基坑防护（精选8篇）
基坑防护 篇1
1 建筑基坑施工防护技术的基本内容和发展现状
建筑基坑是指建筑物基础设计的位置按照基底标高和基础平面尺寸所开挖的地下空间, 主要有支护基坑和无支护基坑两种。将建筑基坑应用于建筑工程, 一方面可以为基础建筑提供更大的施工空间, 提高建筑物的建筑质量和稳定性。另一方面, 建筑基坑可以用于开发地下空间, 建造地下基础设施, 可以有效提高建筑用地的利用率, 缓解我国建筑用地紧张的状况。建筑基坑施工防护是指通过基坑施工前的工程勘测, 发现施工过程中的安全隐患, 制定科学合理的施工方案和施工防护方案, 从而对基坑施工整个过程进行全方位的防护, 保证基坑施工的安全性, 使基坑施工安全顺利地进行, 从而提高建筑项目的整体质量。改革开放以来, 我国在引进国外先进基坑施工防护技术的基础上, 不断进行创新和改进, 逐渐形成了一套较为完善的基坑施工防护技术。
2 建筑基坑施工安全事故和防护技术研究要点分析
近些年来, 我国基坑施工安全事故时有发生, 大型基坑施工安全事故主要有以下两种类型:第一, 整体破坏安全事故。主要是指基坑整体的圆弧发生一定的位移, 基坑的整体稳定性遭到破坏。这种情况下出现较大的塌方事故, 其破坏性非常大, 是最严重的基坑施工安全事故。第二, 渗透性破坏安全事故。主要是指由于渗流作用而使基坑遭到局部破坏, 渗流作用可能会使基坑的土体发生流失或移动, 也可能使基坑地下水压力或浮力发生变化, 从而导致基坑土体的稳定性显著降低, 严重情况下会导致大型塌方事故, 也是一种较为严重的基坑施工安全事故。基坑施工是一个系统、复杂的施工过程, 具有不确定性因素较多、受自然地质条件影响较大、安全防护难度极大等特点, 因此, 对建筑基坑施工的防护技术进行研究和分析具有一定的现实意义。基坑安全事故可能发生在基坑施工的各个阶段和环节中, 只有对基坑施工进行全方位、全过程的防护控制, 才能有效保证基坑施工的安全性。基坑施工防护技术主要有以下几个研究要点:
其一, 施工前预控。即在施工前应该对施工区域进行工程勘测, 施工者应该对施工区域的地下土质、地下水质和水位、渗透系数等进行详细的勘测, 从而明确认识施工区域的自然地质条件, 并进行一定的防护改造。
其二, 制定合理施工防护方案。在工程勘察的基础上, 要结合施工区域的自然地质条件, 制定科学合理的基坑施工方案和防护控制方案, 同时要对基坑施工过程中的不确定性安全因素进行分析, 并提出一定的防护和改进措施。
其三, 施工过程实时防护。施工者应该按照基坑施工方案和防护方案进行施工作业, 管理者应该对施工过程进行实时监督和防护管理, 及时发现施工过程中存在的安全隐患, 并及时改进基坑施工防护技术, 从而保证建筑基坑施工安全、顺利地进行。
3 建筑基坑施工防护技术的分析
3.1 建筑基坑施工前防护工作
其一, 施工者可以根据基坑施工的要求, 结合工程勘测所掌握的地下水文特征, 采取一定的降水措施。其二, 施工者应该将基坑设计图纸设置在实地, 在实地进行具体的规划, 在规划时应该考虑到基坑对周围环境原有建筑物的压力扩散影响, 并对周边建筑物采取相应的防护措施。其三, 施工者应该对施工区域的社会环境进行勘测, 考虑到基坑施工可能对周边电路、电话线路、基本运输通道和基础交通设施产生的影响, 采取一定的防护措施, 确保基坑施工过程中各种设施不受影响。
3.2 建筑基坑施工过程防护工作
建筑基坑施工过程防护工作主要包括建筑基坑施工方案和基坑防护控制方案的制定及施工过程的防护设计两个方面。施工者应该结合工程勘测制定科学的基坑防护控制方案, 采用先进的防护技术对施工过程进行全方位的控制管理。经过施工前的工程勘测, 施工者可以对施工区域的自然地质条件有一定的了解。在建筑基坑工程勘测的基础上, 施工者应该制定合理的施工方案和基坑防护方案。其一, 无支护基坑施工过程中应该根据地下土质的情况设置合适的坡度, 必要时应该对基坑的边坡进行一定的防护。其二, 在土质不稳定的施工区域, 在施工过程中应该尽量避免大型塌方事故的发生, 在地下水位较高的施工区域应该进行一定的排水工作, 减少渗流作用对基坑的影响。其三, 深度较大的基坑应该采用支护施工过程, 施工者应该结合基坑的施工要求和施工区域的自然地质条件, 使用强度适宜的建筑构件对基坑进行支护, 确保基坑施工工作顺利进行。
参考文献
[1]秦俭.高层建筑的基坑施工质量控制探讨[J].科技信息, 2010, (33) :27-28.
[2]于洋.浅谈深基坑中施工的防护问题[J].民营科技, 2012, (11) :163.
基坑防护 篇2
在挑出墙外的横杆根部和端部，立两根钢管，与挑出的横杆用钢管扣件连接，固定好后在两根立杆上部再安装横杆，用扣件拧紧，并沿横杆长度方向每40cm连接纵向杆，纵向杆上再铺双层竹笆（详见附图）。
在四层墙体上开小洞口。用φ12钢丝绳拉紧悬挑出的横杆，穿过四层墙体洞口，缠绕短钢管，并用8号双股铁丝绑扎牢固，受力时由钢管卡住洞口。再将钢丝绳从洞口穿出，与墙外钢丝绳锚固。每2m设置一根钢丝绳拉紧悬挑出来的横杆。
地下室施工完毕，拆除防护后，洞口用砼填实、抹平。
建筑基坑施工的防护技术研究 篇3
所谓建筑基坑, 是指为了更好地进行建筑物 (包括构筑物) 基础和地下室的施工, 在建筑物基础设计的位置按照基底标高和基础平面尺寸所开挖的地面以下的空间。简单地说, 建筑基坑就是为建筑基础开挖的临时性坑井。建筑基坑属于临时性工程, 它的主要作用是为使基础的砌筑作业得以按照建筑设计所指定的位置进行提供一个空间。
近年来, 随着我国经济的繁荣和发展, 城市建设迅速崛起, 地面建筑用地面积日趋减少。为了缓解地面建筑用地进展的现象, 建筑单位开始对地下空间进行开发利用, 建筑基坑在地下空间的开发利用中发挥着重要的作用。由于建筑基坑开挖的深度不断增加、建筑基坑的面积越来越大, 这就对建筑基坑的施工提出了越来越高的理论和技术要求, 建筑基坑的施工成为一项系统工程, 即建筑基坑工程。我们这里所说的建筑基坑的施工不是单指建筑基坑的开挖这一简单过程, 而是包含建筑基坑的工程勘察、工程设计方案、具体施工过程、对施工过程的监测等各个环节在内的建筑基坑施工工程。
