一、施工技术
⑴施工准备
1、钢筋网的制备
根据设计要求绑扎双向钢筋网。钢筋按φ4@200双向布置,相邻钢筋接头错开500mm。钢筋网编好后,用φ 20钢筋井字架压在钢筋网上,钢筋网与拉筋用电焊连接。钢筋搭接长度应满足规范要求。
2、喷射混凝土表面
土方开挖和边坡修复后,应喷射表层混凝土,并在钢筋网焊接完成后一次性喷射。石料粒径5 ~ 15 mm,混凝土标号为C20。喷射混凝土应掺入速凝剂,混凝土初凝小于10分钟,终凝小于30分钟。混合比例如下:
普通水泥:沙子:黄沙= 1: 2: 1.5。
速凝剂的掺量为水泥的3 ~ 5%。
3、防水和排水设施
基坑护坡边坡上每隔2m设置塑料排水管。排水孔的直径为50㎜,深度为400㎜,倾角为5°。基坑周边边坡顶部和底部设置截水沟,尺寸为250㎜×250㎜×400㎜(顶宽×底宽×高)。基坑周围沿截水沟设置一定数量的集水井,规模为1000。
4、压顶施工
基坑周边封顶施工采用摩擦土钉(1φ 20L1000 @ 1500)锚固。地面硬化混凝土强度为C20,地面硬化厚度为8-10cm。开挖过程中,应尽可能清理和平整压顶范围内的场地。内部钢筋网必须有2-3厘米的保护层(即网应高出楼板2-3厘米),钢筋的搭接长度不应小于10厘米。钢筋网编好后,将开始混凝土施工。封顶施工应在第一层土卸载施工完成后进行,也可与钢板桩施工同时进行。
5.特殊情况的处理措施
地下施工地理情况复杂,基坑支护工程是一项风险较大的工程,施工过程中可能会遇到各种意外情况,因此在施工过程中必须考虑边坡防护的整体稳定性。为了做好准备,特制定以下措施:
(1)施工前,对地下各种障碍物和外部环境进行实地调查,并与提供的资料进行核对,根据实际情况优化方案,尝试探索地下土质条件,并确定边坡坡度。
(2)根据已知数据进行施工,尽量减少外部影响。
(3)加强外部监测,密切监测周边道路和土壤的变形。
(4)基坑周围的地面荷载不应超过15KN/m2。
(二)、钢板桩支撑方案
本工程重要性等级和基础等级均为二级,基坑侧壁安全等级为三级。基坑底部涉及的土层为①-1素填土和①-②冲填土,均为软土,结构性差,强度低。此外,该场地地下水位较高,对基坑侧壁安全构成威胁,如基坑围护和止水不当引起的土体滑动或大规模蠕动、坑底隆起等。周围地面随着地下水的流失产生压缩沉降或裂缝,基坑坡脚失稳导致坑壁坍塌,造成不可估量的经济损失。根据工程场地的地质特征,本工程钢板桩的主要作用是隔离埋深为3.7m~7.7m的填土层,防止填土发生涌浪,并对边坡进行支护。
1.施工要点
(1)采用12m长的III型拉森(U型)钢板桩;;
(2)钢板桩穿过粉砂层进入粉质粘土层;
(3)为确保基坑安全,在钢板桩帷幕上焊接两根直径为25的钢筋,分别与钢板桩和钢板桩锚焊接在一起,以加强刚度和整体性。详情见图4。
(4)地锚应在钢板桩打入后进行。
2.地锚施工
⑴打入锚定钢板桩。沿钢板桩支护基坑周边每隔8米打入一根钢板桩,并将钢板桩的开口打入基坑一侧的临时道路,尽量远离基坑。
②拉钢筋。钢筋牵拉连接是钢板桩施工的重要工序。作用是形成稳定的支撑体系,加强钢板桩端部的稳定性,减少基坑变形;
(3)现场加固措施。根据现场土质情况,密切观察钢板桩首次开挖时的变形和位移。如果超出预期,立即调整方案,考虑增加地锚数量并缩短地锚间距,并用钢筋焊接五个基坑中的钢板桩,以确保钢板桩支护的整体稳定性。方案变更经建设单位、监理单位和设计单位批准后方可实施。
3、钢板桩施工
①材料选择。采用拉森钢板桩。
模型
尺寸(毫米)
横截面积(平方厘米)
重量(千克/米)
惯性矩Ix(cm3)
截面模量Wx(cm4)
回转半径I(厘米)
车座
400X125
76.42
60
22210
223
77.73
②钢板桩检查
