CN101629422A - 加筋水泥土墙基坑支护施工方法 - Google Patents

加筋水泥土墙基坑支护施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种加筋水泥土墙基坑支护施工方法，其特征是通过加筋混凝土和改进后的预应力锚杆共同作用作为基坑支护体系，在水泥土中插入毛竹片，通过预应力锚杆将拉力传递到好土层，并通过在锚固区扩大头的手段来改良预应力锚杆锚杆受力性能，扩大头锚杆施工采用水力扩孔方法。包括以下步骤：加筋水泥土墙基坑支护施工方法，其特征包括以下施工步骤：(1)确定加筋水泥土墙厚度；(2)水泥土墙施工；(3)插入毛竹片；(4)套管钻锚杆孔；(5)水力扩孔；(6)扩孔注浆；(7)下锚杆；(8)注浆；(9)浇筑冠梁；(10)锚杆张拉。本发明具有高止水性、抗渗性能好的特点。

Description

加筋水泥土墙基坑支护施工方法
技术领域
本发明涉及建筑领域，特别涉及加筋水泥土墙基坑支护施工方法。
背景技术
水泥土抗渗效果较好，水泥土墙挡水效果比较理想。但是水泥土墙抗侧向能力差，单纯依靠水泥土墙作为基坑支护不能有效抗拉。因此，在基坑支护体系中水泥搅拌桩一般不能单独使用，需要与钻孔灌注桩联合使用，由水泥搅拌桩和钻孔灌注桩所构成的支护体系中，水泥搅拌桩用来做防渗帷幕，而钻孔灌注桩承担边坡挡土的作用，虽然这种围护方式分工明确，并能有效增加渗径长度，挡土和挡水效果都比较合理。但是同时采用了水泥搅拌桩和钻孔灌注桩两种桩型，造成基坑支护的结构成本较高；另外，这两种桩型的施工需要采用不同的成桩施工工艺，桩基的施工周期较长，特别是钻孔灌注桩施工现场泥浆量较大，需要占用相对较大的施工场地。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的提供一种加筋水泥土墙基坑支护施工方法，解决水泥土墙抗侧向能力差的问题。
本发明在水泥土中插入毛竹片，使水泥土墙既可以挡水，还可以受力挡土。另外，通过预应力锚杆将拉力传递到好土层，并通过在锚固区扩大头的手段来改良锚杆受力性能，扩大头锚杆施工采用水力扩孔方法。通过加筋混凝土和改进后的预应力锚杆共同作用来保证基坑支护的可靠性。
施工步骤包括：
(1)水泥土墙施工
水泥土桩采用三次喷浆，第一次喷浆量控制在50％；第二次喷浆量控制在30％，第三次喷浆量控制在20％，第三次喷浆仅在上部1/3部位。由于搅拌桩上部1/3部位受荷较大，通过加强搅拌桩上部强度来适应荷载的要求。控制重复搅拌提升速度在0.8～1.0m/min以内，以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌。
对于标贯值小于50的土层，采用间隔式复搅拌法；对于用于标贯值大于50的土层，采用连续式复搅拌法；对于N值大于50的极密土或含有卵石、漂石的砂砾层，要先预钻孔。
(2)插入毛竹片
在水泥墙中背向基坑方向插入毛竹，每根水泥土桩插一根毛竹。水泥土桩完成后6h内必须完成插毛竹。
(3)套管钻锚杆孔
采用套管钻进，钻进过程中，泥浆性能根据地质情况进行调整。当钻到粘土层时，泥浆比重采用1.05×103kg/m3～1.1×103kg/m3；当钻到砂层时，泥浆比重采用1.2×103kg/m3～1.3×103kg/m3。钻机钻进速度为0.3～0.5m/min，退出速度为0.5～0.6m/min。钻进深度为锚杆总长度减去扩大头段长度。
(4)水力扩孔
扩孔是通过钻头处的喷嘴喷射高压水，并旋转利用水力切土达到扩孔目的。扩孔以钻杆长度分节进行，扩孔压力为25～28MPa，流量为90～100L/min。操作步骤为：钻进引孔→1节钻杆到底后提升钻杆→再次下钻，从上至下扩孔，下钻速度为20cm/min→1节钻杆到底后，再从下向上扩孔至套管深度，提升速度为20cm/min→向前推进该节钻杆，安装第二节钻杆，进入第二节扩孔工序。
(5)扩孔注浆
待水力扩孔完毕后，将高压水龙头接通配置好的水泥浆，从孔底开始向上扩孔注浆，提升至套管深度为止，保证扩大头部分注满水泥浆。
