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绿色装配式边坡支护施工技术研究

2023-12-14董馥鹏

建材发展导向 2023年21期
关键词:孔洞面层深基坑

董馥鹏

(山西龙城建设集团有限责任公司,山西 太原 030027)

1 工程项目概况

以山西太原市中的某期民用住宅楼项目为例,地处于高新开发区域,项目建设附近有生态园区等,其地下空间中布满了错综复杂的管道线路且土壤质地特殊,施工环境较为复杂多变。本工程项目总体占地面积约为15856.64m2,建筑物总面积约为42592.59m2。根据项目施工设计方案,本次项目基坑长宽呈东-西走向,长约155m,宽约为83m,基坑南侧开挖深度为11.47m~12.43m,东侧深为11.22m,最大深度达到24.12m,属于住宅项目深基坑范畴,所以要提高对基坑边坡支护的重视程度,以防止边坡出现局部或大面积的坍塌和滑坡现象。

结合太原市地质条件资料、项目施工现场勘查结果,发现本项目深基坑及周边土壤质地为典型的黄土、黏土和粉土,如表1所示。鉴于深基坑施工整个工期较紧,基坑设计采用动态设计法,通过使用“灌注桩+锚索”的支护体系为基坑东侧边坡提供稳定性。同时,由于以往锚杆喷射混凝土的支护方式具有效能低、污染高、强度大等缺陷,加之太原市当地大力推进生态建设与环境保护,所以在深基坑南侧采用绿色装配式边坡支护,满足边坡支护要求的同时,也符合新时期生态环保的施工理念。文章以该项目基坑南侧的支护设计(绿色装配式边坡支护)为研究对象,深入分析和探究此项施工技术的具体应用措施和手段。

表1 土壤质地分类

2 绿色装配式边坡支护施工技术应用要点分析

2.1 施工准备

为了充分发挥绿色装配式边坡支护技术优势,就要做好实地勘察工作,以便于全面掌握此项施工技术要点,科学选择恰当的技术方法,合理配置所有施工材料及设备。

1)在本项目施工设计前,采用了简单便捷地钻探勘查法,利用钻机在现场基坑处进行钻孔,及时掌握深基坑下方及周边的土层质地情况,科学判断土层中的实际情况,如地下水位深等,并且也方便施工单位了解基坑的稳定性,以此为依据合理计算基坑尺寸(长、宽、深),最大限度上保障了基坑支护作业顺利开展。结合本次调查结果显示,本项目所处位置处的土壤质地中包含了大量的黄土、粘土和粉土,即浅层区域分布不均的黄土、粘土,深层次区域则存有大量粉砂土质[1]。

2)应该依据一系列实地考察的数据结果加以分析,结合各种影响因素,合理设计基坑边坡支护方案,并要由此项目所有参与方共同进行方案审核,即对方案中所有环节逐一检查,按照基层土壤物理性质为标准,从诸多方案中选择出最科学、最有效的技术方法。

3)需要基于现场实际情况、设计方案内容等,明确此项目施工过程中所使用的材料与设备,并要对其进行规格、性能、数量的入场审查加以管控,确保其满足绿色装配式边坡支护施工标准。

2.2 基坑开挖

在本项目基坑开挖之前,需要安排专业人员携带地下探测器,对深基坑开挖处及周边环境的地下管线、建构筑物、地下水位等进行勘测,以防止开挖过程中出现管线、构物挖断、破坏等问题,造成一定安全隐患。在实际开挖过程中,严格遵循土方开挖设计方案中的各项要求,科学设置施工便道,及时平整、压实施工道路,以防止其出现下沉、表面不平等现象。在具体施工操作中,要采取“先周边、后中间”的开挖顺序,依据“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的基本原则,分段分层、均匀对称、步骤有序地完成此次开挖作业。在此期间,为了实现基坑开挖过程中支撑与挖掘同步、交替进行,就要采用开挖深度与绿色装配式边坡支护同步施工模式,即每次土层开挖厚度应小于1m,深基坑底面以上30cm厚土方采用人工开挖方式[2]。

2.2.1 坡面清整

由于基坑开挖中采用“人工+机械”的方式,可能会造成开挖后的基坑边坡表面出现松散、不平整等问题,如若不对其进行事先清理与压实,难免会影响后续施工进展。为此,需要优先将边坡坡面处的松散浮土加以清理,使其变得干净、光滑;并要对边坡结构中所存的障碍物加以拆除,针对局部不稳定点,可以采用清刷或支站等加固措施,以保证边坡坡面的平稳过渡,实现平整度偏差±30mm。

