土钉墙支护技术在泵站深基坑开挖中的运用研究
2020-07-27孙传敏
摘要:土钉墙支护技术在深基坑中应用可以有效降低坍塌事故的出现几率,其造价低廉,在施工中可实现边开挖边支护,有效提升施工效率。文章通过分析泵站深基坑项目,综合项目的实际状况对土钉墙支护技术的要点、质量控制关键内容进行了简单的分析研究。
关键词:土钉墙支护技术;泵站深基坑开挖;质量控制
中图分类号:F323.8 文献标识码:A
收稿日期:2020-05-21
作者简介:孙传敏(1985-),男,中级工程师,水利水电一级建造师,本科,研究方向:水利、市政类工程施工。
土钉墙施工技术主要是通过加固土体、土钉体以及钢筋混凝土面层三个结构共同构成,在支护中主要就是利用通过对原位土体进行加固处理,喷射砼面板,形成土钉墙,达到增强开挖面稳定性的目的。土钉墙支护技术在泵站的深基坑开挖中应用可以有效提升施工质量。分析土钉墙支护技术,可以充分提升施工的安全性。
1 土钉墙技术特点以及应用范围
土钉墙在施工中主要就是在土钉、混凝土面层以及原位土的共同作用之下,达到增强土体破坏延性的目的,充分的提升泵站施工结构的安全性。
在施工中其主要就是通过一边开挖一边支护的方式进行施工,在施工中工作面并不会受到各种因素的影响,能有效缩短施工工期。在泵站的深基坑施工中合理应用土钉墙技术,利用土钉的承载性能,可以充分提升基坑周边的土体支护能力,降低了工程成本。
在土钉墙施工中,要分析实际的土质状态,对于松软的土质则不适宜应用此种技术。土钉墙施工技术成本低廉,在施工中并不会单独的占用场地,也不会产生严重的噪音、振动等问题,其对于地形的扰动较小,在施工中通过锚杆、微型管等则可以形成一个复合型的支护体系,工艺简单,施工速度较快。在施工中要分析工程项目的土质结构以及自稳性,要综合各种因素分析是否应用土钉墙支护技术。如果在施工中深基坑周边的抗滑性以及边坡之间的间距较大,则无法凸显土钉墙的加固作用[1]。
2 项目概述
大興区新凤河流域综合治理工程生态廊道建设工程二标段3号湿地一体化泵站基坑开挖支护工程,泵站基坑标高-10.85m,场地自然地坪为±0.000m;深度10.85m,由于泵房基坑较深,现场不具备大放坡开挖,边坡施工中应用土钉墙支护技术,如图1所示。边坡高度5.42m,放坡系数1:0.5,该边坡采用土钉墙支护。土钉孔直径100mm,土钉为1φ18,土钉端头采用双“L”型弯钩与横向加强筋焊接,确保焊点牢固,如图2所示。土钉孔内注水灰比0.5:0.55的水泥浆。土钉墙采用φ6.5@200×200的钢筋网,面层喷射厚度为80mm的C20碎石混凝土,混凝土配合比为:水泥:砂:碎石=1:2:2。
3 一体化泵站基坑开挖支护中土钉墙施工流程以及要点
3.1 土钉墙施工流程
在施工中要根据要求进行基坑开挖作业,人工修坡,钻孔作业,插入土钉钢筋,注浆,钢筋网的铺设,面层的砼喷射作业,根据要求进行现场的施工测试,最后进行施工检测。
3.2 一体化泵站基坑开挖支护中土钉墙施工要点
3.2.1基坑开挖
通过分层分段的方式进行基坑开挖作业,在作业中面层砼强度尚未达到设计强度70%的时候,禁止进行后续的开挖作业。在施工中要综合各种影响因素确定基坑的最大开挖深度。
同时,在施工中要预留混凝土试块,便于后期混凝土的强度检验。在施工作业中合理的选择机械设备,降低影响。确定挖土的方式,避免出现地块松动等问题。在施工中要通过人工与机械共同作业的方式进行处理,充分保证坡度以及坡面平整度,使其符合操作要求。
3.2.2.边坡处理
为了预防边坡施工出现塌陷等问题,在施工中要做好质量控制以及预先处理。在进行边坡修整之后,在边坡的表面要进行喷涂强度高于C20的混凝土,在砼凝固之后在根据操作的要求进行打孔作业。随后进行钢筋搭设,搭设完毕之后进行混凝土的喷涂,保障钢筋保护层的厚度高于20mm,最后根据要求进行成孔作业,做好质量控制。
3.2.3钻孔
