緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法

緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法

《緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法》是中建五局土木工程有限公司完成的建築類施工工法。完成人是宋心村、彭丹、陳燚、劉興華、李磊。該工法適用於深基坑圍護結構已完工的建築物保護工程等施工。

《緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法》的主要特點是:深基坑支護到位;在深基坑開挖的影響下,多重綜合防護;地基加固技術施工工藝簡單。

2021年11月5日,《緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法》被湖南省住房和城鄉建設廳評定為湖南省2020年度工程建設省級工法。

基本介紹

  • 中文名:緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法
  • 工法編號:HNJSGF102-2020
  • 完成單位中建五局土木工程有限公司
  • 完成人:宋心村、彭丹、陳燚、劉興華、李磊
  • 主要榮譽:湖南省2020年度工程建設省級工法
  • 審批單位:湖南省住房和城鄉建設廳
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,技術理論,工藝流程,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,

形成原因

隨著中國城市化進程不斷加速,為了合理的利用現有的土地資源,市內建築密度也隨之增加,加上軌道交通、高層建築及地下大型多層商業中心的發展,也導致深基坑工程日益增多。新建深基坑緊鄰高層建築物的工程逐步增加,深基坑施工過程中與建築物之間將不可避免發生動態的相互作用,當深基坑因氣候、地質、暴露時間等原因導致既有圍護結構難以滿足周邊建築物地基承載力要求時,將導致建築物發生沉降、引起結構變形、裂縫,甚至出現建築物坍塌等問題,因此需要一套方法解決上述問題消除隱患。
針對以上情況中建五局土木工程有限公司、福州大學和廣州捷運設計院開展產學研合作方式成立“緊鄰捷運車站高層建築物基礎綜合防護關鍵技術研究”課題小組,結合福州市城市軌道交通4號線一期工程第2標段土建7工區前嶼站工程的現場實際情況,在地下連續牆和第一道混凝土支撐已施工的情況下,通過理論計算、室內模擬分析研究設計了小直徑鋼管樁、預埋袖閥管、頂板逆作及多重支撐等綜合防護體系,成功解決了在建深基坑周邊建築物沉降的難題。中建五局土木工程有限公司在工程經驗的基礎上完成了《緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法》。

工法特點

《緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法》具有以下特點:
1.該工法深基坑支護到位,經濟成本低,安全性高,施工工期快;
2.該工法在深基坑開挖的影響下,多重綜合防護確保了緊鄰深基坑建築物的安全;
3.該工法地基加固技術施工工藝簡單,施工占用場地小,噪聲低,適合在狹小空間居民樓附近施工,影響範圍小。

操作原理

適用範圍

《緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法》適用於:
1.深基坑圍護結構已完工的建築物保護工程;
2.建築物基礎距離深基坑已做圍護結構邊不超過6米的,深基坑開挖過程中的建築物防護;
3.地質條件:雜填土、粉質粘土、殘積砂質粘性土(可塑)、殘積砂質粘性土(硬塑)、全風化花崗岩、強風化花崗岩(砂土狀)、強風化花崗岩(碎塊狀)、中風化花崗岩。

