CN102635119A

CN102635119A - 一种用于旋流井施工的支护方法

Info

Publication number: CN102635119A
Application number: CN2012101226434A
Authority: CN
Inventors: 刘宝生; 韩香宏; 贾威; 储言龙; 崔洪刚
Original assignee: Tianjin MCC20 Construction Co Ltd
Current assignee: Tianjin MCC20 Construction Co Ltd
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2012-08-15

Abstract

本发明公开了一种用于旋流井施工的支护方法，是在基坑开挖过程中将较密排列的细长杆件土钉置于原位土体中，并在坡面上喷射钢筋混凝土面层。通过土钉、土体和喷射混凝土面层的共同工作，形成复合土体。土钉墙支护旋流井施工方法是先将旋流井基槽按照较小的放坡系数开挖一段后，采用钻机钻孔，下锚杆，注浆封堵，悬挂钢筋网片，喷射细石混凝土形成基坑侧壁，逐段开挖，逐段土钉喷锚支护，直至旋流井基底设计标高，然后从底往上分段施工钢筋混凝土筒壁及内部结构的过程。该方法解决了坚硬土层环境下超深基坑的支护问题，同沉井法、地下连续墙、逆作法施工方法相比较，此方法具有施工工艺简便、施工成本低、施工速度快的特点。

Description

一种用于旋流井施工的支护方法

技术领域

本发明涉及一种施工支护方法，具体的说涉及一种旋流井施工的支护方法。

背景技术

旋流井广泛应用于冶金行业的铁皮回收及循环水系统，为钢筋砼筒状结构，一般较深，施工难度大。随着冶金行业的快速发展，旋流井的应用越来越多，规模越来越大，对施工质量、安全和工期的要求越来越高。旋流井通常根据地质条件的不同可采用沉井法、地下连续墙或逆作法施工。沉井法：在一般地区采取此方案较多，利用旋流井自重下沉，分段施工，分段下沉，沉入设计位置，再进行封底施工，但当遇到地下有非常坚硬的强风化和中风化岩石层时，沉井无法下沉，此方案不可行；地下连续墙法：在一般地下土质较软的地区适合此方案，尤其适合沿海地区淤泥质土层施工，但此地区地下同样受到地下岩层限制，岩石层处无法成槽，此方案也不可行；逆作法：在一些土质较软地下无岩层的地区，旋流井深基坑可采用排桩支护+高压旋喷止水帷幕支护的“全逆作法”施工，但此处地下有岩层分布，灌注桩无法钻孔施工，此方案不可行；土方大开挖法：按照正常思路基坑施工也可采取完全放坡大开挖的方式，但旋流井基坑深近-29m，而且周围厂房、建筑物已经不允许完全大开挖施工；因此上述几种方法在遇到地下有坚硬土层需采取爆破开挖的情况时便很难实施。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种旋流井施工的支护方法，克服现有技术中在坚硬土层旋流井施工困难的问题。

本发明的技术方案如下：

一种用于旋流井施工的支护方法，包括以下步骤：

(1)钻孔

首先施工放样，挖土方，挖土过程中按照45°-90°放坡角度放坡，然后采用钻孔机钻孔，孔径为80-200mm，孔距间隔均匀的水平和垂直距离，根据基坑深度进行土力学验算得出各层所需土钉长度，土钉水平方向向下倾角设计值为0-30°；

(2)安置土钉钢筋

成孔后，插入土钉钢筋前进行清孔检查，若孔中出现局部渗水、塌孔或掉落松土应立即处理。土钉钢筋置入孔中前，在钢筋上安装对中定位支架，插入土钉钢筋时及时将土钉连同注浆管送入孔中，注浆管距孔底200mm～500mm，土钉钢筋留在外部的端头为L型；

(3)注浆

按照设计配合比拌制水泥浆，采用注浆机进行注浆，注浆时先高速低压从孔底注浆，压强控制在0.4Mpa～0.6Mpa，当水泥浆从孔口溢出后，再低速高压从孔口注浆，压强控制在1Mpa～2Mpa，在注浆的同时将注浆管匀速缓慢地撤出；

(4)扎钢筋网片

钢筋网片焊接或搭接绑扎，铺设钢筋网片时每边的搭接长度应不小于一个网格边长或200mm，网片与坡面间隙不小于20mm；

(5)喷射混凝土

喷射混凝土的射距宜保持在0.6m～1.0m的范围内，并使射流垂直于壁面，在有钢筋的部位先喷钢筋的后方，喷射混凝土的路线从壁面开挖层底部逐渐向上进行，但底部钢筋网搭接处先不喷混凝土，待与下层钢筋网搭接绑扎后在与下层壁面同时喷混凝土。

