排桩与土钉墙支护施工技术

复杂环境下基坑支护技术排桩与土钉墙相结合的支护施工技术马如慕通州建总集团有限公司河北分公司 100102）摘要财智中心工程位于石家庄市中华北大街以东，聚新街以南。该工程地下环境及周边环 境复杂，南侧邻近职工家属楼，东侧邻近新建高层住宅楼（地下二层，地上十六层），西侧 邻近主干道中华北大街，且中华大街正建兴建地铁工程，北侧侧邻近聚新街，基抗四周邻近 建筑物、道路不超过15米，基坑挖深14米多，属于I类深基坑工程。同时地下有原有厂房 基础，东侧有人防工程，施工场地非常狭小，现场无法放坡挖土，根据现场实际情况，综合 分析比较，选择排桩（也叫护坡桩）与土钉墙相结合的支护施工方法，并组织了专家认证。关键字排桩；护坡桩；土钉墙；支护1、工程概况本工程总建筑面积约38760m2,建筑高度53.90m,本工程设计标高土0.00M相当于绝对 标高75.75m。地下三层、地上十五层，地下室负三层层高4.40m，负二层层高3.70m，负一 层层高5.20m；地上一层层高3.75m,二层层高3.70m，三至十五层层高3.55m，挖土深度 14m多，属于I类深基坑工程。2、场地条件本工程地下环境及周边环境复杂，南侧邻近职工家属楼，东侧邻近新建高层住宅楼， 西侧邻近主干道中华北大街，且中华大街正建兴建地铁工程，北侧侧邻近聚新街，基坑四周 邻近建筑物、道路不超过15m。同时地下有原有厂房基础，东侧有旧人防通道，施工场地非 常狭小。3、施工组织编制依据1）财智中心岩土工程勘察报告2）“总平面定位图”3）“基坑支护图”4）国家、行业规范建筑基坑工程技术规程（DB13（J） 133-2012）建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）建筑地基基础工程施工质量验收规范（ GB50202-2002）工程测量规范（ GB50026-2007）建筑基坑工程监测技术规范（ GB50497-2009）岩土工程治理手册基坑工程手册（刘国彬、王卫东主编）5）住房和城乡建设部建质200987号危险性较大的分部分项工程安全管理办法4、基坑支护设计根据本工程的特点，综合考虑安全、经济、施工工期等因素，选择排桩（护坡桩）与土 钉墙相结合的支护施工方法。具体做法如下：基坑北坡（1区）：基坑北侧邻近聚新街，基坑深度14m。1.5m以上，放坡并喷射C20细石混凝土。1.5m以下采用排桩拉锚支护，护坡桩间距1.2m，桩径为0.6m，桩长17.5m （含冠梁）， 嵌固深度5.0m，主筋13E22，箍筋8150，加强筋E162000,砼强度C25，冠梁高500mm， 宽800mm；设计预应力锚索3道及3道钢梁，一桩一锚，锚索长度为14.0m、15.0m、20.0m， 孔径 150mm，配筋为 1s15.2、1s15.2、2s15.2 钢绞线，预应力为 150KN、150KN、190KN，腰 梁采2根20a槽钢。面层内设钢板网，喷射C20细石混凝土，厚度为40mm。基坑西坡、南坡（2区）：西侧邻主干道中华北大街；南侧距离一层平房5m，距离6层的职工家属楼15m，基坑深 度 14m。6.0m以上采用土钉墙喷锚支护，开挖坡度1:0.20,设计土钉3道，土钉长度为4.3m、 5.8m、4.3m,竖向间距1.60m，水平间距1.50m，土钉配筋均为1E16钢筋，土钉孔径100mm， 土钉水平向设1E14的连接筋。面层内设钢板网，喷射C20细石混凝土，厚度为50mm。6.0m以下采用排桩拉锚支护，护坡桩间距1.2m，桩径为0.6m，桩长13.5m （含冠梁）， 嵌固深度5.5m，主筋12E22；设计预应力锚索2道及2道钢梁，一桩一锚，锚索长度为15.0m、 18.0m,孔径150mm，配筋为lsl5.2、2sl5.2钢绞线，预应力为150KN、180KN,腰梁采2 根20a槽钢。