2.2.2 测量放线

这一环节是深基坑施工中的重点内容,也是绿色装配式边坡支护技术应用的关键所在,所以施工单位要给予其较高关注度。待初步清理和加固工序完成后,应该按照绿色装配式边坡支护方案设计,选用有着显著标识的白石灰,对边坡中每一个锚杆孔洞位置进行标记,并要进行反复核实与审查,以保证孔洞标记点与设计方案真实相符,为后续施工操作奠定坚实基础。另外,也要对本项目中所使用的2m长φ16mm的钢筋锚杆加以检查,重点关注其结构受损、表面杂质、型号不一等问题,必要时要给予其针对性地解决处理措施。

2.2.3 锚杆钻进

待以上所有工序结束,应该安排有关设备及材料的进场,使用坚硬、平整的枕木为其搭建施工作业台面,并要检查所有进场物资物料的完整性,确保锚杆钻机运行参数、材料质量性能等均无异常后,便可开展此道工序。在实际钻进操作中,需要做好以下几点内容。

1)本项目结合设计方案、现场实情,选用潜钻孔机进行钻进操作,孔洞直径为70mm,钻孔倾斜度要保持与边坡坡面的垂直;2)严格遵循轻压慢速原则,提前进行试钻作业,以及具体问题具体分析原则,根据边坡土层质地变化,及时调节钻进模式;3)实时跟进钻进成孔情况,针对钻进过程中孔洞周边出现细小裂缝时,应立即停止钻进,并选用套管成孔或挤压成孔方式进行;4)为防止出现孔洞深度不足的问题,则要把控好实际钻进操作,确保实际钻进孔深大于设计孔洞深度;5)待钻进到一定深度时,就要对孔深、孔位、孔斜进行测量,确保孔洞钻深误差≤±50mm,孔洞位置偏差距离≤50mm,成孔斜角误差≤±1°,使其满足绿色装配式边坡支护施工技术要求,再对成孔进行清洗;6)将孔洞内的杂质清理完后,可在其底部留有少量泥浆,使其固化凝结为下一环操作提供便利。

2.2.4 锚杆插入

完成钻进成孔后,尽可能在短时间内将锚杆插入孔洞内,以防止孔洞在作用力下出现缩径、塌孔等问题。在此期间,本项目所选用2m长φ16mm的钢筋锚杆,有效控制锚杆插入时其与成孔内壁之间的距离,以防其对孔壁内造成刮碰、划痕,当锚杆顶端与孔洞底端接触后,使用钢尺测量出裸露在外的锚杆长度,将其露出边坡外的长度控制为100~150mm,便于与横向加强钢筋进行焊接,起到预期加固效果的同时,为后期封锚处理提供便利。同时,也要严格控制钢筋锚杆彼此水平间距和纵向间距,即水平距/纵向距均为1.5m,并在插入土钉钢筋时,优先查看孔内情况,如若发现有局部渗水、塌孔等问题,应采取针对性措施来处理[3]。

在土钉钢筋插置于孔洞内,要在钢筋锚杆中安装相应支架,便于将其精准对向孔洞中心位置,注浆后其保护层厚度要≥25mm。顺着土钉钢筋上下均设立一道支架,由φ8mm钢筋制成,与土钉形成30°,均匀分布其主体结构周围,既要保证注浆管正常插入的同时,又不能妨碍浆液的流动。另外,要提前准备好相应的注浆材料,进一步增强绿色装配式边坡支护技术应用效果。

2.2.5 灌注浆液

在制备水泥浆液时,应当按照预先设计好的配合比进行调配,即水灰比为0.4~0.41,科学控制水泥浆液搁置时间,必须要在初凝前用完浆液,确保其质量及性能等不受到影响。在具体操作实践中,本项目结合基坑边坡土层结构情况,合理选用水泥注浆材料,通过采用底部一次性注浆法,将注浆管直插进孔洞内距底部200mm距离,有效控制注浆中浆液最大压强不应低于30MPa,压力限定为0.4MPa左右,并在孔洞口处设置止浆袋,待观察到孔口处有浆液流出后,便可以表示孔洞内已注满浆液。每一次实施注浆之前,都要科学计算出所需浆液体积,确保实际注浆量不得少于孔洞内容积。经过此项操作后,本项目深基坑边坡土层中的各项物理性质均得到改变[4]。