近年来, 我国城市建设迅速发展, 高层建筑成为缓解建筑用地面积紧张的有效措施, 建筑基坑 (主要指深基坑) 施工工程不断增加, 建筑基坑坍塌成为建筑基坑施工工程中的常见事故。建筑基坑的坍塌不仅不利于建筑基坑施工工程的顺利进行, 而且会对建筑物的建设造成不良影响, 甚至造成人员伤亡和财产损失。为了减少建筑基坑坍塌事故的发生, 保证建筑基坑施工的顺利进行, 加强对于建筑基坑施工的安全防护显得尤为重要。建筑基坑施工是一项技术性很强的工程项目, 加强对于建筑基坑施工的安全防护应该对建筑基坑施工的防护技术加以研究。
2 建筑基坑施工的防护技术研究要点
2.1 建筑基坑工程勘察
所谓工程勘察, 是指建设工程具体施工以前, 施工单位对工程建设场地的自然地理环境 (主要是指地质地理特征) 所进行的研究和检查工作, 目的是为了查明该地的自然地理环境特征 (主要是指地质地理特征) 与工程建设的相关性。工程勘察是工程建设的首要环节, 为了保证建筑基坑工程的顺利进行, 在建筑基坑工程实施以前首先应该做好对工程的前期勘察工作。
建筑基坑是为进行建筑物 (包括构筑物) 基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间, 建筑基坑施工的基础工程就是对土地的开挖。施工现场所在地的地形、土壤特性、水文条件及岩石地貌特征都会影响到基坑的开挖, 建筑基坑工程勘察应该对施工现场所在地的地形、土壤、水文及岩石等地质特征进行详细勘探, 在此基础之上再结合施工现场附近的其他建筑物的具体情况, 确定科学合理的开挖方案。另外, 建筑基坑工程勘察还应该对施工现场所在地的社会环境进行勘察, 了解基坑施工现场的运输通道、电话线路以及电路等等, 保证各种线路的畅通, 避免因建筑基坑施工对人们的正常生活造成不必要的影响。
总之, 加强对于建筑基坑施工的防护技术的研究应该从建筑基坑施工的首要环节入手。可以说, 在建筑基坑工程勘察中掌握各种有效数据和信息, 注重工程勘察中的技术手段的应用也是建筑基坑施工防护技术的重要组成部分。
2.2 制定科学合理的建筑基坑施工方案
简单地说, 施工方案就是施工项目的具体实施方案。施工方案是在工程勘察的基础之上, 结合工程本身的情况和相关要求, 对具体的施工过程、施工方法、施工技术以及其相关事宜进行的详细分析和规划部署, 是施工过程的书面再现。为了保证建筑基坑施工的安全, 应该在工程勘察的基础上, 制定科学合理的建筑基坑施工方案。
工程勘察是施工方案的基础, 制定建筑基坑施工方案, 首先应该对施工现场进行详细的前期勘察, 了解施工现场的地质类型、水文条件以及岩石地貌特征。除此之外, 施工方案还应该对影响施工进程和施工质量的其他多项因素进行考量, 具体到建筑基坑施工方案, 施工方案还应该包括对现场工况、建筑基坑的放坡要求、建筑基坑的支护结构设计、建筑基坑开挖时间及开挖顺序以及建筑基坑的开挖深度等等。在此基础之上制定出的建筑基坑施工方案才是科学合理的施工方案, 在此方案指导下进行的建筑基坑施工才能顺利进行, 才能避免建筑基坑坍塌事故的发生。
总之, 工程勘察和施工方案的制定是建筑基坑施工工程顺利进行的前提和基础。只有对施工现场进行了详细的工程勘察, 才能制定出科学合理的施工方案, 建筑基坑施工才能顺利进行, 坍塌事故才能减少, 这是从源头上对建筑基坑施工进行安全防护。研究建筑基坑施工的防护技术不应该仅仅将视野局限在施工的具体过程, 而应该将安全防护意识和理念贯穿于建筑基坑施工的每一个环节当中去;也不应该局限于防护技术本身, 而是应该从宏观的角度考虑建筑基坑施工的防护技术这一重要论题。
2.3 建筑基坑开挖的施工工艺
建筑基坑开挖的施工工艺一般有放坡开挖和在支护体系保护下开挖两种。对建筑基坑施工的防护技术进行研究, 应该重点研究建筑基坑开挖的这两种施工工艺, 保证建筑基坑施工的顺利进行。
放坡开挖, 又叫无支护开挖。这种施工工艺比较简单, 只要建筑基坑的深度不超过5m, 并且建筑基坑的平面之外有供放坡用的足够空间即可实施这种开挖方法。建筑基坑是一种临时性工程, 为了节约开挖成本、实现建筑基坑施工经济效益的最大化, 在空旷地区开挖建筑基坑应该优先选用这种施工工艺。当然, 为了保持土坡稳定, 建筑基坑的坡度大小必须按照有关施工规程加以确定。另外, 判断某地建筑基坑适宜采用哪种开挖方法, 以及具体如何开挖, 也是建筑基坑施工的防护技术研究中应该注意到的问题。
在支护体系保护下开挖, 又叫有支护开挖。这种施工工艺主要用于开挖建筑基坑较深 (超过5m) 以及建筑基坑邻近有其他建筑物的基坑的开挖。由于基坑深度较深, 为了保证开挖后的稳定性以及施工过程的安全, 必须采用一定的构件对基坑进行支持和加强, 这就是基坑支护。常见的基坑支护型式主要有排桩支护、地下连续墙支护、土钉墙、原状土放坡以及基坑内支撑等等, 每一种支护形式都有其适用范围和技术要点, 对建筑基坑施工的防护技术进行研究应该根据对施工现场的勘察选择恰当的支护方式, 保证建筑基坑施工的顺利进行。
3 结束语
随着经济的发展, 城市建设迅速崛起, 地面建筑用地紧张。为了缓解地面建筑用地紧张的现象, 人们开始对地下空间进行开发利用, 建筑基坑的开挖越来越深, 建筑基坑面积也越来越大。对建筑基坑施工的防护技术进行研究, 不应该将视野局限于基坑的开挖或者技术本身, 而要放眼整个建筑基坑施工工程, 以此保证建筑基坑施工的顺利进行, 保证人们的生命财产安全。
参考文献
[1]格菁, 周茜.建筑基坑施工监测与方案设计[J].山东水利, 2012 (03)
[2]秦俭.高层建筑的基坑施工质量控制探讨[J].科技信息, 2010 (33)
基坑防护 篇4
随着城市建设的不断扩大, 城市周边的土地资源日益紧张, 而且建筑形式多以高层建筑为主, 建筑的地下工程成为重要的质量控制要点, 并且将基坑工程放在了首位。本工程基坑开挖深度为15m, 已经属于深基坑施工范围, 并且地质情况十分复杂。地质结构分别粉质粘土、砾石层、土层中间有时夹杂胶质粘土和砂土层等, 本工程所选择的的方案为使用锚固桩和土钉锚固相互结合的方法, 望能在成本控制的同时获得最佳的边坡防护方案。
1 工程概况
铜山矿章家谷尾矿库隐患整治排洪工程, 主要内容为水位下进行排水通道的修正, 其施工方式是开挖基坑、混凝土浇筑、回填, 基坑的最大深度15m, 已经大于规范中深基坑的规定值, 同时由于场地问题, 无法按照普通比例进行放坡, 所以需要对开挖面进行合理的防护。由于地形和土质的影响, 常规的防护方法不能适用于本工程, 这使因为常规的防护方法只适用于土质平整的坡面, 一旦坡面不规整就无法进行钢筋网和混凝土工程。
