基坑支护工程质量通病与预防措施研究

摘要:深基坑支护设计与施工是当前城市高层、超高层建筑突显的技术难题。研究基坑支护工程质量通病与预防措施。

关键词:基坑支护;质量通病;预防措施

中图分类号:TU

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)21-0352-01

建筑深基坑在工程施工中占重要地位,当基坑开挖深度超过自然稳定的临界深度或周围环境不允许以容许坡度放坡开挖时,就要设置挡土结构对基坑壁进行支护。深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定,而且要满足变形控制要求,以确保基坑周围的建筑物、道路、地下管线等的安全。本文浅谈基坑支护工程质量通病与预防措施。

1 钢筋混凝土板桩常见的质量通病与预防措施

1.1 接头松脱开裂

接桩处经锤击后出现松脱、开裂。为此,接桩前应将连接表面的杂质、油污清除干净;检查连接部件是否牢固平整,如有问题,应做修正后再施工;接桩时,两节桩应在同一轴线上,预埋连接件应平整密贴;如发现接桩处出现松脱、开裂等现象,应采取重新拧紧螺栓,并将丝扣凿毛焊死或重接、补焊等措施进行补救。

1.2 打桩达不到设计深度(设计标高)

为此,详细探明工程地质情况,必要时应做补勘,正确选择持力层或标高;根据地质情况和板桩质量,合理选择施工机械、桩锤大小、施工方法和板桩的混凝土强度;探明地下障碍物,或钻透,或粉碎,彻底清除掉;在砂层中沉桩应注意打桩顺序,减少向一侧挤密;保证桩头及桩身有足够强度,防止桩顶打碎和桩身打断;打桩应连续打入,间歇时间不宜过长;更换大一些的桩锤打桩,并加厚缓冲垫层;遇到坚硬土层、砂夹层时,可采用射水或吹气等辅助方法。

1.3 板桩下沉过速

为此,遇到土层中的空洞应进行填洞处理;打桩前检查板桩的垂直度和有无裂缝等情况,发现板桩弯曲或有裂缝,应弃之不用或经过处理后再打桩;落锤不要过高;将桩拔起检查原因,如有地下空洞,进行填洞处理后重新打桩。

1.4 桩身跳动,不下沉或下沉很慢,桩锤回弹

为此,查明原因,排除或避开障碍物;不使用桩身弯曲超过规定值的桩;操作时注意落锤不应过高;若入土不深,应将桩拔出,排除障碍物或更换板桩后重新打入。

2 SMW工法挡墙常见的质量通病与预防措施

2.1 H型钢插入不到位

为此,严格控制注浆量和提升速度,保证搅拌体质地均匀;选用合适的水泥掺入比,水泥宜采用42.5MPa或52.5MPa的普通硅酸盐水泥,其掺入比宜在15%-17%的范围;如H型钢不能靠自重下沉,可借助适当的外力(柴油锤或振动锤)将H型钢插入到位;钻孔时精心操作,保证成孔的垂直度在1%以上;H型钢插入时用经纬仪双向校直;应在成桩之后30min之内插入H型钢,若水灰比或水泥掺入量较大时,插入H型钢的时间允许适当延长。

2.2 H型钢插入位置不正

基坑开挖时,发现H型钢有上下偏斜、平面转向等现象。为此,钻孔时精心操作,保证成孔的垂直度在1%以上;选用合适的水泥掺入比和水灰比,保证搅拌体浆液有较高的稠度;在成桩之后30min之内及时插入型钢;H型钢插入前设置好上、下两个约束点,以控制H型钢的垂直度和平面位置,H型钢插入时用经纬双向仪校正其位置偏差。

2.3 H型钢回收困难

为此,H型钢插入前,应对其逐根检查,发现弯曲变形的要修整平直,并在其表面涂减摩隔离剂;基坑开挖时,要及时支撑,防止H型钢产生过大变形;基坑内土建施工结束回填土时,应尽可能使H型钢两侧的土压平衡;采用专用的液压顶拔装置顶拔H型钢;将H型钢用振动锤或柴油锤等打一次,克服水泥土的粘结力后再顶拔。

2.4 搅拌桩搭接处开叉

为此,桩位要按设计尺寸放线定点,钻机定位要准确,成桩后的桩位偏差不应超出5cm;钻机钻孔时,必须保证其下部基箱稳固、机身不晃动、机架横平竖直,其水平和垂直倾角均不大于0.5°;每根桩施工前,必须校正搅拌轴两个不同方向的垂直度,成桩的垂直度偏差不应超过1%;经常检查钻头磨损情况,及时补焊因磨损而减小直径的钻头,务必使钻头直径不小于桩体设计直径;采用局部补桩的方法加固支护结构;在开叉部位钻孔注浆,封堵渗漏水通道。

3 地下连续墙常见的质量通病与预防措施

3.1 锁头管拔不出

为此,锁头管的制作精度(垂直度)应在1‰以内,安装时必须垂直插入,且偏差不大于50mm;拔管装置能力应大于1.5倍的摩阻力;锁头管抽拔要掌握时机,当混凝土初凝后即应上下活动,每10-15min活动一次,混凝土达到自立强度(3.5-4h)后即应开始顶拔,5-8h内将管子拔出;吊放锁头管时要盖好上月牙槽盖。

