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关键词:深基坑;基坑支护;审核;管理
中图分类号: TV551.4 文献标识码: A 文章编号:引言:因为深基坑支护工程是一个临时性的施工过程,在建筑主体结构中不存在使用功能,无非是建设工程在施工过程中的一种技术措施体现,有的建设单位(包括施工单位)为了节省投资、降低成本及加快工程进度,建设单位及施工单位往往只考虑基坑支护是施工阶段的临时性工程,基坑支护在施工过程中的重要性及复杂性没有考虑到位,以为只要能保证基础工程的顺利完工,对基坑支护工程不加重视,致于深基坑施工时安全质量事故常有发生,因此有可能要承担很大的经济风险,这样不仅既延误了建筑工程的工期,又会给企业造成巨大的经济损失。
1深基坑开挖专项施工方案的设计及实施单位选择在中国,高层和超高层建筑的出现较晚,深基坑支护设计也随着时代的发展日趋成熟,但设计的种类众多,因地质不明因素的影响,造成设计工作的难度加大。据不完全的统计,在深基坑工程施工过程的安全质量事故中,由于设计原因造成的事故占相当大的比例。设计原因主要存在以下因素,专项施工方案设计时考虑不周到、自己水平有限盲目设计、安全系数不符要求,提供的地质资料不正确,支护方案数据计算时考虑不周到等。针对以上情况,有关主要负责的方案设计人员应具有较强的力学理论知识和地基与基础等多学科的知识,又要有丰富护坡支护设计经验,还应熟悉当地的水文、地质、气象等状况,在结合建筑及周围环境的基础上,设计出经济合理安全可靠的深基坑支护方案,经有经验的相关专家论证,并经相关人员进行认真审核,在施工前应对施工方案进行详细的技术交底,保证充分理解设计意图,在组织施工时,使各个组成部分、各道工序间相互协调有序。由于深基坑支护的特殊性, 必须选择具有相应施工资质与能力的专业分包单位施工。分包单位的技术力量及投入设备是影响工程质量的重要因素之一,监理工程师应协助建设单位审查总包单位选定的专业分包单位,挑选技术力量浓厚并且具有类似工程施工经历的专业施工队伍,同时应堵绝层层转包、造成管理混乱,做到能排除重大安全事故的发生。
2对支护、开挖深基坑的专项施工方案必须经有关人员的严格审核
专项施工方案是具体指导施工的重要文件,在审核时必须严格把关。有些施工单位是套用别人的专项施工方案;存在控制要点不明确,技术措施实用性不强,根本没有指导意义。由此,监理工程师应认真审核施工单位提交的专项施工方案,发现不能满足施工安全要求的,必须要求其修改,达到能满足安全要求后按程序审核,特别复杂的施工方案必须组织专家论证,有总监审核通过后才能实施 ,要求施工单位在制定专项施工方案报监理机构审核的同时,还应该强调制定突发事件的应急预案,以便在发生突发事件时可以采取相应的有效措施对事故进行有效控制。
3深基坑施工的内容及注意事项
3.1 深基坑施工包括的内容及开挖方法
基坑工程的施工包括支护、挖土、挡土、围护、降水等环节,是一项复杂的系统工程,施工单位要严格按照经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工,对各施工要点要制定具体的技术措施,责任落入到人。在土方开挖施工前,应对邻近建筑物及容易造成破坏的部位进行实物拍照或录像,对不同的土质必须采取不同的方法进行施工,雨季不宜膨胀土的开挖,开挖软土的深度不宜过大。若如果挖土进度过快或者深度过深,容易改变原来土质的稳定状态,原来土体的抗剪强度受到影响时,会导致土体的快速滑移,对工程监控造成困难,极易造成工程的坍塌事故。
3.2 在实施降、排水时应考虑的因素在实施排水方案时,应从深基坑工程的止水、降水和排水三个方面进行综合考虑,根据建设单位提供的地质勘测报告,仔细分析地下水的成因以及周围的自然环境,对四周有建筑的基坑开挖,宜采用以止水为主,排水为辅,如果长时间的抽水会导致基坑周围土体随着流动的水一起流失,使傍边建筑物产生不均匀的下沉,严重的会发生坑底流沙、管涌等现象,增大了突发事件的处理难度,会造成不必要的经济损失。
3.3 采用用止水配合降水施工时应注意的事项要保证水泥桩体的质量,确定合理的水泥浆掺加量,保证桩体搅拌均匀、桩长能满足设计深度,确保水泥桩内有能满足强度的水泥量,在土层情况变异较大的部位,存在搅拌好的桩径难易控制,再者要保证水泥桩搭接区域的密实度,来减少空洞、蜂窝现象的产生,并且不能随意在基坑支护结构上开口,否则会产生重大的安全质量隐患,同时也破坏了止水的作用,会导致止水失败,有可能发生地下水的快速渗入。
4深基坑施工的信息管理在深基坑施工时质量上的整体刚度和稳定性控制,应该建立详细完整的工程管理信息系统。
4.1基坑支护结构信息化管理的有关内容
落入专业监测人员对深基坑四周及邻近建筑物进行动态监测,由此可以监测到基坑支护结构发生变形及位移的有关真实情况,如:沉降、倾斜、裂缝、隆起等,再参照有关勘察、设计文件预计后期状况 ,进行对监测资料的动态分析,全面掌握工程位移变化的程度、部位、变化概率,按照报警规律,重新布置下一阶段的工作内容,及时对施工过程中容易出现险情的部位实施预防,当位移、变形值超过设定的预警值时,必须及时采取有效的补救措施,达到方案设计时的预计效果。
4.2观测点观测结果应及时记录并绘出变化曲线图观测结果应该能真实反映所监测部位的动态变化,并如实绘出施工过程中的变化曲线图,用来作为以后施工时参考的有利依据,分析可能发生险情的原因,如现场地质情况、支护结构的牢固程度,邻近建筑物、地下设施等的分布状况,再结合当时的土方开挖施工方法、地下水位、气象状况等,进行科学合理的组织施工。在开挖较深的基坑时,应对邻近建筑物、道路的沉降、裂缝、或倾斜进行经常性的检查及监测,按照有关规定在合理的间距内设置沉降、位移监测点,在发生监测数据变化异常时监测次数应当适当加密,在施工现场情况复杂监测点容易被破坏的部位,对监测点要进行有效的保护,用来保证监测数据的正确性。
5突发事件的钟类及处理方法 施工过程中会发生许多不可预计的事件,对于深基坑的支护、开挖施工,必须要事先编制好应对突发事件的专项应急预案。容易发生的突发事件有如下几方面:发生坍塌、流沙 或者局部出现成因不明的裂缝、沉降; 因当地气象异常出现长时间的连续暴雨天气;邻近道路、建筑物因深基坑开挖发生下沉、倾斜等。事件发生后,应及时启动专项应急预案,并会同有关单位研究解决办法,保证建设工程的质量及人身安全,把损失减小到最少程度。6结语
深基坑工程的施工是一个变化多样且存在危险因素繁多的实施过程,施工单位必须严格按照合理、科学的先后程序按专项施工方案进行施工,并尽量做到边施工、边监测,要做到确保安全,以效益服从安全为前提,从实践中取得经验,要做到对称开挖、限时定量、分层开挖、先撑后挖、随挖随撑的科学原则,用经济合理、科学可行的施工方案对深基坑施工全过程进行监控,做到建设工程能够保质保量的顺利完成。
参考文献:
[1] 林甲伟,朱亚芳.试论高层建筑深基坑支施工管理的控制[J].商品与质量:学术观察.2012年7期
【关键词】市政工程;深基坑;施工工艺;质量;安全;控制
1引言
随着国家的不断发展,市政工程不断增多方便了人们的生活。市政工程的建设中,深基坑是最重要的建设之一。在深基坑建设中,最重要的是深基坑的支护工作,深基坑的支护体系可以很好地确保相关工作人员施工时的安全。从目前的经验和建设实例来看,我国深基坑支护工作还存在较大的问题,深基坑的支护工作主要是在建设深基坑时对其周边环境进行安全防护,即在深基坑的四周墙壁上进行加固和支撑。这项工作看似简单,实则需要其周密的计划部署和严格的监管过程,在此方面,我国有严格的标准规范,相关的施工单位需要严格按照国家的规定标准进行施工[1]。
2深基坑工程施工的特点
2.1风险性大