2.2.6 锚钉施打

针对边坡顶层、中间平台、坡脚位置,应操作小型机械完成竖向锚钉施打,以便于在绿色装配式面层翻边处理时安装固定。此环节中所选用1m长φ16mm的钢筋,有效控制锚钉钢筋间的水平距离为1.5m,并要采用水灰比为0.4~0.45的水泥砂浆完成注浆操作,注浆压力控制为0.4MPa即可,沿着基坑边坡施打一排后,再用φ6mm的钢丝绳与锚杆钢筋进行焊接和绑扎。

2.2.7 面层铺设

在绿色装配式面层施工中,本项目结合施工现场实际情况,最终选用幅度6m、长度50m的装配式面层卷材,通过精准把控卷材裁剪尺寸,完成试验铺设环节,对所试铺后的面层宽度,以及接缝处的平整度、松紧度进行检查,判断其是否符合设计要求。在实际操作中,该项目采用“人工滚铺”方式进行,确保坡面平整,预留一定变现余量;采用φ6mm钢丝绳缠绕锚杆端头一圈并拉紧张,再装配固定件紧固、卡扣螺栓拧紧,确保接头的牢固可靠;边坡顶层与底脚,需要设置装配式面层翻边,宽度为坡顶≥0.8m,中间平台及坡脚≥0.3m[5]。

2.2.8 坡顶翻边

待施加完防水层、装配式面层,土钉、钢丝绳后,要在距离边坡坡顶的0.8m范围内浇筑80mm厚度的C20混凝土,并完成混凝土结构表面抹平及后续养护。

2.2.9 面层拆卸

根据本项目深基坑回填土进程,采取分层拆除方式,优先拆卸连接件,后拆除绿色装配式面层,最后将拆除后的构件进行统一堆放和处理。

3 绿色装配式边坡支护技术应用效果

3.1 施工质量控制

3.1.1 加强现场物资物料管理

施工单位要优先选择市场中信誉良好、产品质量高的供应商,对同类材料进行货比三家,控制所使用物资的单价,并要按照订货清单对进场物资的品种、规格、数量等进行记录和检查,如若其质量及性能不符合技术应用要求,则要立即与供应商联系,要求其退换或补偿,避免其影响最终建设效果。同时,由于绿色装配式边坡支护技术应用时所涉及物料众多,应当根据其品种类别进行针对性保管,避免因存储不当导致其质量、性能降低的现象。另外,也要制定出详细的使用规范,确保可以发挥其应有价值。

3.1.2 提升现场人员综合素养

为了保证绿色装配式边坡支护技术有效应用,就要对现场施工人员进行全方位培训教育。通过提升岗位准入指标,综合考核应聘者进行专业技能、职业素养等方面能力,使其满足此项施工技术应用要求,并要积极开展培训教育工作,强化现场人员专业技能和质量意识等,使其可以按照技术应用操作流程完成相关工序内容,确保工程项目施工有序进行。另外,需要制定和落实责任机制、绩效考核、奖惩制度等,有效约束施工人员行为,以此来达到项目基坑边坡支护施工质量控制目标。

3.2 技术推广价值

3.2.1 绿色环保

绿色装配式边坡支护技术,因其有着可回收利用、绿色美观性的特点,积极响应我国绿色节能、生态环保的发展战略。相比于传统施工技术,不仅可以减少喷射砼所产生的污染,避免裸露边坡水土流失问题,还能够降低施工过程中的能源、资源消耗,具有显著的绿色环保性。

3.2.2 经济节约

相比于其他支护施工技术,其所使用的装配式面层材料可以进行回收利用,大大减轻了施工成本费用,如与喷射混凝土工艺比,成本费用节省约20%,并且从施工进展来看,在工期紧张、环保严峻的城市建设中,绿色装配式边坡支护技术的社会效益、生态效益更加明显。

4 结语

综上所述,针对山西太原市这一特殊的地质条件,通过本次项目的基坑支护实践中,可以看出绿色装配式边坡支护技术取得了良好应用效果,这也表明其在今后边坡支护中值得推广与使用。所以施工单位要牢牢掌握此项施工技术流程和应用要点,为今后建筑行业可持续发展夯实基础。

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