一種鋼板樁沉井支護(hù)的施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地下結(jié)構(gòu)的支護(hù)的施工方法，屬于建筑領(lǐng)域，具體涉及一種鋼板粧沉井支護(hù)的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]沉井是深基礎(chǔ)施工的一種常用方法，其特點(diǎn)是:將位于地下一定深度的建筑物基礎(chǔ)或構(gòu)筑物，先在地面以上制作，形成一個(gè)筒狀結(jié)構(gòu)，然后在筒內(nèi)不斷挖土，借助井體自重而逐步下沉，下沉到預(yù)定設(shè)計(jì)標(biāo)高后，進(jìn)行封底，構(gòu)筑筒內(nèi)底板、梁、頂板等構(gòu)件，最終形成一個(gè)地下建筑物或構(gòu)筑物。
[0003]沉井在施工中具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):占地面積小，不需要支護(hù)結(jié)構(gòu)，與大開挖相比，挖土量小，對(duì)臨近建筑的影響小，操作方便，無需特殊的專業(yè)設(shè)備。經(jīng)過不斷地改進(jìn)，沉井的施工技術(shù)和施工設(shè)備都有了很大的改進(jìn)，為了降低沉井施工過程中井壁側(cè)面摩擦阻力，出現(xiàn)了觸變泥漿潤滑套法、壁后壓氣法等方法。在密集的建筑群中施工時(shí)，為了確保地下管線和建筑物的安全，出現(xiàn)了“鉆吸排土沉井施工技術(shù)”和“中心島式下沉施工工藝”。這些施工技術(shù)的出現(xiàn)可使地表僅產(chǎn)生很小的沉降和移位，但也存在施工工序過多，施工工藝較為復(fù)雜，技術(shù)要求高，質(zhì)量控制要求嚴(yán)等問題。
[0004]在沉井中，由于圓形沉井良好的抗壓性能，以及對(duì)四周土體的擾動(dòng)也較矩形沉井小，圓形沉井的應(yīng)用要廣泛于矩形沉井。但是，圓形沉井的缺點(diǎn)也是明顯的，由于沉井外壁面上土的摩擦阻力較大，尤其當(dāng)沉井平面尺寸較小，下沉深度較大，面土又結(jié)實(shí)時(shí)，其上部可能被土體夾住，使其下部懸空，容易造成井壁拉裂，因此，圓形沉井一般在入土不深或土質(zhì)較松散的情況下使用。
[0005]為了減小下沉阻力，沉井的井壁最下端一般都做成刀刃狀的刃腳，刃腳的功能是減少下沉阻力，為了防止在下沉過程中刃腳遭到損壞，要根據(jù)沉井下沉?xí)r所穿越土層的軟硬程度和刃腳單位長度上的反力大小決定，一般將刃腳的踏面寬度設(shè)為10?30cm。
[0006]但是，這些改進(jìn)仍未能使沉井的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮完全，尤其是當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，由于沉井的刃腳不能設(shè)置的太長，無法對(duì)地下含水層進(jìn)行有效的止水，需要改用其它具有止水功能的粧體作為基坑支護(hù)，然后在基坑內(nèi)進(jìn)行地下建筑的施工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種鋼板粧沉井支護(hù)的施工方法，創(chuàng)造性將鋼板粧應(yīng)用于沉井施工中，將鋼板粧作為沉井的一部分，擴(kuò)大了沉井的應(yīng)用范圍。