技術理論

《緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法》的目的是為深基坑開挖過程中緊鄰深基坑的建築物出現微沉降時,在保護既有圍護結構基礎上提供一套建築物綜合防護的微沉降施工工法,其工藝原理有幾個方面:
1.小直徑鋼管樁跳排注漿加固建築物與基坑圍護結構之間土體,提升剛度,增強土體抗側向變形能力
建築物周邊靠近主體深基坑側施工3排小直徑鋼管樁,其餘靠近附屬深基坑側按2排布置施工。通過垂直預施工小直徑鋼管樁(Ф108,t=8毫米,Ф10注漿孔鋼管),增加建築物與圍護結構之間土體的剛度,通過對鋼管樁注漿(水泥水玻璃雙漿液,擴散半徑為0.25米)增大土體與鋼管樁的整體強度,鋼管樁樁長錨入臨近基坑底以下1米,提供樁體下部約束力,防止踢腳,減少造價。鋼管樁上部通過冠梁(800x600毫米)將單根樁體約束成一個整體受力結構,增大了鋼管樁群的抗剪力和強度,可有效防止建築物因深基坑開挖,地下連續牆收斂導致出現建築物沉降的現象。詳見圖1:
緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法
圖1 建築物綜合防護布置示意圖
2.預埋袖閥管注漿加固建築物基礎,提升基礎承載力
在距離建築物周邊1.5米處施工5排Ф50袖閥管(鑽有直徑為6毫米的泄漿孔的PVC管,間距1.0米,錯開布置),管內逐段注漿(漿液水灰比1:1),採用斜向鑽孔技術,注漿填充建築物樁基(Ф500沉管灌注樁,樁長約23米)周圍土體間隙,注漿範圍為殘積砂質粘性土(硬塑)以下1米,改善樁基附近土體的強度,達到地基加固的效果,從而提高建築物基礎整體穩定性。
3.基坑內逆作跳倉法施工結構頂板,增強基坑圍護結構水平支撐反力,提升基坑抗變形能力
在頂板逆作處增加2道臨時鋼管混凝土柱,含鑽孔灌注樁(Ф1000)和鋼管柱(Ф600,t=14毫米)兩部分結構,上部鋼管內澆C35混凝土,後續施工頂板逆作跨度大,通過在頂板跨度過大時增加鋼管混凝土柱,減小支撐計算長度,增加支撐體系的豎向穩定性。深基坑靠近建築物側逆作一段頂板,施工前需鑿除部分地下連續牆,鑿進去深300毫米,高800毫米,頂板深入兩側地下連續牆,頂板採用C35,P8混凝土,頂板作為深基坑支護的一部分,起支撐基坑壁的作用,其支護強度得到極大的提升。其中在頂板逆作里新增一根暗梁(1600x800毫米),將鋼管混凝土柱與格構柱連線成一個整體,形成穩定的支撐體系。
4.混凝土支撐替換鋼支撐,系梁連線格構柱及支撐形成多重支護體系,整體提升圍護結構強度和剛度:
利用米字型混凝土支撐替換鋼支撐,支撐與腰梁連線處設定400厚混凝土板撐,提高建築物附近深基坑的整體支護體系強度和穩定性。待混凝土支撐強度滿足要求時,進行下一層的土方開挖。其中鋼管混凝土柱與格構柱採用剪刀撐加固連繫,設定4道剪刀撐,提高鋼管混凝土柱與格構柱之間整體穩定性,同時提升整體側向受力。

