混凝土内支撑基坑围护优化为前注浆钢管斜抛

第页混凝土内支撑基坑围护优化为前注浆钢管斜抛撑优化一、典型案例项目概述工程情况介绍：xx区彩虹湾（暂名）保障性住房四期动迁安置房项目总建筑面积36.5万㎡，其中地下建筑面积约8.25万㎡。共由14栋高层住宅，地下车库、配套商业等组成。基础形式采用桩筏基础，桩基采用预应力管桩和钻孔灌注桩，14栋高层住宅中有7栋为装配式，装配式高度为97.95m，为目前上海市高度最高的装配式住宅工程，装配式的预制率达到30%以上。该项优化情况介绍：原设计方案为SMW工法桩+混凝土内支撑基坑围护形式，优化为SMW工法桩+前注浆钢管斜抛撑基坑围护形式，可实现敞开式开挖土方，无支撑施工、养护和拆除工况，无换撑工序，节省施工工期。二、“双优化”实施情况1、工艺原理采用双排SMW工法桩作为基坑挡土体系，三轴搅拌桩内插型钢，通过压顶梁和钢筋混凝土面板将前后排围护桩连成整体。前撑注浆钢管桩穿越后排围护桩压顶圈梁至坑底以下，斜插入基坑内侧土体中，通过钢管内注浆的方法形成稳定体系，保证基坑安全。2、技术原理及操作流程工艺流程图工艺步序横断面图（1）钻机引孔统一指挥桩机就位，桩机下铺设钢板，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正；桩机应平稳、平正，钻机调整到设计角度后，并用经纬仪或线锤进行观测以确保钻机的垂直度；成孔偏差应小于10mm。成桩后桩中心偏位不得超过50mm，桩身角度不得偏差。（2）安放钢管钻机移到安全距离，设置到同角度，作为钢管安放的参照角度，安放过程中有机械手拎起端部，挖机配合吊住另一端，协助机械手将钢管调整到孔位。在钢管下放过程中，以钻孔机的倾斜角作为校正，下放过程中务必做到准确、均速、平稳。尽可能在引孔施工完成后30min内插入钢管，土层较差时，钢管的插入时间可相应增加。钢管与砼围檩连接节点剖面图钢管与砼围檩连接节点顶视图（3）钢管焊接对接钢管时需保证垂直度符合要求。建议使用水平尺，以便保证钢管焊接的水平、垂直方向各自在一条中轴线上。管壁外侧的钢筋满足设计要求，以确保增加钢管的侧摩阻力。钢板的焊接必须和压顶梁（板）做到有效的接触，满足设计要求。注浆钢管桩接桩构造详图（4）孔底注浆钢管端部设置注浆段，钢管底端桩尖封闭，端部每间隔50cm梅花形布置出浆孔孔径6~8mm，出浆孔外侧设置角铁倒刺，倒刺采用10×10×3mm角铁，长度15mm，与钢管满焊连接，焊缝尺寸3mm。注浆速度采取“低压、速缓、慢凝”，注浆顺序采取跳一隔一施工，采取三次注浆工艺，初次注浆量为总量的60%，其余两次各20%，每次注浆间隔时间1.5~2.0h。注浆流量控制在20~30L/min，注浆最终完成的标准以单根桩水泥用量和最终注浆压力控制，单根桩桩端水泥用量不少于5.5吨（其中桩端2.5吨），水灰比选用0.5~0.6，最终注浆压力在1.5~2.0Mpa。注浆段倒刺设置必须满足设计要求，施工之前必须针对倒刺进行验收。注浆头大样图（5）钢管注浆与碎石回填注浆完成后间隔一定时间，钢管内填满20~40mm级配碎石，石子选取粒径必须满足设计要求，且以不夹杂有机质和泥土为宜。注浆前撑钢管剖面图3、相关技术商务资料收集施工员负责完成成桩施工记录，同施工材料的质保书、合格证、检测报告等留存于资料室归档保存。