建筑工程中深基坑施工管理初探

卢立萍

摘要:结合实际工程,介绍了土钉墙在建筑深基坑的应用,探讨了施工过程需要注意的一些问题,提出了有效的施工管理办法。仅供相关技术人员参考。

关键词:深基坑;土钉墙;施工管理

受到基坑深度和平面形状的影响,在开挖过程中,地下水位和土层应力场发生改变,会引起基坑的变形作用,所以是一个可变的工程学科。施工过程中,由于气象条件的变化、基坑周边的堆载、施工机具的振动、开挖顺序的改变都可以引发基坑工程的突发事件。所以基坑工程是关系到人民生命财产安全的重大隐患。本文从具体深基坑工程的管理出发,对深基坑工程的施工管理进行探讨。

1 工程概况

某工程深基坑,沉池基底标高为-19.9m,上开口尺寸为40 m×44m,下开口尺寸为26m×24m。冲渣沟基坑开挖深度为(-10.1)m×(-13.55)m,上口宽14m,下口宽4.4m,长度约89m。由于场地有限,不能进行放坡开挖,故拟采用有支护系统的开挖方式进行深基坑设计和施工。该场地原始地形起伏较大,高程在+25m~+10m之间,土层分布由上至下分别为素填土(1m～2.5m厚)、粉质粘土(2m～2.5m厚)、泥质砂岩(4m～7m厚)。该场地属于长江阶地及阶地坳沟地貌。地下水类型为上层滞水(阶地区)和潜水(阶地坳沟区),地下水位埋深-2.2m~-2.9m。

2 土钉墙支护实施

2.1 施工工艺流程

该深基坑支护工程的主要施工工艺流程:土钉制作→置土钉→第一次拌浆→扎钢筋网片→喷第一次混凝土面层→第二次伴浆→喷第二次混凝土面层。

土钉墙的主要特点是边开挖边支护,而不象其他的支护方式是预先进行支护结构的施工。这样可以大大节省工期,加快进度。土钉墙采用二次喷浆的方式保证土钉结构的整体性、面层的强度和防渗性能。

2.2 支护施工注意的问题

2.2.1 开挖与修坡

土方的开挖采用机械作业,施工中应注意尽量少扰动坡壁的原土层,一次开挖深度根据设计的土钉垂直距离、地质条件以及施工机械的作业能力等综合条件来确定,开挖后,用人工及时修整。

2.2.2 初喷混凝土

边坡修整后,立即喷射第一层混凝土,其厚度根据设计要求为50mm~80mm。

2.2.3 土钉施工

每一层土钉施工按成孔、注浆、编钢筋网、二次喷浆的工作流程进行。首先用钻机成孔,注意减少土体的扰动和钻进过程中未明物体的阻挡。按设计规定的孔径、孔距及倾角成孔。成孔后及时将土钉(连同注浆管)送入孔中,沿土钉长度每隔2m设置一对中支架。注浆时先高速低压从孔底注浆,当水泥浆从孔口溢出后,再低速高压从孔口注浆。其次是编钢筋网,焊接土钉头。层与层之间的竖筋用对钩连接,竖筋与横筋之间用扎丝固定,土钉与垫板施焊。最后是按设计要求喷射第二层混凝土。这样一层土钉墙就施工完毕,继续开挖第二层土方,按此循环直至坑底标高。

2.2.4 过程控制

在连铸工程中,土方开挖由另一家单位施工,因此与支护施工如何协调非常关键。避免出现超挖或支护跟不上的情况,如果做不到先撑后挖,稍有疏忽就会出事。实际条件根据现场部分杂填土、大量砂质泥岩及施工区域狭小的情况,采用挖掘机、凿岩机施工,开设出土坡道口,机械倒运、出土。根据支护每一层的施工周期、机械的作业范围,组织开挖。每一次开挖深度严格控制在2m范围以内,要求基底平整,以便与支护机械水平作业。

对施工区域有影响的管道、构建物的资料必须收集齐全,提前编制保护或清除方案。保证施工作业过程中不出现由于地下管道、构建物的问题而引发的工程事故或误工。施工过程中出现了由于总包提供的资料不全,原出土方案中出土口位置有地下生产管道,出土口必须另设,结果增大了施工成本和难度。

