软土地区地下室施工方法.pdf

本发明公开了一种软土地区地下室施工方法，其特征是井点管采用小直径钢管，钢管直径为8～10cm，钢管与电源负极连接；当地下室深度小于或等于6m时，采用单排井点；当地下室深度大于6m时，采用双排井点；支护桩钢筋与电源正极连接，支护桩间距为1.4m～1.6m，支护桩之间设置4～5根锚索，锚索均采用钢带连接，钢带宽度为250mm，钢带厚度为20mm，采用4～5孔锚具锚固，钢垫板厚度为20mm，钢垫板长度为200mm，钢垫板宽度为200mm。

1.  一种软土地区地下室施工方法，其特征是井点管采用小直径钢管，钢管 直径为8～10cm，钢管与电源负极连接；当地下室深度小于或等于6m时，采用 单排井点；当地下室深度大于6m时，采用双排井点；支护桩钢筋与电源正极连 接，支护桩间距为1.4m～1.6m，支护桩之间设置4～5根锚索，锚索均采用钢带连 接，钢带宽度为250mm，钢带厚度为20mm，采用4～5孔锚具锚固，钢垫板厚 度为20mm，钢垫板长度为200mm，钢垫板宽度为200mm。

2.  根据权利要求1所述的软土地区地下室施工方法，其特征是施工步骤包 括：
(1)施工支护桩
支护桩采用机械式旋挖钻机旋转成孔，水下灌高强商品混凝土成桩；支护 桩施工步骤包括：
1施工放线
各轴线桩引测2个测量控制点，作为桩位复测定点及校核的基准点；桩点 采用钢钎将白灰灌入地面下50cm进行固定；
2钻机就位
移动钻机就位后，必须确保钻杆垂直；作业前应进行试运转检查，以防止 中途发生机械故障；钻机就位后，再次核准桩位，验收合格后方可钻孔；
3成孔
旋抓钻机成孔，采用钻机自造浆护壁；
4验孔
当钻进深度满足设计要求后，开始测孔深，取3次测量的平均值为最终孔 深沉渣厚度不应大于10cm，孔底沉渣厚度如不满足要求，必须继续进行清孔处 理直至满足要求；
5钢筋笼制作与安装
钢筋笼制作必须在平台模具上进行；施工前必须严格按照设计和规范要求 分段制作钢筋笼，搬运时应防止扭转、弯曲；埋设钢筋笼时，要避免碰撞孔壁； 钢筋笼下放到设计位置后，应立即固定居中；钢筋笼连接采取双面搭接焊的方 式；在钢筋笼每2m处设定位钢筋环，确保保护层厚度；
6导管安装
导管采用焊缝钢管制作，每节长1m；导管使用前应检查法兰盘是否平整有 无变形，导管内壁的光滑性，导管支架支承点的限位钢筋情况直线度以及密封 性能，导管采用专用工具安装至距孔底500～800mm；
7混凝土灌注
混凝土初灌量满足后，将混凝土快速灌入导管；首批混凝土灌注正常后， 应连续不断进行灌注，严禁中途停止，同时应探测混凝土面上升高度，并保证 导管的埋深；导管提升时吊点应垂直居中，严禁斜拖导管；导管拆卸需快速， 拆下的导管应立即清洗干净；灌注过程中，孔口采用专门措施，以防钢筋笼上 浮，导管要保持一定的活动频率，以使灌注顺畅，提高灌注质量；测量孔内混 凝土面高度时须测试两点，对称分布，取最低值为混凝土面高度；
8冠梁施工
护坡桩施工完毕后，挖掘机开挖桩间土至桩顶标高以下5cm处，采用机械 破碎、人工辅助修整的方式将桩头混凝土破碎至桩顶标高；待破除护坡桩桩头 浮浆后，进行冠梁施工，按要求进行钢筋绑扎和模板架设，浇筑冠梁；
(2)施工井点管
所有井点管在地面以下0.5～1.0m的深度内，用粘土填实，以防止漏气；
(3)设置排水设施
用弯联管将井点管与集水总管接通，安装水泵并与集水总管连通，然后安 装排水管；
(4)锚索安装
锚索入孔前对钻孔重新进行通孔检查，不得欠深；安装前应对锚索体进行 详细检查，核对锚索编号与钻孔号，并对损坏的配件进行修复和更换；推送锚 索时用力要均匀一致，防止在推送过程中损坏锚索配件；推送锚索时不得使锚 索转动，在将锚索体推送至预定深度后，检查排气管和注浆管是否畅通，否则 应拔出锚索体重新安装；