过程留存施工影像资料，作为后期商务结算依据。4、沟通技巧我方以工期、安全两项为重点，同建设单位进行沟通，邀请设计单位评审此施工方法，钢管斜抛撑支撑方法较普通混凝土内支撑缩短工期45天，基坑安全性又能得到保证。三、“双优化”实施中质量、安全、环保情况1、质量控制要点钢管注浆桩自下而上注浆，分三次注浆，每间隔1.5小时注浆一次。注浆钢管底端2m范围布置不少于10个注浆孔，梅花形布置，注浆孔直径不小于8mm。注浆浆液采用P.O42.5级普硅水泥浆，浆液水灰比0.55，单根桩水泥用量不少于3.5吨。2、安全控制要点施工时机架要保持平衡稳定，防止倾覆，在松软地面环境下施工时，要预防地面下沉，确保施工过程及移机行走的安全。3、环保控制要点设置隔音棚，减少机械噪音污染；车辆进出冲洗并安排专人定时抽水，防止泥浆溢流；及时对裸土进行覆盖，并且在围墙上增设喷淋，有效降低扬尘。四、创新点1、采用前注浆钢管斜抛撑替代常规斜抛撑技术，减少施工内容，采用双排SMW工法桩作为基坑挡土体系，三轴搅拌桩内插型钢，通过压顶梁和钢筋混凝土面板将前后排围护桩连成整体。前撑注浆钢管桩穿越后排围护桩压顶圈梁至坑底以下，斜插入基坑内侧土体中，通过钢管内注浆的方法形成稳定体系，保证基坑安全可实现敞开式开挖土方，无支撑施工、养护和拆除工况，无换撑工序，节省施工工期。2、仔细研究斜撑平面布置，将钢斜撑位置进行仔细核对，借助BIM技术建立三维立体模型，明确每根钢斜撑与工程桩位置关系，模拟现场施工工况，为现场施工提供技术支持。研制了可调角度的斜桩压入设备，实现了钢管斜抛撑的压入角度及深度的准确控制和注浆、旋压同步进行，提高了施工速度，保证了施工质量。3、钢管底部设置为尖形，将钢管整体作为钻头使用。施工使用专用斜向施工设备，提供旋转动力，将钢管整体下压。钢管接头采用专用套管，满焊连接保证接头严密。4、利用水泥浆在土体及钢管壁形成润滑膜，提高现场施工速度及效率。对注浆头进行注浆，浆液会在钢管被旋转压入时，从预留注浆孔中流出，从而降低了钢管外壁与土体的摩擦力，同时在沟槽中注入水泥浆，亦可达到润滑钢管外壁的作用。注浆量为5.5吨。5、受力体系类似常规的斜抛撑，但无须对底板进行分块施工。6、有利于基坑的风险控制，内抛式支撑可在基坑回填后割除，基坑变形完全可控。7、绿色环保，环境及社会效益明显。钢筋、混凝土等材料用量远少于常规方案，又避免了拆撑时对环境的二次噪音、粉尘污染。五、适用范围与应用前景适用用基坑周边环境简单，开挖深度不超过10m的基坑工程。优化之后基坑工程施工迅速，土方开挖速度快，基坑变形量小，对周围环境影响小，施工安全可靠无事故，施工工期得到了有力保障。六、获得的经济效益情况1、社会效益（1）前撑注浆钢管支撑是一项基坑支护新技术，可取代常规方案的支撑体系，减少施工内容；可实现敞开式开挖土方，无支撑施工、养护和拆除工况，无换撑工序，节省施工工期。（2）有利于基坑的风险控制，内抛式支撑可在基坑回填后割除，基坑变形完全可控，可有效保护基坑周边的地下管线及建筑物。（3）绿色环保，环境及社会效益明显。钢筋、混凝土等材料用量远少于常规方案，又避免了拆撑时对环境的二次噪音、粉尘污染。2、经济效益与传统的SMW工法桩+砼内支撑支护方式进行对比，本优化具有明显的经济效益，较传统钢筋混凝土内支撑形