发布时间:2023-09-24 15:40:32
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1.我国水利工程在施工的过程中使用的施工方法以及相应的施工技术处理
在我国水利工程施工的过程中,土方工程作为一项主要的基础工程在施工的过程中要格外注意施工质量,只有基础施工质量达标,才能够保障整个水利工程的施工质量。在我国水利工程施工过程中,土方工程的施工方法基本上可以分为4种。首先是干填碾压方式的土方工程施工;其次是定向爆破方式的土方工程施工;再次是水利填充方式的土方工程施工;最后是水中填土方式的土方工程施工。在上述的4种土方工程施工方式中,其中应用最为广泛的施工方式为干填碾压施工技术。这种施工技术在我国堤坝施工中的施工效果最好。因此在我国水利工程施工过程中应用最为广泛,取得的效果也最好。通常来讲,在土方工程施工的过程中,对于施工质量的要求有3点。首先是土方工程在施工的过程中施工强度以及施工密实度要达到国家规定的相关标准和要求;其次是土方工程在施工的工程中要保障堤坝的最小沉降量;最后是土方工程施工的过程中要保障整个工程施工的稳定性以及防渗性能。因此为了有效地满足我国土方工程的施工质量要求,我们在施工的过程中不仅仅要对施工材料有严格的要求和管理,同时还要对施工的正常顺序有一定的控制和监督。总体来讲土方工程的施工顺序为:铺土施工;平整施工;洒水施工;压实施工,施工的细节处理以及施工的质量检验。在土方工程施工的过程中由于施工设备非常多,同时施工工序较为复杂,因此我们在进行土方工程施工的过程中要有效地保障各个施工程序的协调配合,在质量保障的过程中,我们要采取定点卸料,责任到人以及插杆检查的方式来确保施工质量达标。
1.2简述水利工程施工过程中混凝土坝工程的施工技术
在水利工程施工过程中,混凝土坝的施工就是通过混凝土填筑的方式进行的施工,在施工的过程中还包括了混凝土碾压以及混凝土结构件的预制等等步骤。这一水利工程施工方式主要的应用大多是在库容量较大的工程中。这一类工程在施工的过程中主要的工作步骤有两个,首先是对工程进行地基开挖处理,其次是对工程进行大坝混凝土浇筑处理。具体的施工顺序为,第一要提前为工程的施工进行相应的准备,第二是要控制施工过程中的水流,第三是要对地基进行挖掘处理;第四是对大坝进行混凝土的浇筑施工,最后是将混凝土的预制结构件进行安装。在混凝土浇筑施工的过程中,难免会出现混凝土裂缝,在实际施工的过程中混凝土裂缝分为三种,首先是表面裂缝;其次是贯穿裂缝,最后是深层裂缝。表面裂缝的出现主要是由于混凝土出现了过快的干缩现象造成的;贯穿裂缝主要是由于混凝土出现塑性变形造成的;深层裂缝主要是由于混凝土出现了水泥水化热现象造成的。我们在实际的施工过程中要根据不同的混凝土施工裂缝产生的原因进行针对性的避免,采取相应的措施减少施工裂缝的出现。
1.3简述水利工程施工过程中灌浆工程的施工技术
在水利工程施工的过程中,灌浆工程较为重要。在进行灌浆施工的过程中,我们首先要进行固结施工,其次是进行帷幕施工处理。在施工的过程中要严格遵守分序加密的施工原则,这样才能够有效的保障施工过程中灌浆的密实度。在灌浆施工的过程中,主要的施工方式有两种,首先是纯压式施工,其次是循环式灌浆施工。在这两种施工方式中,每一种施工方式对应的施工环境以及施工特点都不尽相同。其中纯压式的灌浆施工方式主要适用的环境为施工周边地质多为岩石的施工地质,主要原因在于岩石地质具有较小的特点,这样能够发挥出纯压式灌浆施工的作用和效果。我们在施工过程中通过相应的灌浆机械设备进行一次性的浆液压入,然后持续地进行增压处理,让施工过程中的灌浆浆液完全的渗透到岩石缝隙之中。循环式的灌浆施工技术主要适用的施工环境为岩石间隙较大的施工现场。这种施工现场在施工的过程中我们只需要将浆液通过机械设备压入施工孔中即可,浆液会通过重力的作用逐渐的渗透进入岩石的缝隙之中,如果在施工过程中存在浆液渗出的情况,还可以通过相应的方法让浆液收回到拌浆设备中,以便二次施工使用。在灌浆施工的过程中,我们需要注意的一点是在施工的过程中要合理的控制浆液的粘度,通常施工采用的方法为浆液先稀释,然后逐渐变稠,这样能够有效保障浆液在灌浆的过程中深入到岩石内部,保障灌浆的施工质量。在灌浆结束之后我们就要进行排水施工。在排水施工的过程中,我们应用的施工方式有两种,首先是表层排水,其次是深层排水。在这两种排水施工中,表层排水施工主要有水泵排水方式;虹吸排水方式以及埋管自流的排水方式等等;深层排水施工主要有砂井砂沟排水方式;排水褥垫方式以及排水棱体方式等等。目前这些排水施工方式应用都较为普遍,同时应用的效果也较为明显。
1.4简述水利工程施工过程中软土地基的施工处理技术
在以往的项目实施过程中常用的方法主要有:复合地基法、排水固结法、强夯法、无排水砂垫层真空预压等传统预压处理地基方法,这往往需要相当长的时间才能使软土固结完全,而在实际工程中有很多因为工期紧,二经常采用其他一些处理方法,这样成本就会提高很多。为缩短预压时间,提高经济性,保证工程实施后效果明显,马牛静提出一种双重处理方法,即先对软土进行余压处理,然后再其上在加填压实土垫层。
1.5简述水利工程施工过程中排水施工的施工技术
在水利工程的施工中,水利工程建筑物的地基处理和基础施工多处于底面或外水位和地下水位,因此经常受围堰渗水、基坑范围内的降雨和地下水的影响。为了给施工创造一个良好的条件,基坑排水成为水利施工中的重要元素,无论何种地基,都必须妥善解决基坑内的排水问题,良好的施工排水,将有利于提高图集的承载能力,保护地基不受破坏,还可以减少开挖工程量,提高地基和建筑物基础的结合强度。
参考文献
[1]刘珍武,李威.冬季荆江堤防混凝土工程施工技术[J].科技风,2010(2):32-33.
