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土木工程中的深基坑施工质量控制

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摘要:深基坑工程是土木工程质量控制的基础和重点,为了确保土木工程施工中深基坑施工工作能够顺利地展开,在施工工作开始之前,相关负责部门及人员就应当做好备案,以便在紧急状况发生时好采取有效的应对措施解决。同时,深坑基土方挖掘的全过程必须由专业技术人员和管理人员严格控制把关,并对施工过程中地下水问题等给予足够的重视。本文根据笔者工作实践,对深基坑工程施工质量存在的问题,并以某地铁车站为例,对基坑开挖施工方法与技术措施进行了探讨。

关键词:土木 深基坑 施工 质量

中图分类号:U231文献标识码: A

正文:

1 深基坑工程施工质量存在的问题分析

1.1施工组织设计生搬硬套、现场管理混乱

深基坑施工组织设计内容应科学合理、详细全面,经公司总工批准及监理单位总监审查同意后才能实施。目前,部分施工单位编制的施工组织设计及专项施工方案存在生搬硬套、没有针对性、技术性指导不强等问题。如果施工组织设计编制出现重大失误,基坑及施工安全必然不能保证。公司总工应当亲自过问现场重大技术问题,方案经签字审批后才能实施,必须改变部分施工单位审批程序走形式、代签等错误做法。

1.2勘察报告弄虚作假

目前,我国勘察单位及人员素质良莠不齐,有的甚至挂靠一家单位,找一个稍微懂行的带几个人就进行勘察。在勘察单位方面,主要问题是勘察人员素质差、勘察不认真导致的错误,甚至借用周边工程的地质及水文报告。有的勘察报告不能准确反映现场实际地质条件,搞不清潜水层、承压水层范围及相互关系,这些都给支护设计及基坑开挖带来严重安全隐患。此外,勘察单位还应该结合周边地质及水文情况,考虑复杂地质的不确定性,编制科学的岩土勘察、水文地质报告及综合建议。

1.3 内支撑拆除的安全问题

一般爆破单位实力较大,技术力量雄厚,出现问题不多。但有些爆破队伍没有资质,挂靠施工,容易引发安全事故,应引起足够重视。机械拆除目前问题较多,主要是不按照拆除方案进行,野蛮施工,且拆除过程无人指挥,经常发生重大安全事故。

2 基坑开挖施工方法与技术措施(以某地铁车站为例)

主体基坑开挖从西南端向东北端开挖。竖向从上到下分层开挖,随开挖随架设钢支撑。在开挖过程中钢支撑影响机械施工时,依据设计原则和轴力(钢支撑所处位置的计算水土压力),同时依据相邻支撑的实测轴力,适当调整钢支撑的位置或增加临时钢支撑。土方主要采用挖掘机倒土,在东北端头处挖掘机不能倒运时,出土采用龙门吊或吊车提升出土。岩层采用人工配合风镐或液压破碎锤机械开挖。开挖出的土碴由自卸汽车运至堆土。

2.1 基坑开挖及出土方法

土石方开挖在基坑围护结构施工完成,遵循“分段分层、由上而下、边开挖、边支撑、先中间、后两侧、主体结构紧跟”的原则。基坑开挖采取明挖法进行开挖,开挖至地面下3m,安设第一道钢支撑,施加预应力。再分别开挖至地面下8m、13m、17.7m,安装第二、第三、第四道钢支撑。在钢__支撑预应力施加完成后,再进行下方土体的开挖。基底土石方由人工进行清底、整平,开挖过程中及时封堵主体围护接缝处的渗漏点。

2.2 基坑开挖及出土技术措施

(1)基坑开挖沿纵向分段、按支撑道数分层,各层土体的开挖按照先中间后两侧,对称、平衡的施工原则,并严格按要求的顺序进行。每个施工段内的土方开挖遵循“竖向分层、水平分段”的原则,每层的厚度根据支撑的间距而定。各层间小段的划分根据挖土及支撑的安装时限为原则。

(2)基坑开挖时严禁超挖,每次挖土必须保证该段地下水位在挖土工作面以下0.5m。下层土方开挖在钢支撑安装并按设计要求施加预应力撑紧后,方可继续挖土。基坑纵向放坡开挖,随挖随刷坡,严格控制纵坡的稳定性,分层开挖刷坡坡度在基坑允许开挖边坡坡率土层在1:1 以内,岩层在1:0.5 以内,放坡的总高度与长度之比不大于1:3。如表1 所示。