(5)注水玻璃
锚索入孔后，内锚段进行灌水玻璃，自由段灌水玻璃则在锚索张拉锁定后 进行；在张拉时水玻璃的凝固强度不得低于设计强度的75％灌注前，应对水玻 璃体进行流动性和泌水性测定，水玻璃液黏度不超7s，3h泌水量不超2％，锚 索的内锚段采用一次注水玻璃一次张拉，排气管回浆后即以0.5MPa的压力闭浆， 闭浆时间为20min；
(6)二次高压注水玻璃
锚索采用二次高压注水玻璃，在首次注水玻璃3d后，进行二次高压注水玻 璃，注水玻璃按照压力和注水玻璃量双控制，注水玻璃终止压力大于2MPa，每 根锚索二次注水玻璃量大于80kg；
(7)锚索张拉锁定
施工时待锚固体强度达到设计强度的80％时，即可进行预应力张拉；张拉 采用隔二拉一；锚杆正式张拉前，取设计拉力的10％～20％，并对锚杆预张拉1～ 2次；锚杆张拉要求定时分级加载，当拉杆预应力没有明显衰减时，即可锁定 拉杆；当锚索补偿张拉并经检验合格锁定后，即可进行自由段注水玻璃，注水 玻璃直到锁定处窜冒浓浆1min方可闭浆，闭浆压力为0.5MPa，闭浆时间为 15min。

3.  根据权利要求1所述的软土地区地下室施工方法，锚索分自由段和锚固 段，对于淤泥质土，自由段长度为大于或等于6.5m且小于7m，锚固段长度大 于或等于15m且小于16m；对于粉质粘土，自由段长度为大于或等于6m且小 于6.5m，锚固段长度大于或等于14m且小于15m；对于粘土，自由段长度为大 于或等于5.5m且小于6m，锚固段长度大于或等于13m且小于14m；对于砂土， 自由段长度为大于或等于5m且小于5.5m，锚固段长度大于或等于12m且小于 13m。

4.  根据权利要求1所述的软土地区地下室施工方法，其特征是：旋抓钻机 成孔时不同土层选用不同的泥浆密度，对于粘土，泥浆密度选用1.05g/cm³，对 于砂土，泥浆密度选用1.1～1.2g/cm³，对于岩土，泥浆密度选用1.2～1.25g/cm³， 清孔后泥浆密度选用1.03～1.1g/cm³。

5.  根据权利要求1所述的软土地区地下室施工方法，其特征是：旋抓钻机 成孔时对于粘土，选用摩擦钻杆钻进；对于砂土，选用斗齿直螺钻挖钻斗钻进； 对于风化岩，采用锥形螺旋钻头钻进；对于微风化岩或者未风化岩，采用嵌岩 筒钻，嵌岩筒钻除了筒体下端焊有子弹头截齿外，筒体内壁上装有承托岩芯的 合页片。

6.  根据权利要求1所述的软土地区地下室施工方法，其特征是：施工井点 管步骤如下：将直径150～200mm的套管，用振动冲沉至要求深度后，先在孔 底填一层粗砂砾，再将井点管居中插入，在套管与井点管之间分层填入粗砂， 逐步拔出套管，以防孔壁坍塌。

软土地区地下室施工方法
技术领域
本发明涉及软土地区地下室施工方法，适用于建筑施工领域。
背景技术
高压缩性淤泥层较厚，渗透系数很小，一般降水效果很差，井点管甚至起不 到降水作用，质量得不到保证。可以利用支护桩钢筋作为阳极，井点管作为阴极， 在电场作用下，带正电荷的孔隙水向井点管流动，强制淤泥质土中的水流入井点 管，再从井点管抽水，使地下水位逐渐下降。带负电荷的土粒向阳极移动，使阳 极周围的土体加密，并可防止粘土颗粒堵塞井点管的过滤网，保证井点正常抽水。 对于地下室支护，可以将支护桩和预应力锚索相结合方式取得较好的效果。
发明内容
本发明是提供一种软土地区地下室施工方法，解决地下室支护施工现有技术 不足的问题。