2 工程边坡防护方案的选择
在方案选择上我们进行了十分细致的考察, 并发现传统的土钉墙技术并不适用于本工程, 这是因为常规喷锚方法适用于较平整的坡面, 但是本工程边坡落差大, (见图1) 土层结构混杂这种方法的支护效果将被大打折扣, 所以我们选择了适用U型锚杆加钢丝网加喷射混凝土的支护方案, 由于本工程涉及到支护矿区生产水管的问题, 所以需要先预支防护敦, 将水管顶起。在护坡中先使用φ12钢筋做成1000mm×1500mm的U型卡扣, 在铺设完钢筋网后, 进行混凝土喷射工序, 保证混凝土的喷射厚度 (见图2) 。
3 施工过程中的质量控制
3.1 开挖过程中的质量控制
由于本工程基坑深度较深, 所以在开挖过程中要按照合理的深度和作业顺序进行施工, 要保证开挖完成后的裸露土体的稳定性, 这对整体喷锚墙体来说十分重要, 每节开挖深度要与锚杆的深度相互对应。本工程土层中有许多砂砾土, 在开挖这一断面时要时刻观察土体的密度, 并且对毛细水和松散的粘土面的高度进行确定。当在含水土层出现压力型水流时就要在开挖形成后先进行初期衬砌, 但进行软土层挖掘时可以一边打入U型钢筋, 一边进行开挖, 如果土体中的结构威胁到施工安全, 则要进行跳间开挖, 并且在设置完U型锚杆后, 便于清坡。在开挖的过程中必须遵循, 支护不完成不开挖的原则, 并且对开挖深度进行及时的监测。
3.2 锚固施工中的质量控制
锚固过程需要进行定位、植筋, 所以在这一过程中需要较为严格的质量控制。在定位的过程中需要根据设计的要求, 对土钉进行间距、平面位置的布置, 并且在坡顶做好记号, 使用钻孔机在坡面转孔然后将钢筋植入.为了满足钻孔深度, 可以使用长度为1.6m的钻杆, 成孔深度为0.2~0.5m/min, 这种钻孔速度能够保证较高的钻孔速率, 程控偏差必须满足如下设计要求。孔深±50mm;孔径±5mm;孔距±100mm;成孔的倾斜角±5%;钢筋保护层厚度≥25mm。在植筋前, 要采用压缩空气将孔内残留及扰乱的废土清除干净。放置的钢筋一般采用Ⅱ级螺纹钢筋, 为保证钢筋在孔中的位置, 在钢筋上每隔2~3m焊置一个定位架。如采用钢管土钉, 在成孔时需对钢管上的孔用护板将其遮盖, 做成倒刺型, 以防止在打入时被泥土堵塞。当植筋完成后就要进行钢筋网的铺设, 钢筋网采用准12钢筋组成, 并且在防护网面边缘使用1.5m长48#钢管进行压坡。在进行钢管桩打入时不需要进行钻孔可以使用大锤直接打入, 但是在松散的弱胶结粒状土中应用时要小心, 不能因为用力敲打, 造成周边土体的塌方 (见图3) 。
3.3 锚杆防腐处理
钢管和钢筋埋在土里必须具备一定的防腐能力, 在本工程中对锚杆和钢管的外部都刷有一层防锈涂料, 同时可以在钢筋外露部位加装塑料保护层和防腐涂料, 以提高钢筋的抗锈蚀能力。
3.4 喷射混凝土的质量控制
对喷射混凝土面层施工中的质量控制喷射混凝土面层中的钢筋网, 应在喷射前铺设, 钢筋保护层厚度不宜小于20mm。钢筋网之间搭接长度应不小于300mm, 钢筋网用插入土中的钢筋固定, 与土钉应连接牢固。喷射作业应分段进行, 同一分段内喷射顺序应自下而上。喷射混凝土时, 喷头与被喷面应保持垂直, 距离宜为0.6~1.0m。喷射表面应平整, 呈湿润光泽, 无干斑、流淌现象。喷射混凝土终凝2h后, 应喷水养护, 养护时间为3~7h。为了保证喷射混凝土的质量, 要对拌合料搅拌处、喷射机处和喷嘴处的施工质量进行严格控制。在拌合料搅拌处, 必须控制材料质量及配合比符合设计要求, 拒绝使用任何不可靠的水泥和级配不良、质量差或含水率大于7% (按重量计) 的骨料。
对于喷射机的控制要针对料斗内的材料供应和设备运行情况进行分析, 如果在控制汇总因为出现有害物质进入设备就要对骨料进行检测, 并且对拌和好的料进行观察, 若有离析现象要重新搅拌。干喷过程中需要使用速凝剂和水泥进行适当的拌合, 这主要是为了提高骨料的流动性, 同时可以提高骨料的连续喷射和喷射效率。同时炒作则需要观察喷射机是否将风压控制在合适的范围之内。在喷嘴处, 必须观察喷射工艺 (包括受喷面清洗质量、喷嘴与受喷面间的距离与角度、喷嘴移动情况) 、射流中的材料特征和喷射混凝土质量, 并要对下列情况随时作出记录:
(1) 喷嘴射出的料流不匀及发生离析;
(2) 目力估计的回弹物过多的原因;
(3) 裹入回弹及钢筋埋置不当;
(4) 喷射混凝土的平均厚度。
要对喷射混凝土下坠或脱落地带要作出标记, 对速凝剂是否掺入过多的情况要作出检查, 一般薄层喷射混凝土热量过多 (温升值大于17℃) 则表示速凝剂掺入过多。
3.5 混凝土面层的养生
混凝土护坡在完成施工后要及时进行养生, 混凝土的层面较薄所以需要及时的进行养生, 可以选择塑料薄膜加草帘的覆盖形式, 并且保证浇水次数, 同时做好同条件试块的养护工作, 最大程度保证防护面强度。
4 结束语
在本次施工过程中, 边坡防护桩和钢丝网的有效结合, 使坡面覆盖十分完整, 从边到角的覆盖位置正确, 不仅在铺贴上保证覆盖率还对砂浆涂层的质量控制提供了很大的帮助, 钢筋骨架在焊接的过程中保证了传力的顺畅, 最大程度的发挥了锚固的作用。并且对于降雨、土体稳定、桁架稳定提供了保护。整个防护期长达3个月, 在这期间, 所有防护构件均无位移, 为工程的建设提供了有利的保护, 对于期间发生的大降雨没有造成停产事故。本方法在成本上与传统喷锚防护几乎相同, 并且适合于复杂的岩土结构地区使用, 能够最大程度的提高生产安全性。
参考文献
[1]潘泓, 叶作楷, 曹华先, 李哲辉.深基坑施工的现场监测[J].四川建筑科学研究, 2001 (02) .
[2]黄酒华, 董卫国, 叶军惠.复杂环境中城市交通枢纽基坑方案的研究与施工[A].施工机械化新技术交流会论文集[C].建筑机械化, 2011 (增刊) .
[3]徐宜和.基坑工程技术现状分析[J].四川建筑科学研究, 2005 (06) .
[4]杨茜, 张明聚, 孙铁成.复合土钉支护面层设计分析方法研究[J].岩石力学与工程学报, 2005 (07) .
[5]段立平.土钉支护结构钉土相互作用机理研究[D].湘潭大学, 2010.