(6)下锚杆
扩孔注浆完毕后取出钻杆下锚杆。
(7)注浆
下锚后立即通过注浆管进行注浆，直至孔口返浆为止。
(8)浇筑冠梁
待扩大头锚杆施工结束后进行冠梁施工，冠梁为钢筋砼结构。
(9)锚杆张拉
待冠梁达到设计强度的90％以上，可对扩大头锚杆进行张拉。
本发明操作简单且非常经济，具有高止水性、抗渗性能好的特点。
附图说明
图1工艺流程
图2间隔式复搅拌法
图3连续式复搅拌法
具体实施方式
工程概况
某商业楼工程为地上6层商场，地下2层车库和商场，建筑面积为32000m2，建筑物总长231m，宽25m，基坑开挖深度5.5～6m。施工场地相对狭小，周边环境条件复杂，在基坑周边的管线较多。
施工步骤包括：
(1)水泥土墙施工
水泥土桩采用三次喷浆，第一次喷浆量控制在50％；第二次喷浆量控制在30％，第三次喷浆量控制在20％，第三次喷浆仅在上部1/3部位。由于搅拌桩上部1/3部位受荷较大，通过加强搅拌桩上部强度来适应荷载的要求。
控制重复搅拌提升速度在0.8～1.0m/min以内，以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌。
由于该土层标贯值小于50，采用间隔式复搅拌法施工。
为了保证搅拌桩垂直度，采取以下措施：
一、在铺设道轨枕木处要整平整实，使道轨枕木在同一水平线上。
二、在开孔之前用水平尺对机械架进行校对，以确保桩体的垂直度到达要求。
三、用两台经纬仪对搅拌纵横向同时校正，确保搅拌轴垂直。
四、施工过程中随机对机座四周标高进行复测，确保机械处于水平状态施工，
同时用经纬仪经常对搅拌轴进行垂直度复测。
注浆参数选择如下：注浆压力：0.3～0.8MPa，注浆流量：10～20L/min，注浆压力：0.4～0.6MPa。
浆液配比A液和B液等重量。A液配比为：水∶水泥∶膨润土∶外掺剂＝0.7∶1∶0.03∶0.03；B液配比为：水玻璃选用波美度为350～400。
(2)插入毛竹片
在水泥墙中背向基坑方向插入毛竹，每根水泥土桩插一根毛竹，增强水泥土桩抗剪能力。
水泥土桩完成后6h内必须完成插毛竹。
(3)钻锚杆孔
锚杆钻机钻进过程中，泥浆性能根据地质情况进行调整。当钻到粘土层时，泥浆比重采用1.05×103kg/m3～1.1×103kg/m3；当钻到砂层时，泥浆比重采用1.2×103kg/m3～1.3×103kg/m3。钻机钻进速度为0.3～0.5m/min，退出速度为0.5～0.6m/min。
(4)水力扩孔
套管钻进到位后，即可下钻杆进行扩孔，下钻杆深度要不小于套管深度，一般保持下钻杆数量和套管数量相等即可。在验算确保钻杆深度和套管深度一致(或稍大于)后，便可进行扩孔。扩孔是通过钻头处的喷嘴喷射高压水，并旋转利用水力切土达到扩孔目的。扩孔以钻杆长度分节进行，扩孔压力为25～28MPa，流量90～100L/min，操作步骤为：钻进引孔→1节钻杆到底后提升钻杆→再次下钻，从上至下扩孔，下钻速度20cm/min→1节钻杆到底后，再从下向上扩孔至套管深度，提升速度20cm/min→向前推进该节钻杆，安装第二节钻杆，进入第二节扩孔工序。
(5)扩孔注浆
待水力扩孔完毕后，将高压水龙头接通配置好的水泥浆，从孔底开始向上扩孔注浆，提升至套管深度为止，保证扩大头部分注满水泥浆。浆液水灰比为0.45，压力为25～28MPa。
(6)下锚杆
扩孔注浆完毕后取出钻杆下锚杆。
(7)注浆
下锚后立即通过注浆管进行注浆，直至孔口返浆为止。注完浆要进行观测，发现水泥浆漏失，应补浆处理。
(8)浇筑冠梁
待扩大头锚杆施工结束后进行冠梁施工，冠梁为钢筋砼结构，截面为1000mm×800mm。
(9)锚杆张拉
待冠梁达到设计强度的90％以上，即可对扩大头锚杆进行张拉，锚杆张拉应力为600kN，锁定值为300kN。张拉过程中，时刻观察冠梁情况。
本实施例施工过程中对基坑进行监测，监测结果表明基坑支护结构稳定，基坑最大位移为5mm，最大沉降为3mm，附近建筑物及管线未出现裂缝，基坑支护施工效果理想。