对深基坑的侧壁进行加固和支撑、保护周围环境安全的工作只是临时性的,所以不会有太高的质量要求。而为了确保这种临时性的防护工作不会出现安全问题,相关的施工单位就必须安排专人对其进行实时的监测,一旦发现问题要及时地进行处理,同时,也要对有可能出现的安全事故作出相应的应急预案,一旦出现险情,要及时地进行救援,确保工作人员的生命安全。除了支护工程本身的状况外,天气也是一个影响深基坑安全施工的重要因素。通常情况下,深基坑的开挖深度是非常大的,遇到下雨的天气,深基坑内会很容易出现积水,这些积水会极大地影响到施工,为此,施工单位一定要提前做好深基坑地排水设施的建造,一旦遇到下雨天气要及时地进行排水,确保工程建设的顺利进行。
2.2区域性强
在不同的区域深基坑的建设差别是非常大的,尤其是对于我国这种幅员辽阔的国家,存在许多特殊的区域,如黄土高原这种以黄土为主的地方,地质较软较黏,就需要根据当地的实际情况进行相应的深基坑建设规划,使得深基坑能够适合当地的地质情况,有的时候甚至在同一个城市内的不同地方也需要相应地去调整建设方案。因此,深基坑的建设不存在模仿其他地方建设方法的做法,所有的施工单位必须对自己所在区域的地质情况进行详细的了解后,才能设计出适合本地区的施工方案[2]。
2.3具有较强的独立性
在进行深基坑开挖工作的过程中,需要考虑到地质、地下管线等多种情况,开挖的深基坑不能影响到原来已有的地质以及已有的地下管线的使用,同时,还要确保地下不同承受能力的地基不会被挤压变形,这就导致开挖深基坑的每一个步骤都必须严格按实际情况进行设计,也就是上一个深基坑开挖工程的设计换到不同的地质环境中便无法进行使用,所以至今为止,在开挖深基坑的工作中无法制定相应的统一标准。
3地基施工中深基坑支护应用
3.1合理设置坑壁形式
深基坑坑壁的设置对于深基坑支护工作的进行非常重要,要想完成高质量的深基坑支护工作,就必须以合理的坑壁为基础。坑壁的设置需要施工单位对坑壁可能产生的严重后果作出判断,并以此为根据进行坑壁设置的后续工作,坑壁的设置同样需要施工方对施工地的环境进行详细了解,需要因地制宜,根据当地的地质水文情况对坑壁的设置作出相应的调整。详细科学的规划是设置出合理坑壁形式的基础。
3.2深基坑地下水处理情况分析
在进行深基坑开挖工作过程中可能会接触到当地的地下水,对于这种地下水,通常的会使用排水和止水2种方法进行处理,具体使用哪种方法要根据当地的实际情况进行确定,不同的地质环境所采用的方法是不同的。因为是对基坑内的水进行相应的处理,所以在处理地下水的过程中也要详细地了解当地的降水情况。
3.3钢支撑施工技术要点
施工过程中,安全始终是放在首位考虑的事情。在开挖基坑和进行基坑支护工作的时候都要确保其稳固性。为了更好地确保基坑以及基坑支护工作的安全,施工单位可以设置一个由钢支撑和围护桩所结合而成的受力体系,这个受力体系可以承担基坑所不能承受的巨大压力,以此来确保施工的安全。对围护结构体系要进行科学的建设,使用钢围檩对围护体系进行加固,同时,还要使用角撑等对围护体系进行加固。在所有工作完成之后,还要对其进行检测,确保其质量无问题后再进行相关的收尾工作[3]。
3.4支护结构的选择
支护结构的选择对于整个工程的建设来说是非常重要的。要根据当地的实际情况来进行选择,施工场地的大小和土质的软硬程度都会影响到支护结构的选择。目前,在深基坑的开挖工作中较常使用的技术有2种,一种是支护开挖,另一种是放坡开挖。2种技术的不同就在于是否在有支护的情况下进行开挖,所以,放坡开挖又被称为无支护开挖。相比于支护开挖,无支护开挖的限制性因素比较多,但成本较低。因此,在选择任何一种技术前,都要以工程的技术、质量要求以及投入成本等各方面的因素为考虑基础,在详细周密地考量的基础之上,选择合适的基坑开挖技术。
4市政工程深基坑施工质量安全控制
在深基坑支护工程施工之前,还必须对施工期间可能发生的各种突发状况加以预测,且提出针对性的应急方案。坍塌、流沙等都是在进行深基坑支护工作中常见的安全事故。为了避免这些安全事故给施工带来重大的损失,施工单位在施工之前就要安排专人对施工过程中的情况进行实时的监测,一旦发现可能出现事故的情况,要及时地进行处理,同时,要加强对所有工作人员的安全教育工作,把提前做好的安全预案下发到每一个工作人员的手中,要在事故出现之前进行处理。从以往的经验来看,某些施工单位为了赶在工期之内完成工作,在明知事故隐患没有彻底解决的情况下,进行施工,最终导致事故的出现中造成重大的损失,所以相关的施工单位要牢记,不能为节约一点成本,就让工作人员在具有安全事故隐患的环境中工作。
4.1对基坑的施工管理采用信息化的管理技术
高科技的信息管理管理技术能有效地对施工过程中的各个环节进行有效的监管,同时,也能将各个施工段和施工区域的信息进行有效的传播,使得信息能够最快速、最广泛地传播,避免一些意外情况的发生。例如,在深基坑出现沉降或者变形的情况下,信息化的管理可以及时的进行监测,同时在最短的时间内对相关的方案进行调整,确保问题的及时解决。除了解决相关的问题之外,信息化的管理还可以在一定程度上节省建设单位的管理成本,提高整体的施工效率[4]。
4.2对止水帷幕进行结构参数设计
止水帷幕就是利用搅拌桩相互搭接而形成的一种装置,这种装置在深基坑的开挖过程中是非常重要的,它的相关设计参数需要施工单位进行准确的了解:(1)桩径,对于止水帷幕来说,桩径是第一个要考虑的因素,桩径的大小对于工程的造价和止水帷幕的性能都有极大的影响,所以一定要根据实际的情况以及设备的性能计算出合适的桩径;(2)排数,通常情况下在进行止水帷幕的建设过程中都会使用双排,双排相较于单层具有较好的防漏水的性能,使用双排进行止水帷幕的构造会大大地提高工程质量;(3)桩长,搅拌桩的长度主要是为了在水中起作用,所以,决定桩长的主要因素是水位的深度,在水位较深的情况下,桩长较长,在水位比较浅的情况下,桩长较短;(4)咬合长度,通常情况下在进行止水帷幕设计的时候,都会出现两桩重合的情况,而两桩重合叫做咬合,两桩重叠的长度就叫做咬合长度,咬合长度需要进行精准的计算,不能马虎[5]。
基坑支护型式
常见的基坑支护型式主要有:排桩支护,桩撑、桩锚、排桩悬臂;地下连续墙支护,地连墙+支撑;水泥土挡墙;钢板桩:型钢桩横挡板支护,钢板桩支护;土钉墙(喷锚支护);逆作拱墙;放坡;基坑内支撑。各工程依据实际现场情况,可以选择适当的型式。
基坑支护中存在的问题
现场环境的复杂性,给施工作业带来诸多不便,管理人员思想不够重视,缺乏有效的质量监控体系,影响施工质量,造成工程事故。比如:施工中随意改变设计方案、不按图施工、注浆压力达不到设计要求、偷工减料、使用水泥钢筋等材料不合格,造成锚拉力不够、止水无效等。有些施工单位片面要求施工进度,为追求经济效益盲目加快施工进度,而忽视了质量为本的方针,使施工质量达不到设计要求。
施工控制的要点
1.前期控制
基础施工前必须进行地质勘探和了解地下管线情况,根据土质情况和基础深度编制专项施工方案。施工方案应与施工现场实际相符,能指导实际施工。其内容包括:放坡要求或支护结构设计、机械类型选择、开挖顺序和分层开挖深度、坡道位置、坑边荷载、车辆进出道路、降水排水措施及监测要求等。对重要的地下管线应采取相应措施;基础施工时应进行支护,基坑深度超过5M的对基坑支护结构必须按有关标准进行设计计算,有设计计算书和施工图纸,同时必须通过专家论证;施工方案必须经企业技术负责人审批,签字盖章后方可实施。
另外,要事前组成从项目经理到施工班组长的技术交底班子。充分认识深基坑支护设计与施工所要达到的目的和作用。并让每位参与者都熟悉施工的每一个环节,严格执行有关规范。做到监督和管理的作用,确保施工技术方案的实施。
2.施工措施
(1)临边防护
基坑施工必须进行临边防护。深度不超过2M的临边可采用1.2M高栏杆式防护,深度超过2M的基坑施工还必须采用密目式安全网做封闭式防护。设置的临边防护栏杆离基坑边口的距离不得小于50cm。
(2)坑壁支护
