某深基坑坡顶塔吊基础微桩联合土钉加固施工工法

深基坑坡顶塔吊基础微桩联合土钉加固施工工法1前言工程建设施工中，常采用塔吊解决设备和物资的垂直运输问题。塔吊是结构施工的关键设备，塔吊安装前，必须进行塔吊基础的设计和施工。塔吊的稳定性是塔吊基础设计中必须考虑的。深基坑工程中位于坡顶的塔吊，为满足其自身稳定性和对边坡安全的要求，通常采用桩基础。桩基础施工需要大型的桩工设备，如果采用人工挖孔桩，考虑安全因素，在某些地区是被限制使用的。采用大型桩工设备在坡顶施工，其本身对基坑边坡来说，就是一种不安全的因素。近年来，很多建设方将土方工程和结构工程分开招标，造成许多项目在总承包单位进：饧前已经完成深基坑支护及土方工程，而土方施工时并没有考虑结构施工对塔吊的要求，如果场地条件许可，正常安装塔吊即可，但要考虑大型设备施工对坡顶的影响。如果塔吊位置的施工临时用地狭小，大型设备根本不能进入现场，基坑顶塔吊安装无法实现。如果将塔吊安装在基坑内，从施工到工程造价都会有一系列问题。采用微桩联合土钉加固能有效解决上述问题。2特点2.1不需要大型机械设备，采用洛阳铲或小型钻孔机械成孔，有利于施工现场安全的管理；2.2不需要加工钢筋笼，直接在孔中插入钢管；2.3工期短，一个塔吊基础下的微桩和土钉墙施工一般只要ld时间；2.4用电量少，施工占地小，对周边环境影响小。3适用范围3.1适用于一般地质情况下的塔吊基础的加固，特别适合于狭小场地内的施工；3.2对含软土在内的特殊性土的地基处理，应按地区经验经过试验后确定其适用性。4工艺原理塔吊基础要解决三方面的问题，一是承载力，二是变形，三是抗倾覆。通过对上述三个问题的验算确定微桩的长度、桩径和间距。用微桩基础加固地基能充分发挥桩问土的作用。通过微桩中钢管、土钉钢筋和塔吊基础内钢筋的连接增加了塔吊抗倾覆能力，洋见图4.1的加固工艺原理图。图4.1加固工艺原理图5工艺流程及施工要点5.1工艺流程详见下图的加固工艺流程图。5.2施工要点5.2.1采用人工洛阳铲或小钻机成孔，成孔直径及深度应满足设计要求。成孔前，在设计孔位处做显著标志，确保成孔位置准确，成孔结束应及时置入钢管，并使其居孔中心。土钉成孔时，应控制好成孔角度、孔径和孔深度。成孔后，将孔内的浮土清除。土层干燥地段用清水湿润。为确保钢筋置中，在主筋上每隔2m焊接—个托架，然后放入指定的孔中。5.2.2注浆采用1根Φ20mm的塑料管作导管，孔口设置止浆塞。将搅拌好的水泥浆常压注入钻孔底部，自孔底向外灌注，注满后，保持压力3~5min；初凝前，补浆不少于一次。5.2.3开挖塔吊基础至设计标高，然后根据设计，在基坑四周进行土钉成孔和注浆施工；同时，要将土钉端头和微桩钢管连接。5.2.4塔吊基础钢筋绑扎完毕，将土钉端头钢筋以及钢管和塔吊基础浇筑成整体。6.1施工机具6主要施工机具及材料序号机具名称型号单位数量l洛阳铲自制把12小钻机组装台l3搅浆机台l4注浆泵台l6.2材料序号材料名称型号单位数量1水泥P.032.5级t根据工程量计算算2钢管Φ65t根据工程量计算算3钢筋Ⅱ级t根据工程量计算算7劳动力组织班组长1名，成孔2人，注浆2人。8职业健康安全要求8.1工人进施工现场必须佩戴统一的安全帽，穿工作服和胶鞋；8.2基坑顶部设置安全操作护栏，并挂安全警示牌；8.3采用小钻机成孔时，一定要先在孔位挖探坑至老土，或确保桩孔位置没有危险源(电缆、通信等管线)，然后才能机械成孔；8.4定期对各种设备进行维修、调试和保养，保证施工设备安全、可靠；8.5用电设备应安装漏电保护装置，并张贴安全用电标识。9质量要求9.1施工所用钢管、钢筋、水泥等原材料必须符合设计要求，试验合格后方可使用。