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特殊部位基坑支护、加固工程的控制
  1  工程概况
        施工区域临近主楼18层主体施工已完成,主楼东侧有7.5米双向地库汽车坡道出入口;由于前期施工场地相当狭窄,开挖对东侧高压电线钢塔安全影响未知、且加固方案未定等问题的限制,该部分坡道以及部分地库长度32米未进行开挖;由于主楼开挖对该部分地质情况十分熟悉,从上到下依次,现场表层1.5-2.0米为垃圾回填土,1.5米厚粉土层,0.5米粘土层,以下为粉土层,在车库出入口东侧为高压入地电缆盘曲部分,电缆盘曲向西3.0米向东连接22米、25米2座高压钢塔;地库及坡道开挖深度在1-6米,钢塔处开挖深度4米左右;坡道底部为地库,该部分深度6米;在开挖4-6米范围东侧为已建成小区道路、地库出入口,该路面标高低于本工程开挖面1.2米,道路下走有电缆、排水管;且开挖面紧邻隔壁围墙,由于该部位特殊、地质且不均匀,土层有夹杂粘土层,遇水容易滑坡,为保证基坑安全以及隔壁围墙、道路安全,主楼开挖时在围墙内侧采用微型桩加钢筋网砼支护形式,但不理想,围墙局部出现较大裂缝,隔壁道路出现轻微变形;对于现在坡道施工,为保证开挖临边高压钢塔、基坑、以及道路安全,对施工方案进行了多次讨论、对比;在钢塔附近埋有110千伏高压电缆,该部位采用土钉支护安全隐患太大,且放坡使基坑外沿向钢塔、电缆靠近,对钢塔结构安全有影响;钢塔南侧基坑开挖如果采用素喷砼,放坡按照1:0.4放坡,现场尺寸无法满足;用土钉墙支护形式,土钉的长度会伸入临近道路排水管、电缆区域,安全隐患较大,无法保证施工安全;经过对钢塔结构现状了解,钢塔基础为独立钢筋砼灌注桩,直径2.2米,埋深9米。
        2  工程施工方案的选择、分析
        通过采用土钉支护或采用13米400微型桩加钢筋网的支护方案的对比,由于钢塔顶部钢绞线相拉,钢塔基础受力大小无法预计,仅靠基坑土体受力计算显然不符合实际,在结构安全和施工安全方面都没有把握,由于该部位较为特殊,一旦影响电线高塔的安全对社会影响较大,施工工艺选择不妥会造成施工安全事故;经多方面考虑、推敲和借鉴其他类似项目,在保证不影响高塔使用安全和坡道施工安全的前提下,设计安全系数适当提高;根据JGJ120-99和GB50202-2002的相关规定,基坑侧壁钢塔处安全等级1级,其他部位为3级;设计类型采用悬臂桩结构,用北京理正软件对支护结构抗拉、内部稳定、外部稳定性进行设计,安全系数均满足规范要求;并通过结构、岩土、电力等方面的专家对该施工方案的论证。
        3  方案主要内容
        3.1 采用直径600mm的钻孔灌注桩,桩入土深度自地表以下 12米,有效桩长11米,嵌固深度6.5-9.5米,桩身采用C30砼,主筋10根HRB400级16钢筋均匀分布,箍筋¢8@150,加强箍筋¢14@2000,桩间距在电线杆处为1.0米,其它地段为1.2米;冠梁500*800,10根HRB400级18,箍筋、拉钩¢8@200,采用C30砼。
        3.2 坡道边坡、钢塔变形监测。
        4  现场施工组织安排
        由于现场狭窄,大型机械无法进入施工,且施工区域地下、地上均有高压电缆;对砼灌注桩成孔、钢筋笼安装、砼浇注较为困难;经多方面考虑、讨论决定按照以下组织实施:
        ①在施工前详细了解高压地下电缆走向、埋深以及接电线的辐射范围;
        ②砼灌注桩放线:为了尽最大可能远离高压地下电缆,桩位紧靠车库剪力墙外皮;
        ③由于打桩位置狭小无法使用大型机械进行砼桩施工,采用人工机械洛阳铲成孔工艺,机械选用1T卷扬机配三木塔、活底吊桶、双轮手推车等。
        ④钢筋笼加工:由于钢筋笼11米,钢筋长度9米,需接长2米,计划采用双面焊接工艺,用25吨吊车在地库顶安装,但最北侧4-5根钢筋笼受1#楼主楼位置影响,无法使用吊车,该部位钢筋主筋连接采用直螺纹一级连接,接头钢筋在场外加工后进场;
        ⑤砼浇注:为保证基坑、钢塔安全,砼浇注桩成孔采用隔二打一,每三根桩浇注砼一次;
        ⑥变形监测:委托有测量资质的单位进行变形监测,砼灌注桩强度满足设计强度后,组织土方开挖,土方开挖后一周内每天观测1次,以后每三天观测1次。
        5  主要施工工艺和质量控制措施