[2]于幸成,朱建华,曲少萍.水利工程建设混凝土质量控制及施工管理[J].科技信息(科学教研),2008(5):45-46.
[3]赵瑞东.水利工程的砼施工管理与质量控制对策[J].民营科技,2009(12):14-15.
高层建筑是城市建筑的重点,然而,相比于多层建筑来说,高层建筑对于地基基础的稳定性要求更高,做好了地基基础,不仅可以保证房屋的质量和安全,而且能够有效的利用地下空间,令其更加科学合理。建筑土方工程作为建筑工程中的基础,在施工中,其施工技术的科学合理性对其工程的经济效益与社会效益起到了关键的作用,对于施工质量与施工安全的保障也有着重要的影响。同时,工程本身的质量与进度受建筑基坑土方开挖工程施工技术措施科学、合理与否的影响,开挖方法的合理科学对工程经济效益提高与人身安全的保证也起到关键性作用。因此,这就要求施工单位对建筑基础土方开挖进行正确的施工。
一、土方工程的概念与施工特点
土方工程也被广泛地称之为土石方工程,属于建筑工程建设项目中的重要组成部分,是对土体开挖、运送、填筑、压密、废土、排水等一系列工程的总称。在建筑工程建设项目中,通常情况下,建筑土方工程的工作内容主要有:保证施工场地的平整度、进行回填土的压实工作、挖掘槽沟、竖井等。建筑土方工程作为建筑工程施工的基础,属于一项极为复杂的系统工程,其工作质量直接关系到建筑工程的质量与安全性。建筑土方工程的施工特点具有工程复杂、受外界环境影响大、工作强度大、施工面积广等特点,概括起来有以下几方面:a.面积广、工作量大、劳动强度大。随着建筑高度和提高和基础形式的复杂化不断提高,以及地下室的设计,基础土方工程规模也随之扩大,开挖面积不断加大,土方量随之增多,劳动强度也跟着提高;b.工程的施工条件复杂;由于开挖的面积大和深基础的存在,地下工程土方开挖的施工也目益复杂,施工中除了土质还需注意临近建筑物的沉降,地下管网的保护等等;c.我们要掌握土方工程的计算,这些计算包括有:基槽土方量、基坑土方量的计算;d.场地平整土方量计算,一般场地平整按工程量清单计算是首层建筑面积,按定额算是外墙外边线每边各加2m;e.在确定场地的标高后,计算场内各处的挖方土方量和填方量;f.要熟悉土方的挖掘方案以及机械的调配原则。
二、土方工程的施工要点
(一)场地清理
在施工前应当拆除旧有的各种房屋和古墓,拆迁或者改建通讯、电力设备上下水道以及地下建筑物,迁移各种树木,去除耕植土及其河塘淤泥等。
(二)地面水排除
场地内低洼地区的积水必须进行清除,同时更是应当注意雨水的排除,使得场地保持干燥,以利于土方施工的正常有序进行。地面水的排除一般采用排水沟、截水沟、挡水土坝等措施。
(三)临时设施修筑
对临时道路及其供水、供电等临时设施进行修筑,做好材料、机具及其土方积雪的进场工作。
(四)工程测量与放线
放置灰线的时候,可用装有石灰粉膜的长柄勺靠着木质板侧面,边撒、边走,在地面上洒出的灰线,标出挖土的接线。
(五)土方开挖
在建设场区内,由于施工或其它因素的影响有可能形成滑坡的地段,必须采取可靠的预防措施,并按要求进行边坡支护,防止产生滑坡。基坑开挖应严格按设计进行,不得超挖,基坑周边施工荷载不得超出设计要求。开挖基坑时,应合理确定开挖顺序、路线及开挖深度,然后分段分层进行开挖。开挖基坑的土方应配合人工随时进行挖掘,并用手推车把土运到机械挖到的地方,以便及时运走。
(六)土体的填筑与压实
在土壤填筑中必须要结合当前设计要求对水稳定性和填土强度进行合理的处理和施工模式的设计,选择正确的土料和填筑方法。有机物含量大的土壤、石膏或水溶性硫酸盐含量>2%的土壤、其冻结和液化状态下对泥炭和粘土在施工中由于其结构稳定性能不够很少被当做填实土采用,这样能够保证施工基础的稳定性和整体性。填方工程应分层铺土压实,最好采用同类土壤填筑,以保证土壤的融合性和整体性。如采用不同土壤填筑时,应将透水性较大的土壤置于透水性较小的土层之下。为了避免在填方内形成水囊,严禁将不同土壤不均匀地混杂在一起使用。分层铺土的厚度,应根据压实机具的性能确定:羊足碾每每层铺土厚度为200~350mm,每层压实遍数为8~15遍;人工打夯小于200mm,压3~4遍;平碾为200~300mm,压6~8遍:蛙式打夯机为200~250mm,压3~4遍。回填土含水量过大、过小都难以夯压密实,为此要求回填上应有最佳的含水量。当回填土过干时,则应洒水进行湿润,尽可能使土壤含水量保持在最佳范围内;过湿时,应先晒干或掺入干土及其它吸水材料。