工藝流程

《緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法》的施工工藝流程及操作要點如下:
  • 施工工藝流程圖
該工法施工工藝流程如圖2所示:
緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法
圖2 工法施工工藝流程圖
施工準備
1.調查建築物周邊管線情況,借地,圍擋封閉。
2.施工材料進場、檢測以及報驗,管線物探資料技術交底、施工安全質量技術交底、人員三級教育完善。施工機械設備、特種作業人員人證合一備案,提前完成臨時用電、用水準備。
小直徑鋼管樁施工
小直徑鋼管樁施工工藝流程如圖3所示:
緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法
圖3 小直徑鋼管樁施工工藝流程
1.根據樁位施工範圍,進行場地清理和地下管線調查。鑽孔前按11米、17米、26米三種樁長將鋼管接長,鋼管連線處使用4根Ф12鋼筋雙面焊加固,焊接長度不小於鋼管直徑的兩倍,焊縫要飽滿,焊接完畢檢查鋼管的垂直度。測量放樣鋼管樁的位置,其中靠近主體基坑側提前施打3排小直徑鋼管樁,間距250毫米,排距250毫米,其餘靠近附屬深基坑側按2排布置施工。詳見圖4:
緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法
圖4 小直徑鋼管樁布置圖
2.鑽機就位鑽孔,將鑽機安放在指定位置,安放水平,防止傾斜。將鑽桿抬至鑽機旁,啟動鑽機,慢慢鑽進。每進尺2米接一次鑽桿,其中採用膨潤土泥漿護壁,防止塌孔。
3.在注水泥漿前,對樁孔進行清孔,排出孔內全部泥漿,要求孔底沉渣厚度不大於50毫米。待清孔完畢後及時在孔內安裝預先製作好的鋼管,鋼管頂露出冠梁面50~100毫米,以便接入注漿管。
4.注漿管需安裝壓力表,注漿壓力為0.6~1.0兆帕,擴散半徑為0.25米,水灰比控制在0.6:1~1:1之間。下放鋼管後及時進行注漿,注漿管由注漿機接入,然後伸入孔內的鋼管上,接口密封連線,注漿管採用橡膠管輸送。注漿後暫不拔管,直至水泥漿從管外流出為止,拔出注漿管,密封鋼管端部,加壓數分鐘,待水泥漿再次從鋼管外流出為止。
5.注漿採取多次間隙的方式,平均3~5次,結束標準為管頂冒漿。
樁頂冠梁施工
樁頂冠梁施工工藝流程如圖5所示:
緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法
圖5 樁頂冠梁施工工藝流程
1.冠梁截面尺寸為800毫米(寬)x600毫米(高),測量放樣出冠梁中心線,確定冠梁施工範圍。冠梁施工之前,鋼管樁內水泥漿強度達到30兆帕以上時方可進行清除樁頭作業。
2.人工開挖溝槽,開挖至冠梁底150毫米處,兩邊比冠梁寬150毫米,開挖過程中做好對鋼管樁的保護。開挖完畢,底部澆築150毫米厚C15混凝土墊層,兩邊砌築120毫米的磚牆,內表面塗抹1:1水泥砂漿找平。詳見圖6:
緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法
圖6 樁頂冠梁施工剖面圖
3.鋼筋加工前須檢查鋼筋型號、直徑、外形,鏽蝕嚴重的鋼筋用鋼絲刷除銹,彎曲變形的鋼筋應校正。鋼筋安裝前,清理乾淨溝槽內的雜物。鋼筋的交叉點必須綁紮牢固,不得出現變形和鬆脫現象。冠梁鋼筋綁紮過程中主筋與鋼管樁外壁點焊連線,確保與鋼管樁形成一個整體。
袖閥管施工
袖閥管施工工藝流程如圖7所示:
緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法
圖7 袖閥管施工工藝流程
1.使用全站儀測放每排兩邊的最外邊兩點的坐標點,通過這些坐標點,採用拉線和捲尺量測的方法定出兩點中間其他鑽孔孔位。定出孔位後,用油漆標註。
2.靠近深基坑側距離建築物1.5米處施作5排Ф50袖閥管,間距1.0米,排距0.5米,錯開布置。施工過程嚴格控制袖閥管與樁基的距離,詳見圖8、圖9:
緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法
圖8 袖閥管布置示意圖
緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法