3.2 夹层

地下连续墙壁混凝土内存在泥夹层。为此,采用多槽段灌注时,应设2-3根灌注管同时灌注;导管埋入混凝土深度应为2-4m,导管接头应采用粗丝扣并设橡胶圈密封;首批灌入的混凝土量要足够充分,使其有一定的冲击力把泥浆从导管中挤出,同时始终保持快速连续的进行,中途停歇时间不超过15mm,槽内混凝土上升速度不应低于2m/h,不要过猛;采取快速浇灌,防止时间过长塌孔;当遭遇塌孔时,可将沉积在混凝土上的泥土吸出并继续浇灌,同时加大水头压力等措施;如混凝土凝固,可将导管提出,并将混凝土清出,再重新下导管灌注混凝土;如混凝土已出现夹层,应在清除后采取压浆补强法处理。

3.3 糊钻、卡钻或架钻

为免糊钻,施钻时应注意控制钻进的速度,不要过快或过慢;如已糊钻,可将钻机提出槽孔,清除钻头上的泥渣后继续钻进。为免卡钻,钻进时注意不定时的交替紧绳、松绳,将钻头慢慢下降或空钻,以免泥渣淤积、堵塞;如中途停止钻进,应将潜水钻机提出槽外;钻进时适当控制泥浆的密度,以防塌方;挖槽前探明障碍物并及时处理;在塑性粘土中钻进或槽孔偏斜弯曲时应经常上下扫孔;挖槽机在槽孔内不能强行提出,以防吊索破断,一般采用高压水或空气排泥法先排除周围泥渣及塌方的土体,然后慢慢提出钻机,必要时可用挖竖井的方法取出。为免架钻,钻头直径应比导板箱宽2-3cm钻头磨损严重时应及时补焊加大;钻进三角死区土层的垂直铲刀或侧向拉力失效,或遇坚硬土层时功率不足,难以切土时,可辅以冲击钻破碎三角区或坚硬土石层后再钻进。

4 沉井(箱)常见的质量通病与预防措施

4.1 沉井倾斜或偏移

为此,首先应控制沉井倾斜,即加强沉井下沉过程中的观测和资料分析,发现倾斜及时纠正;隔开并平均、均匀地抽除垫木,并及时用砂或砂砾回填夯实;在刃脚高的一侧加强取土,低的一侧少挖或不挖土,待沉井正位后再均匀分层地取土;采用不排水下沉,并在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块,以延缓下沉速度;可在井水或开挖、增加偏心压载以及施加水平外力。为控制偏移,有意使沉井向偏位的相反方向倾斜,几次倾斜纠正后即可恢复正确位置;或有意使沉井向偏位的方向倾斜并沿倾斜方向下沉,直至刃脚中心线与设计中线相吻合或接近时,再把倾斜纠正;加强测量的检查复核工作。

4.2 沉井下沉极慢或停沉

为此,在井壁与土壁之间灌入触变泥浆以降低摩阻力,泥浆槽距刃脚高度不宜小于3m;继续浇灌混凝土以增加自重或在井顶加荷重;挖除刃脚下的土或在井内壁继续进行第二层“锅底”状破土;用小型药包爆破震动,但刃脚下挖空宜小,药量不宜大于0.1kg,刃脚用草垫等防护;对砂及砂类土,可将不排水下沉改为排水下沉,以减少浮力,射水管也可埋于井壁混凝土内;清除障碍物。

4.3 沉井下沉过快

为此,用木垛在定位垫架处给以支承,并重新调整挖土,在刃脚下不挖或部分挖土;将排水法下沉改为不排水下沉;在井壁与土壁间填粗糙材料,或将井筒外的土夯实以增加摩阻力;当沉井外部的土液化发生虚坑时,填碎石进行处理;减少每一节筒身的高度,以减轻井身的自重。

4.4 沉井下沉遇障碍物

当遇到较小孤石时,可将四周土掏空取出;遇到较大孤石、大块石或地下沟道等时,可用风动工具或松动爆破法破碎成小块取出,此时炮孔距刃脚不少于500mm,其方向须与刃脚斜面平行,药量不得超过0.2kg,并设钢板防护;遇到钢管、钢筋或树根等,可用氧气乙炔焰烧断后取出;采用不排水下沉,并打眼爆破孤石,也可用射水管在孤石下掏洞,并装药使其破碎后吊出。

当遇到厚薄不等、质地坚硬、开挖困难的黄砂胶结层时,如采用排水法下沉,可用人力将铁钎打入土中,并向上撬动、取出,或用铁镐、锄开挖,必要时打炮孔爆破成碎块;如采用不排水法下沉时,可用重型抓斗、射水管和水中爆破联合作业,即先在井内用抓斗挖2m深“锅底”坑,由潜水工用射水管在坑底向四角方向距刃脚边2m冲4个400mm深的炮孔,各放0.2kg炸药进行爆破,余留部分用射水管冲掉,再用抓斗抓出。

当沉井下沉到设计深度后遇到倾斜岩层,即沉井刃脚部分落在岩层上、部分落在较软土层上而使封底困难时,应使沉井大部分落在岩层上,其余未到岩层部分,若土层稳定不向内崩塌,可进行封底;若井外土易向内塌,则可不排水,由潜水工一面挖土,一面将装有水泥砂浆或混凝土的麻袋堵塞缺口,堵完后再清除浮渣,进行封底;对井底岩层的倾斜面应适当做成台阶。

5 结语

深基坑支护施工必须选择合适的围护结构,施工过程中采取一系列的质量控制措施,满足基坑稳定的要求,确保工程安全,保护周边环境,节约成本、加快工期,取得了良好的社会和经济效益。

参考文献

[1]龚晓南.深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1998,(4).

[2]徐伟.高层建筑施工[M].武汉:武汉理工大学出版社,2003,(8).