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【高層建筑基坑支護(hù)中排樁與地下連續(xù)墻施工技術(shù)的探討】地下連續(xù)墻的施工工藝

發(fā)布時間:2020-02-16 來源: 日記大全 點擊:

  1.排樁、地下連續(xù)墻計算原理   當(dāng)基坑開挖深度較大,或開挖場地附近有較重要的建筑物(地下管線)對變形控制有嚴(yán)格要求,或施工場地狹窄,采取放坡大開挖或重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)措施可能都難以保證開挖施工順利進(jìn)行時,可采用排樁或地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)體系。常見的樁墻有鋼板樁、型鋼橫擋板、鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、地下連續(xù)墻等。排樁或地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)體系,是利用樁體隊列(或連續(xù)墻)抵抗外側(cè)水平荷載,其內(nèi)力和變形計算應(yīng)根據(jù)基坑開挖和地下結(jié)構(gòu)的施工過程,分別按不同工況進(jìn)行計算,從中找出最大的內(nèi)力和變形值,供設(shè)計樁墻和支撐之用。圖1(a)所示為某工程地下結(jié)構(gòu)和基坑支護(hù)布置示意圖,在其施工過程中,計算工況如下:
  
  圖1:擋墻的各計算工況
  第一工況:第一次挖土至第一層支撐標(biāo)高,此時樁墻為一懸臂結(jié)構(gòu),如圖1(b)所示。
  第二工況:待第一層支撐形成并達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度以后,開挖第二層土至第二層支撐標(biāo)高,如圖1(c)所示。
  第三工況:待第二層支撐形成并達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度以后,第三次挖土至坑底設(shè)計標(biāo)高,如圖1(d)所示。
  第四工況:待底板澆筑完畢并達(dá)到設(shè)計規(guī)定的強(qiáng)度以后進(jìn)行換撐,即在底板頂面澆筑混凝土帶形成支撐點,然后拆除第二層支撐,如圖1(e)所示。
  第五工況:澆筑地下二層墻板和樓蓋,待其達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度以后在樓蓋標(biāo)高位置架設(shè)水平支撐形成樁墻的新支點,然后拆除第一層支撐,如圖1(f)所示。排樁、地下連續(xù)墻有多種計算方法,應(yīng)按支撐體系(錨桿)與排樁、地下連續(xù)墻的空間作用協(xié)同分析方法,計算支撐體系及排樁、地下連續(xù)墻的內(nèi)力與變形;當(dāng)基坑形狀接近矩形且基坑對邊條件相近時,支點水平荷載可沿腰梁、冠梁長度方向分段簡化為均勻分布荷載,采用彈性支點法計算。
  排樁、地下連續(xù)墻可根據(jù)受力條件分段按平面問題計算,排樁水平荷載計算寬度可取排樁的中心距;地下連續(xù)墻計算寬度可取單位寬度或一個墻段。對于懸臂及單支點結(jié)構(gòu),可進(jìn)行簡化計算,根據(jù)靜力平衡條件進(jìn)行計算。排樁、地下連續(xù)墻除進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力、變形計算以外,還需進(jìn)行抗傾覆、抗滑移、整體穩(wěn)定性、抗隆起驗算,以確定墻體的嵌固深度。對于多層支點排樁、地下連續(xù)墻,應(yīng)按圓弧滑動簡單條分法計算;對于懸臂及單支點擋墻,可按簡化方法進(jìn)行計算。圖2所示為單層支點支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度計算簡圖。
  圖2:單層支點支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度計算簡圖
  圖中∑Eai為樁墻底以上基坑外側(cè)各土層水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的合力之和;ha為合力∑Eai作用點至樁、墻底的距離;∑Epj為樁、墻底面以上基坑內(nèi)側(cè)各土層水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的合力之和;hp為合力∑Epj作用點至樁、墻底的距離;hTi為支點至基坑底面的距離;Tel為支點力。當(dāng)懸臂及單支點支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度計算值hd<0.3h時,宜取hd=0.3h;當(dāng)多支點支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度設(shè)計值小于0.2h時,宜取hd=0.2h。
  2.鋼板樁施工方法
 。1)常用鋼板樁的種類鋼板樁截面形式很多,不同的截面形式樁體的抗彎剛度不同,適用用于不同深度的基坑。常用的截面形式為U形、Z形,基坑開挖深度很大時才用H形或組合型等。
 。2)鋼板樁的打設(shè)鋼板樁的施工,其施工方法和預(yù)制樁施工基本相同。施工前應(yīng)進(jìn)行鋼板樁檢驗矯正、吊運(yùn)及堆放、選擇沉樁設(shè)備、抄平放線。鋼板樁支護(hù)施工過程為:打設(shè)、挖土、支撐(如有)、地下結(jié)構(gòu)施工、支撐拆除及板樁的拔除。本節(jié)主要講述鋼板樁的打設(shè)方法。常用的打設(shè)方法有“單獨打入法”和“屏風(fēng)式打入法”兩種:1)單獨打入法。這一施工方法,只適用于板樁墻長度較小的情況,具體操作如下:就是從板樁墻的一角開始進(jìn)行,然后兩塊為一組或者逐塊地進(jìn)行打設(shè),直至結(jié)束。通常情況下,選用這樣的施工方法,往往會使得施工簡便迅速,因為樁機(jī)行走路線比較短,不需要其他輔助支架,但是易使板樁向一側(cè)傾斜,且誤差累積后不易糾正;2)屏風(fēng)式打入法。在施工過程中,為保證鋼板樁墻軸線位置的正確和樁的豎直,應(yīng)控制樁的打入精度,防止板樁的屈曲變形和提高樁的貫入能力,在打設(shè)鋼板樁之前,設(shè)置由水平導(dǎo)梁和豎向圍檁樁組成的導(dǎo)架,也稱為“施工圍檁”。一般常用單層雙面導(dǎo)架,圍檁樁的間距一般為2.5~3.5m,雙面圍檁的間距一般比板樁墻厚度大8~15mm。圍檁樁不能隨著鋼板樁的打設(shè)而下沉或變形,導(dǎo)架的高度要適宜,要有利于控制鋼板樁的施工高度并提高工效。
   (3)鋼板樁的拔除方法。在進(jìn)行基坑回填土?xí)r,要拔除鋼板樁,以便修整后重復(fù)使用。拔除鋼板樁要研究拔除順序、拔除時間以及樁孔處理方法。對于封閉式鋼板樁墻,拔樁的開始點宜離開角樁5根以上,必要時還可以用跳拔的方法間隔拔除。拔除的順序一般與打設(shè)順序相反。
  在拔樁的時候,首先,要求技術(shù)人員先用振動錘將鎖口振活以減小拔樁的阻力,然后再邊振邊拔。拔除鋼板樁宜用振動錘或振動錘與起重機(jī)共同拔除。拔樁會帶土和擾動土層,尤其在軟土層中可能會使基坑內(nèi)已施工的結(jié)構(gòu)或管道發(fā)生沉陷,并影響鄰近已有建筑物、道路和地下管線的正常使用,對此必須采取有效措施。對拔樁留下的土孔應(yīng)及時回填處理,可邊振邊拔并填砂或進(jìn)行注漿,應(yīng)做到密實無漏。
  3.地下連續(xù)墻施工工藝
  地下連續(xù)墻,就是在地面用專門的挖槽設(shè)備,沿著基坑的周邊,在泥漿護(hù)壁的條件下,開挖一段(一個單元槽段)狹長的深槽,在槽內(nèi)放置鋼筋籠并澆筑水下混凝土,形成一段鋼筋混凝土墻段。若將澆筑的混凝土墻段連成整體,則形成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻體,具有截水防滲和擋土承重之用,作為基坑開挖的支護(hù)結(jié)構(gòu)。有時還可以“二墻合一”,即與主體結(jié)構(gòu)合一作為建筑承重結(jié)構(gòu)。
  現(xiàn)澆鋼筋混凝土地下連續(xù)墻的施工工藝過程通常如圖3所示:
  
