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邹议建筑施工基坑支护中咬合桩和地下连续墙的优缺点

2020
03/24
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百晓生

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建筑界
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【摘要】  中图分类号:tv551 4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)13-0053-01   由于各种基坑的支护形式差异很大,而且基坑支护的特

  中图分类号:tv551.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)13-0053-01

  由于各种基坑的支护形式差异很大,而且基坑支护的特点是使用寿命短,属于工程建设的一种措施性结构,因此在设计时一般只注重于成本的控制,近年来深基坑支护倒塌、支护结构位移大导致周围建筑破坏等案例时有发生,笔者在此浅谈钻孔咬合桩和地下连续墙两种支护方法的一点看法,抛砖引玉抓好深基坑支护工程的质量,以确保主体工程的顺利进行。下文中所说的本工程系指武汉某基坑支护工程。

  一、咬合桩和地连墙概述

  钻孔灌注咬合桩是指平面布置的排桩间相邻桩相互咬合(桩圆周相嵌)而形成的钢筋混凝土“桩墙”,它用作建筑物的深基坑支护结构。地下连续墙是利用各种挖槽机械,借助泥浆的护壁作用,在地下挖出窄而深的沟槽,并下放钢筋笼,浇注混凝土而形成一道防渗、挡土和承重功能的连续地下墙体。

  二、咬合桩优点

  咬合桩由钢筋混凝土桩和塑性混凝土混凝土桩交接咬合而成,其混凝土终凝后,成为无缝的连续“桩墙”;它与普通钻孔支护排桩相比,大幅度提高了支护结构的抗剪强度和安全性;更具有良好的截水性能,不需普通钻孔排桩的高压旋喷和深层搅拌桩等辅助截水及桩间挡土措施。

  三、咬合桩与地下连续墙功能优点主要表现在:

  1、配筋率较低。咬合桩通常是采用钢筋砼桩和塑性混凝土砼桩间隔布置的排列方式,大大地降低了支护结构的配筋率。如本工程咬合桩配筋率为63.7kg/m3,而地连墙配筋率为79.4kg/m3。

  2、抗渗能力强。钻孔咬合桩是连续施工的,桩间不存在施工冷缝夹杂泥土,而地下连续墙分幅接头处的施工冷缝往往是防渗的薄弱环节,一旦刷壁未到位会留下渗水隐患。

  3、施工时灵活,由于咬合桩施工时可以根据需要转折变线,所以更适合于施工一些平面多变的的基坑和圆弧基坑等。本工程也充分证明了咬合桩的本优点,由于基坑东侧有5处凸出部位,如果使用地连墙支护,会增加支护面积,造价增加。

  4、旋挖机入岩效率更高,尤其是在强风化岩和中风化岩石层中施工。本工程施工中,在旋挖机引孔后地连墙施工效率大大提高。

  5、泥浆稠度要求比地连墙要求稍低一些,根据圆形本身的特性,自身成拱形,对防止塌方有一定作用。

  三、地连墙优点

  近年来随着各城市地铁站、高层建筑基坑越来越深,地下连续墙以其自身特点得到广泛应用,并得到飞速发展。地下连续墙与咬合桩等其他围护结构相比具有以下一些优点:

  1、施工时振动小,噪音低,非常适于在城市施工。

  2、墙体刚度大,基坑开挖后,可承受很大的土压力,极少发生地基沉降或塌方事故。

  3、墙体本身防渗性能好,如果接头形式和施工方法的改进,使地下连续墙几乎不透水。综合考虑本工程,基坑西侧紧邻湘江大堤,地下水位高,水头压力大,采用地连墙支护结构,墙体防渗性好,出现流沙、管涌的概率降低,安全系数提高。

  4、适用于多种地层条件。地下连续墙对地基的适用范围很广,从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层,各种软岩等所有的地基都可以建造地下连续墙。

  5、可用作为地下室箱型基础。目前地下连续墙不再单纯作为防渗防水、深基坑围护墙,而且越来越多地用地下连续墙代替桩基础、沉井或沉箱基础,承受更大荷载。即现在所说的“三墙合一”技术。本工程地下连续墙仅作为防渗和挡土作用。