圖9 袖閥管施工立面示意圖
3.孔位確定後,鑽機進場就位,根據注漿孔與建築物樁基的距離,適當調整鑽入角度和鑽入深度,注漿範圍為殘積砂質粘性土(硬塑)以下1米。在鑽進的過程中,採用金剛鑽穿透路面混凝土塊後進行後續作業。詳見圖10:
緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法
圖10 樁基補償注漿示意圖
4.套殼料採用膨潤土、水泥、水現場配製,配合比為水泥:膨潤土:水=1:1.5:2。成孔後立即通過鑽桿將套殼料置換孔內泥漿,通過循環泥漿的管接到擠壓式注漿機上,在注漿壓力的作用下,鑽桿將孔內泥漿置換成套殼料。在發現排出的泥漿中含有套殼料時,停止置換。
5.套殼料置換完成後要立即插入袖閥管。袖閥管插入前根據深度要進行連線,在插入時相鄰兩節袖閥管用長度為20厘米的套管連線,採用膠合劑將袖閥管和連線套管粘牢。第一節袖閥管安裝好堵頭,再對管中注入清水。袖閥管每節連線好後,依次下放到鑽孔中,直到孔底,下放時保證袖閥管的中心與鑽孔中心重合。
6.根據注漿要求,將注漿管放入注漿管孔中,確保注漿管下到孔底,上部要高出地面20厘米,利用注滿水的注漿管的重力作用,使注漿管不會浮起,最後在注漿管上部蓋上蓋,防止雜物進入注漿管,以不影響注漿作業質量。
7.套殼料養護5~7天,強度達到0.3~0.5兆帕後,將注漿內管與雙塞管連線好一起放至底部,由下往.上逐段注水泥漿,製漿材料採用42.5普通矽酸鹽水泥,水灰比為1:1。注漿先注外圍、後注中部,以達到一序外圍成牆、二序內部壓密的目的。外圍適當提高注漿壓力。注漿中應密切注意注漿壓力的變化。每段注漿時,壓力表應出現兩次峰值,當出現第二次峰值後,將注槳內管上提進行下一段注漿。
8.保持注漿壓力0.5~1.0兆帕,注入量小於1~2升/分鐘,並穩壓20分鐘,即可結束注漿。在注漿過程中,觀察相鄰注漿孔的返水、排水、冒漿情況,若周圍有漿液冒出,則注漿效果好。在壓密注漿結束後,採用悶蓋將孔口封閉並保護好,以便重複使用。
鋼管混凝土柱施工
鋼管混凝土柱施工工藝流程如圖11所示:
緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法
圖11 鋼管混凝土柱施工工藝流程
1.使用全站儀測定樁位,做好標記。根據樁位標誌,開挖護筒孔,採用1.5米以上鋼護筒。護簡直徑比設計孔徑大10厘米,護筒宜高於地面30厘米,防止地表水流入。放入護簡後,再次精放樁位點,校正護簡位置和垂直度並固定,護簡與坑壁之間用粘性土夯實,確保護筒位置的持久準確及穩定,護筒中心位置偏差不得大於50毫米。
2.鑽孔測斜過程控制,土層每2米測斜一次,地層變化時需測斜一次,岩層每0.5米測斜一次,保證鑽孔垂直度。成孔完畢現場驗孔並測量孔深,孔深偏差保證在+100毫米以內。
3.清孔分二次進行,第一次清孔在成孔完畢後立即進行,第二次清孔在下放鋼筋籠和導管安裝完畢後進行。二次清孔採用導管壓入新漿的方式進行,利用向孔內輸入新泥漿,維持反循環30分鐘左右,沉渣厚度不大於50毫米時清孔結束,清孔後儘快灌注混凝土。
4.成孔的同時,鋼筋籠在胎膜架上加工。鋼筋籠主筋採用直螺紋鋼套筒連線,加強箍必須電焊為封閉箍,並與主筋焊接,主筋與螺旋箍筋全部採用點焊。
5.鋼管柱製作採用直徑600毫米,t=14毫米鋼管,鋼材Q345B,鋼管柱加工要求柱體垂直度不得大於1/1000,偏差不得大於20毫米。吊放前需要覆核孔徑,樁位容許偏差不大於50毫米,樁身垂直度偏差不大於1/300。
6.鋼管柱插入鑽孔灌注樁內4000毫米,其中鋼管柱插入部分焊接Ф19栓釘(釘長100毫米,間距150毫米,每層14個),在鋼筋籠主筋與鋼管柱管壁之間用Ф16鋼筋焊接固定,固定時鋼管柱必須居於鋼筋籠正中心,鋼管柱中心線和基礎中心線允許偏差為士5毫米,鋼筋籠與鋼管柱一起吊放,吊點位於鋼管柱上部。鋼管柱垂直度偏差不大於1h/300(h-基坑開挖深度)。詳見圖12:
緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法
圖12 鋼管柱與鑽孔灌注樁連線處圖