[0008]本發(fā)明所述的基坑支護(hù)的施工方法，具有如下步驟:
[0009](I)用攪拌粧機(jī)向地下攪動(dòng)，將土攪松，在攪松的土中插入鋼板粧，鋼板粧相互鎖合形成鋼板粧墻;攪拌粧機(jī)為制作水泥土攪拌粧的專用設(shè)備，在本申請(qǐng)中，僅用于將土攪松，在工作過程中，不噴射水泥漿；
[0010](2)在鋼板粧墻所圍區(qū)域內(nèi)進(jìn)行基坑開挖并裝配圍檁，基坑開挖與圍檁的安裝交替進(jìn)行，當(dāng)基坑的底面向下距離鋼板粧的下端面2?4米時(shí)，暫?；娱_挖；
[0011](3)在鋼板粧墻頂部現(xiàn)澆鋼筋混凝土筒體，鋼筋混凝土筒體與鋼板粧墻進(jìn)行搭接，形成鋼板粧沉井；
[0012](4)在鋼筋混凝土筒體上配置鋼板粧沉井下沉所需的重量，將鋼板粧沉井下沉到其設(shè)計(jì)下沉深度，并完成基坑的開挖和圍檁的安裝。
[0013]本發(fā)明中，將鋼板粧與鋼筋混凝土筒體結(jié)合，形成一種新的沉井，為方便描述，將其稱之為鋼板粧沉井，鋼板粧沉井的上部為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，下部為鋼板粧，鋼板粧不但起到刃腳的作用，而且還由于鋼板粧可深入地下，對(duì)地下含水層進(jìn)行有效地止水，起到止水帷幕的作用。
[0014]在目前，鋼板粧的沉粧方式主要有錘擊法、振動(dòng)法或靜壓法，錘擊法和振動(dòng)法在施工時(shí)，噪聲和振動(dòng)較大，環(huán)境污染較大，不適合在城市和人口密集區(qū)施工;靜壓法雖然低噪聲和低振動(dòng)，但其只適合于較軟的土質(zhì)，當(dāng)鋼板粧的沉粧深度比較深時(shí)，采用靜壓法的施工時(shí)間較長，效率較低，因此目前，錘擊法和振動(dòng)法還是鋼板粧施工時(shí)的主要方法。
[0015]為避免采用錘擊法和振動(dòng)法沉粧時(shí)所帶來的噪聲和較大振動(dòng)，本申請(qǐng)采用了攪拌粧機(jī)預(yù)先松土的方式來減少鋼板粧沉粧時(shí)的噪聲和振動(dòng);本申請(qǐng)中，鋼板粧沉井的施工分為兩步，第一步:用攪拌粧機(jī)將土攪松，然后將鋼板粧插入攪松的土中，鋼板粧依靠自身重量或在較小的壓力下完成在土中的下沉;第二步:在鋼板粧所形成的鋼板粧墻的頂部澆注鋼筋混凝土筒體，完成鋼板粧沉井的制作，然后在鋼筋混凝土筒體上配置鋼板粧沉井下沉所需的重量，將鋼板粧沉井下沉到其設(shè)計(jì)下沉深度。
[0016]由于鋼筋混凝土筒體的重量較大，使鋼板粧沉井具備了傳統(tǒng)沉井所具有的自重大、有利于下沉的優(yōu)點(diǎn)，以及可承受較大外部壓力的優(yōu)點(diǎn)。隨著基坑的逐步開挖，基坑側(cè)壁土體的壓力也會(huì)越來越大，鋼筋混凝土筒體利用自身所具有的剛性好、抗剪切強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)來抵抗基坑側(cè)壁土體的壓力。
[0017]在傳統(tǒng)圓形沉井的下沉過程中，當(dāng)沉井下沉深度較大、面土又較密實(shí)時(shí)，其上部可能被土體夾住，使其下部懸空，容易造成井壁拉裂。在本申請(qǐng)中，當(dāng)鋼板粧沉井被設(shè)置為圓形時(shí)，由于預(yù)先將土攪松，在鋼板粧沉井的下沉過程中，不會(huì)發(fā)生鋼板粧沉井被土體夾住的現(xiàn)象，且周圍土體對(duì)鋼板粧沉井的摩擦力與壓力比較均勻，鋼板粧沉井在下沉過程中極少發(fā)生傾斜現(xiàn)象，即使發(fā)生輕微的傾斜現(xiàn)象，糾正鋼板粧沉井的傾斜也較容易，這保證了鋼板粧沉井的下沉精度。