为此，井点管采用小直径钢管，钢管直径为8～10cm，钢管与电源负极连接。 当地下室深度小于或等于6m时，采用单排井点；当地下室深度大于6m时，采 用双排井点。支护桩钢筋与电源正极连接，支护桩间距为1.4m～1.6m，支护桩之 间设置4～5根锚索，锚索均采用钢带连接，钢带宽度为250mm，钢带厚度为 20mm，采用4～5孔锚具锚固，钢垫板厚度为20mm，钢垫板长度为200mm，钢 垫板宽度为200mm。锚索分自由段和锚固段，根据大量工程实践，对于淤泥质 土，自由段长度为大于或等于6.5m且小于7m，锚固段长度大于或等于15m且 小于16m；对于粉质粘土，自由段长度为大于或等于6m且小于6.5m，锚固段长 度大于或等于14m且小于15m；对于粘土，自由段长度为大于或等于5.5m且小 于6m，锚固段长度大于或等于13m且小于14m；对于砂土，自由段长度为大于 或等于5m且小于5.5m，锚固段长度大于或等于12m且小于13m。
施工步骤包括：
(1)施工支护桩
支护桩采用机械式旋挖钻机旋转成孔，水下灌高强商品混凝土成桩。支护桩 施工步骤包括：
1施工放线
各轴线桩引测2个测量控制点，作为桩位复测定点及校核的基准点。桩点采 用钢钎将白灰灌入地面下50cm进行固定。
2钻机就位
移动钻机就位后，必须确保钻杆垂直；作业前应进行试运转检查，以防止中 途发生机械故障。钻机就位后，再次核准桩位，验收合格后方可钻孔。
3成孔
旋抓钻机成孔，采用钻机自造浆护壁。在粘性较大的粘性、淤泥土层中施工， 回转阻力大，钻进效率低，容易糊钻。不同土层选用不同的泥浆密度，对于粘土， 泥浆密度选用1.05g/cm³，对于砂土，泥浆密度选用1.1～1.2g/cm³，对于岩土， 泥浆密度选用1.2～1.25g/cm³，清孔后泥浆密度选用1.03～1.1g/cm³。
对于粘土，土层一般比较松软，选用摩擦钻杆钻进；对于砂土，砂土的胶结 性能都比较差，选用斗齿直螺钻挖钻斗钻进。对于风化岩，采用锥形螺旋钻头钻 进。对于微风化岩或者未风化岩，采用嵌岩筒钻，嵌岩筒钻除了筒体下端焊有子 弹头截齿外，筒体内壁上装有承托岩芯的合页片。
4验孔
当钻进深度满足设计要求后，开始测孔深，取3次测量的平均值为最终孔深 沉渣厚度不应大于10cm，孔底沉渣厚度如不满足要求，必须继续进行清孔处理 直至满足要求。
5钢筋笼制作与安装
钢筋笼制作必须在平台模具上进行。施工前必须严格按照设计和规范要求分 段制作钢筋笼，搬运时应防止扭转、弯曲。埋设钢筋笼时，要避免碰撞孔壁。钢 筋笼下放到设计位置后，应立即固定居中。钢筋笼连接采取双面搭接焊的方式。 在钢筋笼每2m处设定位钢筋环，确保保护层厚度。
6导管安装
导管采用焊缝钢管制作，每节长1m。导管使用前应检查法兰盘是否平整有 无变形，导管内壁的光滑性，导管支架支承点的限位钢筋情况直线度以及密封性 能，导管采用专用工具安装至距孔底500～800mm。
7混凝土灌注
混凝土初灌量满足后，将混凝土快速灌入导管。首批混凝土灌注正常后，应 连续不断进行灌注，严禁中途停止，同时应探测混凝土面上升高度，并保证导管 的埋深。导管提升时吊点应垂直居中，严禁斜拖导管。导管拆卸需快速，拆下的 导管应立即清洗干净。灌注过程中，孔口采用专门措施，以防钢筋笼上浮，导管 要保持一定的活动频率，以使灌注顺畅，提高灌注质量；测量孔内混凝土面高度 时须测试两点，对称分布，取最低值为混凝土面高度。
8冠梁施工
护坡桩施工完毕后，挖掘机开挖桩间土至桩顶标高以下5cm处，采用机械 破碎、人工辅助修整的方式将桩头混凝土破碎至桩顶标高。待破除护坡桩桩头浮 浆后，进行冠梁施工，按要求进行钢筋绑扎和模板架设，浇筑冠梁。
(2)施工井点管
采用套管法进行埋设。将直径150～200mm的套管，用振动冲沉至要求深 度后，先在孔底填一层粗砂砾，再将井点管居中插入，在套管与井点管之间分 层填入粗砂，逐步拔出套管，以防孔壁坍塌。所有井点管在地面以下0.5～1.0m 的深度内，用粘土填实，以防止漏气。
