《安全技术》之旧式砖烟筒的支护施工 VIP专享VIP免费

旧式砖烟筒的支护施工（作者：郭强郭少先范冬亮张建军）1.支护的原因北京甜水园住宅小区二期工程，包括三栋地下2层、地上22层的塔楼及一座独立地下车库。总建筑面积70063.2m2。其西侧以团结湖第三中学东围墙为边线，围墙中心有一高约30m的旧式加固砖烟囱，其一半在第三中学院内，另一半在新建的施工现场内。经查，这座烟囱基础是一直径6.7m、埋深2.8m、厚500mm的圆形钢筋混凝土基础。烟囱基础东侧外边线距地下车库外墙水平距离仅2.5m。地下车库外墙进而深12.7m，比烟筒基底深了约10m。烟筒基底至地下车库外墙基底的夹角仅有12°8′。所以，地下车库开挖之前必须对这座旧式砖烟筒进行可靠支护，以保证地下车库的安全施工和烟筒的正常使用。2.烟筒保护方案的选择烟筒的西侧，即在第三中学院内的部分和烟道连接，在建筑红线以外，不属于施工区域，不做保护性处理。其东面紧靠深基坑，以围墙为界，环绕烟筒基础做半圈8根支撑桩。地下车库西侧外墙做护坡桩，该桩兼做地下车库外墙的永久性外模板，即地下车库墙外紧贴护坡桩。以烟筒为中心向南北两侧各6m范围内的护坡桩作加强处理。对着烟筒的3#、5#、7#、9#四根护坡桩和其对应的烟筒支撑桩用钢筋混凝土连梁拉结，形成刚构框架。护坡桩设两道预应力锚杆，共同受力，抵抗基坑开挖后的烟筒荷载侧压力（详见图1和图2），确保地下车库施工期间，这座旧式烟筒的安全使用。图1工程平面示意图图2工程剖面示意图2.1烟囱基础支撑桩距离烟筒基础边缘200mm，增设8根ф600钢筋混凝土支撑桩，桩顶标高与烟筒基础标高相同。桩长12.9m，嵌固深度2.9m，桩间距0.9m，配筋10ф20，箍筋ф6@200，混凝土强度C20。8根桩呈半圆环状均匀分布在烟筒基础东侧。在8根支撑桩顶部设600×400mm的冠梁。梁内配主筋上下各3ф20，箍筋ф6@200，混凝土强度同支撑桩。2.2地下车库的护坡桩考虑到烟囱处荷载和侧压力都较大，故在烟囱南北各6m范围内，采取一桩两锚的加固措施。护坡桩采用桩径600mm，混凝土强度C20的灌注桩。桩顶标高2.8m、桩底标高17.3m，桩长14.5m，嵌固深度4.5m,桩间距1.2m，配筋10ф20,箍筋ф8@200,固定筋ф16@2000。护坡桩顶设冠梁，其截面尺寸为600×400mm，配主筋3ф20+3ф20，箍筋ф8@200，混凝土强度与护坡桩相同。在3#、5#、7#、9#护坡桩上的冠梁设置连梁，与烟筒支撑桩上的冠梁相拉结，其截面尺寸同冠梁。在冠梁和其下3.4m处分别各设一道预应力锚杆。第一道锚杆，自由段长5m，锚固段长15m，锚杆采用5根强度级别为1860MPa的фs15.2钢绞线，锚杆倾角15°。第二道锚杆设在冠梁下3.4m处，先固定一道用2根20#槽钢做成的腰梁（见图3）。然后制作第一道预应力锚杆，锚杆自由段长5m，锚固段长9m，锚杆采用3根强度级别为1860MPa的фs15.2钢绞线，锚杆倾角15°。图3锚杆示意图2.3桩间土的处理护坡桩兼做地下车库混凝土外墙的永久性模板，且在其上作外贴防止层。护坡桩之间净空600mm的桩间土需做强化处理。基坑开挖时，桩间土宜于进行挖削，其深度为桩径的五分之一。桩间土表面用骑马钉固定铅丝网、抹1：2水泥砂浆，分层压实赶光，然后做防水层及防水保护层（见图4）。图4防水层及保护层示意图2.4烟筒支护计算烟筒支护计算包括护坡桩、支撑桩和预应力锚杆的受力分析，采用了经典法和m法。内力分析如表1：烟筒支护计算表表1支护后的位移计算分析见表2：预应力锚杆参数及受力分析表表2预应力锚杆的参数和受力分析见表3预应力锚杆参数及受力分析表表3滑移面圆心坐标：x=4.235m，y=5.819m，半径R=11.825m。整体稳定安全系数1.377，抗倾覆安全系数1.18，抗管涌安全系数3.98。3.施工工艺及方法根据场地工程地质条件及水文地质条件，场地地下水埋深10m左右，有很厚的砂层，常用灌注桩施工方法很难成孔。烟筒基础支撑桩和护坡桩采用了螺旋钻孔压浆成桩施工工艺。现场使用一台ZKL800长螺旋钻机施工。3.1钻孔压浆成桩施工钻孔压浆桩施工工艺流程如下3.2成孔及注浆测放孔位后，长螺旋钻机就位，再次校核孔位，合格后开钻，并详细记录地层情况，钻出的土随时清理孔口以外。如果一次钻进不能达到设计深度时，可根据地层情况分两次钻进，注意第一次提钻深度应保证提钻后不塌孔...