面层内设钢板网，喷射C20细石混凝土，厚度为40mm；其余同1区。基坑东坡南北两段（3区）：11基坑东侧南段5、北段5范围，距离新建高层住宅楼（基础埋深5.8m）和商业门脸最 近点11m，基坑深度14m。6.0m以上采用土钉墙喷锚支护，开挖坡度1:0.40,设计土钉3道，土钉长度为5.8m、 5.8m、5.8m，竖向间距1.60m,水平间距1.50m，土钉配筋均为1E16钢筋，土钉孔径100mm， 土钉水平向设1E14的连接筋。面层内设钢板网，喷射C20细石混凝土，厚度为50mm。6.0m以下采用排桩拉锚支护，护坡桩间距1.2m，桩径为0.6m，桩长13.5m （含冠梁）， 嵌固深度5.5m，主筋12E22；设计预应力锚索2道及2道钢梁，一桩一锚，锚索长度为13.0m、 18.0m，孔径150mm，配筋为1s15.2、2s15.2钢绞线，预应力为150KN、180KN；其余同1 区。基坑东坡中间部位（4区）：3基坑东侧中间部位§范围（基坑东侧3区之外范围），距离新建高层住宅楼（13层，素 砼桩复合地基，基础埋深5.8m） 10.0m，基坑深度14m。6.0m以上支护同3区。6.0m以下采用排桩拉锚支护，护坡桩间距1.0m，桩径为0.6m，桩长13.5m （含冠梁）， 嵌固深度5.5m，主筋12E22；设计预应力锚索3道及3道钢梁，一桩一锚，锚索长度均为 13.0m，孔径150mm，配筋为2s15.2钢绞线，预应力均为150KN；其余同1区。面层含水量大或渗透水部位应设置泄水孔，泄水孔水平间距3.0m，竖向间距2.0m。坡 顶设置挡水墙，厚度120mm，高200-300mm。基坑侧壁挂钢板网，喷射混凝土面层，强度等级相当于C20，厚度不宜小于50mm，上翻 1000mm。面层喷射C20 （指定配合比：水泥:砂:石子= 1:2:2）混凝土 50± 10mm厚。5、施工工艺流程序5.1 护坡桩施工 护坡桩施工时首先放桩位，检查施工作业面，确认无误后开始打孔。5.1.1 桩位测放 桩位测放及标高测量仪器采用全站仪、水准仪和塔尺，测量仪器均有检定证书。桩位测放前，根据施工图和建设单位提供的各控制点坐标计算桩位的坐标，经复核无误 后，填写施工桩位坐标一览表，以备测放桩位时使用。向全站仪内输入坐标时应两人进 行复核，防止出错。桩位可采用一次性筷子做标识，入土深度不少于5cm。桩位测放误差应满足规范和设计 要求。5.1.2 测量放线的检查、验收与保护 测量放线采用三级检查一级验收制。 检查验收可分阶段进行，即在每批桩位测放完成经自检合格后，填写测量放线报验 单和工程定位测量放线记录，并提交建设单位（或监理）验收。验收合格后方可进入 下道工序进行施工，不经验收的桩点严禁使用。 技术人员负责将已验收的桩点向施工机台进行交接，交接后的桩点由施工机台负责保 护，发现桩点被破坏时应及时上报现场技术人员处理。5.1.3 钻机施工钻进钻进成孔工序施工工艺流程见下图： 开孔前由技术人员签发孔责任流程 卡，内容主要包括：孔位编号、设计深度、开孔时 间、终孔时间、护筒偏差等。钻机对位以控制桩拉十 字线控制，钻头对准十字线交点，符合偏差要求才能 开始钻进。 成孔设备就位时必须平正、稳固，防止钻进过 程中沉陷。钻进前应调整钻塔的垂直度，使钻机上的 垂直仪的显示点位于中心圈内。钻进过程中应始终关 注垂直仪的显示点，使之位于中心圈内，以保证钻孔 的垂直度不大于 1%。 钻进过程中，钻杆加压保持转动，保证钻头底 部土体不被挤压破坏，顺利进入斗体中，确保钻进过 程中土体不形成失稳的滑弧面。钻进过程中及时更换 适合于不同地层的钻头。 钻进过程中应认真填写钻孔施工原始记录，详细记录地层变化、钻进过程中出现 的有关问题、处理措施及效果等，钻机操作手或班长必须在钻孔记录上签字。 钻孔作业应分班连续进行，不得无故中间停钻，机台作业人员应认真执行操作规程。 