[0018]在攪拌粧機(jī)的施工過程中，可同時(shí)將土中大顆粒的砂土或礫土以及類似物進(jìn)行破碎，避免鋼板粧在下沉過程中遇到較大阻力，保證了鋼板粧在土中下沉?xí)r的穩(wěn)定性和安全性。
[0019]在本申請(qǐng)中，與鋼板粧沉井施工分為兩步相對(duì)應(yīng)，對(duì)基坑的開挖也分為兩步，第一步是在鋼板粧完成在攪松的土中的下沉后，對(duì)基坑進(jìn)行部分開挖，暫時(shí)保留基坑內(nèi)的部分土體，以保持土體對(duì)鋼板粧的壓迫和固定作用，保證支護(hù)的安全施工，避免全部開挖后，鋼板粧的下端在沒有約束的情況下，產(chǎn)生彎曲、變形等情形;第二步是在完成鋼筋混凝土筒體的澆注，形成鋼板粧沉井后，隨鋼板粧沉井的下沉，完成對(duì)基坑的開挖。對(duì)基坑進(jìn)行部分開挖，可降低土體對(duì)鋼板粧沉井的摩擦阻力，大幅度地降低鋼板粧沉井下沉所需配置的重量，提高了施工效率。在完成第一步的基坑部分開挖后，基坑的底面向下距離鋼板粧的下端面2?4米較為合理，2?4米厚的土體可對(duì)鋼板粧形成有效的約束，不會(huì)產(chǎn)生彎曲、變形等情形，使整個(gè)支護(hù)處于安全可控之下。
[0020]鋼筋混凝土筒體與鋼板粧墻之間要進(jìn)行搭接，使鋼筋混凝土筒體與鋼板粧墻成為一個(gè)整體，才能形成鋼板粧沉井，如果鋼筋混凝土筒體與鋼板粧墻之間存在有間隙，支護(hù)外部的土體或水體可通過該間隙進(jìn)入到基坑內(nèi)，基坑內(nèi)的積土或積水增加，造成施工難度增大;將鋼筋混凝土筒體與鋼板粧墻的搭接，還可防止部分鋼板粧的上端在土體的壓力下產(chǎn)生彎曲變形，而使支護(hù)失效。
[0021]在基坑進(jìn)行部分開挖，并在開挖過程中裝配圍檁，用圍檁將鋼板粧連接為一個(gè)整體，防止在開挖過程中，在基坑外土體的壓力下，部分鋼板粧產(chǎn)生變形、甚至失效等事故，及時(shí)安裝圍檁保證了支護(hù)施工的安全進(jìn)行。
[0022]在基坑的整個(gè)開挖過程中，要按照設(shè)計(jì)要求及時(shí)安裝圍檁，基坑的開挖與圍檁的安裝需交替進(jìn)行，在基坑開挖過程中，當(dāng)?shù)竭_(dá)圍檁安裝位置后，暫?；拥拈_挖，在將圍檁安裝到位后，繼續(xù)基坑的開挖，當(dāng)?shù)竭_(dá)下一圍檁安裝位置后，再次停止基坑的開挖，并進(jìn)行圍檁的安裝，如此循環(huán)直到完成基坑的開挖和圍檁的安裝。要避免一次將基坑開挖的深度過大，而產(chǎn)生不必要的安全隱患；鋼板粧處于基坑外部土體和水體的壓力下，而且隨著基坑開挖深度的增加，這種壓力也會(huì)快速上升，極易使鋼板粧產(chǎn)生扭曲、變形，嚴(yán)重時(shí)，鋼板粧將會(huì)產(chǎn)生彎曲，使支護(hù)崩潰，圍檁的及時(shí)安裝，可有效限制鋼板粧變形，保持支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0023]在鋼板粧沉井完成下沉后，鋼筋混凝土筒體的頂端面可略低于地面，以便上部加設(shè)蓋板，鋼筋混凝土筒體的頂端面低于地面的高度優(yōu)選為0.3?1.0米。