7.鋼管混凝土柱採用C35混凝土,坍落度為180~220毫米,導管選用Ф250,施工前進行氣密性檢查,導管應離孔底30~50厘米為宜,初始灌注時要有一定的初灌量,防止泥漿回流入導管。
8.定位器必須在混凝土灌注完成36~48小時後方可進行拆除,以防止鋼管柱下沉或出現偏差,定位器拆除前,應向鋼管柱孔內及時回填C35混凝土,防止鋼管柱長期懸空變形,樁孔周圍回填材料採用碎石夾砂,回填時在鋼管柱周邊均勻回填,避免回填不平衡對鋼管柱造成擠偏,回填一定要密實。
9.施作主體結構底板之前,鋼管混凝土樁樁基鑿除至墊層下300毫米,空隙採用填砂處理。底板防水卷材包裹在鋼管周圍用銅條收緊,密封膠收口,距底板、上下各60毫米鋼管處焊接2道10毫米厚止水環(留透氣孔,內徑600毫米,外徑1000毫米),其中底板主筋與止水環雙面焊接5d。詳見圖13:
緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法
圖13 結構底板與鋼管混凝土柱連線處防水圖
10.施作主體結構中板時Ф600鋼管穿越中板處預留700x700毫米孔,孔周邊預留橫縱向鋼筋接駁器,待後續鋼管拆除後封堵。詳見圖14:
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圖14 結構中板與鋼管混凝土柱連線處圖
11.在頂板鋼筋綁紮施工時,增設一道暗梁(連梁2:1400x600毫米),連線3道格構柱和2道鋼管混凝土柱,鋼管混凝土柱在連梁處,採用環形頂板(內徑536毫米,外徑636毫米,厚t為15毫米)連線鋼管混凝土柱及連梁底主筋,並採用8根直徑28毫米的插筋和直徑12毫米間距100毫米的螺旋筋製作成的鋼筋籠連線鋼管混凝土柱與連梁頂主筋,其中鋼筋籠插入鋼管混凝土柱1200毫米,並與連梁頂主筋連線錨固,錨固長度為400毫米。詳見圖15:
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圖15 結構頂板與鋼管混凝土柱連線處圖
頂板逆作施工
頂板逆作施工工藝流程如圖16所示:
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圖16 頂板逆作施工工藝流程
1.進行土方開挖時,開挖深度為頂板底50毫米,頂板採用逆作法施工,施工前需鑿除部分地下連續牆,鑿進去深300毫米,高800毫米,鑿除地連牆時,保留接頭處工字鋼,工字鋼內混凝土清除乾淨,採用“L”型鋼筋與工字鋼進行雙面焊接。
2.鑿除地連牆部分進行植筋施工,定位植筋位置,採用電錘成孔,鑽孔孔徑d+4~8毫米(d為鋼筋直徑),鑽孔完畢,檢查孔深、孔徑,合格後將孔內粉塵用壓縮空氣吹出,水平孔植筋用Ф6細鋼筋配合托膠板(乾淨木板)往孔內搗膠,鋼筋採用旋轉或手錘擊打方式入孔,植筋膠填充量保證插入鋼筋後周邊有少許膠料溢出。
3.頂板混凝土澆築採用“斜面分層,薄層澆築,自然流淌、層層推進”的澆築的方法。
4.在頂板深入兩側地下連續牆300毫米,高800毫米的位置上下各預埋注漿管,在與地下連續牆接觸的部位施作水泥基滲透結晶型防水材料。頂板逆作側牆全斷面預埋鋼板止水帶、可全新斷面注漿的注漿管及鋼筋接駁器。詳見圖17:
緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法
圖17 頂板逆作側牆處防水圖
土方分層開挖、支撐體系施工
1.基坑開挖從上到下分層、分段、分塊、對稱進行。分層開挖厚度以各道支撐深度方向的間距和開挖機械最小限高為依據,分塊長度根據土方開挖能力及支撐施工速度確定,每層開挖深度不超過2米,嚴禁在一個工況一次開挖到底。
2.嚴格遵守“開槽支撐,先撐後挖,分層開挖,嚴禁超挖”十六字方針,基坑開挖時嚴禁大鍋底開挖,開挖至基底以上0.5米時改用人工開挖至基底,及時封底,儘量減少對基底土的擾動。
3.混凝土腰梁施工時,每隔2米左右預埋1根“幾”型C20吊環,用於拆除時作為吊耳使用,吊環需與腰梁錨筋焊接,焊接長度為10d(d為鋼筋直徑,單面焊接)。
4.土方開挖時,每開挖一段設一測量斷面,每一測量斷面在垂直基坑方向兩倍範圍內布設4~6個沉降點,每個開挖段土坡頂上設2個位移監測點。開挖過程中時刻留意地下連續牆測斜監測、混凝土支撐軸力監測、建築物沉降監測的數據變化,如出現預警,分析原因並及時採取相應措施。