回填前,应清除填方区的积水和杂物。如遇软土、淤泥。必须进行换土回填。在回填时,应防止地面水流入,并预留一定的下沉高度,一般不得超过填方高度的3%。
(七)安全技术措施
对现场内地上、地下各种管道、电缆及建(构)筑物等应采取的安全保护措施;现场障碍物拆迁的安全技术措施;机械挖方、堆土、夯实等应采取的安全技术措施;人工挖方的边坡或支撑的安全技术措施;排做好水、防洪的安全技术措施; 深沟、井上方起重作业平台及通行道路的警戒标志、信号装置等安全技术措施;夜间施工照明及防触电的安全技术措施。
三、土方施工中常见的问题及处理措施
(一)场地积水问题
(1)原因分析:由于建筑场地的平整面积比较大,填土比较深又未分层夯实,并且场地周围没有设置有截水沟或是排水沟等设施,或是排水的坡度不符合要求,从而导致场地内大面积地区积水。
(2)预防处理措施:在工程施工之前,我们举要结合当地的具体情况,设置排水沟、排水坡等设施,并且尽量和永久性的排水设施结合起来。若是工程期间有雨季的,要特别做好雨季的排水工作。
(二)回填土达不到密实度的设计要求
(1)原因分析:施工场地在受到外界的负荷载力的影响后,地下的基坑就会出现移位与变形的现象,导致建筑土方地基不稳定。土方施工的土体不紧密、水分过大则会形成橡皮土,影响着整个土方工程的施工。在土体超过规定有机质时,土料也就不能适应施工条件。
(2)处理措施:在设计建筑土方时要根据工程的土质进行研究,填实的土质一定要符合建筑土方规定的要求,加强材料的含水量。
(三)橡皮土问题
(1)原因分析:在工程建设施工时因为使用了含水量较大的腐植土、泥炭土、亚粘土或者是粘土等,在打夯之后,基本容易发生颤动等情况,受到压力的区域的四周鼓起形成了隆起的状态。
(2)预防措施:在工程施工前,要进行现场鉴别,对回填土料的要求是:“手握成团、落地开花。”在回填前,要仔细检查基坑,不能有树根、垃圾等杂物,也最好不宜有淤泥和积水。如土方量很小,那就要挖掉换土,用3:7或者是2:8的灰土砂石等进行回填。如土方的面积比较大,那么就用石灰、碎砖、干土等吸收材料填到橡皮土内。如建筑工程的工期不紧,可以把橡皮土挖出来,等待晾晒后再进行回填。
结束语
总之,在土方工程的施工中,施工人员必须严格按照施工规范及设计要求进行,做好现场监测措施,做好深基坑土方的开挖与回填工作,制定充分的应急预案,提前预防。对施工中常见的问题进行统计,并找出解决办法,提高土方工程的施工技术,从而确保建筑基础土方施工的正常运行。
中图分类号: TV551.4 文献标识码: A 文章编号:
一.前言
土方开挖工程,其是一项技术含量较高的工程,随着建筑行业的技术需求的加大以及建筑工程基坑深度的逐步加大,其作业难度也相应提升。因此,其施工作业时,应当合理选取科学、合理的施工方案,开挖方案要经过方分析、周密安排与部署才行,并要采取一套行之有效的配套举措才行,进而保障土方工程的质量与效率,提升经济效益。
二.土方开挖概念简述
1.基本定义
土方开挖的基本含义:主要指对土与岩石进行碾压、破碎、松动、挖掘并运送出的这一工程,土方开挖工程是现代建筑工程必不可分的重要组成部分,是工程建筑中的一项基本工程。它所涉及到的内容包括边坡与虚实方量、以及沉降程度等。施工阶段中按土石性质可划为土方开挖与石方开挖。其施工条件与环境相恶劣,一般有露天、地下施工、水下施工等条件下进行,并分为明挖、洞挖、以及水下开挖等方式。因此,在土方工程进行前,应当考虑工程的具体作业规模、周围环境,如地形、水文、气象等自然因素去构建具体施工方案。
2.土方开挖的应用形式及其情况
土方开挖的明挖一般可将其分为全面性开挖与部分性开挖、分部位开挖、分层开挖、以及分段开挖等。全面开挖相比较适合于开挖范畴小、深度较低的项目作业;对于较大作业范畴一般可用于分布为方式去进行作业;分段用于横向距离较大的渠道、溢洪道等项目作业;洞挖则要结合具体施工环境、条件、结构因素等考虑采取何种具体开挖方式,如全断面开挖、导洞方法、以及分部开挖等方式