  四、咬合桩质量控制要点

  综合以上两部分论述,咬合桩在施工过程中需注意以下问题:

  (1)施工时可借鉴地连墙的部分施工工艺,如施工前做导墙,能达到有效定位和桩顶标高控制。

  (2)施工前及时掌控钻机在该地层工效,布设钻机位置,合理排工期,保证在塑性混凝土桩成型后及时施工两侧钢筋混凝土桩。这点对保证桩身垂直度及后期开挖后止水效果的一个关键因塑性混凝土。

  (3)严格控制桩身垂直度,并保证相邻桩之间的咬合尺寸。根据本工程经验是尽量缩短空钻部分尺寸,且施工中利用钻机及时纠偏。保证桩体全部咬合完好。

  (4)一旦有塑性混凝土桩在钢筋混凝土桩内侧,咬合较少,钢梁安装过程中不允许凿除部分塑桩,造成该处塑桩成“断桩“现象,承载力降低。

  五、地连墙质量控制要点

  地连墙施工过程中需注意以下问题:

  (1)导墙尽量座落在原状土层中,拆模后及时用木方支设,防止导墙合拢,一旦导墙位移过大,抓斗下不去,处理相当麻烦。

  (2)地连墙施工对泥浆要求较高,根据地层情况及时调整泥浆稠度,且保证泥浆面不能低于导墙面0.5m。本工程通过基坑开挖后观察,地连墙砂卵石层“鼓肚”现象明显比不调浆的咬合桩少。

  (3)地连墙钢筋笼制作首先保证桁架的尺寸(包括长宽厚)正确,然后是主筋和横向筋间距要符合图纸要求。还有一个关键就是所有吊点加强筋要满焊,并保证足够强度。一方面是承载地连墙自重,另一方面是钢筋笼遇障碍物下槽困难,保证二次起吊时笼体不散落。

  (4)地连墙各槽段连接处是其止水的一个薄弱地段,发展到今天出现了各种接头形式,如工字钢连接、十字钢板连接、锁口管等连接等形式。前两种止水效果更好,但造价较高,锁口管造价稍低,能重复使用,但是止水效果一般。本工程采用锁口管接头形式。下面是锁口管接头形式需要注意的几点:由于地连墙止水最薄弱的环节就是接头位置,刷壁是控制地连墙后期成品的关键点。刷壁用的吊刷分为偏心吊刷和直吊刷,偏心吊刷效果应该更好,本工程应用的是直吊刷,刷壁的时间一般根据槽深情况不小于30分钟,且不少于5次,直到铁刷上无明显的泥沙为止。

  (5)地下连续墙相对于桩来说,还是一门新兴的技术,还没有十分成熟的检测方法。相比桩质量好坏的检测方法现在已经十分成熟,如静载试验、大小应变、声波探测等技术。一般地连墙工程中采用声波透射法和钻探取芯法,但是钻探取芯法是一种有损的检测方法,如果取芯时损坏地下连续墙内部的钢筋结构,在后来钻探取芯法的补芯工序中,还要接上钢筋,操作十分麻烦,况且损坏内部结构的完整性;另一方面钻探取芯的成本也较高。本工程地连墙检测采用的声波透射法,但是声波透射法也是一种半有损的检测方法,而且也不能达到检测的随机性要求。地连墙还需要有一种可靠、高效、能随机抽查的检测方法,能检测施工质量以促进施工方法的提高、杜绝投机取巧、偷工减料现象的发生,更对基坑的安全提供强有力的保障。

  六、结束语

  随着社会进步飞速的发展,各类大型建设项目层出不穷,对于地下室的需求越来越多,要求越来越高。从最初始的一层延伸到多层。因此,基坑支护的工艺要求也就越来越高,充分了解掌握咬合桩和地下连续墙的优缺点,结合实际工程情况需要,扬长避短,结合使用,在基坑支护工作中发挥重要作用

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