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软土地基基坑土钉—水泥搅拌桩联合支护施工工法

1 前言
软土地基基坑土钉—水泥搅拌桩联合支护施工技术,与以往沿海地区常用支护方法大直径钻孔灌注排桩加内支撑相比,具有施工速度快、经济合理等特点。我司自2001年开始在温州地区较早采用基坑土钉支护技术,由于在淤泥质软土中单独采用土钉支护存在许多影响稳定的因素,在基坑周边环境及地质条件不利的情况下,施工过程中遇到了基坑深度超过4m的土钉支护,需对不稳定的局部进行加固。改进后,在局部地质条件最不利的地段,在基坑附近有重要建筑物等设施,基坑深度超过4m时采用土钉—水泥搅拌桩联合支护,有效地解决了这一难题,并且防止了基底隆起。通过多个工程实践总结其经验,形成此工法,在沿海地区软土地基基坑支护中可广泛应用。
2 工法特点
土钉—水泥搅拌桩联合支护经济合理、技术先进、施工简便、安全可靠。
土钉支护工程量少,并且可以分段施工,随土方分层开挖进行分层支护,有效缩短工期;施工设备轻便,操作方法简单;结构轻巧,柔性大,有很好的延性。但在软土中设置土钉支护需特别谨慎,抗拔力低,需要很长很密的土钉,软土的徐变还可以使支护位移量显著增加,根据温州的工程经验,基坑深度大于
4米小于7米的,土钉支护与水泥搅拌桩土体加固支护方法相结合可以控制变形在安全范围。
水泥搅拌桩施工工期短,施工过程无振动、无噪音、不排污、对相临建筑物无不利影响;能加固坑壁软土,增加侧向承载能力,并作为防渗墙阻止地下水的渗透,防止基坑开挖时边坡坍塌、基底隆起。
3 适用范围
土钉—水泥搅拌桩联合支护适用于7m以内的沿海地区软土(青灰色,流塑状,高压缩性,高灵敏度,层厚约15m左右,全场分布)基坑围护工程。
4 工艺原理
土钉—水泥搅拌桩联合支护技术是由密集的土钉群,被水泥搅拌桩加固的原位土体,喷射混凝土面层和必要的防水系统组成。在土钉支护和水泥搅拌桩固化土体的共同作用下,阻止坑壁失稳,保证基坑开挖的安全。
基坑开挖前,沿基坑开挖线施工的水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂,通过搅拌机械,在土体深处就地将软土和水泥强制搅拌,利用水泥和软土之间所产生的一系列物理--化学反应,使软土硬结成具有整体性和一定强度的优质土体,而且由于其结构比较致密,水分不易浸入,从而使水泥土具有足够的水稳定性。软土地区开挖深基坑边坡加固时,采用壁状(将相邻搅拌桩部分重叠搭接而成)或块状(由纵横两个方向的相邻桩搭接而成)加固型式。当桩长超过危险滑弧以下2
m,入土深度为基坑底面以下3-5m或一倍开挖深度时,能有效提高抗滑稳定性和防止基底隆起。
随基础分层开挖、分层支护的土钉是用Ф48的周面带孔、端部密封的钢管作为钉体,采用顶压设备顶入的方法置入土中,并对钢管注浆,浆液通过钢管周面的出浆孔渗透至周围土体,钢管依靠与土体之间的界面粘结力或磨擦力,在土体发生变形的条件下被动受力,并主要承受拉力作用来锚固原位土体。
工艺流程及操作要点
工艺流程图
支护的内排水(泄水管设置)及坡顶的排水系统应按整个土钉支护从上到下的施工过程穿插进行。
操作要点
施工准备
:
1)工程调查与岩土工程勘察报告;
2)支护施工图,包括支护平面图、剖面图及总体尺寸;标明全部土钉的位置并逐一编号,给出土钉的尺寸、倾角和间距,喷混凝土面层的厚度与钢筋网尺寸,土钉与喷混凝土面层的连接构造方法;水泥搅拌桩的直径、间距、置换率(水泥掺量占被加固土重的百分比)、桩长及加固型式;规定水泥、钢材、砂浆、混凝土等材料的规格与强度等级;
3)支护整体稳定性分析及设计计算书;
4)排水系统(在地表和支护内部设置适宜的排水系统)施工图,以及需要工程降水时的降水方案设计;
5)施工方案,规定基坑分层、分段开挖的深度和长度,开挖面的裸露时间限制等;
6)现场测试监控方案,以及为防止危及周围建筑物、道路、地下设施而采取的措施和应急方案。
,必须清除地上和地下的障碍物。
,如基坑支护尺寸的允许偏差,支护坡顶的允许最大变形,对邻近建筑物、管线、道路等环境影响的允许程度。
、基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点等,并在设置后加以妥善保护。
水泥深层搅拌机定位
水泥深层搅拌机到指定桩位,对中、操平、校正垂直度,保证机身与地面成90°。
水泥搅拌桩成桩
:待深层搅拌机的冷却水循环正常后,启动搅拌机电机,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉,下沉速度可由电机的电流监测表控制。如果下沉速度