        5.1 灌注桩放线定位:利用原1#楼主体定位,定出灌注桩中心位置,桩外侧与坡道剪力墙只留30mm空隙。 
        5.2 机械洛阳铲成孔:
        5.2.1 采用600mm机械洛阳铲在在桩位中心,利用卷扬机提升及下落进行挖土和垂直运输,闭合抓土,至地面卸土,依次循环成孔,直至达到设计标高。
        5.2.2 灌注桩施工部位为前期基坑开挖土钉支护面,在自然地坪以下1.5米和3.0米处有土钉,影响到洛阳铲的施工;有土钉的部位桩径均扩大到700mm,用电焊切除;
        5.3 钢筋笼制作安装:
        5.3.1 钢筋原材经现场见证取样试验合格后,方准予加工;
        5.3.2 钢筋受力筋按照50mm保护层下料,钢筋主筋搭接采用双面电弧搭接焊,焊头错开50%;个别桩钢筋笼接头采用一级直螺纹连接,接头可在同一个平面上;
        5.3.3 钢筋保护层用50砂浆垫块每组4块水平对称排列与主筋固定牢固,间距1000mm;5.3.4 钢筋笼吊装:用25T吊车吊装钢筋笼;吊装钢筋笼时要对准孔位,直吊扶稳,缓慢下沉,避免碰撞孔壁,钢筋笼放到位置立即固定;吊车不能直接吊装的钢筋笼,分两段钢筋笼施工,第一段5米,加强箍筋采用¢14@1500,成型后人工放入桩孔,临时固定后,用一级直螺纹机械连接其余主筋钢筋。
        5.4 砼施工。
        砼采用10-20mm粒径、砼塌落度80-100mm商品砼,灌注前再次校核钢筋笼标高、孔深,检查有无坍孔现象,符合要求后即可开盘灌注。由于砼灌注桩深度较深,混凝土采用溜管用手推车向桩孔内浇筑。灌注开始后应紧凑连续地进行,严禁中途停灌,桩顶以下6米范围采用插入式振动棒进行振捣密实。
        5.5 质量标准。
        根据机械洛阳铲砼灌注桩施工验收标准,设计文件和建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002以及砼结构工程施工质量验收规范GB50204-2002相关规定。
        5.5.1 机械洛阳铲成孔检验标准及检验办法:桩位小于10mm,孔深+300mm,垂直度10mm;
        5.5.2 钢筋笼安装质量检验标准及检验办法:钢筋笼主筋间距±10mm,钢筋笼箍筋间距±20mm,钢筋笼直径±10mm,钢筋笼长度±100m,用尺量;
        5.5.3 砼灌注桩质量检验标准及检验办法:桩体质量检验: 无桩身断裂、裂缝、缩径、加泥、空洞、蜂窝、松散;砼强度:大于30MPa;桩径:-20mm;桩顶标高:+30mm,-50mm;沉渣厚度:小于100mm。
        6  变形监测
        6.1 变形观测点的设置。
        6.1.1 在基坑边沿设置4个沉降观测点C1、C2、C3、C4,3个位移观测点w1、w2、w3;
        6.1.2 在高压钢塔上东西各设2个位移观测点南塔w4、w5;北塔w6、w7。
        6.2 变形监测仪器。
        沉降观测采用DS1型仪器,按照二等水准测量,水平位移变形观测采用全站仪测量。
        6.3 变形测量控制。
        水平位移观测为平面控制测量,必须先在测区内建立平面控制网。水平位移监测网根据实际情况,采用如下方法:
        先在场内选好位移观测点两端的固定观测点,BM1、BM2,埋在场内稳定不动的位置,并经常检查有无移动,并有保护措施;将在边坡处位移变形点w1、w2、w3设在的冠梁上为一条直线,并做好标记。高压钢塔水平位移点南塔设w4、w5;北塔设w6、w7观测点。观测时,在一个端点BM1上安置全站仪,在另一个端点BM2设置固定觇牌,并在每一个位移点上安置固定标志,全站仪先后视固定觇牌进行定向,然后再观测冠梁、钢塔上的观测点,并读取数据,经计算即可得到各点位移量。测量中的主要误差:对中误差<0.1mm;整平误差:<0.3mm;瞄准误差:<0.4mm;方法误差:<0.3mm;
        6.4 监测成果。
        从土方开挖到观测变形结束,除开挖当天1个观测点变形最大3mm,(报警值为5毫米/天),其余变形观测为1-2毫米/天,累计最大6mm,远远满足规范30mm要求;对临近建筑、道路沉降观测未发现明显变形。
 
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