坑槽开挖时设置的边坡要符合安全要求。坑壁支护的做法以及对重要地下管线的加固措施必须符合专项施工方案和基坑支护结构设计方案的要求。
(3)排水措施
基坑施工应根据施工方案设置有效的排水、降水措施。当采用坑外降水的,必须有防止临近建筑物危险沉降的措施。
(4)监控坑边荷载
基坑边堆土、料具堆放的数量和距基坑边距离等应符合有关规定和施工方案的要求。
(5)上下通道
基坑施工时必须有专用通道供作业人员上下。设置的通道,在结构上必须牢固可靠,数量、位置满足施工要求并符合有关安全防护规定。
(6)土方开挖
所有施工机械应由企业安全管理部门检查验收后进场作业,并有验收记录。施工机械操作人员应按规定进行培训考核,持证上岗,熟悉本工种安全技术操作规程。作业时,应按施工方案和规程挖土,不得超挖、破坏基底土层的结构。作业位置应稳定、安全,在挖土机作业半径范围内严禁人员进入。
(7)基坑支护变形监测动态实施
基坑支护结构应按照方案进行变形监测,并有监测记录。对毗邻建筑物和重要管线、道路应进行沉降观测,并有观测记录。
同时,按图施工,动态监控。深基坑支护工程主要以挡土、防水等为主要目的,而设计的单一或复合挡土支护结构。有理论依据和可行性,必须尊重设计、按图施工,但施工中的不确定因素及设计所依据的资料有可能与实际情况不一致,要求在施工中必须依据实际的情况,作出相应调整。
(8)创设合理的作业环境
基坑内作业人员应有稳定、安全的立足处;垂直、交叉作业时应设置安全隔离防护措施。夜间或光线较暗的施工应设置足够的照明,不得在一个作业场所只装设局部照明。
(9)强化信息反馈施工的技术分析与管理
深基坑支护工程是包括基坑的开挖、支护、防水及环境保护于一体的复杂系统,单靠数学力学法难以对系统的变化性状作出足够准确的预测,只凭施工经验亦是有一定限制。因此,只有利用监测信息反馈分析才能较好地预测系统的变化趋势。监测方案应在施工设计方案时一同考虑,定出监测内容与要求。做到及时收集、整理、分析有关动态性,从而为及时修改设计方案及施工方案等提供准确的数据。当出现险情预兆时可提高警惕,以便及时采取措施。
(10)地下水降水排水及止水控制
基坑开挖期间,地下水控制也属于基坑支护的一部分,地下水控制方法可分为集水明排、降水、截水和回灌等型式单独或组合使用,降水排水及止水(以下简称水处理)对工程的安全与经济有重大影响。多数基坑工程事故与水都有直接或间接的关系。水处理的主要目的是:①在基坑开挖过程中,坑内保持干燥,使土方工程得以顺利进行,②防止坑底出现流土(流砂)及坑底土泡水软化。降低强度;③坑外土层降水后减少对围护桩墙的水压力,提高支护稳定性;④降水或止水可防止坑外土粒流失,引起地面沉降而影响邻近建筑安全。对于不同的地基土层和具体工程。以上4点中各点的重要性有所不同。
(11)做好安全教育工作
牢固树立“安全第一、预防为主”的生产方针,做好“五同时”教育工作,将各项安全工作落实并强化到人,提高全员安全意识。制定并做好质量安全检查措施,列表列出常见施工事故和施工质量隐患或通病的出现部位,产生原因,预防和补救措施,对深基坑不安全或有安全隐患部位,应明视挂牌,提醒工人注意安全。
结束语
摘要:文章简述了复合土钉墙支护技术的定义、形式及特点,并结合工程实例,探讨了复合土钉墙支护技术的施工工艺及要点,以供参考。
关键词:复合土钉墙支护 深基坑 施工
近年来,随着我国城市建设的发展,建筑物越来越密集,基坑开挖深度不断加大,基坑降水深度不断增加,对基坑支护和降水工程的要求也更加严格。土钉墙以其工期短、施工便捷、经济节能、稳定可靠等诸多优点得到迅速的发展。但是,对于深基坑的支护,单独的土钉支护方法往往无法满足工程需求。土钉墙支护适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土的基坑支护或边坡加固。土钉墙不宜用于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层和淤泥质土,不宜用于没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层。若在软土中应用土钉墙,可以结合使用其他支护形式(如水泥土搅拌桩、钻孔灌注桩)。因此,复合土钉墙支护以其技术性可靠、施工工艺简单、施工工期短和成本低等优点,在深基坑支护工程中被广泛应用。
一、复合土钉墙支护技术概述
复合土钉墙主要是通过水泥土搅拌桩对边坡土体进行土体加固,解决土体自守性、隔水性以及喷射面层与土体的粘结问题;以水平向压密注浆及二次压力灌注解决土体加固及土钉抗拔问题;以相对较深的搅拌桩插入深度解决坑底的抗隆起、管涌和渗流问题,形成防渗帷幕、超前支护及土钉等组成的复合型土钉支护。合土钉墙是常规土钉墙、预应力锚杆、止水帷幕这种支护体系相互结合的产物,有以下三种基本形式如图1所示。与传统的土钉墙相比较,复合土钉墙支护技术可应用于复杂的地质情况、较深的基坑、基坑较接近周围建筑物、地下水位高、附加荷载大、单一土钉墙支护形式无法满足工程安全要求的复杂基坑工程中。
图1 复合土钉墙基本形式
二、工程实例
(一)工程概况
某工程,场地平整,交通便利,占地面积53553.68m2。建建筑物面积约14000m2,地上8层,地下2层,结构形式为框剪结构,基础形式为筏板基础,基坑深度5.3m。
(二)基坑支护设计
根据场地地质条件和周边建筑布置,基坑不同的位置采取不同的支护,基坑放坡后,东侧、南侧采用钢筋网喷射混凝土+钢筋锚杆进行支护;西侧、北侧采用钢筋网喷射混凝土+钢花管锚杆进行支护。
(三)放线
根据设计图纸,确定基坑开挖边线,用木桩和白灰作出开挖线标记;土方开挖:分三次开挖,第一次至—2.8m,第二次至—3.8m,第三次至—5.3m。边开挖边支护,分层开挖,分层支护,挖完亦支护完。土方开挖必须和支护施工密切配合,前一层土钉完成注浆一天以上方可进行下一层边坡面的开挖。开挖时铲头不得撞击网壁和钉头,开挖进程和复合土钉墙施工形成循环作业。
(四)修坡
要求坡面修理平整,确保喷射砼质量;土钉制作、成孔:土钉按照设计方案制作,钢管四周开注浆小孔,小孔直径8mm,小孔在钢管上呈螺旋状布置,小孔间距50mm,钢管口部1m范围不设注浆孔,钢管末端封闭。土钉位置、间距及角度根据设计图纸要求,用空压机带动冲击器将加工好的土钉分段焊接打入土中。
(五)钢筋锚杆施工
(1)工艺流程:开挖作业面修边坡造锚杆孔安放锚杆灌注水泥砂浆焊接加强钢筋喷射细石混凝土下层喷锚施工。
(2)成孔:鉴于基坑周边建筑物情况、地质条件,本工程决定采用人工凿孔或钻机钻孔,对于坡残积土层中锚杆采用专门的锚杆钻机机械作业成孔与洛阳铲作业成孔配合施工。根据设计的孔位布置进行测量画线,然后标出准确的孔位,在按照设计要求的孔长、孔的5°倾角和孔径进行凿孔。锚杆定位偏差不大于30mm,锚孔偏斜度不大于5%,成孔深度超过锚杆设计长度的0.5m。
(3)安装锚杆:a.锚杆采用φ22螺纹钢筋,按照设计长度切好钢筋,在焊接前将钢筋去除锈斑、油污、平直,然后沿锚杆体轴线方向每隔2m设置一个采用φ8钢筋制作的对中支架,将经过除锈并保持顺直的锚杆体和止浆袋、注浆管一并放入孔内,以便使锚杆处于孔的中心位置;b.当钻孔时遇到障碍物无法钻进的时,应改变钻孔方向;当土层为软土时,则应加大倾角;c.为了避免孔底尖灭,达不到设计孔径,当钻孔钻进达到设计深度后,要求稳钻lmin~2min,不能立即停钻。此外,钻孔结束后,将孔内泥浆、松土等清除干净后才可以送入锚杆。
(4)注浆:注浆的目的是为了保证锚杆与周围土体紧密粘合。因此,为了保证浆液充满孔壁,使锚杆具有较高的抗拔力,应严格控制注浆的配合比。首先,注浆材料宜选用P.0.42.5R普通硅酸盐纯水泥浆,水灰比为0.5:0.6,为了确保锚杆与孔壁之间注满水泥浆,浆体28天无侧限抗压强度应≥25MPa,压力≥0.4MPa,水泥浆内加早强减水剂及膨胀剂;其次,注浆前应先清洗孔内,直到孔口返出清水为止。水泥浆从孔底向外灌注,为了防止浆液流出,在注浆管插入孔内距孔底约0.5m处,在孔口绑扎止浆面袋,随着浆液的灌入,逐步将注浆管向外拔出,直至孔口,拔管过程中应保证管口始终埋在水泥浆内,待孔口溢浆,方可停止注浆;最后,如果孔口出现不饱满或有漏浆时,应及时进行补灌。锚杆孔内锚固体强度达到设计强度的70%以上且≥3天时,即可开挖下一层土方。