应经常对钻孔泥浆指标进行检测，发现不合要求时随时调整。应经常注意地层变化，并作好 记录。交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。5.1.4 安装钢筋笼、浇灌砼钻孔完成后，用吊车安装钢筋笼，下放到标高位置，灌注混凝土(强度等级为C25)。5.2、土钉墙施工 护坡桩施工完成后，进行土方开挖，工作面开挖出后，立即修整坡面、安设土钉、挂网 并喷射混凝土。各施工工序尽量平行作业，保证工期。5.2.1 土钉墙工艺流程土钉墙施工工艺流程如下图。成尸插注挂孔筋浆网5.2.2 土钉墙施工方法(1) 基坑开挖：采用反铲挖土机挖土，预留2030cm人工修坡，开挖深度在土钉孔位下0.50m，预留 宽度保证10m以上，以确保土钉成孔的工作面。土方开挖严格按设计规定的分层分段开挖, 按作业顺序施工。(2) 边坡修整： 采用人工清理，为确保喷射面层的平整，此工序必须挂线定位。对于土层含水量较大的边坡，可在支护面层背层部插入长度为400600mm,直径不小于50mm的水平包滤网排水管， 其外端伸出支护面层，间距为2m,以便将喷混凝土面层后的积水排走。(3) 定位放线：按设计图纸由测量人员用68长3050cm的钢筋钉入每一个土钉的位置。(4) 成孔： 采用人工洛阳铲成孔。钻孔后进行清孔检查，对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土立即压浆处理,并及时安设土钉钢筋并注浆。(5) 土钉主筋制作及安放：主筋按设计长度下料，端部采用环型卩20钢筋与横向加强筋焊接(详细见水平加强筋 与土钉连接大样图)，主筋每隔2m焊对中支架，防止主筋偏离土钉中心。(6) 造浆及注浆：采用搅拌机造浆，应严格控制水灰比为W/C=0.40-0.50。注浆采用注浆泵。(7) 挂网及焊接拉结筋：钢板网片借助于拉结筋与土钉外端的弯勾连接成一个整体。(8) 喷射砼：喷射砼顺序可根据地层情况先锚后喷。喷射作业时，喷射距离控制在0.61.0m，喷射 厚度 50mm。(9) 养护：根据当月份的气温，具体采取自然养护或保温养护。5.2.3 土钉墙质量标准土钉墙质量标准见表 5-1。土钉墙质量标准表 5-1检查项目质量标准坡面平整度的允许偏差±20mm孔深允许偏差±50mm孔径允许偏差±5mm孔距允许偏差±100mm钢筋保护层厚度三 25mm土钉倾角偏差±5%钢筋网距坡面2-3cm5.3、钢绞线安装钢绞线安装时两米一道支架，自由端两端用绑丝绑紧。穿入孔内后注水泥浆，注满为止 注浆后 7 天开始安装槽钢，锚具，施加预应力。6、其他6.1、施工准备在基坑支护工程施工前，由项目经理部主持施工准备会议，听取项目经理部对整个工程 的施工准备工作计划，该计划主要反映开工前、施工中必须做的有关工作，内容如下：6.1.1 技术准备 进行技术安全交底，教育培训施工队伍，熟悉施工图纸。6.1.2 施工现场准备工作 地上、地下各种管线及障碍物的勘测定位；地上、地下障碍物的拆除；施工现场的平整； 测量放线；临时道路、临时供水、供电等管线的敷设；临时设施的搭设；现场照明设备的安 装。6.1.3 劳动组织准备 建立施工管理组织，集结施工力量、组织劳动力进场，做好施工人员入场教育等工作。6.1.4 材料、机械准备 根据相关的设计图纸和施工预算，制定的材料、机械设备需要量计划；签定材料供应合 同；确定材料运输方案和计划；组织材料按计划进场和保管。6.1.5 施工场外协调 由建设单位对外协调交通、环卫、市容的关系，及扰民、民扰处理的前期准备工作。6.2、基坑监测方案 建设单位应委托有资质的第三方对基坑进行监测，施工单位派专人每天进行巡检，主要 是查看边坡裂缝、位移，并形成记录。具体由建设单位安排，第三方出方案，我单位配合其 工作。