3.土方开挖的一般工序步骤及其原则
(一)根据管理需求,开挖顺序要与施工方案及其图纸动工设计完全一致,并能够严格执行具体施工规范,结合环境、条件展开作业。
(二)作业原则应当遵行“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的四项基本原则去进行作业。
(三)开挖作业动工之前,要进行测量定位、水平放线,准确量出施工开挖长度。
(四)一般情况而言,其施工顺序应当遵循“分层开挖—排降水—修破—正平—预留土层”的基本顺序去自上而下依次进行,直至完工。
(五)如果需求人工作业完成,其基坑应当预留出十五至三十厘米的土层,直至下道工序进行时在挖至设计所需标高;如果需求设备展开作业时,要预留出十五到三十厘米的土层。
(六)土方开挖作业完工后,要进行校验工作,即验槽,并做好必要评价记录。
三.深基坑开挖施工技术
1.深基坑开挖原则
深基坑开挖的原则是:开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖、竣工验收、场地移交。开挖的顺序、方法务必按照之前的设计方案。
2.开挖施工要点
(一)土方开挖最重要的是根据之前设计的方案,保证分段分层开挖。开挖过程中应严格确保开挖一层支护一层,若上一层支护不够、砼没有达到设计强度,就不得继续往下开挖。为了保证工程的质量,大雨天不能进行开挖施工。
(二)为了避免超挖的同时,确保边坡坡度的正确、平整,应将300㎜的土层保留下来,进行清底以及修复和填平边坡的坡度。
(三)在开挖时,常常会遇到超挖或开挖不足的情况,为了防止到施工最后,用大量的人力进行挖土或运土,应在开挖前先准备边坡线,并随着开挖的进度放上各承台的开挖边线和开挖标高,第一时间了解和控制有关开挖深度及边线的问题。
(四)遇到机械开挖不到的边角部位,应及时通过人工清运出去或转移到机械工作的范围内,及时将土方清走。
(五)基坑开挖在各层遇到的重要问题就是挖斗碰撞基桩的情况。这种现象必须尽量避免,若实在无法避开,可先将部分桩头截掉。
四.深基坑施工的特点
众所周知,在建筑较为密集的地区进行深基础施工时,将会对周围环境和设施产生较大的影响。所以在施工前,要充分了解相关的施工条件和特征,进行详细的施工准备工作。在开挖过程中,要充分考虑挖掘方法,争取人工开挖和机械开挖相互配合、提高效率。在开挖后,还要对一些特殊地基的处理问题进行综合考量。在进行实际的深基坑施工时,常常会遇到以下的问题。
1.施工的难度较大。开挖基坑后,会导致基坑边缘和原有建筑物、交通道路之间的距离过近,在土方开挖和基础施工过程中基坑可能会有边坡塌方的现象出现,致使周边原有的建筑物和道路开裂或沉降,严重情况下还可能引发重大的安全事故。
2.工期长、费用高。由于受作业时间和作业空间的限制,深基坑施工的进度很难达到计划的要求,组织工作难以实现,施工效率难以保证。
3.施工方法有限。在深基坑挖掘中,一般常用的施工机械是无法进入现场的,一些常用的施工方法也都会不同程度的受到条件的限制,从而使得施工费用大幅度增涨,施工工期一再延长。
4.施工质量难以保证。由于深基坑的施工过程过于复杂,施工技术要求较高,施工环境多变,导致施工的质量难以掌控,不易保证。
5.深基坑的开挖
在深基坑的土方开挖工程中,由于其地质水文条件的不确定性,经常会有一些不可预见性的事故发生。为防止出现重大事故,应提前做好预防,一旦出现事故征兆,马上进行抢救,阻止事故的进一步扩大。
五.深基坑土方开挖处理措施
针对以上出现的问题,我们主要从开挖前的精心设计和开挖施工时的监测入手。
1.精心设计
在开挖时,首先要深入了解工程周围的地质、水文地质特征、基坑周围建筑物情况,并根据搜集到的资料,精心设计基坑支护方案,并针对预测到可能出现的变化和问题做好防范措施。
开挖顺序和挖土厚度的合理选择除了与现场地质状况有关外,也离不开与基坑特点的结合。为了通过支撑将应力相互抵消,我们可以采取对称开挖的形式。这种形式有三种方法:从两边同时开挖、由中心向两边开挖、由中心向四周开挖。而开挖层厚度的合理选择在于剥离层的分配。如若选择合适,可分散释放掉主动土的压力。这些措施能够保证整体受力均匀,从而保护基坑的整体稳定性。