基坑防护 篇5
1.1 工程简介
郑州黄河北引桥特大桥是石武铁路客运专线跨越郑州黄河的特大型桥梁的北引桥, 桥长11583.46米, 基础设计为钻孔灌注群桩, 桩长33米~57米;上设二级大体积承台, 共359个, 承台埋深3m~7m, 桥墩除连续梁部圆端形实体墩外, 其他为流线形圆端实体墩;桥梁部为 (4-20m+20-24m+332-32m) 双线简支箱梁和 (40+64+40) m连续箱梁。
其中承台结构尺寸分别为:黄河北引桥北段:一级10.4×7.1×2 m、二级, 7.4×3.7×1 m;黄河北引桥南段:一级11×8×2 m、二级8×4.5×1.5m;特殊结构承台为一级14.6×14.6×3 m、二级11×8.5×2 m。
1.2 工程地质及水文特征
本桥桥位区属于黄河冲积平原, 地面较为平坦, 高程在79到83米之间。
地质条件相对单一, 按其成因类型可分为人工堆积层、冲洪积层、冲积层、残积层、冰碛层, 下伏上第三系上新统 (N2) 半岩化黏土、砂类土、碎石类土、泥岩、砂岩等, 基坑开挖范围内以粉、细砂土为主。粉土具弱透水性;粉、细、中砂具中等透水性。
线路经过黄河流域, 沿线河流水系发达, 地下水水位埋深1.5m~6m。
1.3 承台施工方案简介
通过现场调查, 因靠近黄河远近的不同, 地下水位不同, 基坑稳定性有一定的差别, 需根据不同地质和水位情况, 采取不同的承台基坑防护方案。
1.3.1 对黄河北引桥北段地质条件较好的无水或水量较少的0#~310#承台基坑采用工字钢桩+防土板防护:首次明挖→工字钢桩+防土板防护→第二次开挖→砼封底。
1.3.2 对特殊结构的315、316#承台基坑, 采用钻孔桩+井点降水防护方案:钻孔桩施工→首次开挖→井点降水→二次开挖、二次降水→开挖到底→砼封底施工。
1.3.3 对于黄河北引桥南段水位较高地质条件较差的311#~358#承台, 采用井点降水+工字钢桩防护方案:首次明挖→井点降水→第二次开挖→工字钢桩+防土板防护→开挖到底→砼封底。
2 关键技术
2.1 工字钢桩+防土板防护方案
2.1.1 工字钢桩+防土板防护施工布置
黄河北引桥北段0#~310#段承台基坑虽然无水或水量较少, 由于承台基础的左右紧邻施工主便道和农田, 受主便道动载影响, 砂土质基坑边坡易坍塌, 靠近农田一侧为施工中少占农田, 本段基坑采取前后按1:1放坡开挖, 左右两面打设工字钢桩外设防土板防护。如图1所示。
工字钢的型号:北段0#~310#段采用I20工字钢, 南段311#~359#段采用I30工字钢, 工字钢基底以下置入深度1.5m, 外露2.5m;工字钢间距根据土质情况采用0.8~1.0m。防土板采用竹夹板。型钢外侧用竹夹板横向逐层链接成板, 竹夹板与工字钢之间用铁丝绑扎牢固, 整个侧面形成防护板, 保证承台施工安全。
无水基坑开挖按承台四周各预留0.5m工作面考虑, 有水基坑按承台四周各预留0.8m工作面考虑, 有水基坑底面采用井点降水法及时排水, 保持基底免受水浸泡。
2.1.2 施工要点
a.根据土质稳定情况, 首次开挖至1.0 m~1.5m时, 开始施打工字钢。
b.工字钢采用挖掘机逐根加压入土, 防止工字钢向一边倾斜。
c.打桩前在工字钢头部涂油脂, 方便拔出。
d.根据施工实际变化施打顺序, 采用一种或多种施打顺序, 逐步将工字钢打入施工要求标高, 一次打入的深度一般为0.5到3米。
e.基坑回填后, 拔出工字钢, 以便重复使用。
f.拔桩采用振动锤拔桩, 拔桩顺序最好与成桩时顺序相反。
g.工字钢拔出后的土孔及时回填处理。
2.2 钻孔桩+井点降水防护
315#、316#墩跨越S310省道, 施工中既要保证省道路基不沉降、不垮塌, 路面交通正常通行;又要保证承台基坑开挖、承台施工正常进行, 边坡无垮塌。经过现场的实地踏勘和对周边基本相同地质条件下的基坑防护类型的调查, 我们分别进行了打拔钢板桩防护、钻孔桩+井点降水防护和预应力高强度钢筋混凝土管桩+井点降水防护等方案的分析, 预应力高强度钢筋混凝土管桩+井点降水防护施工工期长, 技术难度大, 成本高, 予以放弃, 将打拔钢板桩和钻孔桩+井点降水防护方案经技术经济比选分析, 采用钻孔桩基坑支护可防止省道路基垮塌, 配合井点降水将地下水位降至基坑底1m以下, 则能够满足基坑防护的要求, 既经济, 又施工简便, 且钻孔桩、井点降水有现成的施工设备, 可立即转入防护施工。
2.2.1 钻孔桩的设计与施工
a.钻孔桩的设计
钻孔桩直径采用1.0m, 桩长15米, 采用C25水下砼, 钢筋笼直径0.86m, 每延米配筋约55kg。桩基顶采用冠梁连接成整体, 冠梁截面尺寸为:1.0×0.6m, 根据土质的稳定情况, 必要时桩基之间浇筑C20砼板加强防护。
在靠近310省道侧, 分别在315、316#墩承台基础外轮廓线外2.0m、2.5m设置桩基中轴线, 桩基间距1.5m, 桩长15m, 其中315、316#承承台基础底以下桩长分别为8m和9m, 外露长度分别为7m和6m;防护范围根据承台基坑开挖范围、现场实际确定, 并在与冠梁垂直方向靠近承台两侧增加桩基加强防护, 详见图2。
b.钻孔桩的施工
钻孔桩及冠梁按常规施工。
2.2.2 井点降水
2.2.2.1 315、316承台井点降水布置方案
315、316承台地质为粉、细砂, 地下水位-1.5m, 基坑开挖深度分别为5.4m和6.5 m, 降低水位约为4.9~6.0m。因基坑宽度和土质渗透系数较大, 井管距按1.0m布置, 采用二级井点降水, 其井管设置在基坑放坡开挖平台内侧及基坑坑底工作面外侧。井点的平面布置采用环状井点, 井点管至坑壁不小于1.0m, 防局部发生漏气。详见图2。
高程布置, 根据井点的埋设深度H (不包括滤管) H≥H1+h+IL (m) 并且满足H≤hpmax。
H1-井管埋设面至基坑底的距离;
h-基坑中心处底面至降低后地下水位的距离, 一般为0.5~1.0m;
I-地下水降落坡度, 环状井点取1/10;
L-井点管至基坑中心的水平距离;
H≤hpmax为抽水设备的最大抽吸能力, 一般为6 m~7 m。
井点管要露出面0.2m左右, 滤管必须埋在透水层内, 为了充分利用抽吸能力, 总管的布置接近地下水位线, 水泵轴心标高与总管平行或略低于总管, 总管应具有0.25-0.5%坡度 (坡向泵层) , 各段总管与滤管分别设在同一水平面, 不能高低悬殊。
采用二级井点, 在清除表土并开挖0.5 m~1.5 m后, 安装第一层井点管并进行降水施工, 待水位降到3~4m时, 再安装第二层井点管。以同样设备降低地下水位, 下层井点抽出的水量较上层井点的多, 但下降的水位则较第一层少。通过二级井点降水后最大降水总深可达7 m, 可满足现场施工要求。
2.2.2.2 设备型号及作业参数
井点设备主要包括井点管 (下端为滤管) 、集水总管和抽水设备等。每套抽水设备有真空泵一台, 离心泵一台, 水气分离器一台。
井点管采用Φ60×5长6.0m无缝钢管。管下端配2.0m滤管, 滤管采用与井点管同直径钢管, 井点管和滤管之间连接钢制管箍, 与集水总管连接用耐压胶管, 滤管钻梅花孔, 直径5mm, 距15mm外包尼龙网 (100目) 五层, 钢丝网二层, 外缠20#镀锌铁丝, 间距10mm。