为确保开挖边坡的稳定及安全性,在每一层之间设置宽度为6m 左右的台阶,基坑共分四大层7 个台阶开挖。在坡顶外设置截水沟或挡水土堤,防止地表水冲刷坡面和基坑外排水再回流渗入坑内。在整个车站基坑周围地面设置挡墙和集水沟,确保地面水不流入基坑。基坑开挖后,及时设置坑内排水沟和集水井,防止坑底积水。

(3)在开挖至基底剩余200mm 时,由人工清底开挖至设计标高,严防超挖。另外本站底板下翻梁,其沟槽由人工开挖成形。挖孔桩接头处出现的渗漏水及时封堵,必要时注浆加固。基坑土方开挖,随挖随运,不得在场内堆放。如遇阴雨天无法外运时,可临时存放在距已开挖基坑30m外堆放场,再集中进行外运。开挖第一层土,采用挖掘机在地面上纵向掏槽开挖,每小段开挖深度2.5~3m 左右;在至第二、三道支撑的土层开挖中,每小段长度不超过6m,挖完小段土方、安装好该小段的支撑并施加预应力的总时间应控制在8h 以内;在至第四道支撑的开挖过程中,每小段长度不超过6m,挖完各小段土方、安装好该小段的支撑并施加预应力的总时间应控制在24h 以内。

2.3 基坑支撑体系施工方法及技术措施

(1)支撑体系布置。车站主体基坑支护采用四道准600,t=16(12)mm钢管支撑进行开挖临时支护,纵向间距约3m,钢管支撑端头设置钢围檩。钢架设钢支撑完毕后,对钢支撑按照设计值施加预加力。

(2)支撑体系的架设。基坑开挖第一层完毕后,直接安装第一道钢支撑。第二、三、四道钢支撑端头设钢围檩。钢围檩采用逐节吊入,钢支撑采用基坑外拼装,整节吊入基坑内,安放就位的方法架设。事先在墙面上标出钢围檩位置,提前进行钢围檩位置处的墙面整平工作。钢围檩安装完毕后,再对钢围檩和墙面之间的缝隙填塞小钢板和水泥砂浆,以使钢围檩与墙面接触面尽量大。开挖时随挖随架支撑,在支撑位置挖出来之后,迅速安装支撑并及时按设计值施加预应力。支撑加力之前,设定围护桩支撑轴力检测点,加力完成后对实际轴力取得初始读数。斜支撑的架设和直撑基本相同,在斜支撑端头设可靠的防滑措施。

(3)钢支撑安装技术要求。钢支撑安装应确保支撑轴线同人工挖孔桩表面垂直,并设防止钢支撑端移动脱落的保险措施,支撑的安装允许偏差应符合以规定,如表2 所示。

(4)预应力施工。预应力施加采用一台300t 千斤顶完成,千斤顶必须经过鉴定部门鉴定。施加预应力时千斤顶与钢支撑轴线偏差不大于10mm,与钢围檩必须垂直。

2.4 基坑开挖、支撑体系施工与主体施工的关系

(1)基坑由西南向东北(由小里程向大里程)单面开挖,主体结构共划分12 节,每一节基底面挖成后,立即组织接地网施工,在接地检测合格后,立即进行垫层混凝土浇筑,为主体底板施工提供条件。

(2)单端开挖配备4 台挖掘机,单台挖掘机工作效率一小时出土按照60~70m3 考虑,平均每天出土按照500m3 考虑,主体基坑土方69000m3需要138d 完成。主体结构单节施工时间为23~24d,中板及顶板底模和支架分别配置3 套,形成紧流水作业后总计12 节施工约需150d 左右。主体土方开挖和结构施工速度互相还是匹配的。

(3)主体结构中垫层混凝土作业是紧跟土方开挖作业的,主体结构与底层土方开挖工作面距离不超过30m。各层主体支架搭设前,搭设范围内的钢支撑使用挖掘机配合人工拆除、倒用,支架端头和最近的在用钢支撑距离不超过3m,当有矛盾时,可根据实际情况增设临时支撑,并按照先支撑、后拆除的原则进行。

3结语

虽然我国在深基坑施工方面,积累了丰富的设计及施工经验,取得了一定的成绩,但在施工过程中也出现了大量问题,只有总结经验,吸取教训,才能保证以后的工作不至于犯同样的错误,保护国家及人民群众的利益。希望本文的分析能够给相关的工作人员以启示和借鉴。

参考文献

[1]肖燕武.浅谈建筑结构设计的安全度.科技创新导报,2007(35).

[2]刘国权.桥梁混凝土冬季施工应注意问题研究[J].北方交通,2010(02):5~8.

[3]吴卫平.复合支护技术在深基坑工程逆作法施工中的分析应用.中外建筑,2008(8).