水泥浆的配比必须满足设计要求。9.1.1微桩钻(成)孔垂直度不超过l％，孔径允许误差为4~50mm、桩位允许偏差150mm，孔深满足设计要求，若孔底虚土过多，应将孔深加深，桩的设计按摩擦桩计算；9.1.2水泥浆配比，注浆压力满足设计要求。9.2土钉9.2.1土钉杆体的加工、安放必须符合设计要求或施工规范的规定。9.2.2土钉施TgL位垂直误差为±50mm，水平误差±100mm，土钉孔径允许误差为-10mm，土钉孔深允许误差±100mm，土钉倾角允许误差±2°。10环境要求10.1成孔过程中的弃土应集中堆放，及时消纳；10.2水泥浆搅拌站应有挡风装置防止粉尘飞扬，工作人员配备必备的劳动保护用品。11效益分析11.1微桩联合土钉共同加固塔吊基础具有施工人员少、施工临时用地小、用电管理方便、施工速度陕、施工工艺简单、施工现场文明等特点，因此，具有很大的推广价值和发展前景。11.2微桩联合土钉共同加固塔吊基础的施工工法，在经济效益上较传统的桩基础工艺节约约1／3。因此，具有很好的经济效益。在传统桩基础无法施工的场合下，更凸现其经济效益。12应用实例12.1总装(4307)16号楼基坑支护在总包单位进场前已经完成，采用桩锚支护体系。施工场地狭小，根据结构施工平面布置，塔·吊安装在基坑顶，离施工围墙仅8m。塔吊型号H3／36B。大型桩工机械设备不可能进入现场进行桩基础施工，只能进行微型桩联合土钉加固塔吊基础的方案。具体方案如下：12.1.1微桩塔吊基础平面尺寸6.0m×6.0m。中心离南坡边壁为3.7m，16根微桩均匀布置在基础平面范围内，微桩之间间距1.0m，微桩孔径150ram，微桩内置入Φ65钢管，整个孔内灌入水泥浆，每根微桩全长12m；其中，塔吊基础底面下10.5m，外露1.5m，和基础承台浇筑在一起。12.1.2土钉靠近基坑一侧的塔吊基础坑壁无法采用土钉加固，其余3面在离地表下1m处，各均匀布置一排(4根)土钉，土钉全长15m；其中，深入土体12m，：孔径100mm，土钉间距1.0m，共布置12根土钉。外露的土钉钢筋和钢管连接，并和基础承台浇筑在一起。12.1.3分析场地内不具备大型机械设备进场施工桩基础的条件，人工挖：孔桩在北京地区已经被限制使用，立塔难度较大，影响因素较多，并且拆塔困难，合计费用较高。按照本工法施工，塔吊地基处理仅用ld时间。塔吊在整个结构施工过程中安全运行，没有出现任何问题。12.2解放军306医院综合医疗楼工程基坑支护在总包单位进场前已经完成，采用桩锚支护体系。根据结构施工平面布置，l#、2#塔吊安装在基坑顶，其中l。塔吊型号：ST50／15，2#塔吊型号：H3／36B。考虑基坑安全性和大型桩工机械进出场费用问题，采用微型桩联合土钉加固塔吊基础的方案。具体方案如下：12.2.1微桩塔吊基础平面尺寸5.6m×5.6m。中心离南坡边壁为3.7m，16根微桩均匀布置在基础平面范围内，微桩之间间距1.1m，微桩孔径150ram，微桩内置入Φ65钢管，整个孔内灌入水泥浆，每根微桩全长13.35m；其中，塔吊基础底面下12.0m，外露1.35m，和基础承台浇筑在一起。12.2.2土钉1#塔吊基础南侧离基坑边坡上口线0.9m，西侧离基坑边坡上口线6.5m，2#塔吊基础西侧离基坑边坡上口线0.9m，北侧离基坑边坡上口线5.7m。分别在1#塔基西侧、2#塔基北侧两面离地面1.0m处，各自均匀布置一排(4根)土钉，土钉全长分别为9m、8m，其中深入土体分别为6m，5m，孔径100mm，土钉间距1.0m，1#、#2塔基其余两面离地面1.0m处，各自均匀布置一排(4根)土钉，土钉全长分别为12m，其中深入土体分别为9m，