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插筋补强支护结构—某深基坑工程

339 2021-11-08 14:43:49

该工程地下五层,基础深度 17.7m。其西、南两面紧靠交通要道,北面距北京某制药厂的一栋二十层的宿舍楼围墙仅十米,东侧是已建相联的写字楼,无法作大角度扩坡施工。曾先后制定了灌注柱支护、预应力锚杆支护方案和土钉墙支护方案经反复论证,决定采用插筋补强的边坡支护方法。放坡比例为1∶0.25(76°),采用长度5~8m 的φ16螺纹钢作锚杆,锚杆孔径为φ80~φ130,锚杆倾角是12°,锚杆的水平和垂直间距均为1.5m,锚杆端部作六角形混凝土锚定板。这种支护施工方法造价低、施工方便、工期短,经一个雨季的考验坡体未见发生破坏,位移未超过千分之三。

采用插筋补强支护边坡的施工方法,主要适用于粘土、粉土、粉砂、中砂、细砂及含少量卵石的砂层等土层中,并且在开挖过程和深基坑回填之前确保坡底处于无水状态,如果有地下水应该先行降水,如果支护的边坡遇水液化,则土钉自然失效。施工中注意监测与观察。

1 地质情况

北京民源大厦西塔楼 17.7m 深基础应用插筋补强支护边坡时,边坡的地层岩性具体条件如下;

在场地地面下 70.00m 深度内的地质土层,按其沉积年代、成因类型岩层分类,共划分出18个层及 29个亚层。自然地面约为40.10m,自地表往下约18m 深的土层情况如下∶

(1)人工堆积层分布于地表,厚度为1.6~3.8m,包括粉质粘土、粉质粘土层及碎石填土层。(2)第四纪沉积;在标高35.95 ~38.53m 以下为粘质粉土、粉质粘土层(褐黄-灰黄色,湿~饱和,可塑)层间分布有粘土层及砂质粉土、粉砂层。(3)在标高34.55 ~36.17m 以下为粉砂、砂质粉土层(褐黄灰黄色、中上密、湿)层间夹有粉质粘土,重粉质粘土层及砂质粉土、粘质粉土层。(4)在标高31.88~34.72m 以下为粉砂、砂质粉土层(灰~灰黄色,湿~饱和,硬塑)层间夹粘质粉土、粉质粘土层及粘土、重粉质粘土层。(5)在标高 31.05~34.33m 以下为粉砂、砂质粉土层(褐黄~灰黄色,中上~密实,稍湿~湿)层间夹粘质粉土、粉质粘土层及砂质粉土)层。(6)在标高28.02~30.33m 以下为细、中砂层(褐黄~褐黄(暗)色,中上~密实,稍湿,层间夹灰~黑灰色的粉质粘土、粘质粉土层及圆砾、卵石层。(7)在标高 24.9 ~28.52m 以下为卵石、圆砾层(杂色、中密、湿~饱和)层间夹密实的细、中砂层。(8)在标高19.02~~22.45m 以下为粉质粘土、粘质粉土层(褐黄色,饱合,可塑-硬塑),层间夹粘土、重粉质粘土层,粘质粉土,砂质粉土层及黄灰~灰色的粘质粉土、砂质粉土层。

2 插筋补强支护边坡的计算

关于插筋补强支护边坡施工的计算问题,主要是进行下面几项∶(1)确定土钉的平面和剖面尺寸及分段施工高度;(2)确定土钉布置方式和间距;(3)确定土钉的直径、长度、倾角及在空间的方向;(4)确定钢筋类型、直径及构造;(5)注浆配方设计、注浆方式、浆体的强度指标;((6)锚定板的构造、几何尺寸及坡顶防护措施;(7)土钉抗拨力验算;(8)变形预测和可靠性分析。

3 插筋补强施工的工艺流程施工方法

用插筋补强方法对近似直立(76°)的边坡进行支护,其工艺流程如下∶

(1)放线,确定基础开挖的边线;(2)开挖第一步工作面(2.5m深),修正边坡之后,从坡顶往下 1.5m开始作第一层土钉锚杆,以下每步1.5m 高左右;(3)按事先设计的土钉锚体定位图确定第一排土钉位置;(4)用洛阳铲掏挖土钉孔(或用钻孔机钻孔)并测量深度;(5)向孔内置放预制成形的土钉锚杆;(6)向孔内用高压泵注水泥浆;(7)在坡面上铺入15mm×15mm 的密网铅丝网,用骑马钉固定; (8)在土体上铺放钢筋网片 φ4一200 ×200,用骑马钉固定;(9)在坡面上压抹 30~50mm 厚水泥砂浆;(10)随之在土钉锚体外露的端部安装混凝土锚固板,加钢垫板用螺丝紧固;

4 插筋补强施工方法注意事项及要点

(1)使用插筋补强方法对17.7m深基础边坡进行支护施工,是随基础开挖同步进行的。第一步先挖2.5m 深左右,在距坡顶往下 1.5m处做第一层土钉锚体。首先确定孔位,然后开始钻孔,钻孔工具一般由人工使用洛阳铲进行掏挖。洛阳铲每节 2。5m 长,尾

部有丝扣,可以和下一根连接,般可以接长到12m 左右,再长就不便操作,需要机械动力钻施工。使用洛阳铲掏挖孔要求注意掌握孔的倾斜度,本工程的倾角为12士3。检查工具是做一把专用倾角靠尺,测量坡壁与洛阳铲钻杆夹角,以便随时纠正不符合要求的土钉孔斜度,遇有卵石层,人工用洛阳铲掏挖困难时,改用螺旋钻或地质钻, 在少数成孔困难的坡面可以增设钢护套钻进。

(2)钻孔施工要严格按设计图的纵向、横向、孔深及水平夹角进行。

(3)土钉锚杆的制作

土钉锚杆用螺纹钢制作,为保证锚杆插入土孔中处于中心的位置,在锚杆上间隔 1.5m焊定位铁,其外口端部加焊-段短螺杆,以便注浆后固定锚定板用,穿入孔后用胶带包住螺丝部位,保护好丝扣,做土钉的钢筋要平直、除锈、除油编号使用。

(4)土钉锚杆插入经验收的土孔之中,要及时注浆,注浆材料用水泥浆,水灰比为0.4~0.45。注浆时先将注浆管(胶管或塑料管)插到距底250~300mm 处。用高压泵将浆液注入孔内。为保证注浆饱满,在孔口设置止浆塞,止浆塞用木塞或聚苯块做成,中心钻孔,让注浆管穿过,外形成圆形紧塞住孔口。随注入浆液,随将注浆管撤出。有时浆液注入孔内,很快被砂层、卵石层吸收、扩散,需要反复注入多次才能注满。

(5)一层土钉锚体注浆完成后,及时挂钢筋网片(200mm ×200mm)及铺入15mm×15mm 的铅丝网,用骑马钉固定在十体上,随之在坡面上压抹 30~50mm 厚水泥砂浆。

(6)待水泥砂浆初凝后,在土钉钢筋端部安装混凝土锚定板、钢垫板,用螺丝拧紧固定。这一层坡的工作面全部完成后,再开挖下一层土,再做下一层的锚杆。

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