(六)挂网喷混凝土
挂网喷混凝土范围为基坑坡面;挂网喷混凝土上部应与截水墙紧密连接;挂网采用φ6.5mm钢筋@150mm~200mm(土岩体松散地段采用小值);混凝土强度等级≥C20,厚度100mm;坡面应设泄水孔,φ≥l00@250mm~300mm,在粉质黏土与强风化岩界面适当加密。在施工中,根据现场施工情况,可采用先挂网喷混凝土后作业土(岩)钉、分步挂网喷混凝土及钉入少量短土钉等施工方法,以维护坑壁土的稳定及安全。
(七)钢花管锚杆施工
(1)钢花管锚杆采用长度为6m~9m、倾角为15°、φ48、δ63.5钢管,采用P.O.42.5R纯水泥浆作为压力灌浆水泥,水灰比为0.5:0.6,水泥用量不小于30kg/m;(2)用φ48、δ63.5钢管制作成花管(滤管),入土端加工成桩尖状,滤水孔对向间距500mm,孔眼前端(造管尖侧)焊接钢筋或角钢块,构成孔前倒刺及保护块;(3)按设计角度及位置将钢花管通过冲击锤对正,击入土中到设计长度;(4)在打入钢花管锚杆时,为了避免产生振动影响,如果发现有塌孔或管涌时,应采用低频小冲击力设备将锚杆间隔打入土层;(5)锚杆采用底部一次注浆,注浆压力达到0.6MPa~0.8MPa,浆注满后稳压3min~5min,在初凝之前用1.2MPa压力注浆补浆一次,注浆孔附近的混凝土要具有抵抗注浆引起的压力扩散作用,锚杆综合抗拔力设计值≥8kN/m;(6)坡面为挂φ6、200mm×200mm钢筋网喷射混凝土,骨架钢筋为2φ20,沿锚杆位置布置;(7)钢筋网绑扎要预留搭接筋,搭接长度为一个网格长度,钢筋网格误差不大于±20mm,焊接加强筋,并与钢花管头焊接;(8)喷射混凝土强度等级为C20,厚度为100mm,必须加入速疑剂到混凝土中,其厚度控制用锚杆头或插入标桩进行,完成喷锚后,即喷水进行养护,养护时间根据气温环境,一般为3天~7d天;(9)完成上层喷锚3天后,进行下一层开挖喷锚作业,以此循环,直到坑底标高。
(八)施工安全管理措施
(1)制定安全生产责任制,明确项目经理为项目安全生产第一责任人,对有关的管理、执行和检查人员都明确具体职责,做到分工明确,各负其责;
(2)制定基坑专项施工方案,分析确定危险部位和过程,并制定相应的应急措施,使这些危险部位和过程能得到有效控制;
(3)坚持“安全第一、预防为主”的方针,加强对职工的安全教育,并体现全面、全员、全过程的原则,确保只有经过安全教育的人员才能上岗。
参考文献:
关键词:基坑支护;设计原则;施工技术;安全技术
Abstract: this paper mainly to the foundation pit engineering construction, design principle, the foundation pit supporting the foundation pit and the type of foundation pit construction safety technology were discussed.
Keywords: foundation pit supporting; Design principle; Construction technology; Security technology
中图分类号:TV551.4文献标识码:A文章编号:
建筑物基坑支护与施工技术是一门从实践中发展的技术,以前高层建筑物较少,一般建筑基坑大部分可采用放坡开挖或少量的钢板桩支护,基坑深度一般在5m以内,因此,基坑侧壁放坡或支护方法较简单,工程事故较少。随着经济建设的发展和人民生活水平的提高,各类建筑和市政工程得到了飞速的发展。多层建筑和高层建筑的地下室、地下车库等工程的兴建,都面临深基坑工程。特别是建筑密度、建筑高度的增加,对基坑施工技术提出了更高的要求。由于缺乏对基坑支护技术的认识而酿成了一些事故,从而引起了主管部门及科研、设计单位的重视。
1基坑支护设计
设计方案的合理性是直接影响深基坑支护工程成败的关键因素,一个成功的深基坑支护设计方案应当经济合理、安全可靠、施工技术可行。在我国,由于深基坑的出现比较晚,深基坑的设计并不十分成熟,仍处于摸索阶段。原因主要表现在:无证挂单设计、盲目设计、荷载取值错误、地下水处理方法失误、支护方案选择不当等。要改变这种状况,首先,设计人员应具有理论力学、材料力学、结构力学、工程地质与水文地质、土力学、地基与基础等多学科的知识,熟悉当地的水文地质状况和特点,在结合建筑及周围环境特点的基础上,设计出经济合理的深基坑支护方案。其次,工程人员在施工前应对方案进行认真审核,理解设计意图,及时与设计人员沟通以掌握方案,在施工组织时,使各个组成部分、各道工序协调有序。再次,业主方应了解深基坑支护的重要性,选择有经验的设计单位设计支护方案。
2基坑支护的类型
2.1放坡开挖
当场地土质较好,地下水位较深。场地比较开阔,放坡又不会对邻近建筑物及地下管线产生不利影响时,可优先采用局部或全深度的放坡开挖。当无地下水位或地下水位低于基坑底面且土质均匀时,基坑竖直开挖挖深限值为:黄土2.5m,坚硬粘土2.Om,硬塑、可塑的粘土和碎石类土1.5m,硬塑、可塑的粉土及粉质粘土1.25m,密实、中密的砂土和碎石土1.Om,软土0.75m。土质边坡开挖时,边坡坡度的允许值,次生黄土Q4:坡高在5m以内为l:0.5~1:0.75;坡高5~10m,为1:0.75~1:1;粘土及粉土为1:0.75~1:1.5;碎石土要依据密实度确定坡度,当坡高在5m以内时为1:0.35~1:1,坡高5~10m为1:0.5~1:1.25。
2.2土钉支护
当基坑周围不具备放坡条件。地下水位较低或基坑外有降水条件,邻近无重要建筑或地下管线,基坑外地下空间允许土钉占用时,可采用土钉支护加固坑壁土体。土钉墙的水平位移宜根据数值计算的方法并结合可靠经验确定。设计中可采用如下措施减少或控制墙体变形:①减少分层,分段作业的深度和长度;②缩短开挖与支护的施工间隔;③加大土钉的长度和密度,④减小土钉倾角;⑤开挖前沿基坑边缘设置竖向微型桩(用Φ48~Φ150mm的钢管)等。
2.3钢板桩支护技术
钢板桩由于其施工快,可重复使用,造价相对较低,占用的施工场地少等常受到采用。悬臂式钢板桩一般只用在单层地下室及悬臂长度不太长的情况。加上钢支撑能用于基坑深为5~10m、施工场地狭窄或基坑附近有建筑物、行车道的基坑支护。其缺点是钢板桩柔性比较大,基坑较深时支撑或拉锚的工程量大,重复使用的止水效果差,不易打入砂卵层和密实的砂层。拨桩时带土,如果处理不当会引起土层移动,严重时会给周围的设施带来危害。一次投资大,施工时有震动噪音,在市区内造成噪声污染,一般用于市郊不太深的基坑支护。
2.4地下连续墙支护技术
地下连续墙是一种常用的深基坑支护技术。其整体性好,刚度大,适用于任何土质,水位的深基坑工程。其可以在建筑物或构筑物密集的地区施工,对邻近的结构和地下设施没有任何影响。施工时不需要降水,防渗、挡水、挡土性能好。可以结合锚杆、内支撑、逆筑法施工技术达到很深的挡土深度。但是地下连续墙支护技术也有不足之处,主要是:造价高、工期长、施工需要大量的泥浆和水,如果施工现场管理不善,会造成现场潮湿和泥泞,且施工完毕需对泥浆进行处理,在泥水分离技术不完善时,会给施工带来麻烦。
2.5土层锚杆技术