Claims (10)

1、加筋水泥土墙基坑支护施工方法，其特征包括以下施工步骤：
(1)确定加筋水泥土墙厚度。
(2)水泥土墙施工
控制搅拌提升速度在0.8～1.0m/min以内。
(3)插入毛竹片
在水泥墙中背向基坑方向插入毛竹，每根水泥土桩插一根毛竹。水泥土桩完成后6h必须完成插毛竹。
(4)套管钻锚杆孔
采用套管钻进，钻进过程中，泥浆性能根据地质情况进行调整。钻进深度为锚杆总长度减去扩大头段长度。
(5)水力扩孔
扩孔是通过钻头处的喷嘴喷射高压水，并旋转利用水力切土进行扩孔。扩孔以钻杆长度分节进行，操作步骤为：钻进引孔→1节钻杆到底后提升钻杆→再次下钻，从上至下扩孔，下钻速度为20cm/min→1节钻杆到底后，再从下向上扩孔至套管深度，提升速度为20cm/min→向前推进该节钻杆，安装第二节钻杆，进入第二节扩孔工序。
(6)扩孔注浆
待水力扩孔完毕后，将高压水龙头接通配置好的水泥浆，从孔底开始向上扩孔注浆，提升至套管深度为止，保证扩大头部分注满水泥浆。
(7)下锚杆
扩孔注浆完毕后取出钻杆下锚杆。
(8)注浆
下锚后立即通过注浆管进行注浆，直至孔口返浆为止。
(9)浇筑冠梁
待扩大头锚杆施工结束后进行冠梁施工，冠梁为钢筋砼结构。
(10)锚杆张拉
待冠梁达到设计强度的90％以上，可对扩大头锚杆进行张拉。
2、按照权利要求1所述的加筋水泥土墙基坑支护施工方法，其特征是通过加筋混凝土和改进后的预应力锚杆共同作用作为基坑支护体系，在水泥土中插入毛竹片，通过预应力锚杆将拉力传递到好土层，并通过在锚固区扩大头的手段来改良预应力锚杆锚杆受力性能，扩大头锚杆施工采用水力扩孔方法。
3、按照权利要求1或权利要求2所述的加筋水泥土墙基坑支护施工方法，其特征是步骤(2)水泥土墙施工中，水泥土桩采用三次喷浆，第一次喷浆量控制在50％；第二次喷浆量控制在30％，第三次喷浆量控制在20％，第三次喷浆仅在上部1/3部位。
4、按照权利要求1或权利要求2所述的加筋水泥土墙基坑支护施工方法，其特征是步骤(3)插入毛竹片施工中，水泥土桩完成后6h内必须完成插毛竹。
5、按照权利要求1或权利要求2所述的加筋水泥土墙基坑支护施工方法，其特征是步骤(4)套管钻锚杆孔施工中，当钻到粘土层时，泥浆比重采用1.05×103kg/m3～1.1×103kg/m3；当钻到砂层时，泥浆比重采用1.2×103kg/m3～1.3×103kg/m3。钻机钻进速度为0.3～0.5m/min，退出速度为0.5～0.6m/min。
6、按照权利要求3所述的加筋水泥土墙基坑支护施工方法，其特征是步骤(4)套管钻锚杆孔施工中，当钻到粘土层时，泥浆比重采用1.05×103kg/m3～1.1×103kg/m3；当钻到砂层时，泥浆比重采用1.2×103kg/m3～1.3×103kg/m3。钻机钻进速度为0.3～0.5m/min，退出速度为0.5～0.6m/min。
7、按照权利要求1或权利要求2所述的加筋水泥土墙基坑支护施工方法，其特征是步骤(5)水力扩孔施工中，扩孔压力为25～28MPa，流量为90～100L/min。
8、按照权利要求3所述的加筋水泥土墙基坑支护施工方法，其特征是步骤(5)水力扩孔施工中，扩孔压力为25～28MPa，流量为90～100L/min。
9、按照权利要求4所述的加筋水泥土墙基坑支护施工方法，其特征是步骤(5)水力扩孔施工中，扩孔压力为25～28MPa，流量为90～100L/min。
10、按照权利要求5所述的加筋水泥土墙基坑支护施工方法，其特征是步骤(5)水力扩孔施工中，扩孔压力为25～28MPa，流量为90～100L/min。
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