集水总管为内100mm的无缝钢管, 每节长4米, 其间用橡皮套管连结, 并用钢箍接紧, 以防漏水, 总管上装有与井点管联结的短接头。
一般轻型井点抽水最大吸程约为7m (自离心泵轴心起算) , 采用JDPS70型离心泵, 配用SZ-180的真空泵。各组井点系统的真空度应保持在55.3-66.7KPa, 压力应保持在0.16MPa左右。
2.2.2.3 井点降水施工要点
a.井管埋设顺序:首先排放总管, 再埋设井点, 用弯联管将井点管与总管连通。在集水总管上设闸阀, 分成若干段, 各分段布置独立抽水设备。为便于基坑出土, 可在地下水下游方向, 留出一段不予封闭。
b.井点管采用水冲法埋没, 分为冲孔与埋管两个过程。冲孔过程中, 孔洞必须保持垂直, 冲孔深度要比滤管低0.5m左右, 防止拔出冲孔管时部分土回填而触及滤管底部。
c.砂滤层宜选用粗砂, 以免堵塞滤管网眼, 并填至滤管顶上1.0~1.5m。砂滤层填灌好后, 距地面下0.5~1.0m的深度内, 用粘土封口以防漏气。
d.井点系统全部安装完毕后, 需进行抽试, 以检查有无漏气现象。
e.井点降水使用时, 应连续抽水;抽水过程中, 应调节离心泵的出水阀以控制水量, 使抽吸排水保持均匀, 正常的出水规律是“先大后小, 先混后清”, 还应检查有无堵塞“死井” (工作正常的井管, 用手探摸时, 应用冬暖夏凉的感觉) 死井太多;严重影响降水效果时, 应逐个用高压水反复冲洗拔出重埋。
f, 井点管必须严格检查滤网, 发现破损或包扎不严密应及时修补。
g.真空泵的真空度是判断井点系统工作情况是否良好的尺寸, 必须经常检查并采取措施。
h.在作业的过程中, 在基坑中部设置1~3个钢管检测孔, 通过测绳测量管中水位, 检测实际水位。
i.封底砼施工时, 根据地下水量大小确定砼的掺水量, 涌水较大时采用砼土干料进行摊铺, 涌水较小时适当降低砼的用水量。
2.3 井点降水+工字钢桩防护
黄河北引桥南段承台地下水位1.5m~2.5 m, 基坑开挖深度分别为3.5 m~4.5 m, 地质为粉、细砂, 用集水坑排水有流砂涌泥现象, 基坑壁不稳定, 有时伴随大范围土体坍塌。根据现场实际情况, 采用井点降水+工字钢桩防护。
井点降水的布置形式:在基坑放坡开挖平台内侧布置环状井点, 井管距按1.0m进行布置, 采用一级井点降水, 井管长度按地下水位及挖基深度而定。
开挖的过程中, 在降水不间断的同时, 对靠近施工便道和农田侧采用工字钢桩+防土板防护。
具体施工要点基本同前。
3 体会
3.1 黄河附近无水或少水砂质土桥梁基坑防护, 采用工字钢桩+防土板防护是防止边坡垮塌的有效措施, 成本低, 施工简便, 进度快。
3.2 针对数量较少、水位高、砂土质桥梁深基坑时, 采取多方案比较, 选择合理经济的防护方案, 本桥将拔钢板桩防护调整为井点降水+工字钢板桩防护可以满足施工需要, 减少投入并节约工期。
3.3 施工的过程中, 工程量较大、水位高的砂质基坑, 尽量避开雨季, 采用井点降水施工时, 要快速及时进行砼封底和承台施工, 整个施工过程井点降水工作不能停顿, 以防地下水位上升造成安全隐患。
参考文献
[1]铁路桥涵基础地基与基础设计规范 (TB10002.5-2005) .
[2]客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准 (铁建设[2005]160号) .
[3]铁路桥涵工程施工安全技术规程 (TB10303-2009) .
基坑防护 篇6
新建汉口至孝感铁路HXSG-2标马家湖特大桥中心里程为DK16+950.705, 全桥长4 136.67 m, 起讫点桩号为DK14+882.370～DK19+019.040。1- (48 m+80 m+48) m连续梁在DK016+433.0处跨武汉外环高速公路, 其夹角为90°。47#墩承台最近点距公路坡脚线24.7 m;46#墩承台最近点距公路坡脚线5.0 m。
46#承台结构尺寸, 长14.3 m, 宽10.4 m, 高4.0 m。
2 工程地质特征
2.1 地形地貌
马家湖特大桥在地貌上属江汉平原垄岗区, 连续梁所处位置地势相对平坦, 地表相对高程为25.8 m, 附近多为农田。
2.2 地层岩性
(1) 人工填土, 种植土:黄褐色～灰褐色, 稍湿, 松散, 以粘土为主, 表层含少量植物根系, 略含细砂粒, Ⅱ级。
(2) 淤泥质粉质粘土:深灰色, 流塑, 以粘土粉粒为主, 含少量有机质, 具腐臭味, Ⅱ级, σ0=50 kPa。
(3) 粉质粘土、粘土:褐黄色, 灰褐色, 局部为浅灰色, 硬塑, 以粘土粉粒为主, 含少量铁锰质结核及细角砾, Ⅱ级, σ0=200 k Pa。
(4) 全风化带 (w1) :浅灰色, 浅灰绿色, 褐红色, 以泥质粉砂岩为主, 含砾砂、泥岩等, 多呈薄夹层或透镜休状。全风化, 原岩结构破坏严重, 岩芯呈坚硬密实土柱状、砂土状或半岩半土状, 浸水易软化, 崩解, Ⅲ级, σ0=250 kPa。
(5) 强风化带 (w3) :浅灰色, 浅灰绿色, 褐红色, 以泥质粉砂岩为主, 局部夹薄状泥岩夹层, 岩芯以柱状为主, 少量饼状、岩块状, 岩质软, 手折易断, Ⅳ级, σ0=300 kPa。
(6) 弱风化带 (w3) :褐红色为主, 局部呈浅灰色, 岩性以泥质粉砂岩为主, 具粉砂质结构, 中厚层状构造, 泥铁质胶结为主, 局部钙质胶结明显, 胶结程度一般, 节理裂隙较发育, 岩体较完整～完整, 岩芯呈长柱状, 短柱状, 少量饼状, 节长5～70cm, RQD=65%～95%, Ⅳ级, σ0=450 kPa。
2.3 地质构造
根据有关区域地质资料和现场地质调绘:场地范围地表被第四系松散层及风化层覆盖, 未发现明显的构造迹象, 另根据钻探资料;拟建场地范围未揭露到构造破碎带, 断裂带。
2.3.1 地表水
地表水系较为发育, 有水塘沟渠分布, 地表水主要为水塘水、沟谷水, 地表水量主要受季节降水量影响。
2.3.2 地下水
孔隙水主要赋存于第四系地层及基岩全风化层中, 透水性及富水性差, 为相对隔水层, 地下水水量贫乏;基岩裂隙水赋存于基岩节理裂隙中, 地下水量较小。桥址区地下水接受大气降水, 地表水及侧向迳流补给为地下水的主要补给途径。勘察期间测得全桥址地下水位埋深在0.0～3.1 m间。
2.3.3 不良地质及特殊岩土
根据工程地质机动钻探的勘探资料分析, 桥址区未发现滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象。
桥址区地层中层人工填土、种植土、淤泥质粉质粘土、可塑状粉质粘土、粘土为松软土层, 该类土层为场地软弱地基土层, 压缩性高、强度低, 工程性质差, 对地面机器、设备的沉降会产生不利影响。
桥址区全风化中含有较多不均匀风化岩状, 且强风化界面起伏较大。桥基设计时应考虑其桩侧摩阻力对桩基施工的影响。
桥址区未见可液化砂 (粉) 土层, 综合判定场区内地无液化土层。
3 主墩46#承台施工方案
46#主墩桩号为DK16+392.950, 承台最近点距外环高速公路坡脚线5.0 m。为保证公路边坡稳定, 在46#墩承台开挖基坑前, 先沿高速公路路基坡脚进行支护, 再进行46#承台开挖。承台基坑开挖采用钢板桩围堰进行防护。
