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直立土钉墙在深基坑支护工程中的设计与施工方法

344 2021-05-25 15:26:00


哈尔滨市某局综合楼地下两层,基坑开挖-11.5米。基坑北侧AB段有一排平房(浅基础),长度25米,因动迁成本太高无法拆迁。平房外墙距基坑内桩基础1.2米,在此种情下必须采用直立开挖才能保证基坑内桩基础的正常施工。经过对周边环境、地质情况认真研究,决定采用直立土钉墙方案。

一、技术难点

(1)因平房(浅基础)年代久远且墙体已有裂缝,施工时稍有不慎则随时都有开裂、垮塌的可能,给施工人员带来伤害。

(2)基坑开挖-11.5m属一类基坑,由于是直立开挖技术难度大。

二、方案制定

1.上部平房的保护在基坑上部邻平房设置围挡结构。在平房两端过平房1.5米处各设置一个混凝土基础(2m×1m×3m),基础中心各插入一根 40b工字钢,埋入混凝土基础2米,地面上设置3米。每根工字钢的两侧各用一根25b工字钢作斜向支撑上端与40b工字钢焊接牢固,下端与基础内钢筋网片焊接。两根40b工字钢之间用钢绞线相连且施加预应力使钢绞线平直,钢绞线竖向每隔0.5m设置一道,最下一道钢绞线与第一道土钉钢筋连接。围挡结构钢绞线基坑外侧侧设置一层钢丝网(见围挡结构示意图)。

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(2)地下水情况∶地下水位在-22.4m,对基坑开挖无影响。

(3)土钉墙参数∶

①地面超载取10kpa均布荷载。

②采用同济启明星软件验算,安全系数大于1.3。

③第一道土钉设于-0.5m,共设6道土钉,混凝土面层厚0.08~0.1m、强度C20。底梁宽0.5m、高0.4m(见土钉墙剖面图)。

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三、施工方法及工艺

(1)土钉墙采用边开挖边支护的原则,每层开挖深度应比每层土钉深0.5m。

(2)具体支护结构见土钉墙平面图。

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3.土钉墙施工工序(1)测量放线。

(2)根据已开挖土方边线和正负零标高,确定每层土钉高度轴线。

(3)根据已确定合格的标高轴线,施放土钉点位,水平间距为1.5m, 竖向间距 1.5m,上下层土钉点位为直线形。

(4)第一层开挖深度为土钉标高下返0.5m,土钉点位按水平间距1.5m施放,待该层土钉施工完成后,注浆铺设钢筋网,然后喷射砼面层,待该层土钉墙施工完成后,开始挖

下一层土方,施工方法同上。

(5)土钉成孔采用人工成孔方法,成孔直径为100mm,倾斜角度为10度(第一层为 15度)。土钉钢筋采用中22mm~ 25mm的螺纹钢筋。

(6)土钉钢筋制作详图∶

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(7)土钉注浆

①水泥浆制备; 搅浆前现场技术人员进行交底,具体过程如下∶ 加水至规定高度启动搅浆机,水泥按规定数量加入搅拌3~5min,水泥浆需不停的搅动,防止沉淀硬化等。

②搅浆投料时,由专人负责其投放数量和搅拌时间。

③注浆时泥浆泵及补浆压力由专人负责,其它人不得任意操作。注浆压力在 0~3Mpa。

④泥浆存储时间不能超过水泥初凝时间否则不得使用,水灰比由技术员严格检测,不得任意更改其水灰比,工程所采用的水灰比为0.6。

⑤注浆采用注浆泵,注浆压力为0~3Mpa,水泥为PO32.5,水泥浆比重为1.65~1.75,分两次注浆,第一次注浆流出后,等待 15~20min,将孔口大部分堵住,然后第二次注浆待流出纯水泥浆后停止注浆。

钢筋 网 绑 扎∶ 土 钉 成 孔 后 在 土体 墙 面上开 始 绑扎 钢筋 网 片, 钢筋采 用中6.5@200×200,压筋采用纵横1中14,土钉压板采用150mm×150 mm×10 mm。

⑦畸射面层砼;待钢筋网片形成,锚钉板焊接完成,经检查无误后,开始喷射面层砼,砼强度为C20,面层厚度为80~100mm。

四、结论

由于此方案在施工中得到了严格的贯彻执行,所以保证了基坑安全,特别是经过了一个冻融期仍然非常安全,变形监测数据最大位移0.01m。


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