(3)设置排水设施
用弯联管将井点管与集水总管接通，安装水泵并与集水总管连通，然后安装 排水管。
(4)锚索安装
锚索入孔前对钻孔重新进行通孔检查，不得欠深。安装前应对锚索体进行详 细检查，核对锚索编号与钻孔号，并对损坏的配件进行修复和更换。推送锚索时 用力要均匀一致，防止在推送过程中损坏锚索配件。推送锚索时不得使锚索转动， 在将锚索体推送至预定深度后，检查排气管和注浆管是否畅通，否则应拔出锚索 体重新安装。
(5)注水玻璃
锚索入孔后，内锚段进行灌水玻璃，自由段灌水玻璃则在锚索张拉锁定后进 行。在张拉时水玻璃的凝固强度不得低于设计强度的75％灌注前，应对水玻璃 体进行流动性和泌水性测定，水玻璃液黏度要求不超7s，3h泌水量不得超2％， 锚索的内锚段采用一次注水玻璃一次张拉，排气管回浆后即以0.5MPa的压力闭 浆，闭浆时间为20min。
(6)二次高压注水玻璃
锚索采用二次高压注水玻璃，在首次注水玻璃3d后，进行二次高压注水玻 璃，注水玻璃按照压力和注水玻璃量双控制，注水玻璃终止压力大于2MPa，每 根锚索二次注水玻璃量大于80kg。
(7)锚索张拉锁定
施工时待锚固体强度达到设计强度的80％时，即可进行预应力张拉。张拉采 用隔二拉一；锚杆正式张拉前，取设计拉力的10％～20％，并对锚杆预张拉1～2 次。锚杆张拉要求定时分级加载，当拉杆预应力没有明显衰减时，即可锁定拉杆。 当锚索补偿张拉并经检验合格锁定后，即可进行自由段注水玻璃，注水玻璃直到 锁定处窜冒浓浆1min方可闭浆，闭浆压力为0.5MPa，闭浆时间为15min。
本发明中支护桩钢筋和井点管两电极间的土层形成电围幕，可阻止地下水从 四周流入。本发明利用支护桩和锚索联合工作形成支撑结构，节约了内支撑，成 本较低，施工进度较快。
具体实施方式
某工程地下室建筑面积12670m2，地下室深度为4.8m，支护结构总延长米 为460m，安全等级二级。基坑周边环境情况非常复杂：东侧紧邻国道，地下室侧 壁边距离用地红线仅3m，围墙外侧有供电架空线路。地下室侧壁边距直径为 300mm的供水管不足4m，围墙外侧有污水管、雨水管。北侧靠近安置房，地 下室侧壁边距离6层住房不足8m。基坑形状为梯形，围护支撑体系布置难度较 大。
井点管采用小直径钢管，钢管直径为9cm，钢管与电源负极连接。采用单排 井点。支护桩钢筋与电源正极连接，支护桩间距为1.5m，支护桩之间设置4根 锚索，锚索均采用钢带连接，钢带宽度为250mm，钢带厚度为20mm，采用4 孔锚具锚固，钢垫板厚度为20mm，钢垫板长度为200mm，钢垫板宽度为200mm。 锚索分自由段和锚固段，锚索自由段长度为6.5m，锚固段长度为15m。
施工步骤包括：
(1)施工支护桩
支护桩采用机械式旋挖钻机旋转成孔，水下灌高强商品混凝土成桩。支护桩 施工步骤包括：
1施工放线
各轴线桩引测2个测量控制点，作为桩位复测定点及校核的基准点。桩点采 用钢钎将白灰灌入地面下50cm进行固定。
2钻机就位
移动钻机就位后，必须确保钻杆垂直；作业前应进行试运转检查，以防止中 途发生机械故障。钻机就位后，再次核准桩位，验收合格后方可钻孔。
3成孔
旋抓钻机成孔，采用钻机自造浆护壁。在粘性较大的粘性、淤泥土层中施工， 回转阻力大，钻进效率低，容易糊钻。不同土层选用不同的泥浆密度，对于粘土， 泥浆密度选用1.05g/cm³，对于砂土，泥浆密度选用1.1～1.2g/cm³。选用摩擦钻 杆钻进。
4验孔
当钻进深度满足设计要求后，开始测孔深，取3次测量的平均值为最终孔深 沉渣厚度不应大于10cm，孔底沉渣厚度如不满足要求，必须继续进行清孔处理 直至满足要求。
5钢筋笼制作与安装