所述步骤(2)土钉钢筋L型端头为钢筋直接弯曲或者焊接于土钉上。对中定位支架每隔2m设置一个。

所述步骤(3)注浆过程中注浆管始终埋在浆体表面以下。

所述步骤(4)钢筋网片上绑扎连接加强筋，加强筋横向焊接于每个土钉上。

所述步骤(5)喷射混凝土前，应对机械设备、风、水管路和电路进行全面检查和试运转，并在边壁上隔固定距离打入垂直段钢筋。混凝土面层接缝部分做成45°角斜面搭接，基坑边缘的土钉墙面板在基坑上口处向外翻边1m，翻边反坡0.01∶1。

土钉墙支护是在基坑开挖过程中将较密排列的细长杆件土钉置于原位土体中，并在坡面上喷射钢筋混凝土面层。通过土钉、土体和喷射混凝土面层的共同工作，形成复合土体。土钉墙支护充分利用土层介质的自承力，形成自稳结构，承担较小的变形压力，土钉承受主要拉力，喷射混凝土面层调节表面应力分布，体现整体作用。同时由于土钉排列较密，通过高压注浆扩散后使土体性能提高。土钉墙支护旋流井施工方法是先将旋流井基槽按照较小的放坡系数开挖一段后，采用钻机钻孔，下锚杆，注浆封堵，悬挂钢筋网片，喷射细石混凝土形成基坑侧壁，逐段开挖，逐段土钉喷锚支护，直至旋流井基底设计标高，然后从底往上分段施工钢筋混凝土筒壁及内部结构的过程，底部土钉墙可充当混凝土外模。

本发明的有益效果是：该方法解决了坚硬土层环境下超深基坑的支护问题，同沉井法、地下连续墙、逆作法施工方法相比较，此方法具有施工工艺简便、施工成本低、施工速度快的特点。

旋流井深度一般在地下20多米处，是典型的负高空作业区域。在地下有岩层的地方根本无法采用沉井法、全逆作法和地下连续墙支护的方法施工；即使采用半逆作法施工，在施工技术上也有很大难度，工序繁多，施工工艺复杂，质量难控制，若遇到坚硬的花岗岩，需要爆破时，施工安全质量更难以保证，这样成本投入和施工工期将会出现更大的不确定因素，施工风险较大。相比之下，采用土钉墙进行边坡维护，加之基坑监测技术，既解决了因场地狭小不能正常放坡的环境限制，又保护了周边原有构筑物的安全和稳定，使旋流池得到顺利的施工；与半逆作法相比，本方法省去了不少工序，在解决了技术难题的同时，又有效控制了施工成本，缩短了施工工期，具有很好的社会效益。

附图说明

图1是本发明旋流井土钉墙支护示意图；

其中1-土钉 2-泄水孔 3-混凝土钢筋网片 4-旋流井中心线

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

施工原则：

土钉墙支护旋流井施工方法执行的《建筑边坡工程技术规范》、《建筑基坑支护技术规程》及设计方案的各项规定。

首先以旋流井设计图纸及地质勘查报告为基础，在充分结合现场施工环境的基础上，按照保证质量、兼顾节约资金及工期，制定科学的施工方案，注意确保工程施工安全。

施工前充分做好施工准备：收集设计图纸及地质勘查资料，确定施工方案；根据施工方案确定施工机具和施工顺序；钢材复检及砼的配合比试验；施工机具、试验检测设备、所需物资齐备，各项技术资料、措施进行交底，工地负责人到位。

施工方法介绍：

土钉采用φ25二级螺纹钢筋，水平间距和垂直间距均为1.5m；结合现场实际，岩石层走向为自西向东，与水平方向成角近似45°，结合理论计算，土钉长度基坑上部1～9层为20m(含弯钩)，靠近基坑下部的10～18层为18m(含弯钩)，土钉长度及分布具体见附表1和附图1。土钉水平方向向下倾角设计值为10°。注浆材料采用P.S32.5水泥，水灰比1∶0.4。支护面层采用120mm厚的钢筋网喷射混凝土，混凝土标号为C30，钢筋网片为φ8，一级钢筋焊成200mm×200mm方格网片。

附表1：土钉设计参数统计表

层号	土钉直径(mm)	长度(m)	入射角(度)	向间距(m)	横向间距(m)
						5.	25.00	20.00	10.00	1.50	1.50
6.	25.00	20.00	10.00	1.50	1.50
						7.	25.00	20.00	10.00	1.50	1.50
8.	25.00	20.00	10.00	1.50	1.50
						9.	25.00	20.00	10.00	1.50	1.50
10.	25.00	20.00	10.00	1.50	1.50
						11.	25.00	20.00	10.00	1.50	1.50
12.	25.00	20.00	10.00	1.50	1.50
						13.	25.00	20.00	10.00	1.50	1.50
14.	25.00	18.00	10.00	1.50	1.50
						15.	25.00	18.00	10.00	1.50	1.50
16.	25.00	18.00	10.00	1.50	1.50
						17.	25.00	18.00	10.00	1.50	1.50
18.	25.00	18.00	10.00	1.50	1.50
						19.	25.00	18.00	10.00	1.50	1.50
20.	25.00	18.00	10.00	1.50	1.50
						21.	25.00	18.00	10.00	1.50	1.50

22.