2.基坑开挖时,为了防止地下水及基坑外侧土土质对坑壁的破坏,基坑支护结构要加强防渗、截渗功能和自身结构强度。支护结构的类型有很多种,他们具有不同的适用条件。加固型是主要出现在人们视野的,常用的几种有水泥搅拌桩、高压施喷桩、注浆加固等,另外排桩、地下连续墙、沉井等支挡型也常被选用。根据之前设计的支护方案,选用适合是类型,可尽量节约工程的造价。
3.通过勘察,对当地周围的土质参数进行全方位的深入了解,用不同的土压力模式计算土体的粘聚力及内磨擦角,通过比较,得到经济、可行方案。
4.根据实施的工程特点、地质状况及施工地点周围的水文情况,合理选用排降水方案。在开工前,应对各种基坑排降水方法的优势及其本身使用的条件有个大致的了解,结合各种最好的设计方案,才能避免地下水引起的各种不良后果。
六.结束语
在土方工程的施工中,施工人员必须对其引起重视,严格按照施工规范及设计要求进行,做好现场监测措施,制定充分的应急预案,提前预防,做好深基坑土方的开挖与回填工作。今后越来越多的高层建筑会出现,施工单位必须对其引起充分地重视,按照设计要求和施工规范进行施工,并做好现场管理措施,提前制定充分的事故处理方案,一定要做好深基坑工程的正常进行。
参考文献:
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中图分类号:TU213文献标识码: A
改革开放以来,大量的超高层建筑已经建成或正在兴建。据统计,截至2011年全国共有高层建筑9.8万余幢,其中100米以上的高层建筑1154幢,150以上有253幢,200米以上的摩天大楼已达 20 余幢,并且还在快速增长。随着我国高层及超高层建筑的发展,逆作法已发展成为一种支护方法的新技术。逆作法施工关键技术可以应用于施工环境比较困难,场地周围建筑物密集,对基坑变形有严格要求的工程,是一种很有发展前途和推广价值的深基坑支护技术。
一、逆作法施工关键技术简述
1、地下连续墙节点施工处理
地下连续墙施工过程中一般来说可以按以下情况处理:若地下连续墙仅作为基坑围护结构时,往往能采用柔性接头,同时并采用一些相应的构造措施;若地下连续墙除了作为基坑围护结构,又作为主体结构的一部分时,其施工接头除了要满足抗渗挡土,还需要具有较强抗剪能力,因此,此种其情况下应采用刚性接头更为妥当。
2、逆作施工检测
按设计要求对每一个工况控制其变形和沉降值,尤其是控制地下连续墙与支承柱的不均匀沉降,防止由于差异沉降过大而产生楼板的拉裂。地下连续墙与支承柱沉降值应满足结构设计要求。
3、桩的施工
在逆作法施工中,桩经过结构处理可以成为结构柱,又在排桩围护结构中起到围护的作用。同时又作为立柱与中间支承结构柱一同承担施工过程中的荷载。根据桩的施工特点,在逆作法施工期间可分为钢立柱(通常为角格构柱、钢管混凝土柱或H型钢柱)作支承柱、人工挖孔桩作支承柱及钻孔灌注桩作支承柱。
4、挖土施工
逆作法土方工程是影响工期的关键因素,也是使围护结构和基坑土体产生变形并影响施工安全的主要原因。因此,在确保己完成结构满足受力要求的情况下尽可能地提高挖土效率,并在施工前必须预先做好相关施工组织设计和必要的安全措施。
二、逆作法基坑挖土方案及技术措施的应用
1、技术准备
某基坑采用逆作法施工,土方开挖总量近33万立方米,工程难度大,工期紧。施工必须严格执行“分层、分段、分块留土护壁,限时、对称、平衡开挖”的原则,减少围护结构的无支撑暴露时间,基坑分三层开挖,每层又分两次开挖,按照施工总体方案部署,基坑开挖分2个施工段流水施工。
根据设计工况,除第一层中间部分土方明挖外,其余土方都为暗挖施工,暗挖时设计利用第一层楼板设置一定数量的取土孔和楼板加固措施作为施工栈桥,挖、运土机械行驶到栈桥和取土孔之间施工作业。
施工栈桥下各层楼板间另增临时格构柱,每根立柱两个方向都设置剪刀撑,以满足大型土方挖运机械的荷载,为了保证结构安全,栈桥两侧设置隔离栏杆。为了加快施工进度,确保基坑安全,建议设计在确保安全的前提下,增设一定数量的出土口与栈桥并加大出土口的面积便于长臂挖土机取土作业。
2、资源准备
