步人工挖孑 L 桩钢筋加工 、 安装 人工桩开挖完成 后 , 进行 检查 、 复核开挖 的尺 寸及位置 , 根据开挖设计尺寸核对实 际开挖 尺寸后进行 钢筋放样 ; 然 后 现场预制钢筋 。钢筋 安装 时 , 首先 安装 简易 土钉 P 1 6 5 0
13、0 梅花形布置 ; 其 次安装钢筋网片 8 2 0 0 ( 水 平 、 竖 向) , 钢筋 网片与土钉绑扎 连接 , 上下 节 网片钢 筋绑扎 连接 ; 搭 接长 度 3 0 0 mm, 水平 网片钢筋搭接长度 3 0 0 m m, 水平 网片搭接 位置 选在弯矩及 剪力 较小部位 。 5 2 3 模板 支护、 混凝土 浇筑养护 钢筋安装 、 绑扎 牢 固后 , 经 班组 自检 、 互 检 , 及专 项 检查 合格后 , 进行模板支护 ; 模板选用定 型组 合钢木模 板 , 定 向钢 木模板 图如图 3所示 。模 板安装过程 中, 要检查模 板的安装 位 置及牢固度 , 检查 验收合格后进行混
14、凝土浇筑 。 垩画 图 3 定型钢木模板加工 5 3 小型卷扬机安装及其他安 全设备安 装 5 3 1 卷 扬机安装 第 一步人工桩开 挖成 型 , 混 凝 土浇筑 完成 , 并 达到 下一 步施工操作要求 的强度后 , 开始安装小型卷扬机 。 5 3 2 其他安全设施安装 其他安全设施主要 包括 : 安 全绳 、 照 明灯具 、 通 风管 ( 包 括小型鼓风机 ) 、 配备空气检测仪 等。 安全绳安装要 符合 安全要 求 , 安装 牢 固, 并有 防 止棱 角 磨损措 施 , 及 时检 查 、 更 换 ; 照 明灯 具安 装要使 用安全 电压 , 电压要 3 6 V, 在 井下作 业如果 潮
15、湿 、 含水 量多 的时候使 用 2 4 V安全 电压 ; 通风管安装要保 证通 风量 ( 鼓风机 的功率 要 达 到要 求) , 并有 防止管道 破损 的措施 ; 空气检 测仪 的配 备 , 可 以按 照施 工需要 , 每个配备或 者多桩配备。 上述用 电 必 须 符 合 施 工 现 场 临 电 相 关 规 范 、 规 程 的 要 求。 5 4 第二 、 三至最后 一步人工挖桩 第二 、 三至后续人工挖 桩 , 工 艺流程及工艺标 准相同 , 后 续挖桩注意要点如下 。 5 4 1人工挖桩 每挖一步 , 要 使用 线锤 进 行 吊线 检查 挖 桩 的垂 直 度偏 差 , 调整 开挖 的平面
16、位 置 , 防 止开 挖位 置 左偏 右 移 , 前 凸后 翘 ; 垂直偏差 2 1 0 0 0 , 并不 大于 5 0 c m, 以防止偏差 过大 导 致钢筋笼 吊装过程 中造 成 吊装不 到位 和工程 质量 缺 陷。每 步开挖深度平 均为 8 0 01 2 0 0 m i l l , 如果 在开挖过程 中遇 到 42 流沙 、 淤泥等松散 的土质 时 , 开挖深 度控制在 5 0 c m以 内, 防 止土方塌坡。根据 地质勘 查报 告 , 查 看地 下水 的含量 , 如 果 遇到突发水量较大 的部位 , 使 用钢 板护筒 进行 护壁 , 确保 挖 桩人员及桩体安全 。 5 4 2 方桩护壁
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- 人工 矩形 混凝土 悬臂 护坡 基坑 工程 中的 应用
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