3.1 钢板桩围堰设计
连续梁46#主墩承台平面结构尺寸10.4 m×14.3 m, 厚度4 m, 地面标高26.5 m, 承台底标高22.437 m, 开挖深度4.0 m, 基坑支护采用钢板桩围堰, 钢板桩采用ISP-Ⅲ拉森钢板桩, 设计桩底标高13.452, 桩顶标高26.452, 其技术指标为:单根钢板桩宽B=400 mm, 高H=170 mm, 厚t=15.5 mm, 截面积A=96.99 cm, 单根钢板桩每米的重量76.1 kg, 每延米墙身需采用钢板桩2.5根 (反向扣接) , 每延米墙身每米的重量190 kg, 每延米墙身钢板桩惯性矩Ix=38 600 cm4, 每延米的截面模量 (抵抗矩) Wx=2 270 cm3, 取钢板桩的允许拉应力[σ]=180 MPa, 允许剪应力[τ]=80 MPa。钢板桩长13 m。由于钢板桩刚度较小, 需加强内支撑。拟设置三道水平钢支撑, 分别在距桩顶1.5 m、1.0 m、1.0 m处设置, 不设竖向支撑, 施工时还需设置一道临时支撑。水平钢支撑采用I40 a型工字钢, 沿钢板桩内壁设置长方形围檩, 围堰内设置一层φ530 mm对口撑, 并在四角设置φ530 mm钢管加强斜撑, 间距3.0 m。
考虑施工堆载, 假设基坑顶部 (地面) 作用有无限均布荷载q1=10 kN/m3;在桩顶平台距离钢板桩桩顶1.0 m处的坑外作用有局部荷载 (汽车荷载及其它荷载总和) 2=80 kN/m2。土压力由四部分组成:1) 桩顶平台以下土自重引起;2) 局部荷载 (汽车荷载) 引起;3) 均布荷载引起;4) 桩顶平台以上土自重引起。
钢板桩围堰见图1。
钢板桩截面验算:
τ平均=Qmax/A=259.12×103/96.99×2.5×10-2=
故所选钢板桩符合要求。
计算板桩最小入土深度t0:
根据P0和墙前被动土压力地板桩底端的力矩相等, 有
板桩实际埋深在x之下, 所须板桩的实际入土深度为:
而方案选用的13 m钢板桩, 在开挖完成后, 钢板桩入土深度为6.5 m, 满足要求。
3.2 钢板桩围堰施工
钢板桩采用ISP-Ⅲ拉森钢板桩, 宽40 cm, 在工地现场焊接加长, 采用DZ120型振动锤打设至设计标高。
基坑开挖采用边开挖边支撑的方法, 围囹及对口撑等材料均采用现场加工, 人工配合机械安装。
承台砼浇筑完成后, 先分层回填夯实粘土至支撑底部, 拆除底层支撑, 再继续回填粘土拆除上层支撑。
3.3 承台开挖
承台基坑开挖采取以机械开挖为主、人工开挖为辅。开挖过程中及时排出坑内积水, 机械开挖至距设计标高20～30 cm后, 改由人工进行清除。
基坑不得被水浸泡, 基坑渗水时, 在基坑内设积水井, 采用抽水机排出坑外, 保持基坑处于无水状态。在基坑内设置积水坑与积水沟排水时, 应设在基础范围以外。禁止在基础范围内用泵抽水, 防止水在新灌筑混凝土中流动。
基坑开挖土随挖随运, 弃土要远运, 特别是基坑顶面周围清理干净, 不得堆放工具及堆土。
4 结束语
基坑防护 篇7
西藏拉萨～日喀则铁路年楚河特大桥主桥为 (60+148+60) m V形刚构加拱组合结构, 两个主承台位于年楚河河漫滩湿地内, 地下水位埋深0～1.0m, 地层以细圆砾土为主, 层厚大于35m, 粒径>20mm含量占35%。承台几何特征17.25m×12.5m×4m, 基坑开挖深度5.0m, 富水砾石土层基坑开挖防护成为承台施工的关键。
为了确保承台施工安全和减少基坑过度开挖, 初选方案采用钢板桩围堰, 但由于西藏市场上无钢板桩可租赁, 从西安或兰州至日喀则 (工程所在地) 运输困难, 费用较高, 故在充分利用工地现有材料的基础上, 设计并使用了钢筋混凝土围堰的新型基坑防护形式。其立面图和平面图见图1和图2。
钢筋混凝土围堰结合了地下连续墙的结构特点和沉井下沉工艺。其结构形式利用了地下连续墙墙体刚度大、整体性好同时具有抗渗性的特点, 作为基坑挡土阻水的承重结构。其施工方式采用沉井下沉工艺, 首先在承台位置的地表完成钢筋混凝土矩形围堰的制作, 然后人工配合挖掘机挖泥下沉, 随开挖深度增加围堰在自重作用下实现就位。就位后的钢筋混凝土围堰和封底混凝土形成稳定的基坑支护体系, 在其内部可安全进行桩头凿除和承台施工作业。
2 适应范围及其优缺点
2.1 适应范围
钢筋混凝土围堰可作为永久性的挡土挡水和承重结构, 一般适用于桥梁深基坑、工业建筑深基坑、顶管的工作井、地下室基坑以及取水口等工程施工, 对于软弱冲积层、中硬地层、密实的砂砾层以及富水地层的基坑防护具有明显优越性。
2.2 与其他基坑防护形式相比较具有的优势和缺点
与地下连续墙相比, 钢筋混凝土围堰不需要成槽设备和接头处理, 无须进行泥浆护壁和水下混凝土浇注, 施工工艺简单, 环境污染小。
与钢板桩围堰相比, 钢筋混凝土围堰能够充分利用工地现有材料和常规施工设备, 无须专门打入机械;同时克服了钢板桩刚度不足内部需加设纵横向支撑, 使承台工作空间受限的问题;由于围堰刚度大, 墙体厚度可根据埋深情况进行设计调整, 可承受不同深度的土压力, 基坑防护深度大。
与基坑大开挖相比, 可减少基坑过度开挖和挖、运及后期回填的土方量;其次围堰可紧贴原有建筑物施工, 降低深基坑大开挖的安全风险。
钢筋混凝土围堰的缺点是:不可回收, 施工工序较多, 周期长。
3 施工方法、工艺流程及操作要点
3.1 主要施工方法
桩基施工完成后及时场地整平, 经测量放样后, 在原位地表上搭设支架安装模板, 现浇钢筋混凝土围堰。混凝土采用C30, 受力筋采用II级钢筋, 直径不小于20mm, 竖向筋净距不得小于75mm, 钢筋保护层厚度不得小于50mm (适应临时支护结构) 。
围堰刃脚采用钢筋混凝土材质, 倾角45°, 高度1.2m, 斜坡段利用表土整形夯实后表面均匀涂抹1～2cm厚砂浆作为胎膜。
围堰平面净空尺寸在考虑了承台结构的同时需预留工人作业空间0.8～1.2m, 该空间可兼做大体积承台施工完成后的散热区。对于小型承台, 围堰净空可比承台略大或相同, 围堰内表面做承台外侧模板, 承台需要从顶面预留散热孔。
墙身高度为封底混凝土厚度、承台设计高度、承台顶覆土厚度之和, 即h=0.5+4.0+0.5=5.0m。
墙身厚度、配筋主要以主动土压力、水压力和《建筑地基基础设计规范》作为设计依据。
墙身模板采用竹胶板, 支撑加固方式有满堂支架和落地斜撑两种。混凝土集中拌和, 罐车运输, 泵车入模。
围堰陆上制作完成及时养护, 当刃脚达到设计强度的70%以上时方可拆模。
下沉采用挖泥下沉的方式。围堰达到设计强度后, 采用人工配合挖掘机进行分层、均匀开挖, 同时做好基坑内排水。当围堰刃脚位置悬空, 自重大于其外壁与砂土的摩阻力时开始下沉, 如此多次循环, 围堰不断下沉直至设计高程。当围堰下沉至一定深度, 挖掘机操作不便时可改为吸泥下沉。
围堰就位后及时清底并浇注封底混凝土, 使之形成封闭稳定的基坑防护、防水结构。
3.2 围堰施工工艺流程 (见图3)
3.3 操作要点
(1) 刃脚土模制作
平整场地后, 由测量人员对中心桩及护桩进行放样, 技术人员现场确定刃脚大样, 并应根据土质及地形情况确定填挖高度。
刃脚土模应优先选用黏土或沙黏土, 如遇地基为软土或淤泥质土应进行换填后方能施做土模。土模根据设计尺寸自上而下人工整平、修坡, 并由技术人员检查验收, 矩形围堰土模允许误差为:
①土模长宽:+3.0cm, -5.0cm;
②土模中线与设计位置误差±5.0cm;
③土模高±3.0cm。
为了保证刃脚表面光滑, 减少其反力有利于下沉, 在土模外表面抹1～2cm厚水泥砂浆。同时其周围应设排水沟和汇水坑等排水设施, 遇雨天时及时覆盖。
(2) 墙身模板安装
墙身内、外模均采用优质竹胶板, 10cm×10cm方木竖向背楞, 方木环向间距30cm。
模板安装顺序为:先安装内模, 再安装钢筋, 最后安装外模。模板通过内外钢管支架和斜撑进行固定。浇注前模板应满足:模板中线与设计位置误差不大于±5cm;长宽误差为设计尺寸的0.5%;墙身厚度±1.5cm。
(3) 混凝土浇注
混凝土需保证足够的拌和时间 (现场按90s控制) 和要求的坍落度 (现场按14mm控制) 。刃脚混凝土浇注应先铺一层强度不低于其混凝土设计强度的水泥沙浆。围堰若分节浇注, 顶层混凝土应加设接茬钢筋。浇注过程中要经常检查模板、支垫等是否有松动、严重漏浆等现象, 如发现应及时处理。在混凝土浇注完毕后及时加以覆盖, 并浇水养护, 使混凝土保持潮湿状态。养护时要控制洒水量, 特别沿内模不能大量流水, 以免冲泡土模, 造成围堰下沉。
刃脚混凝土强度达到设计强度的70%时方可拆模, 拆模对墙身对拉螺杆孔或拉杆头在拆模完成后及时进行堵塞或切割处理, 对混凝土局部跑模或凹凸处进行打磨, 减少墙体表面与地基土的摩阻力。
(4) 挖泥下沉
围堰混凝土达到设计强度时方可挖泥下沉。围堰下沉是施工控制的重点, 采用人工配合挖掘机进行围堰内土方开挖, 挖土过程需分层进行, 每次分层开挖厚度不宜大于30cm, 防止一次性下沉过多将围堰拉裂。先用挖掘机将围堰内周边土方挖除, 再人工将围堰刃脚下土方进行全面均匀对称清除, 边挖土边排水, 使其在自重作用下抵抗摩阻力和刃脚反力, 达到下沉目的。
下沉过程中在围堰四角及各边中点处共设置8个水准沉降观测点 (见图4) , 每天至少进行3次观测, 控制围堰下沉速度, 并检查各边下沉深度是否均匀。
下沉过程中围堰可能会发生偏斜现象, 需及时纠偏。当沉井入土不深时可用偏除土、偏堆土的方法使沉井在下沉过程中逐渐纠正偏差;当沉井下沉较深且偏斜也较大时可采取井顶施加水平力辅以偏除土、偏压重等来纠正偏差;待围堰正位以后方可继续均匀分层下沉。
(5) 基底处理
基底面整平时尽量消除陡坎, 泥砂等残存物应清除干净, 局部残存的浮泥厚度不宜大于5cm, 总面积不宜超过基底面积的5%, 来保证水下混凝土灌注质量。
清基完成到封底前, 应尽快做好封底前的准备工作, 以免基底长时间在水中浸泡造成围堰不均匀沉降。
(6) 封底混凝土
水下封底混凝土应采用52.5R硅酸盐水泥, 最少水泥用量不少于350kg/m3。碎石级配要均匀, 最大粒径不大于导管直径的1/4。根据现场实际要求, 混凝土出拌和机时的坍落度应为18～22cm, 运输至现场后坍落度应控制在16～18cm。
封底方式根据地下水位及水量情况而定, 封底采用C30混凝土, 厚度为30～50cm。
采用干封前在围堰内侧一角设置一个积水井, 先将基坑内地下水排出, 使基坑内水位不大于10cm, 从一侧开始向集水井一侧平行推进浇注, 将基坑内剩余积水排挤至集水井内, 集中用污水泵排出基坑。
地下水位较大时进行水下封底, 采用垂直导管法进行混凝土浇注, 先将围堰内积满水, 汽车吊将导管垂直吊起, 混凝土泵车配合浇注。浇注过程中设专人对导管下混凝土高度进行测量, 一旦达到设计高程立刻停止浇注, 将导管垂直移动到下一个位置, 依次循环。导管移动的过程中须轻提轻放, 防止将已浇注完成的混凝土扰动, 影响封底效果。
混凝土灌注应连续进行, 导管埋入深度宜控制在0.35m左右范围内。封底后第二天对封底混凝土面高程测量。
4 施工中可能存在的问题及预防、处理措施
(1) 下沉过程中墙体出现断裂
①由于围堰混凝土不密实有可能造成墙体断裂。混凝土必须按操作规程分层均匀振捣密实, 严防漏振, 每层混凝土均匀振捣至气泡排除为止。严格控制混凝土振捣层厚、振动棒移动距离和插入下层混凝土深度。单个点振捣时间不能小于20s, 同时也不能过振, 当混凝土将模板各个角落填满即可停止振捣。
混凝土浇注速度不能过快, 以免分层厚度过厚而不利于混凝土振捣。
②在设计围堰时适当增加墙身厚度, 提高其刚度和安全系数。
③围堰内挖土要自上而下, 逐层对称进行, 开挖层厚严格控制, 确保围堰均匀下沉。同时加强下沉过程中的观测和资料分析, 发现倾斜及时纠正。挖土如果在雨季施工时应防止地面水流入基坑内, 应随时注意土壁情况, 特别是雨后复工应仔细检查土壁稳定。
(2) 混凝土外观质量差或墙体跑模增加了与土体的摩阻力导致下沉困难
安装前模板面清理干净, 不得粘有杂物;模板脱模剂要涂刷均匀, 不得漏刷。
模板安装准确, 固定牢靠, 减少或杜绝在浇注混凝土过程中有明显变形、跑模以及爆模。模板间接缝要严密, 如有缝隙, 用玻璃胶或透明胶带封堵严实, 防止漏浆。钢筋与模板间安装足够垫块, 保证混凝土保护层厚度, 同时防止扎丝外露。
围堰浇注完成后, 墙身对拉螺杆孔或拉杆头在拆模完成后及时进行堵塞或切割处理, 混凝土局部跑模或凹凸处进行打磨, 减少墙体表面与地基土的摩阻力。
(3) 下沉过程中底部出现流砂
及时向围堰内补水, 保持内部水位高于井外水位, 以避免流砂涌入。
(4) 围堰下沉过快
围堰下沉过快可用木垛在定位垫架处给以支承并重新调整挖土, 在刃脚下不挖或部分不挖土。或在围堰外壁间填粗糙材料或将墙身外侧土夯实以加大摩阻力。
(5) 围堰下沉过程中出现倾斜和偏移
分区依次对称同步地抽出垫木, 及时用砂或砂砾填夯实;在刃脚高的一侧加强取土, 低的一侧少挖土或不挖土, 待正位后再均匀分层取土;或在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块, 放缓下沉速度。
也可增加偏心压载以及施加水平外力等措施调整倾斜度和偏移量。
(6) 围堰搁置或悬挂导致下沉慢或不下沉
当围堰下沉慢或不下沉时, 可采用加载助沉;或在墙身外侧与土层间灌入泥浆, 降低摩阻力起到辅助下沉。
5 结语
以该桥19#承台的钢筋混凝土围堰施工为例, 对施工进度进行了统计, 钢筋混凝土围堰施工周期为27d。其中:模板制作2d, 支架、模板安装及加固5d, 钢筋绑扎3d, 浇注混凝土1d, 等强养生4d, 支架、模板拆除1d, 围堰下沉10d, 清底和封底混凝土1d。
从现场施工实践来看, 钢筋混凝土围堰内部不需加设水平支撑, 其刚性较好, 靠自身承载力抵抗基坑周围土的压力和侧推力, 对承台基坑开挖能够实现安全保护, 且不影响承台钢筋绑扎施工, 给承台施工提供了便利。
摘要：通过拉日铁路年楚河特大桥主承台基坑防护施工的实践, 对河漫滩湿地细圆砾土层基坑采用了钢筋混凝土围堰防护技术。此种防护形式结合了地下连续墙的结构特点和沉井下沉工艺, 能够充分利用工地既有的常规材料, 减少基坑的过度开挖, 同时对承台施工影响较小并保证了施工安全。
关键词：富水砂砾,钢筋混凝土围堰,基坑,承台
参考文献
[1]中铁一局.沉井施工工艺工法.中铁一局桥涵施工工艺工法标准化[M].西安:长安出版社, 2012.11.