25.00

18.00

10.00

1.50

土钉墙支护施工工艺流程：

施工放样——挖土方——修边坡——钻孔——安置土钉——注浆——扎钢筋网片——喷射混凝土

土钉墙支护施工过程：

1.钻孔

挖土过程中，按照1∶0.3放坡(依照地质条件不同可进行调整)，然后采用钻孔机钻孔，孔径120mm，钻孔前应根据设计要求定出孔位并做出标记及编号，当成孔过程中遇到障碍物需调整孔位时，不得损害支护结构原定的安全程度。

2.安置土钉钢筋

成孔后，插入土钉钢筋1前进行清孔检查，若孔中出现局部渗水、塌孔或掉落松土应立即处理。土钉钢筋置入孔中前，要先在钢筋上安装对中定位支架，以保证钢筋处于孔中心且注浆后其保护层厚度不小于25mm。沿土钉长度每隔2m，设置一对中支架。插入土钉钢筋时及时将土钉连同注浆管送入孔中，注浆管距孔底200mm～500mm为宜。土钉钢筋端头弯成L型，L形弯勾长约15cm，钢筋接头采用焊接连接。

3.注浆

按照设计配合比拌制水泥浆，采用注浆机进行注浆。注浆时先高速低压从孔底注浆，压强控制在0.4Mpa～0.6Mpa，当水泥浆从孔口溢出后，再低速高压从孔口注浆，压强控制在1Mpa～2Mpa。在注浆的同时将导管匀速缓慢地撤出，注浆过程中注浆导管始终埋在浆体表面以下，以保证孔中气体能全部逸出。注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净，注浆开始或中途停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路。

4.扎钢筋网片

钢筋网片3可焊接或搭接绑扎，铺设钢筋网片时每边的搭接长度应不小于一个网格边长或200mm，网片与坡面间隙不小于20mm。每个土钉设置横向加强筋，加强筋采用φ20二级钢筋、通长布置。加强筋焊接在土钉上，加强筋与面层钢筋网片绑扎连接。

5.喷射混凝土

喷射混凝土前，应对机械设备、风、水管路和电路进行全面检查和试运转。并在土钉墙体上不均匀钻孔，插入PVC管，使墙体中留存的水能够从泄水孔2流出，保证土钉墙的稳固性。为了保证喷射混凝土厚度达到均匀的设计值，可在边壁上隔一定的距离打入垂直段钢筋作为厚度标志。喷射混凝土的射距宜保持在0.6m～1.0m的范围内，并使射流垂直于壁面。在有钢筋的部位可先喷钢筋的后方以防止钢筋的后面出现空隙。喷射混凝土的路线可以从壁面开挖层底部逐渐向上进行，但底部钢筋网搭接处先不喷混凝土，待与下层钢筋网搭接绑扎后在与下层壁面同时喷混凝土。混凝土面层接缝部分做成45°角斜面搭接。基坑边缘的土钉墙面板应在基坑上口处向外翻边1m，翻边反坡0.01∶1。

6…砼养护：

面层喷射混凝土终凝后2h应喷水养护，养护时间不少于3天，养护可采取喷水养护或喷养护剂养护。

该项支护设计方法适用于地质条件较好，地下水位较低、地下有岩层，正常开挖困难地质条件下，以及施工现场场地狭小，周边紧邻原有建(构)筑物的施工环境。

尽管结合附图对本发明进行了上述描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护范围的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之列。

Claims

1.一种用于旋流井施工的支护方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)钻孔

(2)安置土钉钢筋

(3)注浆

(4)扎钢筋网片

(5)喷射混凝土

2.根据权利要求1所述用于旋流井施工的支护方法，其特征在于，所述步骤(2)土钉钢筋L型端头为钢筋直接弯曲或者焊接于土钉上。

3.根据权利要求1所述用于旋流井施工的支护方法，其特征在于，所述步骤(2)对中定位支架每隔2m设置一个。

4.根据权利要求1所述用于旋流井施工的支护方法，其特征在于，所述步骤(3)注浆过程中注浆管始终埋在浆体表面以下。

5.根据权利要求1所述用于旋流井施工的支护方法，其特征在于，所述步骤(4)钢筋网片上绑扎连接加强筋，加强筋横向焊接于每个土钉上。

6.根据权利要求1所述用于旋流井施工的支护方法，其特征在于，所述步骤(5)喷射混凝土前，应对机械设备、风、水管路和电路进行全面检查和试运转，并在边壁上隔固定距离打入垂直段钢筋。

7.根据权利要求1所述用于旋流井施工的支护方法，其特征在于，所述步骤(5)混凝土面层接缝部分做成45°角斜面搭接，基坑边缘的土钉墙面板在基坑上口处向外翻边1m，翻边反坡0.01∶1。