在进行钻孔作业之前,要明确具体的操作标准以及位置参数,做好排列编号管理。在进行钻孔深度计算时,要在计算获得的结果之上再增加20cm,这样则可以避免在施工中因钻孔深度不足而埋下安全隐患。钻孔过程中要合理规避各种隐患问题,根据操作要求严格管理[2]。
3.2.4插入土钉钢筋
根据操作要求进行钻孔检查,如果孔内出现了渗水、松土等问题,则要根据操作要求,采取有效的措施进行处理。在确定无误,各项参数符合要求之后再进行土钉钢筋的插入。在进行钢筋的插入作业中,要根据要求进行定位支架的安装,保证插入的土钉钢筋位于钻孔的中心位置。
3.2.5注浆作业
在进行注浆作业之前,要根据技术参数、操作要求进行土钉钢筋以及钢筋网片安装位置的检验,确定没有质量问题之后,在进行注浆作业。其中水灰比控制在1:0.3,根据实际的水泥浆凝固状态进行速凝剂用量的调整,以达到提高凝固速率,合理控制沁水的问题。
在进行注浆作业时,将注浆管以及土钉杆绑扎在一起,同时插入到钻孔的底部位置,在孔底进行注浆作业,均匀地拉出注浆管。在施工中,将注浆管口控制在浆体的内部范围中,保证孔内的各个气体可以充分释放。完成注浆之后,如果液面出现了下沉的问题,则要根据要求进行补浆处理。
3.2.6钢筋网的铺设
进行混凝土喷射之前,根据设计要求要利用捆绑方式进行钢筋网片的固定处理。在施工作业中,将钢筋网片在边坡位置固定好,做好厚度的设计以及管理。在喷射中要避免钢筋网片振动;合理控制钢筋网片的固定间距,将误差控制在±30mm的范围中,在进行钢筋网片的铺设作业时,将各个搭接的长度控制在300mm的范围。合理控制钢筋网片与坡面的间隙,保证其高于20mm。
3.2.7面层砼喷射
在施工中为了提升混凝土喷射的均匀性,要根据技术操作要求进行质量控制。将长度为100mm的钢筋垂直的打入到边坡的位置,进行厚度记号标记。在进行砼喷射时,要将喷射的射距控制在0.6m-1.0m区间中,保证射流及枪头与壁面的垂直度。在进行喷射作业时,通过自下而上的方式进行各个部分的喷射作业,在下部则要将喷射的厚度控制在50mm左右。在喷射时要进行分层喷射,分两层进行砼的喷射,将每次喷射的厚度控制在50mm。喷射接缝位置时,要合理进行缝隙预处理以及养护,保证内部的干净、清洁性。在砼面终凝2h之后,根据要求进行喷水养护处理[3]。
4 一体化泵站基坑土钉墙施工质量控制
4.1 合理控制开挖深度
在进行土钉墙的施工作业时,要根据技术要求进行分段开挖作业,做好分层保护。在土体开挖完毕,并未进行土钉安装时,容易出现坍塌等问题,严重的甚至会导致支护结构的破坏。
对此,在施工中各层土体结构开挖完毕之后,要及时进行土钉安装。在进行开挖作业时,要利用水准仪进行施工现场的实时监测分析,将土层的开挖深度控制在2m以内的范围。
放坡比例控制为1:0.5,通过机械挖掘进行作业,在人工辅助之下进行坡面平整度的修整。合理控制平整度的误差,将其控制在±20mm的范围。进行砼的喷射作业之前要根据要求进行土体表层杂质的处理。在钻孔作业之前,根据设计要求进行钻孔位置的设计以及标记。合理控制孔深,将其误差控制在60mm,孔径误差范围为5mm,孔距的允许误差则在100mm的范围。在施工中要做好钻孔倾角以及误差的控制,避免因为误差问题而影响土钉墙的抗剪强度,将钻孔的倾角误差控制在2°的范围。
4.2 材料质量控制
在施工中,要根据要求进行材料控制,检验查看材料的合格证以及试验参数等。在应用水泥浆以及砼中,要根据工程要求确定用量,做好搅拌质量控制,在施工中将搅拌好的水泥浆或者混凝土在未凝固之前要用完。在施工中水泥浆强度要高于M10,而砼的强度则要高于C20。
4.3 土钉抗拔力实验
在进行基坑土钉墙的支护作业时,要根据要求做好现场的土钉抗拔试验。根据试验确定土钉的极限荷载,分析土钉极限粘结强度。在施工时,要在各个土层中留置三个以上的非工作土钉进行测试处理。在抗拔试验时,根据要求进行土钉、测力杆、千斤顶的安装,将其放在一个轴线上,在混凝土层的上下两个位置进行千斤顶的反力架的装配,配置两个槽钢,将其作为横梁结构,与土钉墙要靠在一起。在试验时,拉拔到设计的荷载参数的时候,拧紧锁定螺母,进行锚定操作处理。在处理中通过跳拉法进行检测,要充分的保证土钉以及钢梁的受力均匀性。