  圖3:地下連續(xù)墻施工工藝流程圖
  其中修筑導(dǎo)墻、泥漿制備與處理、挖深槽、鋼筋籠的制作與吊放以及混凝土的澆注,是地下連續(xù)墻施工中的主要工序。以下將以修筑導(dǎo)墻為例做詳細(xì)分析:
  在地下連續(xù)墻挖槽之前,類似于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁埋設(shè)護(hù)筒,應(yīng)在地面修筑導(dǎo)墻。導(dǎo)墻施工是確保地下連續(xù)墻軸線位置及成槽質(zhì)量的關(guān)鍵工序,是不可缺少的臨時結(jié)構(gòu),一般為現(xiàn)澆的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),也有鋼制的或預(yù)制鋼筋混凝土裝配式結(jié)構(gòu)(可重復(fù)使用)。現(xiàn)場澆筑的鋼筋混凝土導(dǎo)墻底部易與土層貼合,防止泥漿流失,而預(yù)制導(dǎo)墻則較難做到。導(dǎo)墻必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和精度,必須滿足挖槽機(jī)械的施工要求。在挖槽施工中,導(dǎo)墻具有非常重要的作用。
 。1)導(dǎo)墻的作用
  1)作為測量的基準(zhǔn),控制地下連續(xù)墻的施工精度。導(dǎo)墻規(guī)定了溝槽的位置,可作為測量挖槽標(biāo)高、垂直度和精度的基準(zhǔn);2)擋土作用:在挖掘地下連續(xù)墻溝槽時,接近地表的土極不穩(wěn)定,容易出現(xiàn)槽口坍塌,此時導(dǎo)墻就起到擋土墻的作用。為防止導(dǎo)墻在土壓力和水壓力作用下產(chǎn)生位移,在導(dǎo)墻的內(nèi)側(cè)每隔1m左右加設(shè)上下兩道木支撐(其規(guī)格多為5cm×10cm和10cm×10cm),如附近地面有較大荷載或有機(jī)械運(yùn)行時,還可以在導(dǎo)墻中每隔20~30m設(shè)一道鋼閘板支撐,以防止導(dǎo)墻位移和變形;3)支撐荷載:它既是挖槽機(jī)械軌道的支撐,又是鋼筋籠、接頭管等擱置的支點,有時還承受其他施工設(shè)備的荷載;4)維持泥漿液面穩(wěn)定:泥漿液面應(yīng)始終保持在地下水位1.0m以上,以穩(wěn)定槽壁。
  (2)常用導(dǎo)墻的斷面
  常用導(dǎo)墻斷面如圖4所示:
  
  圖4:L形:多用于土質(zhì)較差的土層;廠形:多用于土質(zhì)較好的土層,開挖后略作修整即可用土體做側(cè)模板,再立另一側(cè)模板澆混凝土;[ 形:也是用于土質(zhì)較差的土層。
  4.結(jié)語
  在高層建筑基坑工程中,技術(shù)人員一定要根據(jù)工地實際的施工要求情況出發(fā),而選用正確的、規(guī)范的施工方法,這樣才能保證建筑施工的質(zhì)量與安全。
  
  參考文獻(xiàn)
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 。ㄗ髡邌挝唬簭V西建工集團(tuán)海外工程有限責(zé)任公司廣西南寧530012)

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