某工程施工高峰时配备各型挖土机械40台,土方外运机械40台同时展开施工。
3、施工技术措施
(1)完成地下连续墙、灌注桩、搅拌桩坑底加固和连续墙墙底及立柱桩桩底注浆;
(2)观测井水位达到-8.800m后,首层开始挖土,挖土由Ⅱ区向Ⅰ区方向展开施工,盆式明挖至-7.8m,土方量约107100m3,拟采用6个挖土机机组,12台0.8m3挖土机两级接力、三级放坡的方式开挖,每级临时放坡坡度均不大于1:1.5。基坑周边以1:2坡比放坡并留置不小于10m宽度的歇止平台。挖土时人工配合清除桩、井管周围的土方和坑底预留200mm厚的土方,挖机设专人指挥,重点控制超挖,防止碰撞井壁及一柱一桩等成品,每次挖土面积不大于200m2开始浇筑砼垫层,斜坡采用钢丝网片加50mm厚细石混凝土护坡,栈桥部位柱间支撑跟进施工。
(3)首层楼板达到设计强度后优先拆除、清理其中心区域模板支撑系统,同时完成人防区域室外地坪防水施工,待地下一层中心区域楼板施工完成并达到设计强度后,立即分段抽条挖出盆边土,挖土流水方向同(2);该区域总土方量约31000m3,拟采用5个挖土机机组进行施工,每个机组由1台0.8m3、15m臂长的长臂挖掘机与三台0.5m3挖掘机组成,其中0.8m3加长臂挖机负责坑顶挖土,0.5m3挖掘机负责在坑内挖运加长臂挖机施工盲区土方,挖出土方除回填人防区域室外地坪外,其余全部外运。地坪回填必须按设计及规范要求分层夯实,并使回填土方密实度达到0.94。回填区域在栈桥部位重新铺设砼道路,其余部位也重新做相应硬化处理。地下一层周边区域垫层及楼板施工与挖土同时开始进行,沿后浇带分块浇筑砼,快速形成基坑水平支撑系统。
本层逆作法施工局部区域须做临时照明及通风系统,具体设置可按现场实际情况进行。本层楼板兼做降水井排水层,地下二层楼板在降水井处留设预留孔,待降水井完成使命后补平。
(4)待观测井水位降至-13.200m,地下一层楼板达到设计强度并拆除模板支撑系统后,盆式开挖地下二层区域土方至-12.200m,该区域总土方量约65000m3,挖土层高4.400m,拟采用5个挖土机机组进行施工,每个机组由1台0.8m3 、18m臂长的长臂挖掘机与三台0.5m3挖掘机、两台坑道挖掘机组成一组,其任务分工同(3),挖出土方全部外运,栈桥处柱间支撑、砼垫层、护坡施工要求同以上施工要求,本层逆作法施工必须按照现场实际情况加强临时照明及通风。地下二层中间区域楼板施工随挖土进行。
(5)分段抽条挖出盆边土,该区域总土方量约30000m3,资源配置同(4),最终完成地下二层楼板施工。
(6)待观测井水位降至-16.300m,地下二层楼板达到设计强度并拆除模板支撑系统后,盆式开挖地下三层区域土方至-15.500m, 该区域总土方量约70000m3,拟采用5个挖土机机组配合吊车抓斗进行施工,每个机组由1台0.8m3、21m臂长的长臂挖掘机辅助一台30t履带吊抓斗与三台0.5m3挖掘机、两台坑道挖掘机组成,当长臂挖土机挖深不够时用履带吊抓斗施工。开挖时应保留300~400mm厚原状土层,待浇筑基础垫层前用人工挖土的方法挖除,以尽量减少对原状土扰动,砼垫层浇筑厚度为250mm,要随挖随浇,垫层施工后再施工局部落深井区域土方,同时凿除工程桩顶浮浆并进行桩基检测。中心岛底板施工随后跟进。本层逆作法施工必须按照现场实际情况保证临时照明及通风系统运转正常。
(7)分段抽条挖出盆边土,该区域总土方量约35000m,施工同(6),挖土完成后立即施工250厚配筋垫层,并完成底板施工。
总之,逆作法施工是一项灵活多变的施工方法,在具体的项目中要具体问题具体分析。
参考文献:
中图分类号:F470.1 文献标识码:A 文章编号:
一、工程概况简述
1.1工程概述:
本文涉及项目位于上海市杨浦区五角场地区,是某上市公司在上海开发建设的集团总部。项目设计为地下三层、地上十九层。业态分布为地下二、三层为车库,地下一层至地上六层为综合商场和餐饮娱乐,七层至十八层为办公,十九层为总裁办公空间。项目地下建筑面积20886m2,地上建筑面积40000m2,建设周期自2008年至2012年止,本项目在2012年获得了上海地区“白玉兰”项目的称号。
1.2周边情况:
项目的所处位置不太理想,位于居民聚集区内,距周边建筑物及道路均较近。项目地下室边线距用地红线为4.5米至12米不等。基坑东侧约16m分布有1~3层砖混结构建筑物,该类建筑物整体性较差,工程建设时应注意对该类建筑物的保护。基坑其余侧均邻近道路,施工时应确保道路及地下管线(信息管线、煤气、上下水等)的安全。
1.3地质情况:
根据场地勘察资料,自然地面标高按+3.9m考虑。场地地层分布如下:
(1)第①层为杂填土,松散,含碎石、建筑垃圾,以粘性土为主;
(2)第②3-1层为灰色粘质粉土,很湿、稍密、压缩性中等。
(3)第②3-2层为灰色砂质粉土,湿、中密、压缩性中等。
(4)第④层为灰色淤泥质粘土,流塑、压缩性高等。
(5)第⑤层为灰色粉质粘土,软塑、压缩性中等~高等。
(6)第⑥层为暗绿~灰绿色粉质粘土,可塑、压缩性中等。
(7)⑦层为草黄~灰色砂质粉土,湿、中密、压缩性中等;
(8)第⑧层可分为二个亚层⑧1和⑧2,⑧1层灰色粘土,软塑、压缩性高等;⑧2层灰色粉质粘土夹砂,软塑、压缩性中等。
场地内埋深约2m~13.5m深度范围分布有②3-1粘质粉土及②3-2层砂质粉土,一方面,基坑开挖时,该土层在水头差作用下易产生流砂、管涌等现象;另一方面,围护桩成孔时该土层处易塌孔,对围护结构的施工质量会产生不利影响。在设计和施工时均属难点。
二、基坑围护设计介绍
鉴于工程的地质情况与周边环境的因素,故我方在方案设计选择和优化上给予重视。
2.1围护、支撑方案的设计和选择:
根据上海地区已实施的大量基坑工程的成功实践经验,类似基坑工程的围护体一般可供选择的有SMW工法、地下连续墙以及钻孔灌注桩结合止水帷幕。本工程基坑挖深在14m以上,围护侧向受力大,不宜采用SMW工法桩作为围护体;又因为本工程埋深2m~13.5m深度范围分布有②3-1粘质粉土及②3-2层砂质粉土,若采用地下连续墙围护,施工过程中易产生槽壁坍塌、墙身夹泥现象,施工质量要求高、施工难度大,且经济性较差,故本工程也不宜采用地下连续墙作为围护体。因此,本工程采用钻孔灌注桩形成挡土围护结构,并辅以三轴搅拌桩形成止水帷幕。
由于本基坑工程开挖深度深,周边环境复杂,对变形控制要求严格,因此须选择一种稳定性好、刚度大的支撑型式。钢支撑存在支撑刚度低,整体性差的问题,因此本工程考虑采用钢筋混凝土支撑。结合基坑形状及周边环境条件的考虑,采用对撑+角撑+边桁架的支撑布置形式,在基坑土方开挖过程中,无需等到支撑系统全部形成就可开挖下皮土方,可实现支撑的分块施工和土方的分块开挖的流水线施工。一定程度上可缩短支撑施工的绝对工期以至于减少整体工期以及相关费用。
2.2设计方案优化:
设计阶段的优化有利于工程的实施和造价的精简。经多方共同协商后我方明确要求设计方优化设计和修改图纸:
1、设计时电梯井及集水井设计资料不详,故该部分围护当电梯井挖深较大时考虑采用多排搅拌桩进行围护,实际施工时结合电梯的选型和设计深度将方案优化成放坡和设置配筋垫层的方法予以处理。
2、土方开挖期间需要设置竖向构件来承受水平支撑的竖向力。故要求设计单位立柱桩应充分利用工程桩。采用临时钢立柱及柱下钻孔灌注桩作为水平支撑系统的竖向支撑构件。因此工程中节省了Φ800灌注桩百余根,节省造价数百万。
三、围护监测情况介绍
因本工程基坑开挖深度深,周边周边环境复杂,环境保护要求较高,必须在施工过程中进行综合的现场监测,全面了解围护结构和周边环境的情况,根据监测结果动态调整优化施工参数、指导施工。工程实施前结合设计院设计要求,专家评审的意见及监测单位的建议,根据本工程顺作法施工的特点、周边环境特点及设计的常规要求,按如下设置监测点:
3.1基坑周边环境监测
主要是针对基坑周边桩基及开挖施工影响范围内的建筑物、道路以及管线进行变形监测,监测内容如下:
A、地下管线变形(沉降、位移)监测
B、周边建筑物沉降监测
3.2基坑围护监测
A、围护桩(钻孔灌注桩)顶水平位移及沉降监测
B、围护桩(钻孔灌注桩) 身水平位移监测
C、围护桩(钻孔灌注桩)外侧的土体测斜监测
D、支撑轴力监测
E、基坑外地下潜水水位监测
F、立柱桩的隆沉监测
G、基坑外地面沉降监测
3.3按设计要求设置报警值。