上层锚杆是一种辅助的支护结构。当基坑较深时,钢板桩、人工挖孔桩、钻孔灌注桩、地下连续墙等档土支护结构不足以挡土或者挡上不经济时,通常采用锚杆来增强这些结构的挡土深度。土层锚杆和内支撑结构相比,其适用于各种形状的基坑,不占用施工场地,便于是基坑挖上,出土速度快,有利于缩短工期。其缺点是:⑴土层锚杆存在着蠕变和松驰。尤其是软土地基,土蠕变和松驰比较大,对支护结构的安全不利。⑵如果把支护结构的地下连续墙作为永久结构,采用锚杆拉锚,上面所留的锚杆孔永久防水比较困难。该技术的关键就是注浆技术要过关,施加的预应力要适当,要在施工现场进行拉拨试验,用实测出的锚杆承载力对设计方案进行调整,否则支护结构的安全就得不到保证。
3基坑支护施工安全要注意的事项
保证基坑支扩结构安全工作,除必须有合理的设计外。还需施工的密切配合,严格按设计要求精心施工。施工全过程实际上是一个对支护结构施加荷载的全过程,任何超挖都使得支扩结构超载工作,必然导致严重后果,因此,施工前应严密组织,编制施工组织设计。
⑴基坑开挖应连续施工。尽量减少无支护暴露时间,开挖必须遵循“自上而下,先撑后挖.分层开挖。严禁超挖”的原则。利用锚杆做支护结构时,应按设计要求,及时进行锚杆施工,而且必须待锚杆张拉锁定后方可进行下一步开挖。
⑵基坑周边设围护栏杆和安全标志,严禁从坑项扔抛物体。坑内应设安全出口便于人员撤离。所有机械行驶、停放要平稳,坡道应牢固可靠,必要时进行加固。
⑶挖掘机正铲作业时,其最大开挖高度和深度不超过机械本身性能的规定。反铲作业时,履带距工作面边缘距离应大于1.5m。
⑷基坑土方开挖应在降水排水施工完成且运转正常达到预期要求后方可进行。基坑周围地面应采取防水、排水措施,避免地表水渗入基坑周围土体和流入坑内。坑内应设置排水沟和集水井,及时抽除积水。
⑸配合机构作业的清底、平整场地、修坡等施工人员,应在机械回转半径以外工作;当必须在回转半径以内工作时,应停止机械回转并制动好后方可作业。
⑹坑边不宜堆放土方和建筑材料,如不可避免时,一般应距基坑上部边缘不小于2m,弃土堆高不超过1.5m,并且不超设计荷载值。在垂直的坑壁边距离还应适当增大+软土地区不宜在坑边堆置弃土。当重型机构在坑边作业时,应设置专门的平台或深基础等。同时,应限制或隔离坑顶周围振动荷载的作用。
⑺土方机械严禁在离电缆lm距离以内作业。机械运行中,严禁接触转动部位和进行检修;在修理工作装置时,应使其降到最底位置,并应在悬空部位垫上垫土。
⑻基坑挖土时,要做好挖土机械、车辆的通道布置。安排好挖土顺序等,不得在挖土过程巾碰撞围护结构。并做好机械上下基坑坡道部位的支护。
⑼采用机械开挖时,为保证基坑土体的原状结构,应预留150~300mm原土层,由人工挖掘修整。基坑开挖完毕后,应及时清底验楷并铺设垫层,以防止暴晒和雨水浸刷破坏原状结构。如果基底超挖,应用素混凝土回填或夯实回填,使基底土承载性能达到设计要求。
4基坑支护施工安全的控制
4.1深基坑工程的施工
深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节,是一项复杂的系统工程,任何一个环节的失误都有可能导致施工失败,甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工,对各施工要点要制定施工方案,并加强过程控制。例如,确定土方开挖方案时,应对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析,对特殊土质需精心组织施工,膨胀土地区不宜在雨季开挖,软土地区分层开挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土进度过快,极易改变土体原来的平衡状态,降低土体的抗剪强度,从而导致土体发生水平方向的滑移,造成坍塌事故。
4.2深基坑周围土体止水效果的控制
在地下水位较高的地区,地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。地下水的来源一般为上层滞水、潜水、承压水、雨水及基坑周围的渗漏管道水,由于水的来源复杂,在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水3个方面考虑,根据地质勘察部门提供的地质资料,深入分析地下水的成因,了解深基坑周围环境,不能仅靠长时间不间断地抽水来降低地下水位,否则会导致基坑周围土体流失,周围建筑物不均匀沉陷,甚至发生坑底流沙、管涌等现象,增大了处理难度,拖延了工期。止水帷幕是高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施,其施工方法主要有高压喷射注浆法、浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法等。采用浆喷深层搅拌法进行止水帷幕止水施工时,如果止水帷幕的搅拌桩成桩质量不好,深基坑开挖后会出现渗水较多的现象。若此时再采用灌浆的方法进行处理,则延误工期、增加造价。
4.3突发事件的处理
对于基坑支护结构的施工,更要做好应对突发事件的技术准备。常见的突发事件有:基坑内管涌、流沙;基坑支护局部出现成因不明的裂缝、沉降;气象异常,出现持续多日的狂风暴雨;相邻工地施工的影响,如降水、打桩、开挖土方;地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕的施工等等。事件发生后,及时启动应急预案,并会同相关单位研究解决办法。
Abstract: High speed frame bridge is being increasingly used into the newly built railways. This article introduces the technical essentials of bridge and culvert construction based on engineering project, and analyzes the key technique control.
关键词: 高铁;框架桥涵;施工技术
Key words: high speed railway;frame bridge and culvert;construction technology
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)23-0115-02
0 引言
解决道路交叉问题的适用方式之一是框架桥涵,一般针对特殊地质的特点,采用框架结构形式,由于一般所处的地基环境情况复杂,施工难度相当大,桥涵基坑开挖深度较深,为保证施工质量的安全可靠,必须加强质量控制,要提高施工工艺的技术,严格质量检测。
1 工程实例
1.1 工程概况 某铁路客运专线沿线地质结构复杂,土层以压缩性高、透水性和抗剪强度差且具有触变性的软土为主,工程施工很容易扰动软土结构强度,甚至使其具有流动性。基于对地质构造的分析,本桥涵拟用框架结构形式来开展施工建设。根据设计要求,桥涵基坑开挖4~9米深,但复杂的地质构造使基坑开挖面临诸多难题。基于此,项目经理部会同设计、施工等部门,针对地质结构特点编制了一套科学的施工方案及配套的保护措施,其设计施工的合理性通过了实践验证,也总结了一系列成功的施工经验,希望能为以后的类似工程施工提供借鉴。
1.2 框架桥涵施工技术要点
1.2.1 承台桩基础施工 本区段框架桥涵施工基于复杂的地质结构特点及造价控制原则,承台基础为打入高强预应力管桩基础。
根据地质构造特点,依据框架承台基础设计的管桩长度、规格、承载力要求,本桥涵施工借助DD-45型柴油锤打桩机开展施工建设。对管桩垂直度的控制是管桩施工首要考虑的因素。在沉桩阶段,必须用互成直角的两台经纬仪对管桩垂直度进行实时观测,尤其要严格控制第一节管桩的垂直度,尽量将误差控制在0.5%以内,而且上一节管桩与下一节管桩中心线偏差不超过10mm,管桩接桩采用桩端板焊接法,节点弯曲矢量不大于1‰桩长;将楔形铁片垫在上、下节管桩的接洽处,然后通过二氧化碳气体保护焊或电弧焊焊接牢固,再清理干净接洽处的法兰盘表面。分三层对称环缝焊接在坡口槽周围,此处必须指派3个焊工同时对称施焊,确保每层焊缝接洽牢固,以免焊接变形。施焊时,焊缝要宽于10mm,高于8mm,并参照二级焊缝要求处理焊缝外观。焊好后待焊缝自然冷却10分钟再继续沉桩,切忌直接用水冷却。