材料設備

緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護所需材料如下表1:
表1 主要材料用量表
序號
名稱
單位
數量
用途
1
Ф50袖閥管
3415
建築物周邊地基加固
2
Ф108,t=8毫米 鋼管
8615
小直徑鋼管樁
3
P.0 42.5R水泥
956
注漿漿液製作
4
鋼筋
230
冠梁、頂板、腰梁、混凝土支撐
5
C35混凝土
立方米
594.84
頂板逆作、鋼管混凝土柱
6
C30混凝土
立方米
527.89
冠梁、腰梁、混凝土支撐
7
Ф600,t=14毫米 鋼管
54.55
鋼管柱
緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護所需機械設備如下表2:
表2 主要機械設備表
序號
名稱
規格型號
單位
數量
用途
1
挖機
PC-200
2
基坑土方開挖導土
2
長臂挖機
PC-220
1
基坑內土方出土
3
XY-200
2
地基加固引孔
4
50噸
1
鋼筋、 模板吊裝
5
配1米鑽頭
1
鋼管柱成孔
6
漿液攪拌機
0.3立方米
2
注漿漿液攪拌
7
BW-250
2
注漿加固土體
8
拓普康-1”
2
測量放線與監測

質量控制

施工企業採用《緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法》施工時,應遵循的質量控制要求如下:
該工法質量控制主要參考規範為《混凝土結構工程施工質量驗收規範》(GB50204-2015);《建築地基基礎工程施工質量驗收標準》(GB50202-2018);《地下鐵道工程施工及驗收規範》(GBT50299-2018);《鋼筋焊接及驗收規程》(JGJ18-2012);《鋼筋機械連線技術規程》(JGJ107-2016);《建築基坑支護技術規程》(JGJ120-2012);《建築地基處理技術規範》(JGJ79-2012)。
1.專職質檢員負責對材料質量的檢驗和每道工序完成後的驗收以及日常的質量檢查工作。
2.選用具有一定施工經驗的施工隊伍。特殊崗位持證上崗,一般工種入場前進行教育,施工前交底,施工中定期培訓。
3.小直徑鋼管樁成孔前為保證樁的垂直度,需有水平尺前後、左右調整好鑽機的水平度,為控制樁位偏差,成孔前先用儀器精確定出樁位,每個樁位,上插上木樁,開鑽時,鑽頭中心對準木樁頭上方可開鑽。
4.鋼管樁嚴格按照設計要求,控制施工樁長,成孔過程中控制垂直度,成孔完畢再次進行覆核樁長和垂直度。
5.鋼管樁漿液水灰比要嚴格按照0.6:1~1:1的比例配置,注漿壓力控制在0.6~1.0兆帕,配置過程在攪拌桶內至少攪拌3分鐘後才可以開始注漿,從而達到攪拌均勻的效果。如果因設備出故障或其它原因致使漿液攪拌時間超過30分鐘,將漿液廢棄以不影響樁身質量。
6.袖閥管注漿時採用跳孔間隔注漿的方式,並且按由房屋近端向遠端推進的施工順序進行。嚴格控制臨近建築物基礎樁一側袖閥管的注漿壓力,避免破壞建築物基礎。
7.在開鑽前,現場採用膨潤土進行調試,使泥漿的稠度達到護壁要求,以免在鑽孔過程中塌孔。在鑽孔時,保證轉速均勻。在換鑽孔時,鑽桿提升和放下應保持垂直,以免擴孔。
8.保證套殼料養護5~7天,強度達到0.3~0.5兆帕,將注漿內管與雙塞管連線好一起放至袖閥管底部,由下往上逐段注水泥漿,並嚴格要求注漿效果。注漿期間若有造成地面隆起的跡象,應停止注漿。
9.頂板每層網片進行綁紮之前自檢,確保鋼筋擺放無誤、無偏位、端頭符合要求後方可施工。鋼材端頭如有不直情況,在不影響連線後總長度前提下,把不直部分用無齒鋸切掉,再進行綁前自檢。
10.到場的鋼筋、鋼管等材料應有產品質量合格證。應有質量檢驗報告,鋼管材質檢驗方法應符合現行國家標準《金屬拉伸試驗方法》的有關規定。
11.在混凝土澆筑前,加強對工人的教育,抓住關鍵的混凝土振搗作業,來保證施工質量,避免漏振和過振,使混凝土內部密實、表面光滑,對到場不合格的混凝土予以退回攪拌站。
12.混凝土運輸、澆築及間歇的全部時間不應超過混凝土的初凝時間。混凝土施工過程中必須要分層澆築和振搗。對於小截面部位以及鋼筋密集區必須要加強振搗。澆築完畢後及時進行養護。
13.基坑開挖嚴格按照分層分段開挖原則,基坑開挖至支撐設計標高時,必須及時施工相應的支撐。為減少對圍護結構的影響,基坑內靠近圍護結構0.5米的土方採用人工配合機械開挖。
14.開挖過程中按設計要求進行基坑降排水,確保基坑的整體穩定。開挖如發現牆縫間滲、漏水,採用注漿及時封堵,防止基坑失水而造成對周圍環境產生不利影響。
15.開挖過程中,周期性的對樁位點和埋設的水準點進行監測,並通過監測的數據控制開挖,減少基坑的變形。
16.開挖最後一道支撐下面土方時,分小段開挖,16小時內挖完,為減少對基底原狀土的擾動,基底以上50厘米的土用人工開挖,對超挖部分採用砂、碎石或混凝土回填。

