软弱地基土中的阴井施工方法介绍
2020-12-06周文吉
周文吉
(中电建生态环境集团有限公司,广东深圳 518102)
0 前言
阿尔及利亚房建项目市政配套设施包含部分市政道路、变压器房、公用设施、景观绿化及地下管线等工程,其中与地下管线连接的阴井根据作用不同,平面结构尺寸为0.8~3m。
1 地质条件
项目地处坡地,坡顶与坡底高差较大,靠近住房下游侧和坡脚处存在大量上溢的地下水和淤泥土,同时为了调整地面整体标高,在坡脚处回填了部分开挖土,若将阴井直接安装在承载力较弱的淤泥土和回填土上,一方面在长时间的自重作用下,井体结构可能出现严重下沉;另一方面由于项目地处山地,雨期水流速和流量较大,阴井下游一侧长期承受不均衡的水体冲击力作用,可能发生倾斜或出现不均匀沉降,为了防止以上两种情况发生,最有效的解决办法就是提高阴井下卧土层的承载力。
2 主要施工方法
2.1 填充混凝土砖基础
2.1.1 适用条件
此类方法主要适用于软弱地基土层在1.5m 以内的地方,这里的持力层无地下水,周围作业环境良好,坑槽尺寸可适当放大,宜采用机械大体量开挖的条件下,井体结构平面尺寸一般为2~3m。
2.1.2 施工方法
(1)定位放线和坑底整平,根据设计图纸放设结构开挖线,开挖线除需要考虑放坡要求外,还应考虑坑底作业距离,若采用支模现浇的方式,作业距离一般为1.5m;若采用预制安装的方式,作业距离一般为1.0m。机械开挖至距离持力层5~10cm 之间时,采用人工挖土整平坑底。
(2)砌筑混凝土砖基础,砖基础的平面尺寸一般应在结构设计尺寸长宽方向各增加20cm,以便井体结构施工时安装模板和调整位置,砖基础的高度为坑底至井下底设计标高的距离,该距离在实际施工时应考虑预留5cm 尺寸,方便后期井体的高程调整和找平。砖基础仅沿着基础轮廓线砌筑一圈50cm 厚的墙体即可,砌筑用的空心砖采用细石混凝土填充,以加强砖的整体承载力和强度,砌筑砂浆采用强度为M10 水泥砂浆。砌筑完成后,按照规定进行养护。
(3)砖基础中心回填,选取不包含杂质、腐殖土、有机物、石块,含水量满足夯实要求的开挖土,采用分层填筑、人工夯实的方式回填混凝土空心砖基础中心部分,回填至与砖基础顶面平齐。
(4)阴井安装,若阴井采用支模现浇的方式制作安装,则按照设计图纸施工即可;若采用预制吊装的方式,预制完成的阴井必须在达到100%设计强度后,方可进行吊装。安装时在砖基础上面铺找平砂浆,确保阴井的位置、平整度满足设计要求。
(5)回填及管线安装,井体四周回填应采用分层、均衡、对称的填筑方式,严禁一侧填筑,防止井体受挤压发生偏移,待基坑回填至管线下底标高时,将管线端口与井体连接,密封好预留洞口后,继续回填至地面设计标高。回填过程中,应尽量避免夯实机具与井体结构和管线的触碰。
2.2 微型挖孔灌注桩
2.2.1 适用条件
超长混凝土结构是指伸缩缝间距超过相关规范规定的最大间距的钢筋混凝土结构,或伸缩缝间距虽然未超过规范限值,但结构温差变化较大、混凝土收缩较大、结构竖向抗侧构件对楼屋盖约束较大的钢筋混凝土结构。超长结构一般工程条件较为复杂,施工技术要求较高。除必须满足强度、刚度、整体性、耐久性等要求,还存在超长结构的裂缝控制、地下室不均匀沉降等问题。建筑结构基础的不均匀沉降对框架结构的房屋会产生很大的危害,轻则引起房屋墙体开裂,重则引起房屋整体或局部倾斜或倒塌,因此,设计人员要对此高度重视。
此类方法主要适用于软弱地基土层较厚的淤泥土,存在大量地下水,周围作业环境受限,不宜使用机械设备大体量开挖的地基条件,井体结构平面尺寸一般为1~2m。
2.2.2 施工方法