A、围护结构水平、垂直位移大于5mm/日或累计大于35mm;
B、坑外地下水位降达500mm;
C、周边建筑物垂直位移大于2mm/日或累计大于20mm;
D、周边地下管线垂直位移大于2mm/日或累计大于10mm;
四、施工控制与遇到的问题:
4.1施工控制:
在完成设计优化后,汇同设计、监理、监测、总包、土方专业分包等多方共同达成可掌控的基坑开挖及施工方案。
1、设定“主控部位”:
将围护监测基坑降水、土方开挖、支撑施工和拆除、变形监测等环节设定为“主控部位”, 制订专门的施工方案,经专家组论证可行后实施。编制工艺操作规程,进行详细交底,密切跟踪控制施工过程的实施情况。
2、加强土方工程施工管理:
2.1、挖土施工顺序:
围护桩边土方开挖、支护外硬地面施工、围护桩凿桩、明水排除第一层土方大开挖第一道钢筋混凝土支撑(包括栈桥、坡道、操作平台)施工第二层土开挖第二道钢筋混凝土支撑施工第三层土开挖第三道钢筋混凝土支撑施工第四层土开挖至标高-14.40m标高-14.40m处的垫层施工超深部分土方开挖超深部分垫层施工
2.2、严格按“限时、分段、均匀、对称”地进行土方开挖和设置支撑。将采取分段开挖,分段支撑(短边支撑),做到随挖随撑,支撑施工必须紧跟挖土进度;挖下一层土时需待上道支撑混凝土强度达到设计要求后方可开挖;超深部分开挖时,需待标高-14.40m处的垫层混凝土强度达到设计要求后方可开挖。
2.3、开挖前必须认真对桩孔进行回填处理,并铺设钢质车道板(并焊接钢筋防滑条),防止运土车辆陷入桩孔。同时对立柱桩做标记,以明确其位置,以免损坏钢立柱。
2.4、根据场地的宽窄情况,合理组织好车辆的行驶路线,专人负责指挥车辆的交通。
3、确保降水效果达到设计要求。结合设计多方论证后,本工程选用的是深井降水的方式。
3.1、合理设计疏干井和水位观测井数量和部位。
3.2、采用在基坑内均匀布置适量疏干井、采用真空负压复合降水、加强真空负压抽水和抽水的连续性等方法克服工程基坑开挖面积大、时间长、地质条件复杂等难点。
3.3、降水运行期间实行24小时值班制度,确保质量记录齐全;记录并分析降水井出水量以提高降水效果;基坑开挖时如遇降雨要及时明排水,降水井要加快抽水频率,加大真空度,及时将基坑内的积水抽干;经常检查泵的工作状态,一旦发现不正常应及时调泵并修复;降水运行阶段应保证电源供给,并考虑预案。
4、考虑到工程所在位置,若采用机械与人工相结合的凿除支撑的方式,一方面因施工中出现的噪音偏大,另一方面施工周期相对较长,故考虑选用爆破拆除的方式。
4.1、选择有专业资质、经验丰富的分包单位进行设计和施工,单独编制基坑围护支撑爆破拆除工程施工方案。
4.2、爆破拆除支撑前做好设计交底及安全准备工作,对爆破部位搭设的爆破防护棚做重点检查;考虑扬尘污染,在拆除中应随时在碎渣堆上浇水,严控扬尘;爆破后及时清理钢筋和垃圾外运,及时开始地下室的结构施工。
5、加强现场监测数据的分析与控制。
6、建立应急预案。
6.1、建立两级响应应急救援小组架构,明确责任人和责任范围,明确应急救援程序。
6.2、本基坑工程重大危险因素是土方坍塌、基坑支护的变形、沉降、围护桩渗水引起附近建筑物倾斜及周围管线的变形沉降等。有针对性的制定相应的应急方案和储备抢险物资,防范于未来。
4.2问题的解决
1、结合情况对支撑的位置做优化调整。按施工组织设计,土方须从北侧二个大门出土,因场地狭小车辆必须在栈桥上完成进出流程。故此要求设计结合施工组设计做局部的方案调整,使栈桥与工地大门对齐,便于土方作业车辆的出入,加快了施工进度。
2、支撑拆除方案的选优。“机械拆除”噪声大扰民严重,钢筋回收率在85%左右,回收率较低;“爆破拆除”瞬间影响较大,但施工时间短且钢筋回收率在90%左右高于“机械拆除”的钢筋回收率,因此工程初期选定“爆破拆除”。后发现实际施工时防护棚的作用有限,故在拆除首道支撑时改为“机械拆除”。两种方案的组合节省了工期且扰民程度不大,未在居民中造成重大的负面影响保证了工期。
4、工程过程中基地南侧围护墙发生了管涌。所幸值班人员发现及时。现场先用重物压住渗漏点,同时加快抽水频率降低地下水位;及时在钻孔桩背后注浆,管涌情况稳定后用快干砼封堵涌口,使事态得到及时的控制。