土钉墙支护施工中成孔是关键。目前国内土层锚杆专用机械基础是由钻机改装的,XU-300型、600型K舳75A电动岩石机。施工中应根据施工进度的要求,调整施工设备的数量及作业时间,确保工程进度。从钻孔的特点来分,又有干钻和湿钻之分,干钻主要适用于岩层、砂土层,施工速度较慢;湿钻主要适用于粘土层,施工速度较快。在该基坑支护工程施工中,由于地形起伏较大,因此两种方式均有使用,效果也较理想。但是对杂填土层,由于较松散,孔隙较多,湿钻成孔质量很难保证,容易出现塌孔,后来采用干钻成孔,质量基本能满足施工要求。

土钉的制作与安装是保证土钉正常有效工作的关键之一。土钉的制作应严格按图纸设计、施工规范要求验收,分批验收合格后才可以安装。土钉安装过程设专人验收,合格后方可进行下道工序,这样可以避免出现偷工减料,达不到设计要求。土钉的安装要及时、合理,以防成孔后,不立即安装,这样容易出现塌孔的现象,影响质量和进度。同时加强对现场材料的管理、控制,支护施工完成后,通过现场确认工程量进行工料分析,与实际使用材料相比较,误差基本控制在5%以内。

注浆的质量控制也是保证土钉能正常工作的必要环节。在施工中,第一次注浆采用水泥砂浆,配比为水泥:砂:水=1:0.5:0.45,注浆压力为0.2Mpa~0.5MPa。在第一次注浆结束后2h进行第二次注浆。第二次注浆选用纯水泥浆,配合比为水泥:水=1:0.45,注浆压力为1.5Mpa~2.0MPa,使浆液冲破封口薄膜及初凝砂浆,浆液注入到砂浆和土体之间,达到控制压力1min~2min即可结束注浆。施工中必须设专人监测注浆及压力表数值,并签字确认,才能确保注浆质量。

钢筋混凝土面层施工要严格按图纸设计、施工规范要求验收,要求边坡平整,喷射厚度均匀,可通过定点抽查混凝土层厚度来提高质量。面层施工完后须上层土钉注浆体及混凝土面层达到设计强度的70%后,方可进行下层土方开挖,切忌提前开挖。待上层混凝土面层强度达到70%后,按要求将土钉与垫板进行固定,使土钉与混凝土面层、土体形成一个整体,提高整体稳定性的效果。

降水和排水是深基坑支护施工过程中的难题,效果不理想会给施工带来很大难度,施工周期也会延长。在本次施工中,由于地下水位较低,因此采用坑内明排水的方法。首先做好坡面压顶及排水沟系统,要求平整,排水畅通,做到即使雨季地表水也不能流渗到坑内。另外,还在坑内设简易排水沟及集水井,两台大功率、高扬程水泵及时排水,确保支护施工不受影响。

安全监测环节是指导深基坑支护正常施工、避免事故发生的必要措施,在该工程的施工中采用水平位移观测的方式,基坑四周布设观测点,随着基坑深度的增大,调整观测周期,收集信息,及时进行安全分析。尤其雨季施工阶段,进行24h安全监测,对边坡有无裂缝、渗漏点进行检查,及时修复,以防出现滑坡、坍塌,确保施工安全。

采用信息化施工的模式对施工过程中发现地质情况与勘察报告不符、墙体变形过大或按设计施工困难等情况及时与设计、勘察单位联系、沟通,及时修改、加固或补救。充分利用外部资源来完善、指导施工。因此,支護工程从施工质量、安全性论证都得到了充分的肯定。

在主体结构施工完成后,对支护部分的材料进行回收利用,降低施工成本。

3 结语

通过对该连铸工程深基坑支护的施工与管理,发现有不少跟土钉墙有关的问题需要注意,在总结教训的同时,也积累了经验,这些积累不仅对该工程的工程质量和施工管理提供了良好的保障,也希望这些经验能为将来类似的工况提供有价值的借鉴。

参考文献

[1]刘建航.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[2]牛武功.土钉墙在深基坑支护中的应用[J].山西建筑,2006,32(13):100-101.