由于本项目用于钢板桩基坑临时支护和止水,因此无需进行材料检查,只需进行外观检查,以纠正不符合形状要求的钢板桩,减少打桩难度。外观检查包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端部矩形比、直线度和锁紧形状。检查时应注意:
(1)对打入钢板桩有影响的焊接部位应切除;
(2)有凿洞、断面缺陷的应加固;
(3)如果钢板桩腐蚀严重,应测量实际截面厚度以确定是否需要在计算中减少。原则上,所有钢板桩都应进行外观检查,不符合要求的应予以纠正。
(3)钢板桩提升和堆放
钢板桩装卸应使用两点起重机。起吊时,一次吊起的钢板桩数量不宜过多,并注意保护锁口不受损坏。吊装方法包括成捆吊装和单捆吊装、钢筋绑扎和专人指挥。钢板桩的堆放顺序、位置、方向和平面布置应考虑到今后施工的方便,并在施工现场按型号、规格和长度堆放,堆放高度不应超过1.5M
(4)施工工序基线确定→桩位确定→钢板桩打桩→檩条和拉杆→土建施工→拔桩。
⑤操作方法
1)确定基准线:施工人员在基坑旁的龙门架上确定轴线,留下今后施工所需的工作面,确定钢板桩的施工位置。
2)确定桩位。按顺序标明钢板桩的具体桩位,并用灰线标出。
3)钢板桩施工。采用单打方法,即吊起第一根钢板桩,准确对准桩位,振动打入土中,使桩端穿过填土层和淤泥质粉土层进入粉质粘土层;悬挂第二根钢板桩,夹紧榫槽,振动打入土中,重复操作,直至基坑内钢板桩帷幕完成。
4)拉杆和角撑:为了加强钢板桩墙的整体刚度,钢筋拉杆应至少与五根钢板桩连接,并固定在基坑外的钢板桩锚上。钢筋拉杆由两根φ 25钢筋组成,焊接在钢板桩上。为安全起见,钢板桩墙的三个角采用300X300H钢梁作为角撑。⑸、钢板桩拔出。土建工程完成后,钢板桩将被拔出。由于基坑较大,沿路的围栏防止其离基坑太近,因此需要使用大型起重机配合振动锤拔出钢板桩,即利用振动锤产生的强迫振动扰动土质并破坏钢板桩周围土壤的凝聚力来克服拔出桩的阻力,并通过额外提升的方式拔出桩。钢板桩拔出后留下的桩孔必须及时回填。回填方法一般为压实法或填充法,所用材料为中砂。
⑶、土方开挖
1、施工准备:
(1)确定取土场。
(2)土方挖掘机已进场。
(3)测量基坑边坡位置边线(详见基坑土方开挖剖面图)。
2、基坑土方开挖方法:
①根据图纸设计和开挖要求:
开挖前应设置基坑开挖边界线,并根据现场情况设置测量标志。开挖时应尽量减少对土层的扰动,开挖前必须清除任何松动的边坡支护,并使用挖掘机一次性开挖到底。
技术交底要做好。施工过程中(特别是夜间),应配备专职人员检查和控制开挖标高,防止超挖。剩余200毫米厚的土壤应使用挖掘机一次性开挖,以确保基底土层不受扰动。
(2)土方开挖至设计标高。当坑底遇到填土层时,应将原土与灰土以2:8的比例混合固化,然后进行硬化垫层处理。基坑底部的土不得太长时间:垫层应采用100毫米厚的C15素混凝土。
土方开挖应配合土钉挂网和在护坡面上喷射细石混凝土来保护坡面。槽钢围护应分层分段开挖,开挖长度根据开挖天气情况确定,一般保持在15m为宜。
在工程桩头周围挖掘时,防止挖掘机碰撞桩头。挖掘时必须使用小型挖掘机配合人工挖掘,并由专人指挥挖掘。禁止挖掘机碰撞基桩的桩头。
基坑底部四周设置排水沟和集水井,防止基底土被水浸泡。
3、基坑排水措施:
1)根据地质资料分析,上层孔隙潜水主要补给于两层淤泥质粉质粘土及其上覆土层中的浅层土层,富水性和透水性较差。孔隙潜水主要来自大气降水,对基坑开挖有影响的微承压水主要存在于地下室底板以下9 ~ 11m。理论上,基坑外的地下水不会大量渗入坑内,以防止地表水流入基坑。在地面边坡外2m范围内设置截水沟,截水沟断面为250mm,深度为300 mm,基坑底部设置排水沟和集水井。排水沟位于垫层底部,由C20混凝土制成,厚度为100,横截面为350×300mm。按i=0.5%找坡,每隔30 ~ 50m设置一个断面为800×800×800mm的砖砌集水井。每个集水井都配有高扬程潜水泵,将水抽到地面的截水沟,避免坑内的水浸泡坡脚,使坡脚的土壤变软,造成边坡失稳。坡顶基坑四周设置硬化排水沟,严禁坑边排水回灌边坡,否则会降低边坡土体强度,造成滑坡事故。
