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地下工程施工对历史建筑的影响及解决方案

时间:2023-08-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:因此,在邻近历史建筑施工坑内加固时,尽量不选用暗墩式。

地下工程施工对历史建筑的影响及解决方案

为了确保施工期间基坑本身的安全和基坑周边环境的安全,特别是邻近历史建筑的安全,常常在影响基坑稳定和围护变形的主要区域如坑内被动区、局部深坑区、放坡开挖区、坑外重载区等区域内的软弱土体进行加固处理。加固方式一般有搅拌桩、高压旋喷桩、注浆等。邻近历史建筑的基坑为一级基坑,施工质量要求高,其中搅拌桩和高压喷射旋喷桩施工工艺相对成熟,加固体的深度和强度一般能满足要求,故一般在影响基坑稳定的主要区域应采用搅拌桩和旋喷桩加固。注浆法加固,因其加固体离散性大,且均匀性和强度难以保证,故一般用于环境要求不高的基坑工程或作为基坑工程的辅助措施。

1.搅拌桩坑内加固

目前搅拌桩施工有喷浆型和喷粉型两种,后者由于本身技术不完善,加之施工质量难以控制,目前在某些地区已停用,主要使用喷浆型。水泥搅拌桩的施工机械常用的有双轴水泥搅拌机和三轴水泥搅拌机,目前双轴成桩深度一般不超过18 m,三轴成桩深度一般不超过30 m。三轴搅拌桩水泥掺量大,成桩质量较好,当加固深度超过18 m时,一般考虑选用三轴水泥搅拌机。

搅拌桩在施工工艺方面应注意:

(1)首先应考虑被加固对象土体的适用性再确定相应的施工工艺,如对于人工填土,三轴、双轴水泥搅拌机应慎用,对于砂土,双轴水泥搅拌机应慎用。

(2)加固体的布置以及加固体的宽度应结合场地条件和环境保护要求而定。平面布置有满堂式、隔栅式、裙边式、抽条式以及墩式。满堂式、隔栅式、抽条式一般用于基坑较窄但环境条件要求较高的情况,裙边式和暗墩式一般用于基坑较宽的情况,但暗墩式对环境保护一般。因此,在邻近历史建筑施工坑内加固时,尽量不选用暗墩式。竖向布置有平板式、回掺式、分层式、阶梯式等。不管是平面布置还是竖向布置,加固体应注意其连续性,应连接形成整体。

(3)正常情况下,搅拌下沉速度宜控制在0.5~1.0 m/min,提升时宜控制在1~2 m/min,并上、下各进行1次土体喷浆搅拌,砂性大的土层宜在底部2~3 m范围内重复喷浆搅拌1次。

(4)针对地质条件和水文地质条件的变化,应及时调整施工参数,如注浆泵流量、注浆速度、搅拌次数、水灰比等。当遇到黏性土特别是黏性较大的土时,钻进过程中钻头容易形成泥塞,不易均匀下沉,这时应提高复搅次数和适当增大送气量,水灰比控制在1.5~2.0;当遇到透水性强的砂性土时,水灰比控制在1.2~1.5,必要时向水泥浆液添加5%的膨润土,堵塞浆液漏失。

(5)因搅拌机械作业对土层扰动等影响,宜在搅拌桩桩顶或开挖基坑底面以上回掺水泥浆,水泥掺量应结合施工工法、环境要求和基坑深度综合确定,一般双轴搅拌桩水泥掺量为6%~8%,三轴搅拌桩水泥掺量为8%~12%,针对历史建筑,可相对提高水泥掺量。

邻近历史建筑部位施工坑内加固时,还应采取以下工程措施:

(1)要进行加固工艺的适宜性试验,可通过试桩获得满足设计要求的各种操作参数,验证搅拌均匀程度、成桩直径、成桩下沉和提升阻力情况等。通过室内水泥土的强度试验,确定合适的强度配比参数以及合适的外加剂掺量。

(2)对施工工程中的水泥掺入量、外加剂掺量、喷浆的均匀程度等进行实时监控。(www.xing528.com)

(3)加固体与围护体之间的空隙可采用注浆或旋喷桩加固。

(4)因机械搅拌有时会产生较大的挤土效应,邻近历史建筑地段搅拌时应适当控制搅拌速度,下沉时控制在0.5~0.8 m/min,提升时也不宜大于1 m/min,且保持速度均匀。应适当降低注浆压力和流量,注浆压力应小于0.8 MPa,合理调整水灰比和注浆泵换挡时间。

(5)施工时还应进行邻近历史建筑和周边环境的监控,根据监测信息合理安排施工进度。

(6)采用钻孔取芯进行质量检测,检测数量和检测指标应符合搅拌桩地基处理规范,如不符合设计要求,应采取补强措施。

2.高压旋喷桩坑内加固

高压旋喷桩对土层适用性强,特别是在砂土标贯击数小于15、黏土标贯击数小于10、素填土不含或只含少量石头,加固效果更佳。高压旋喷桩加固深度较大,在软土地区不作深度限制,与搅拌桩桩径相比,高压喷射形成的桩径有一定变化范围。

根据场地勘察、邻近历史建筑的基础形式、招标环境和相关工程经验等资料确定旋喷桩施工方案后,就要确定施工工艺和参数,一般要根据土质条件、加固要求,通过试验或工程经验确定。

为保护历史建筑,保障施工质量,需采取如下工程措施:

(1)合理安排施工进度,减小因高压旋喷桩施工产生的环境影响。

(2)先后施工两桩间距不应小于4~6 m,时间不应小于48 h。

(3)采用钻孔取芯进行质量检测。检测数量和检测指标应符合高压喷射桩相关的地基处理规范,如不符合设计要求,应进行补强措施。

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