[0024]為了方便描述，將被攪松的土的區(qū)域稱為松土帶，松土帶具有一定的寬度，并沿基坑的邊緣環(huán)繞，松土帶的寬度最好超過鋼板粧的總高度。為了避免鋼板粧在下沉過程中碰到?jīng)]有攪松的土，最佳選擇是，松土帶的寬度要比鋼板粧相互鎖合后所形成的鋼板粧墻的厚度大100?350毫米。
[0025]目前，鋼板粧的沉粧方式一般為:先將數(shù)塊鋼板粧預(yù)先拼裝在一起，相鄰的鋼板粧通過兩側(cè)鎖口咬合在一起，形成一面屏風(fēng)，然后將形成屏風(fēng)的鋼板粧作為一個(gè)整體進(jìn)行沉粧，該打粧方法被稱為屏風(fēng)式打粧，屏風(fēng)式打粧可加快鋼板粧的沉粧深度，還可最大限度地確保了粧的精度;但采用屏風(fēng)式打粧有一個(gè)缺點(diǎn)，就是當(dāng)支護(hù)為圓形時(shí)，數(shù)塊鋼板粧在連接后形成的屏風(fēng)要有一個(gè)弧度，該弧度要與支護(hù)的弧度相符，但在實(shí)際的工程中，屏風(fēng)的弧度往往與支護(hù)的弧度有小的偏差，為了防止上述小的偏差使鋼板粧無法順利地下沉到規(guī)定的深度，或在下沉過程中產(chǎn)生傾斜，使松土帶的寬度比鋼板粧墻的厚度大100?350毫米，可保證鋼板粧順利地下沉。
[0026]為保證基坑底面以下的土體未受到攪拌機(jī)的擾動(dòng)，使土體仍處于原狀態(tài)，以保證土體對(duì)鋼板粧具有足夠的支持力，攪拌粧機(jī)向地下攪動(dòng)的最深處最好要高于基坑底面的設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5?1.5米。
[0027]鋼筋混凝土筒體與鋼板粧墻的搭接長度為優(yōu)選為0.3?0.8米。搭接長度在0.3?
0.8米范圍內(nèi)已能滿足大部分的設(shè)計(jì)要求，搭接長度過小會(huì)使連接強(qiáng)度不足，搭接長度過長僅會(huì)增加建造成本，不會(huì)再對(duì)整個(gè)支護(hù)增加安全系數(shù)。
[0028]在本申請(qǐng)中，在鋼筋混凝土筒體上配置鋼板粧沉井下沉所需的重量時(shí)，至少分為兩次配置，每次完成重量的配置及鋼板粧沉井下沉后，繼續(xù)基坑的開挖和圍檁的安裝，直至完成鋼板粧沉井的下沉，以及基坑的開挖和圍檁的安裝。這種多次配置重量的方法，使得可以采用最低配重進(jìn)行鋼板粧沉井的下沉;在基坑開挖過程中，隨著基坑內(nèi)土體不斷地被挖去，土體對(duì)鋼板粧沉井的夾持力降低，鋼板粧沉井會(huì)在自重和配置重量的作用下產(chǎn)生一定的下沉，這會(huì)對(duì)基坑內(nèi)的作業(yè)造成一定的危險(xiǎn)，同時(shí)也可能使鋼板粧沉井的下沉深度脫離控制，分次配置重量，可將鋼板粧沉井的下沉深度比較容易地控制在容許的誤差范圍內(nèi)。
[0029]鋼筋混凝土筒體的厚度優(yōu)選為0.3?0.8米，該厚度范圍已可保證主體結(jié)構(gòu)的施工需要。
[0030]在施工時(shí)，最好選擇采用三軸攪拌粧機(jī)，三軸攪拌粧機(jī)具有效率高的特點(diǎn)，其效率一般可以達(dá)到雙軸攪拌機(jī)的5?8倍，采用三軸攪拌粧機(jī)可有效地提高作業(yè)效率。
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