2)基坑安全围护:基坑四周设置钢管做栏杆和网围。
3)弃土外运,本项目运输距离在3公里以内。运至业主指定的弃土场。运营时间为上午6时至11时,下午13时至18时和晚上7时至22时。运土采用13辆20吨自卸汽车,每辆车每天可运土15次,日挖方量为195×20 = 3900 m3,20天完成(约80000 m3土)
二、特殊情况下的问题及应急处理
基坑支护有风险,施工过程中可能会遇到各种意外情况。为了有备无患,根据本工程的特点,特制定以下应急措施:
1、应注意的问题
①土方开挖和支护施工应分段进行。土方开挖后,应尽量减少基坑边坡暴露时间,雨天应大面积覆盖,同时坡脚应进行堆放,防止塌方;
(2)护坡坡脚处理:喷射混凝土面层延伸至基坑底标高以下至少0.2m,形成坡脚防护;
(3)基坑支护完成后,施工单位应及时进行后续施工并做好有序排水工作,防止坡脚下渗水。
2.应急准备
(1)准备一定量的土工布。如果由于过度位移和沉降而存在危险,用沙袋堆积坡脚以控制变形。如果条件允许,可以使用挖掘机直接取土回填。危险消除后,继续施工。
②准备一定面积的钢筋网。如果基坑局部边坡上的不良土质剥落或坍塌,将迅速用土钉固定并喷射速凝混凝土。
(3)、成立应急救援小组,准备一定数量的钢管、槽钢、木桩等应急物资和设备。
3.紧急措施
(1)在支护施工完成和基坑回填前,如遇暴雨塌方,施工人员和设备必须撤离坑底。如果支撑和护坡表面有任何局部损坏,应覆盖雨布。同时,应加强基坑的排水,避免因水长期浸泡而导致滑坡,同时应增加试验次数,并采取相应措施(如临时回填或坡脚铺土)防止滑坡。
(2)如遇重物坠落造成边坡破坏,应及时重新喷射混凝土或水泥砂浆,防止雨水倒灌造成不必要的损失。
(3)基坑开挖至地下室后应立即进行地下室基础施工,避免基坑暴露时间过长,基坑使用时间不应超过六个月。
(4)如果发现坡土严重变形,坑顶有连续裂缝,变形有加速趋势,应视为特殊滑动失稳的前兆,应立即采取应急处理措施,并采用高压注浆加固坡土,确保坑壁稳定。
(5)坑壁渗水量过大时,应及时增设集水孔,防止地下水浸泡坡土。
4、基坑的安全使用
(1)坡顶施工荷载不得超过10KPa。坡顶5.0m范围内不得设置高度超过0.8m的围栏,坡顶围栏高度不得超过1.2m重型车辆或在基坑周围施加振动荷载,坡顶禁止堆放建筑材料。
(2)基坑使用期间,严禁坡脚长时间浸泡在水中,坡顶0.8m范围内不得有大量积水。
(3)使用过程中不得人为损坏支护结构,严禁损坏坡脚。因施工或者其他特殊需要造成支撑结构损坏的,应当及时向设计单位报告,同时采取应急措施。
(4)土质不良局部剥落处理:用竹网快速固定,喷速凝混凝土。
(5)边坡局部涌水处理:用特殊止水材料迅速缩小涌水范围,埋管排水,注浆封堵。
(6)过大位移和沉降的处理:在位移和沉降过大的地区,可根据原因采取加固措施,如土钉墙护坡。
(7)坑底局部管涌和涌水的处理:因特殊情况发生涌水时,应立即用粘土或水泥封闭压力,在最短时间内阻止涌水的发展。
三、基坑监测
为确保基坑安全,在基坑支护期间应进行施工监测,随时掌握基坑施工过程中边坡的动态变化,并及时预测施工中出现的问题,通过修改设计将获得的信息反馈给施工工作以指导施工。施工监测包括环境保护监测和基坑工程监测。根据基坑工程技术规程,基坑支护监测应包括以下项目:
1、边坡土移观测(用测量仪器);
2、支护结构位移观测(用测斜仪);
3.监测支撑结构的沉降;
4、相邻建(构)筑物变形和沉降监测。
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