安全措施

施工企業採用《緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
該工法安全措施主要遵守《建築深基坑工程施工安全技術規範》(JGJ311-2013);《建築施工安全檢查標準》(JGJ59-2011);《施工現場臨時用電安全技術規範》(JGJ46-2005);《建築機械使用安全技術規程》(JGJ33-2012);《捷運工程施工安全評價標準》(GB50715-2011);《城市軌道交通地下工程建設風險管理規範》(GB50652-2011)。
1.施工中遵守安全制度,嚴格按照安全生產技術操作規程進行施工。
2.施工前,對所有參建人員進行上崗前的安全教育。對於從事電器、起重、焊接、機動車駕駛等特殊工種的人員,經過專業培訓,獲得《特種作業操作合格證》後,方準持證,上崗。
3.定期對機械設備進行使用驗收檢查,查驗操作人員的特種證、操作證和檢驗檢測報告,逾期禁止上崗、作業。
4.配電箱開關配有操作指示和安全警示。
5.施工現場的電器設備設施必須有有效的管理制度,現場電線電氣設備設施必須有專業電工經常整理,發現問題及時解決。
6.製備水泥漿時,應戴好防塵口罩。
7.現場醒目設定安全警示標誌、安全引導標誌、安全危險標誌、安全宣傳標語和安全宣傳畫。
8.成孔後,及時下籠澆灌混凝土,如因故不能施工時,應在樁孔區域設定護欄、警示標誌、蓋板等,澆灌混凝土後及時回填密實。
9.所有吊裝裝置必須有安全檢驗證書,並定期維修管理。
10.起吊作業人員應由專人統一指揮,起重要熟練,掌握不同作業安全要求,其他工作人員分工明確。起重、司索指揮人員應持特種操作證上崗。
11.基坑在開挖前,按設計要求和降水方案先在基坑內進行降水。抽水時,坑下不得留人,防止漏電和塌方。經常檢查排水系統,進行疏水,必要增加排水措施,保證水流暢通。
12.基坑內施工必須有專用通道(如梯子或爬梯等)供作業人員上下,設定的通道在結構上必須牢固可靠,數量、位置滿足施工要求並符合有關安全防護規定,不得隨意拆除。
13.備足防突發事件的各種材料,如彩布條、編織袋和水泵等,以防下雨及塌方等意外事故發生,能夠及時組織搶救。
14.雨季施工時特別注意及時抽水,安排專人負責,以免積水軟化土層影響開挖及基坑安全,地面排水溝、泥漿溝、沉澱池需及時安排人員清理池底泥漿。

環保措施

施工企業採用《緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法》施工時,應採取的環保措施是:
該工法在環境保護方面主要遵守《建築工程施工現場環境與衛生標準》(JGJ146-2013);《建築施工場界環境噪聲排放標準》(GB12523-2011);《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)。
1.實行掛牌施工,標明工程項目名稱、概況、功能、範圍、開竣工日期、質量目標、安全目標、工地負責人、施工許可證批准文號等,設立監督電話,接受社會監督。
2.合理分布動力機械設備的工作場所,避免一個地方進行較多的動力機械設備。
3.對於行駛的機動車輛,裝備排氣消音壁,現場只允許按低音喇叭,場外行駛嚴禁鳴笛。
4.最佳化作業方案和運輸方案,施工安排和場地布局,儘量減少施工對周圍居民生活的影響,居民休息時間,不安排高噪音工序作業。
5.施工、生活污水必須執行《污水綜合排放標準》規定,四周設定磚砌排水溝、生活污水經場內過渡沉澱池處理後,排入城市下水道。工地廢水排入市政下水前設定沉澱池和柵欄,並採取必要的淨化措施,防止污染道路,堵塞下水道。
6.渣土運輸車輛配備擋板,防止車輛在道路行駛過程中出現物料沿途撒落現象,減少揚塵。
7.工地出入口設標準洗車槽,運輸車輛駛出工地前,必須沖洗乾淨。
8.嚴禁在工地燃燒各種垃圾廢物和會產生有毒有害氣體、煙塵、臭氣的的物質。熔融瀝青等有害毒物質,要使用封閉和帶有煙氣處理裝置的設備。
9.對於生產、生活各類垃圾要及時清掃、清運,不得隨意傾倒,要求每班清掃,每日清運。
10.污染環境的廢物,如建築、生活垃圾、廢棄材料等,經分揀後運至建設單位和當地環保部門指定地點排放、堆碼、掩埋或銷毀。易於引起揚塵的細料堆應予遮蓋和適當酒水。
11.夜間施工項目必須辦理夜間施工許可證,並控制施工噪聲,減少人為的噪聲擾民。