结合控制标高与控制贯入度来设定收锤标准。要根据桩长、标高对摩擦桩进行控制,以控制桩端设计标高为主,贯入度控制为辅,桩端位于一般土层的端承摩擦桩。桩端达到坚硬、硬塑的黏性土及中密以上风化岩、砂土、碎石类土、粉土时,要严格控制贯入度,同时注意桩端标高是否符合设计要求。打桩过程中,现场人员必须详尽记录接桩、施焊、打桩(包括每打入1米的锤击数、最后10击的平均贯入度、最后1米的锤击数以及全桩总的锤击数等)等工序的作业时间,以便科学安排下一环节的施工活动。
1.2.2 基坑开挖 在基坑施工中,为避免过多的占用施工场地,施工部门基于软土结构的特点,对施工红线内的场地进行科学部署后决定采用两种基坑支护方案:
①深度不足5米的陆上基坑采用H型工字钢桩墙支护与放坡联合支护方案;②深7~9米的水塘或小河内的框架桥承台基础,则先填土筑岛,然后采用施工钢板桩围堰的支护方案。
型钢桩墙结构是开挖基坑前沿基坑边缘施工成排的H型工字钢,随着基坑开挖深度的增加,在放坡的同时下压H型工字钢,下压到工字钢长度的三分之一处即可。与便道一侧相邻的基坑要借助钢索对拉H型工字钢桩墙,便道铺架上旱桥,确保人员和施工车辆顺利通行。放坡实际是为减少H型工字钢桩墙结构侧壁所承载的土压力,以免四周的土压力超过桩墙结构承载能力而破坏承台施工秩序。在现场环境对支护结构水平位移要求较为宽松且较浅的基坑开挖施工中,可采用这套支护方案。
采用质轻、锁口紧密、封闭渗水、高强度的钢板桩围堰支护方案开展水塘及小河内的框架桥承台基础深基坑开挖施工无疑是当前施工技术水平下最优支护方案,而且钢板桩拆装方便,大大节约了施工准备时间。钢板桩围堰基坑支护施工与基坑土方开挖按“先支撑后开挖,分层支撑分层开挖”的原则进行。
1.2.3 模板及支架安装 模板的制作安装质量是关键,以保证框架混凝土外观质量美观。因为混凝土的光洁度、平整度、色差度都与模板直接相关。钢模板的刚度和强度应符合承载力要求。开工前先修正翘曲变形的钢模板,彻底清理后打磨抛光,并将脱模剂均匀涂抹在模板便面。用于支护的钢模板均为大平面、单块组合的模板;用高质量的竹胶合板作大跨度框架桥的顶板,用定型钢模对桥涵上下倒角(梗肋)施作。现阶段,施工单位通常用橡胶条、海绵胶条压在模板接缝部位来密封接缝,用腻子或玻璃胶密封处理细小的接缝。施工中,应结合模板、混凝土的荷载及支撑体系的刚度来布设模板支架结构,准确计算出模板内外受力情况后再设计模板支撑体系。框架桥涵顶板项目支架平面间距是70cm×70cm,借助满堂钢管支架开展支护施工。用外套PVC管的对称螺栓设计墙身两侧模板拉杆,单块模板拉杆孔设计相对平直。注意要尽可能采用整根杆件,采用槽钢、双排钢管、矩形楞木作支撑模板的水平钢楞,但要错开接头。支架立杆与斜撑下的承力面要平整垫实,且具有足够的承载力。同时还要将水平撑和剪力撑布设在立杆受力大高度方向上,以提高支架受力的稳定性。
1.2.4 混凝土施工工艺 整个框架分三次浇筑成型,即分小桥混凝土分底板(含下梗肋)、边(中)墙身和顶板(含上梗肋)三次浇筑,项目施工管段所有框架桥涵都采用明挖基础现浇。浇筑框架身底板(包括下梗肋)时,预埋边(中)墙身钢筋。当框架底板混凝土强度超过设计强度的一半以上即绑扎边(中)墙身钢筋,并对边(中)身混凝土进行浇筑;将拉模螺栓提前埋设在框架边墙内,为确保支撑体系受力稳定,当边墙混凝土强度超出设计强度的70%后再搭设顶板模板支架。而框架涵洞采用的是孔径与尺寸都较小的框架结构,浇筑过程中要按照“底板(包括下梗肋)墙身顶板”的次序分两次浇筑成型。
当混凝土自由倾落高度在2米以上时,应借助溜槽、串筒等下料,以防混凝土离析。有两种布料方案,一是按中部向两端对称的顺序布料,二是由一端向另一端布料。为了使浇筑成型的混凝土呈斜面层次、全断面推进浇筑,铺料时一定要分层、分段。也可以由下至上分层浇筑。在振捣环节,对浇筑层厚度与振捣间距的控制是重点,为保证上下层紧密结合,振捣新的一层,振动棒插入深度应控制在5~10 厘米,注意振捣均匀、密实,切忌漏振、欠振或过振。
1.2.5 拆模与养生 拆模时应综合考虑拆模时间、混凝土内外温差条件等诸多因素,以免破坏混凝成型。该桥涵施工采用的是耐久性好的高性能混凝土原料,按设计要求,混凝土浇筑后至少经过为期6天的养护才可拆模,顶板拆模必须在充分养护后混凝土强度完全符合设计要求后方可拆模。为防止裂缝产生,提高混凝土的后期强度和耐久性,混凝土浇筑成型后应立即用土工布覆盖洒水养护。框架桥涵可以按照自然养护要求洒水养护,实时关注混凝土表面干湿状况,合理控制洒水量,以免构件因脱水而产生早期裂缝。拆模后,为利用混凝土自身水化热蒸汽进行养护,先用土工布包裹墙面,再用塑料薄膜封包。
2 施工中的安全要求
2.1 基坑无支护开挖 基坑开挖施工现场如果处于繁华的街道、交通要塞等人口密集地区,那么施工时宜推行封闭管理,基坑边必须打设防护栏,夜间设置醒目的安全标志灯,以提醒路人注意安全。施工人员之间要保持5米以上的纵向间距,2m以上的横向间距,且人、机要保持安全的距离;严格按施工要求放坡、堆土,机械的轮胎、履带至少距坑顶边缘1.5米,以免破坏边坡。在土方开挖的过程中,基于线路安全的考虑,架空输电线路与挖掘机之间的距离不宜太近。现场施工机械一律由专人指挥、专人操作,且由专人养护保管。
土方开挖的顺序应该是自上而下的。开挖过程中,如发现土体不稳,应停止施工,尽快指挥人、机安全撤离,以免因塌方造成人身伤害;如遇暴雨、河道涨水等情况而无法保证安全施工时,应立即叫停施工,直至确定外部环境安全后再继续施工。
2.2 涵身混凝土灌注施工 搅拌机应设专用开关箱,并应装有漏电保护器。拌和混合料前,应提前启动搅拌机等相关设备,使其空载运转排查故障,确保机械稳定运行后才允许开机操作。严禁将铁锹等工具伸入运行中的搅拌机进行拌和,待搅拌机停止作业后再进罐扒混凝土。
使用井架提升时,应设制动安全装置,升降应有明确信号。用手推车运输混凝土时,装料适量即可,不宜过满,要有序推车,卸车要设置挡车措施,严禁猛力撒把,以保护人员安全。用吊斗灌注混凝土的过程中,必须指派专人现场指挥吊斗升降。手推车要平稳的停放于提升台上,车轮前后要挡牢。确认斗下无人后落斗,落斗时禁止推车人员身倚栏杆推动吊斗。振动器不能挂在钢筋上,湿手不能接触电源开关。灌注混凝土前,工程人员先穿戴绝缘设备启动振动器试运行,使用溜槽灌注混凝土时,不准站在溜槽帮上操作,必要时应设临时支架。
2.3 涵洞模板制作安装 高空作业时,严禁在模板或脚手板上放置连接件,正确的放置地点是工具袋或箱盒内,随手用的扳手等工具若不系挂于身上就置于工具袋里,严防工具掉落砸伤下面的人员。现场设专人负责指挥支架与模板的拆装工作,架设在组合钢模板上的电线以及在用的电动工具,应采36V的低压电源或采取其他有效的安全措施。安装边墙及盖板模板时,应随时支撑固定,防止倾覆。拆装组合钢模板的过程中,设专人在上下接应,严禁在脚手架上放置待装或已拆的钢模板,所有模板材料一律不得抛掷踩撞,如果中途歇工,应提前固定好活动部件。安装预组装成片模板时,要在装模的同时校正模板位置,并装设配套的连接件,加设临时支撑等固定装置。
3 结束语
通过工程实践,必须严格施工技术,框架桥涵混凝土的外观质量整体上才能得到较好的控制,达到了线形美观、颜色均匀一致的目的。并保证施工安全,及既有线的行车安全,由于施工环境条件具有多变性,要根据实际情况,积累成功的施工经验,以便在类似的工程中加以运用。
参考文献:
[1]李峰.预应力框架桥涵在高速铁路软土地基处理中的应用[J].高速铁路技术,2011,19(06).