在试验时施加的抗压强度要高于6MPa,应用连续分级加载的方式进行试验。在施工时通过先施加一定的初级荷载,荷载一般要低于设计荷载的20%,然后逐次的添加荷载量,在添加荷载时要保证其低于设计荷载的20%[4]。在进行荷载施加之后,要进行位移数值的记录分析。如果在试验时发现设计荷载出现问题,则要根据具体的问题对其进行修正处理。
4.4 基坑有效监控
在进行深基坑的施工监测时,要综合基坑的等级要求、场地条件以及具体的精度要求合理確定监测方式,做好质量控制。
在进行开挖作业之前,要通过2倍的深度位置进行3个及以上的基准点设置,实现对结构的全面监测分析。
在基坑周边位置要根据要求进行监测点的布置,其位置在基坑外端的2-3倍深度范围。监测的主要内容就是分析开裂,渗水等问题。在进行开挖作业之前要做好监测管理,完成基坑回填之后结束监测管理。
在基坑监测中其主要包括对支护位移测量分析,地表的开裂位置观察分析;做好建筑结构的周边环境、重要管线的变形测量以及裂缝观察。分析基坑渗水、内外地下水位变化的监测管理[5]。
在进行监测时要重点进行雨天的监测管理,分析存在的安全隐患问题,做好支护结构水源的监测。在进行支护施工阶段,每天要进行1-2次的监测,完成基坑开挖之后,整体呈现稳定性,则可以减少监测的次数,直至回填完成。
5 结语
土钉墙施工技术在水利、市政工程中应用具有显著的效果。在进行泵站的深基坑支护作业中,合理的应用土钉墙施工技术,了解施工的关键要点以及质量控制方式,可以为深基坑中土钉墙支护技术的应用提供参考。
参考文献:
[1]王乾,袁丽梅.深基坑土钉墙支护技术应用浅析[J].居舍,2020(05):65.
[2]张学锋.地铁深基坑支护技术方案研究[J].天津建设科技,2019(06):15-17.
[3]王晓俊.建筑施工中深基坑施工技术的应用分析[J].地产,2019(24):150+168.
[4]于长洲.建筑工程施工中深基坑支护技术[J].工程与建设,2019(06):941-942.
[5]杨守斌.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术及应用[J].工程建设与设计,2019(23):240-242.
Abstract: The application of soil nailing wall support technology in deep foundation pit can effectively reduce the probability of collapse accident, its cost is low, and it can achieve excavation and support in construction, effectively improving the construction efficiency. Through the analysis of the deep foundation pit project of the pumping station and the actual situation of the project, this paper makes a simple analysis and Research on the key points of soil nailing wall support technology and quality control.
Key words: Soil nailing wall support technology; Deep foundation pit excavation of pump station; Quality control