效益分析

中建五局土木工程有限公司採用《緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法》施工的效益有:
1.在既有圍護結構的基礎上採用本施工工法能夠有效解決緊鄰深基坑建築物微沉降的問題。
2.增加施工工序的同時,不影響施工進度。
該工法相對傳統的基坑暗挖工法,施工效率快,可連續施工、安全可靠性強,操作簡單,實現了緊鄰既有深基坑圍護結構的建築物微沉降的目標,並比傳統建築物地面加固+深基坑暗挖法開挖工藝節約成本約341.1萬元。
表3 經濟效益分析表
綜合防護技術
結構全逆作法技術
工程費增加
金額(萬元)
工程費增加
金額(萬元)
混凝土支撐
149.2
結構逆作
424.8
鋼管樁注漿
376.9
鋼支撐取消
-70.1
土方半蓋挖開挖
29.9
土方全暗挖
291.2
袖閥管注漿
96.9
袖閥管注漿
96.9
格構柱等支撐
27.8
鋼管柱支撐
186
頂板結構逆作法施工
47.2
合計
657.8
合計
998.9
綜合防護技術較傳統結構全逆作暗挖技術節約成本=998.9-657.8=341.1萬元
1.該工法採取的措施保證建築物安全,對其保護的投入和重視程度消除了建築物居民的不安心理,有了良好了市民口碑。
2.這樣一套綜合防護施工,採取的措施經過在現場的實際驗證,在保證基坑安全開挖、建築物保護的同時,又不影響捷運施工的正常進度,為後續四號線捷運按時開通提供保障,贏得了福州政府及福州市民的高度肯定。
1.該工法工效高,效果顯著,施工中對周邊環境影響小,施工占地面積小,在很大程度上節約了社會資源。
2.該工法建築物地基加固施工工藝成熟、簡單易操作,使用的施工機械體積小、噪聲低,適用於在密集建築物附近施工,對居民的影響小。
註:施工費用以2019—2021年施工材料價格計算

套用實例

中建五局土木工程有限公司採用《緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法》的套用實例如下:
福州市城市軌道交通4號線一期工程第2標段前嶼站為換乘站,與福州軌道交通2號線前嶼站呈“十”字換乘,位於前橫南路與福馬路交叉口,沿前橫南路南北向布置。前嶼站為雙柱3跨3層站地下建築。共設定3個出入口和3組風亭。車站總長為176.1米,標準寬23.1米,採用明挖順做法施工,其中主體西側有1棟8層、無地下室、基礎為23米的沉管灌注樁的建築物。主體基坑最大深度25.75米,與建築物淨距為2.5米,風亭組及出入口附屬基坑開挖深度16.57米,與建築物淨距為9.95米,外掛附屬基坑開挖9.80米,與建築物淨距為8.28米,主體基坑開挖對建築物的影響最大。在採取一系列有效的措施後,該工法於2019年12月開始施工,至2020年12月主體結構全部施工完成。
在進行主體基坑土方開挖之前,在圍護結構已經施工的基礎上(地下連續牆+第一道混凝土支撐)採取了小直徑鋼管樁注漿加固土體、預埋袖閥管加固基礎、基坑內頂板跳倉逆作增強支撐水平反力及鋼支撐換混凝土支撐的綜合防護措施,在深基坑開挖的過程中,緊鄰深基坑建築物累計沉降最大值僅為-2.23毫米,遠小於設計控制值20毫米,同時車站整體完工工期較業主節點提前了兩個月,且房屋未出現裂縫、居民無投訴等不良現象,確保了施工過程建築物安全,保障了人民人生及財產安全,保證施工進度,取得了顯著的效果。
福州市城市軌道交通4號線一期工程第2標段遠洋路站為4號線第16個車站,位於福州市晉安區,延前橫南路西側東西向設定。西側為金色麗景小區,東側為都市田園住宅小區。車站長238.6米,標準段寬19.7米,主體基坑開挖深度約17.34~19.54米。共設定3個出入口和1組風亭(2#出入口為預留口)。金色麗景住宅小區(框架結構,7層),基礎採用口400和500毫米的預應力管樁,樁長為27~35米,7號樓距離主體基坑為5.54米,4號樓距離1號風亭組及3號出入口最近11.2米,主體基坑開挖對建築物的影響最大。在採取一系列有效的措施後,該工法於2020年2月開始基坑開挖施工,至2020年10月主體結構全部施工完成。
施工過程中小區累計沉降最大值僅為-3.16毫米,遠小於設計控制值20毫米,同時車站整體完工工期較業主節點提前了三個月;該工法在保證工程安全優質的基礎上,加快了工期、節約了成本,得到了業主及監理的好評。

榮譽表彰

2021年11月5日,湖南省住房和城鄉建設廳以湘建科〔2021〕206號檔案發布《關於公布湖南省2020年度工程建設省級工法名單的通知》,《緊鄰既有圍護結構建築物微沉降綜合防護施工工法》被評定為湖南省2020年度工程建設省級工法。

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