某建筑物的地下停车场施工,向北5米左右为写字楼施工区域,南面和东面为居民区,西面是正在施工的公路,居民区的道路和地下停车场的边距为8米,尔路面高度和地下停车场原土面高度差为2米,地下停车场共有两层,其中占地面积约有2000平方米,施工时使用的基础桩一共有65支,采用了近20个单桩承台和21和两桩承台以及2个三桩承台作为承台支撑,由于施工地区的地质条件较为复杂,空间受限,再加上南面和东面的居民楼原有的供电设施和新建地下停车场存在一定的干扰,因此地下停车场的建设对基坑支护的安全性要求较高,导致地下停车场的施工具有较高的施工难度。
二、建筑地下室主要施工技术分析
1.地下室施工方案
根据地下停车场施工区域的相关资料显示,施工地区地下水含量丰富,且地下存在流沙地层,地质条件不够稳定,施工过程中对深基坑支护要求很高且支护施工难以满足施工安全标准。经过专业技术人员和地质专家的研究后,制订了有针对性的地下停车场施工步骤和支护方案:首先需要结合审查搅拌桩施工和基础钻孔桩施工,开挖出基坑后,现场测量桩基础的质量,根据桩质量检测将垫层的底板和桩承台,用钢筋固定,分别在底板处、支护壁以及顶板处浇筑砼进行固定。
2.深层搅拌桩施工要点
由于周边施工用地少,不可能采用格栅式深层搅拌桩作基坑支护,只能钻两排Φ800搅拌桩以部份稳定土层,基坑分段开挖时作挡土作用。深层搅拌桩采用两搅两喷方法,即下沉和提升各两次,下沉分为预搅下沉和重复下沉,从预搅下沉至喷浆结束,连续输送水泥浆液,下沉至设计孔深后在原位搅拌喷浆1min~2 min后开始提升。喷浆下沉速度≤1.2 m /min,提升速度≤1.0 m /min,喷浆施工参数为:浆压0.4MPa ~0.6MPa,浆量30 L/min~40 L/min,提升速度0.75 m /min~1.0 m /min。在强透水层中,适当提高水泥用量,掺入速凝外加剂,水泥掺入比在淤泥质土时不少于15%,砂层不少于12%,掺合料为二级磨细粉煤灰,掺量为10%~15%(按试件抗压强度值确定)。每条桩施工完毕,即预埋插入Ф22钢筋6m长,桩顶用冠梁和拉板固定。
3.基础桩施工技术
受施工环境的影响地下停车场的基础桩施工可以在原有的施工场地上完成,基础桩施工过程中选用了65支Φ800的工程桩,其中包括单桩、双桩和三桩承台,选用的基础桩必须满足施工安全的要求,不能使用质量不合格的基础桩。施工过程中要严格控制好施工进度以免因基坑的工程安全问题影响地下施工,按照工程安全施工标准进行钻孔以保证基础桩施工质量和施工安全。
4.基坑开挖施工要点
该地下停车场施工过程中采用了分段施工方法,将地下施工区域划分为两个施工带,每个施工带分为三个层次,严格规定每个层次的开挖深度。由于施工地区的建筑环境比较密集,施工场地的空地较小因此不能过度堆放开挖的土方,需要利用运料车将土方及时运出施工地。因此开挖过程中应按照由内向外的开挖模式,安排质量检测部门对施工情况进行定期检查。
5 清底施工
清底采用抽砂筒或循环泥浆清槽方法,对槽底进行清渣,提高成墙质量。在清孔过程中,不断向槽内泵送优质泥浆,以保持液面稳定,防止塌孔。(1)槽内泥浆必须高于地下水位1.0m以上,并且不低于导墙顶面0.3 m。(2)清槽应不断置换泥浆。清槽后,槽底以上0.2 m~1.0m处的泥浆比重应不小于1?3,含砂率不大于8%,粘度不大于28S。(3)清槽后及灌注混凝土前,用测绳测量法检查槽底沉碴厚度。一个槽段至少有三个测点,沉碴厚度≤50mm。
6 每层开挖后喷锚支护施工措施
初喷打入钢花管注浆编钢筋网终喷养护
(1)初喷用速凝砼,厚度40mm。(2)钢花管要用人工或机械直接打入,钢花管口3m以下范围段每2m焊接15mm~20mm长Φ6的钢筋倒刺,每隔1m~1.5m环状钻Φ5~8mm的出浆孔,管口用300mm~500mm长Φ60mm高压胶管连接加压注浆,并清洗管内残留物。(3)注浆:采用底部和口部相结合的注浆工艺,注浆时先从钢管底部常压注满浆,从高压胶管进行加压注浆,注浆压力为12MPa,满浆后保持压力2分钟,浆的水灰比为0.45~0.50的32.5 MPa纯水泥浆,可适当加添外加剂如三乙醇胺等。(4)挂钢筋网:采用Φ6@ 200×200双向Ⅰ级钢筋网,上下网间采用点焊加绑扎形式,加强筋采用2Φ16Ⅱ级钢筋十字形布置。(5)终喷:喷射砼采用32.5 MPa普硅水泥,中细砂,瓜米石和适量外加剂拌合而成。配比为水泥:砂:瓜米石=1: 2: 2.5,强度不低于C20,喷射厚度保证钢筋网的保护层>20 mm。初喷、终喷的总厚度不应小于100 mm。
7.施工缝处理要点
地下室施工时除了外墙、内墙水平施工缝应该设置在底板面500毫米处和顶板500毫米处意外,地下室其他地方不能设置施工缝。水平施工缝预留缝中间应该设置一个水带,水平施工缝浇筑混凝土之前要先清理施工缝表面的杂物和残留垃圾,铺设砂浆之后再铺设40毫米厚的水泥砂浆,之后再浇筑混凝土。水平施工缝的接口处要先开凿一个厚度在30毫米左右的混凝土保护层,用一定量的水泥浆进行封室抹平。
8.地下室底板施工要点
地下室底板施工内容包括基坑排水施工以及壁板施工、钢筋绑扎施工等内容,其中底板施工包括了垫层和承台、底板钢筋绑扎等,基坑按照设计要求开挖完成之后要先打掉桩头并且进行质量检验,以保证施工桩的质量满足工程质量安全要求。地板的基层一般使用的是灰黑色的粉砂,由于施工地区的地下含水量较多,需要在底部进行加厚处理,井壁要加护壁以阻挡流沙,沿着深基坑周围均匀的铺设集水井装漏纱网以排放多余的地下水。由于施工地区的地下水含量较多,因此要持续进行地下水强排,以保证底板垫层施工质量。同时要在底板垫层中使用C20砼浇筑垫层以阻挡地下水和流沙渗透。深基坑周围流沙地层容易涌出大量的流沙,容易损坏基坑的支护设施,因此要使用C20砼浇筑进行加固处理。施工地区本身具有较高的地下水位线,再加上使用年限的问题,导致车库在一定使用年限之后底板防水功能会出现问题,因此该地下室施工过程中应重视底板的防水处理,采用有针对性的底板防水施工技术。首先要在底板铺设防水混凝土,并提高混凝土的防水等级,底板建筑层施工之前要做好纳米防水处理,提高底板面建筑层的防水等级,之后要在铺设止水钢板和防水橡胶,具体的防水构造如图所示。壁板施工时要先在底板浇筑时在壁位上安装高度为500的模板,完成止水钢板和底板安装后再统一进行浇筑,要求止水钢板的施工厚度为3毫米,宽度在300毫米左右。
关键词:跨越 既有线 桥梁 方案 安全
1 工程概况
新建西平(西安至平凉)铁路茂陵疏解线特大桥工程位于陕西省兴平市。本桥起讫里程为DK2+255.43~DK3+764.45,中心里程为DK3+010,交叉处陇海铁路里程K1110+623.36,全长1509.02m,孔跨布置为2×24m+