(1)定位放线,根据设计图纸放出结构开挖线,开挖线同样需考虑坑底作业距离,一般为1.0m。
(2)坑槽开挖,按照放设的开挖轮廓线,采用小型挖土机械进行坑槽开挖,开挖至阴井下底标高后,再向下继续挖20cm 停止开挖,清理出多余的渣土和淤泥。
(3)桩孔布置和开挖,桩孔根据井底平面尺寸进行梅花形布置,孔边距离约为30~50cm 左右,孔直径15~20cm。采用钢板制作宽度为15cm 的洛阳铲(如图1 所示),进行人工挖孔作业,边开挖边测量,通过挖孔深度和土质状况判断是否已经挖至持力层,到达持力层后,停止开挖,然后进行多次清孔,清理出孔内多余的土和淤泥。重复以上操作,直至所有布孔完成操作。
图1 自制洛阳铲
(4)制作并安装护筒,采用铁皮提前制作与桩孔直径相同,高度为12cm 的护筒,安装至桩孔上端,制作的护筒数量应多于每个阴井的桩孔数量。
(5)孔内注浆,利用注浆机拌制强度为M15 的砂浆,将注浆管插入孔底,向上拔出约15cm,开始注浆,过程中根据浆面的上升速度缓慢提升注浆管,使注浆管时刻保持埋入在浆面以下30cm 的位置,及时清理溢出孔外的水和淤泥,直至水泥砂浆从孔内溢出,停止注浆,拔出注浆管,转移至下一个孔,重复操作以上直至所有孔内注浆完成后,等待约5min,如发现砂浆高度有所下降,插入注浆管进行补浆。在注浆过程中应采取措施防止溢出的水和淤泥流入已完成孔内。
(6)放入钢筋,根据测量的孔深,提前制作好钢筋(如图2 所示),注浆完成后,将钢筋依次插入孔内,插入过程中应防止钢筋触碰孔壁边缘,造成土体坍塌。
图2 微型灌注桩钢筋
(7)底板施工,待砂浆初凝后,缓慢拆除护筒,防止桩头损坏,桩头应露出坑底10cm 高度,剔除多余的部分。待所有桩基达到设计强度后,清理出坑底内的杂物和淤泥,铺筑一层10cm 厚的C25 混凝土,然后铺设间距为15cm 的¢8 钢筋网片,再铺筑一层C25 混凝土至阴井下底面标高,按照规范进行振捣、抹面、养护。
(8)阴井安装,待底板混凝土达到100%强度后,采用支模现浇或预制吊装的方式安装阴井。
(9)回填及管线安装,具体方法与填充混凝土砖基础相同,此处不再进行论述。
2.3 微型钢管桩
2.3.1 适用条件
此类方法主要适用于软弱地基土层较厚,地基为回填土或者淤泥土,周围作业环境受限,不宜使用机械设备大体量开挖的地基条件,井体结构平面尺寸一般为1m 以内的小型阴井。
2.3.2 施工方法
(1)定位放线和坑槽开挖的方法与微型挖孔灌注桩相同。
(2)钢管桩布置,根据井底平面尺寸进行梅花形布置,桩距约为 30~50cm 左右。
(3)钢管桩制作,可采用外径48mm、壁厚3.5mm 的钢管或者外径51mm、壁厚3mm 的钢管,将钢管一端切割成45°的锐角,钢管长度根据实际情况确定,在满足施工便利的情况下,尽量采用足够长的钢管。
(4)置入钢管桩,按照标记好的位置,采用10 磅的大锤,两人为一组进行操作,一人扶桩,一人击打,击打过程中应确保桩身垂直,沿基坑一侧呈一字型依次击打置入钢管桩,连续击打直至每10 锤的贯入度小于5mm 时停止击打,依次操作直至坑底内所有桩基完成。
(5)桩头预留,待坑底所有的钢管桩置入完成后,按照桩头统一露出坑底10cm 高度,用切割机切除多余部分。
(6)底板施工、阴井安装、回填及管线安装,与前两种方法相同,此处不再进行论述。
3 结束语
阴井施工工艺简单、占总工程造价比重小,在施工中往往不被重视,但是其和地下管线一样具有隐蔽的特点,一旦出现质量问题,维修的成本将远远超出预期,对人们的日常生活造成一定影响。本文主要结合市政工程软土地基处理技术和桩基施工技术,阐述阴井的软土地基处理方法,工艺相对简单、操作方便,希望能被广泛推行。