在建筑基坑工程中,由于基坑开挖深度、平面尺寸、土质条件和相邻环境等众多因素的影响,开挖与支护技术也是种类繁多、变化多样、繁简不一。为了降低工程造价,加快施工进度,许多从事基坑工程的技术人员,都在追求一种方法简便、护挡结合、一机多用、造价较低、适用广泛、技术成套的新型基坑支护技术。李宪奎先生发明的《LXK工法》就是符合上述愿望的简单、实用、有效、快捷的建筑基坑支护新技术。
《LXK工法》是通过实施水泥土墙,把挡土、防水的作用集于一体,代替支护桩和止水墙二道工序,简化了基坑支护体的施工过程。
《LXK工法》是通过他发明的专用机具,在水泥土墙中快速插筋(斜筋、竖直筋或型钢)或拔筋(永久性支护结构不拔筋),集水泥土挡墙和树根桩技术于一体,既可保持支护体的安全受力,又可将钢材回收利用,降低工程造价,同时也可减少对相邻场地地下空间的侵犯。
根据土质条件,可用施工墙体的机具,实施地锚并插筋(地锚体又可随着土质软硬不同、粗细变化,用专用机具设置扩大头,预应力张拉,必要时也可与锚杆技术相结合),一台搅拌机具(或旋喷机),可横竖施工,一机多用,节省了锚杆专用机具。
在支护的侧壁墙体中,通过《LXK工法》竖、横形成水泥土加固体,用地锚或锚杆构成一种良好的空间受力状态,不仅有利于挡土、止水,又可改善沿用的锚杆孔漏水现象,提高防水效果。
随着基坑开挖,逐层设置横向槽钢与竖向钢筋(或角钢),构成方型网状面层支护体系,并与地锚的插筋(或型钢)相连接;不仅构造合理,安全可靠,增大了基坑整体支护的刚度(特别是横向刚度),又充分利用水泥土的强度特性,节省了面层的钢筋网与喷射混凝土面层的护面工序,使基坑的支护施工简便、快捷,造价降低。
对于较深的或土质较差的基坑,也可将用于加固水泥土墙的竖向预埋的工字型槽钢与地锚或锚杆结合,形成更为有效的挡土、止水的支护体系。
纵观李宪奎先生发明的基坑支护技术全貌,给人十分深刻的印象,他巧妙地将几种支挡技术融汇于一体,形成了《LXK工法》,创新是十分难得的。这是适用广泛的建筑基坑支护新技术。也是包括施工工艺和机械设备的成套技术。
我国人口众多,土地资源有限,在城市里向空中发展修建多层或高层住宅,是势在必行的(同时也包括其他地下开挖工程、道路工程等)。李宪奎先生发明创造的《LXK工法》,在深基坑开挖与支护工程中不仅具有上述种种优点,而且也符合环保要求,在生产过程中无噪音、无振动、无污染、不扰民。这项技术进一步充实、提高了我国建筑基坑支护的技术水平。
概 述
《LXK工法》是用于深基坑开挖和稳定边坡的一种挡土、止水新专利技术,是水泥加筋地连墙技术与地锚技术(可做扩大头)及相应的机械施工设备、成套工艺在岩土工程基坑、土坡支护工程中的综合应用。经过多年上百项工程的实践,已成为一项较成熟的、创新的支护技术。该工法及其配套的施工工艺和机械设备已于是1994年、1995年、1997年先后取得了实用新型专利和发明专利,各项专利见表1。
1.1《LXK工法》的主要技术内容
(1)采用深层搅拌工艺或压力旋喷注浆工艺,形成水泥土地下连续墙作为挡土和止水的主体结构。
(2)用专利设备插筋机、加筋机将钢筋或型钢等材料竖向或斜向插入水泥土连续墙内,形成有足够刚度、强度和抗弯能力的支护面墙。
(3)根据土层和基坑条件(坑深度、周围环境等)施作水泥土地锚或土层锚杆用搅拌或旋喷法形成水泥土并插入钢筋(钢绞线或型钢)称水泥土地锚,是支护体系的斜向支撑。水泥土地锚和普通土层锚杆均可根据需要用扩孔钻头(专利设备)施作扩大头,把预应力张拉技术应用于土层地锚工程中。
(4)当支护体系仅作为施工的临时支护时,插入水泥土连续墙内或地锚内的钢筋、型钢等加固体可用专利设备拔出。降低工程造价,减少对相邻场地地下空间的影响。
(5)用横向、斜向专利机械在挡土面墙后侧软弱土层中,采用旋喷法、搅拌法或钢管注浆法形成多层的水泥土地锚、土钉。
(6)采用先进的冷挤压技术,把几根钢绞线或钢筋通过挤压套、承载板连结成一整体,解决单根钢绞线或钢筋受拉时单根滑移难题,形成新的地锚锚筋结构。
(7)根据土层和基坑条件,亦可与其它支护结构相结合,形成既安全可靠又经济合理的支护体系,如钢板桩、内支撑(钢支撑或钢筋混凝土内支撑)等。
(8)基坑侧面面层采用横向槽钢与竖向钢筋(或型钢)拼成横竖加固围带,并与地锚钢筋(或型钢)连接,以保证基坑侧面土体的稳定。
1.2 《LXK工法》的优点
(1)《LXK工法》支护体系同时具有挡土和止水的双重作用,工法应用更为广泛。
(2)水泥土加筋(或型钢)提高了水泥土连续墙的强度和刚度。
(3)采用的地锚不同于锚杆,是用搅拌法、旋喷法或钢管压密注浆法形成水平或倾斜的水泥土加固体,并向加固体内插筋(或型钢),需要时还可作扩大头,以增加抗拔力,也可用锚头施加预应力。此种亦称搅拌土钉地锚。地锚和水泥土连续墙用同一类机具,施工简便,形成纵、横空间支挡体系。
(4)《LXK工法》适用于各种土层和不同深度的深基坑或土坡支护工程,最深可达20m。
(5)施工用关键机械设备为专利产品,其占地面积小,操作简便,能适应各种环境,能进行竖向、斜向和水平向的施工。
(6)水泥土内插入材料(钢筋、型钢等)可用专利设备拔出,并可重复使用,节约大量材料,降低工程造价。同时避免了对地下周围环境的污染,不会残留地下障碍物,如锚杆、钢筋等。
(7)施工作业低振动、低噪音、速度快,能确保安全生产,符合环保要求。
(8)与其他支护结构(工字钢桩、型钢或钢筋混凝土内支撑等)综合利用,可扩大其使用范围。
(9)面层采用横、竖加固带进行加固与地锚共同作用,有利于面层的稳定。
(10)水平及斜向水泥土锚杆,可采用专利技术非金属锚筋,不影响周边的桩机施工,可称为绿色岩土。
《LXK工法》在百余项工程的实践中,成功率达到了100%,无一事故。由于此工法工艺合理,施工简便,施工中无噪音,对环境无污染,钢筋等材料可以回收,造价低(低30%~50%),深受广大施工单位和建设单位的欢迎。