44×32m预应力混凝土T梁桥。其中,20#至21#墩以32mT型梁跨越既有陇海铁路,20#、21#墩设计为每墩4根钻孔桩基础,桩径125cm,桩长47m,承台尺寸为6.3×6.3×2.5m,墩高9.0m。设计交叉角度为36°59′18″,桥上线路设计坡度2.3‰。实测陇海上行正线接触网承力索标高409.863m,该处梁底标高412.05m,梁底至接触网高差2.187m;陇海下行正线承力索标高409.863m,梁底标高为412.00m,梁底至接触网高差2.137m。20#墩中心距陇海铁路下行线中心8.48m,桩中心距陇海铁路下行线中心最小距离为6.11m,靠近既有线侧承台边缘距下行线线路中心最小距离4.75m;21#墩中心距陇海铁路上行线中心6.32m,桩中心距距陇海铁路上行线中心最小距离为4.01m,靠近既有线侧承台边缘距上行线线路中心最小距离2.69m。另外,在20#墩、21#墩两侧各有接触网回流线一根和高压线通过,墩台位置有地埋线一根。
2 施工方案的确定
该桥钻孔桩、承台、墩柱施工距离既有线较近,陇海线车流量大,施工时间性强,行车速度快,一旦施工方案和安全卡控措施不到位,容易造成重大行车和人身伤亡事故。因此,施工方案的确定和安全控制对既有线运输安全和施工进程至关重要。
2.1 路基防护桩施工方案 为保证桩基、承台施工时行车安全,在20、21号承台边缘以外0.1m(靠铁路侧)各设置17根桩φ0.4m,净距0.1m,桩长6m的防护桩(桩底位于承台基坑底以下3.0m)。①施工准备。在防护桩周围设置挡水沿,预备直径50cm的木板和潜水泵,下雨时将孔口覆盖,防止雨水灌入防护桩,严禁雨水浸泡路基。②施工方法。采用隔2挖1方法,21号墩在封闭点内使用洛阳铲开挖,20号墩在慢行点内使用洛阳铲开挖。上、下行线桩身钢筋笼提前制作,钢筋笼分三节制作,每节钢筋笼长2.0m,总长为6m,施工时,采用人工下钢筋笼,拌制C25混凝土灌注。③施工要求。慢行点前不允许任何施工,点后开始拆除防护栏、光、电缆迁移;在路肩开挖基坑时,必须进行安全防护;上下行要点慢行60km/h,连续5d封闭上行,每天180min。
2.2 桩基施工方案 ①钻孔。在防护桩施工完成后,采用汽车钻(高7m)钻孔,对挖出的土做到随挖随运,确保现场清洁无堆放泥土现象。钻机作业前,在保证不侵入列车行驶限界的情况下,在钻机井架外侧面包裹绝缘帆布,绝缘帆布用尼纶绳绑扎牢固结实。钻机采用地缆绳固定,保证安全作业。②钢筋笼吊装。按20.8m整节制作钢筋笼,与下部声测管护架井口对接,吊车吊装钢筋笼,吊装钢筋笼时人工用尼纶缆绳配合,防止笼体摆动侵入限界,影响既有线行车安全。③混凝土灌注成桩。混凝土灌注使用导管法进行。④施工要求。上下行慢行60km/h,桩钻机移位、吊装钢筋笼封锁下行线180min,接触网停电;桩灌注混凝土封闭下行线180min,接触网停电。
2.3 承台施工方案 ①现场实测20号墩原地面距承台设计基底高度2.97m,承台边缘距下行线中心距离4.75m;21号墩原地面距承台设计基底高度2.69m,承台边缘距上行线间距离2.69m。承台开挖前,在承台开挖线向外1.0m处设置挡水沿,防止地面雨水流入基坑,承台开挖完成后,做成向一侧的排水坡,将基坑内雨水引流至泥浆池。开挖到承台基底标高,立模板绑钢筋,采用溜槽灌注混凝土。②施工要求。上下行慢行60km/h。承台施工期间20#、21#墩承台施工均慢行8天。20#墩承台立模板要点封锁下行线180min,21#墩承台立模板要点封锁上行线180min,封锁期间接触网停电。
2.4 墩身施工方案 ①墩身模板为圆端形定型钢模板,靠既有线一侧不搭设脚手架,其余外侧搭设脚手架,起吊安装模板时,用尼纶缆绳配合,防止模板摆动侵入限界。②脚手架必须选用符合安全要求的材料,地面受力点铺垫木板,夯实地面,不得发生沉陷,立柱斜撑连接牢固,刚度稳定,不得发生晃动。③施工要求。上下行慢行60km/h,墩模板及脚手架分三次安装,每次要点封锁下行180min;墩拆卸模板及脚手架分三次进行,每次要点封锁下行180min。
2.5 跨越既有线架梁施工方案 ①施工方法。采用DJK-140型架桥机要点架设完成。封锁要点施工计划安排点前做好架梁准备工作。要点封锁陇海铁路咸阳至茂陵区间上下行正线240min,同时接触网停电。架设1孔32m预应力砼梁(北环左线粉铺村特大桥第56孔桥梁)。架桥机对位需45min,桥梁架设及支座安装120min,横隔板焊接40min,桥面轨铺设、安装纵横向盖板及防护设施安装35min。②架梁方案。DJK-140型架桥机架梁施工作业程序:机车推梁车对位安装支座龙门吊吊梁机车拉平板车退回二号车对位装梁二号车运梁喂梁拖拉捆梁、吊梁、出梁对位落梁、横移桥梁落位,安装支座龙门吊、一、二号车重复架设另一片梁整孔梁就位质量检查、梁端及跨中横隔板焊接,同时收零号柱,缩回大臂并吊收工具、拆短轨安装纵横向盖板,平整桥面道碴铺设轨节、整修线路架其余孔跨。
3 安全控制
3.1 安全风险分析 该桥20、21号墩及架梁施工存在安全风险,对施工全过程进行安全风险分析和评价(见表1)。
针对以上潜在的事故和紧急情况,编制应急准备及响应预案,应保证能够迅速做出响应,最大限度的减少可能产生的事故后果。
3.2 响应措施 根据危险源辨识情况,编制以下响应措施 ①气候方面。雨天施工时,在开挖基坑四周做好挡水坎,在基坑底部一角设集水坑,备污水泵,随时抽排集水;备足防雨彩条布,一旦有雨,立即将基坑覆盖。为保证工程质量,应尽量避免雨天施工。②技术方面:a钻机就位前,先用绝缘帆布将钻机井架靠向线路侧包裹,钻机就位后在线路外侧方向用2根缆绳将钻机井架与地锚固定,防止钻机一旦失稳倒向既有线,钻机支腿下垫枕木,枕木置于较高处,且平整、稳固、不得积水。如钻机失稳倾覆,用装载机将钻机强行拖出既有线。b钻孔(防护)桩施工出现塌孔现象,立即将防护桩回填,并分层夯填,重新开挖。吊装钢筋笼时,将钢筋笼用缆绳拉紧,吊装作业时,由专职人员拉缆绳,防止钢筋笼倒向既有线。必须有专人指挥,按标准信号指挥操作。c钻孔(防护)桩灌注时,拆除导管后,吊车吊装导管时,用缆绳将导管拉紧,防止导管侵入限界。泥浆池四周设防护栏杆和警示标志,严禁人员靠近。③机械方面。钻孔桩施工期间在铁路限界外设置安全防护措施,防止钻机误入铁路限界。吊车支腿下垫枕木,枕木置于较高处,且平整、稳固、不得积水;吊装时,吊臂缓慢摆动,平稳吊装;被吊装物体,严禁超过吊车核定起重量。④人员方面。对施工人员做好安全知识教育,提高安全施工意识;派驻站联络员,负责要点、消点等;驻站联络员与工地防护员之间采用无线对讲机联系,提前预报既有线行车情况;设置专职安全防护员进行安全防护,防止行人从施工地段横穿线路;施工期间指派专人不间断察看线路状态,确保线路运行状态良好。⑤其他方面。施工前先向铁路相关部门上报施工安全防护方案及签订安全协议,待施工方案和施工计划批准方可据以施工。在设备管理单位防护人员监督下,将光电缆提前挖探沟,确定光电缆位置、埋深,采用人工将光电缆挑出,移至安全部位,用槽钢将光电缆扣住,进行保护。每天施工时,设备管理单位防护人员到场后,方能开始施工。施工中随时检查光、电缆防护情况是否安全,一旦发现可能出现意外情况时,现场立即进行重新防护,确保光、电缆正常使用,保证行车安全。
4 结论
通过落实以上施工方案和安全卡控措施,确保了既有铁路安全畅通和施工人身安全,按期完成了大跨度简支梁跨越既有铁路施工,也为今后类似施工积累了经验。
参考文献:
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