[2]中铁一局.地下连续墙施工工艺工法.中铁一局盾构及深基坑施工工艺工法标准化[M].西安:长安出版社, 2012.11.
[3]GB50007-2011, 建筑地基基础设计规范[S].
[4]JGJ120-2012, 建筑基坑支护技术规程[S].
基坑防护 篇8
1 工程概况
津秦铁路客运专线三标段北营陡河1号特大桥(DK141+986.83～DK149+779.94)全长7.793 km,本桥于DK143+026.10～DK143+280.53处采用60 m+100 m+60 m后张法预应力连续梁结构形式跨越既有津山铁路唐山站东咽喉,本连续梁位于陡河1号桥35号～38号墩,线路与既有津山铁路线交角149°05′00″。37号墩基础为钻孔灌注桩群桩基础,桩基20根。承台为18.6 m×14.6 m×3.5 m+11.2 m×11.2 m×3.5 m组合承台,位于东咽喉两银联线和津山上、下行线之间。基坑开挖深度8.018 m,最大开挖尺寸为19.6 m×15.6 m,地下水位较深,开挖范围内均为干处挖方。
2 方案比选
由于该墩位于银联线和津山上、下行线之间,若采用钢板桩或钻孔桩对基坑进行防护时需采用打桩机、旋挖钻、吊车等大型设备进行施工。受接触网净空影响大型设备进出场前必须与电务段协调并办理相应手续对接触网进行停电,且每周只有周二才有停电时间。考虑大型设备进出场的不便,以及施工时存在风险较大,上述两种方案的进度及安全难以保证。经认真研究并对几种方案比选,综合考虑工期、安全、经济及技术可行性,确定了承台基坑开挖采用人工挖孔桩加冠梁的防护体系,铁路行车安全采用施工现场及临时道口全封闭防护的一体化防护方案。
3 防护方案的设计与验算
37号墩基坑开挖尺寸为19.6 m×15.6 m,四周采用49根人工挖孔桩加冠梁防护,防护桩桩径1.0 m,桩间净距0.5 m,桩长15 m,嵌固深度6.982 m,桩顶设1.0 m×1.0 m的冠梁,防护桩及冠梁均采用C25混凝土。
3.1 挖孔桩设计参数
土体参数:粉土—粉砂—细砂—中砂,采用加权平均后,土体的粘聚力c=19 kPa,内摩擦角为30°,容重γ=19 kN/m3。
荷载条件:基坑边缘切入路基坡脚1.6 m,津山线路基基底宽18 m,路基的容重为20 kN/m3,为安全起见,路基填高按1.5 m计,则路基填高荷载为30.0 kPa,作用宽度为18 m;列车(单线)动荷载换均布荷载60.1 kPa,作用宽度为3.0 m,距基坑边缘3.775 m。
3.2 嵌固深度验算
参考JGJ 120-99建筑基坑支护技术规程(以下简称《规范》)中排桩及地下连续墙嵌固深度的验算方法。
嵌固深度验算式:
取嵌固深度hd=6.982 m;
嵌固深度取6.982 m,满足规范要求。
3.3 整体稳定性验算及基坑隆起量验算
3.3.1 整体稳定性验算
整体稳定性验算简图见图1。
计算方法:瑞典条分法;应力状态:有效应力法;条分法中的土条宽度:0.40 m;滑裂面数据:整体稳定安全系数Ks=2.308;圆弧半径R=9.925 m;圆心坐标X=-2.192 m,Y=2.415 m。
3.3.2 抗倾覆稳定性验算
抗倾覆安全系数:
Ks=2.032≥1.200,满足规范要求。
3.3.3 抗隆起验算
1)采用Prandtl(普朗德尔)公式验算(Ks≥1.1～1.2),注:
安全系数取自YB 9258-97 建筑基坑工程技术规范(冶金部):
Ks=9.272≥1.1,满足规范要求。
2)采用Terzaghi(太沙基)公式(Ks≥1.15～1.25),注:
安全系数取自YB 9258-97 建筑基坑工程技术规范(冶金部):
Ks=11.337≥1.15,满足规范要求。
3.3.4 隆起量的计算
按以下公式计算的隆起量,如果为负值,按0处理。
3.4 冠梁及防护桩配筋验算
3.4.1 冠梁配筋验算
由于防护设计时未考虑冠梁受力,所以冠梁采用构造配筋即可。
3.4.2 防护桩桩身配筋验算
1)桩身内力分析。
分别采用弹性法土压力模型和经典法土压力模型对桩身内力及位移进行分析,内力、位移情况如图2所示。桩身最大弯矩和剪力分别为820.15 kN·m和275 kN。
2)桩身配筋设计。
桩体采用C25混凝土,主筋采用非对称布筋,靠基坑外侧采用16根ϕ20HRB335型钢筋,靠基坑内侧布置6根ϕ20HRB335型构造筋,主筋长度均为15.8 m,伸出80 cm与冠梁锚固。
螺旋箍筋采用ϕ10HPB235圆钢,间距为20 cm;加强筋采用ϕ20HRB335螺纹钢,间距为2 m。
3)桩身受力验算。
根据GB 50010-2002 混凝土结构设计规范中,圆截面受弯的相关规定进行验算。
弯矩验算:
剪力验算:
4 过程监测及防护效果
1)施工检测。为确保挖孔桩冠梁结构的稳定性和银联线及津山上行线的行车安全,在冠梁顶每5 m处设置一观测点,从基坑开挖至基坑回填前定期对冠梁顶各点位移及既有线路基沉降进行观测。2)防护效果。采用人工挖孔桩加冠梁防护体系后成效显著,施工进展顺利,防护结构施工只用了15 d便完成,施工中未出现任何威胁列车行车安全的事故,既有线路基亦未发生异常沉降,因而本工程采用的人工挖孔桩加冠梁防护体系是行之有效的。
5 结语
人工挖孔桩冠梁结构防护体系从设计到施工都很成功,用于深基坑施工较为安全可靠,兼具结构刚度大、桩顶位移小、干扰小、工作面多、操作简便、利于施工等特点。对于场地狭小、基坑周边建筑物沉降控制要求严格,大型设备施工不便,特别是靠近铁路和公路两侧的施工,优先考虑人工挖孔桩加冠梁的设计方案。
摘要：指出北营陡河1号特大桥37号墩基坑开挖较深,作业面小,施工难度大,边坡稳定性差,为防止因基坑开挖给银联线和津山线路基造成不利影响,应用挖孔桩冠梁结构防护体系对基坑边坡进行防护,取得了理想的效果。结合工程实践,介绍了挖孔桩冠梁结构防护体系的设计和验算。
关键词：深基坑施工,挖孔桩冠梁结构,防护体系,设计与验算
参考文献
[1]JGJ 120-99,建筑基坑支护技术规程[S].
[2]YB 9258-97,建筑基坑工程技术规范[S].
[3]GB 50010-2002,混凝土结构设计规范[S].
[4]TB 10002.5-2005,铁路桥涵地基和基础设计规范[S].