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特殊部位基坑支护、加固工程的控制
摘要：由于国家城市人口不断增加，城市土地成为稀缺资源，工程建设向空中、地下发展成为一种必然。
关键词：基坑支护；钢塔加固；变形监测
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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