钢筋笼制作必须在平台模具上进行。施工前必须严格按照设计和规范要求分 段制作钢筋笼，搬运时应防止扭转、弯曲。埋设钢筋笼时，要避免碰撞孔壁。钢 筋笼下放到设计位置后，应立即固定居中。钢筋笼连接采取双面搭接焊的方式。 在钢筋笼每2m处设定位钢筋环，确保保护层厚度。
6导管安装
导管采用焊缝钢管制作，每节长1m。导管使用前应检查法兰盘是否平整有 无变形，导管内壁的光滑性，导管支架支承点的限位钢筋情况直线度以及密封性 能，导管采用专用工具安装至距孔底500～800mm。
7混凝土灌注
混凝土初灌量满足后，将混凝土快速灌入导管。首批混凝土灌注正常后，应 连续不断进行灌注，严禁中途停止，同时应探测混凝土面上升高度，并保证导管 的埋深。导管提升时吊点应垂直居中，严禁斜拖导管。导管拆卸需快速，拆下的 导管应立即清洗干净。灌注过程中，孔口采用专门措施，以防钢筋笼上浮，导管 要保持一定的活动频率，以使灌注顺畅，提高灌注质量；测量孔内混凝土面高度 时须测试两点，对称分布，取最低值为混凝土面高度。
8冠梁施工
护坡桩施工完毕后，挖掘机开挖桩间土至桩顶标高以下5cm处，采用机械 破碎、人工辅助修整的方式将桩头混凝土破碎至桩顶标高。待破除护坡桩桩头浮 浆后，进行冠梁施工，按要求进行钢筋绑扎和模板架设，浇筑冠梁。
(2)施工井点管
采用套管法进行埋设。将直径120～150mm的套管，用振动冲沉至要求深 度后，先在孔底填一层粗砂砾，再将井点管居中插入，在套管与井点管之间分层 填入粗砂，逐步拔出套管，以防孔壁坍塌。所有井点管在地面以下0.5～1.0m的 深度内，用粘土填实，以防止漏气。
(3)设置排水设施
用弯联管将井点管与集水总管接通，安装水泵并与集水总管连通，然后安装 排水管。
(4)锚索安装
锚索入孔前对钻孔重新进行通孔检查，不得欠深。安装前应对锚索体进行详 细检查，核对锚索编号与钻孔号，并对损坏的配件进行修复和更换。推送锚索时 用力要均匀一致，防止在推送过程中损坏锚索配件。推送锚索时不得使锚索转动， 在将锚索体推送至预定深度后，检查排气管和注浆管是否畅通，否则应拔出锚索 体重新安装。具体步骤包括：
(5)注水玻璃
锚索入孔后，内锚段进行灌水玻璃，自由段灌水玻璃则在锚索张拉锁定后进 行。在张拉时水玻璃的凝固强度不得低于设计强度的75％灌注前，应对水玻璃 体进行流动性和泌水性测定，水玻璃液黏度要求不超7s，3h泌水量不得超2％， 锚索的内锚段采用一次注水玻璃一次张拉，排气管回浆后即以0.5MPa的压力闭 浆，闭浆时间为20min。
(6)二次高压注水玻璃
锚索采用二次高压注水玻璃，在首次注水玻璃3d后，进行二次高压注水玻 璃，注水玻璃按照压力和注水玻璃量双控制，注水玻璃终止压力大于2MPa，每 根锚索二次注水玻璃量大于80kg。
(7)锚索张拉锁定
施工时待锚固体强度达到设计强度的80％时，即可进行预应力张拉。张拉采 用隔二拉一；锚杆正式张拉前，取设计拉力的10％～20％，并对锚杆预张拉1～2 次。锚杆张拉要求定时分级加载，当拉杆预应力没有明显衰减时，即可锁定拉杆。 当锚索补偿张拉并经检验合格锁定后，即可进行自由段注水玻璃，注水玻璃直到 锁定处窜冒浓浆1min方可闭浆，闭浆压力为0.5MPa，闭浆时间为15min。
地下室施工时同步进行监测，从深层土体位移监测情况看，测斜孔最大位移 量均小于60mm，说明深层土体位移不大，围护结构外侧土体稳定，围护结构安 全可靠。从基坑顶及周边建筑物水平位移监测情况看，水平位移监测点都小于 50mm，说明围护结构变形较小，施工过程安全可靠。本工程基坑变形不大，坑 外土体位移沉降较小，围护结构整体沉降量不大，不影响支撑体系的正常运行， 基坑开挖未对周边环境产生重大影响。