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摘要:在我国的国民经济不断发展的同时,我国的工业技术实现了飞跃性的发展。与此同时,我国的工程项目数量不断增加,工程建设的规模越来越大。工程建设行业的发展,给深基坑技术的发展带来了空前的机会和绝佳的条件。因此近些年来,深基坑技术在工程建筑的各个领域得到了广泛的应用,本文探讨了隧道深基坑开挖与支护施工技术。
关键词:隧道;深基坑;开挖;支护
所谓深基坑开挖支护技术,就是指通过对周围情况的分析来实现对承台的支撑作用,其主体组成部分就是桩和由这个桩支撑的承台。承台的主要作用就是在承受建筑物的地上部分的荷载的同时,将荷载传递到承台下面的桩上,使地下的每一个桩的受力达到均匀。笔直或者倾斜形态的深基坑的作用就是把承台所传递下来的荷载通过自身传递到大地的自然结构当中去。相对于桩和承台来说,地基的土层承受了建筑物的所有荷载。
1 基坑支护结构的施工
1.1 钻孔灌注桩的施工
从钻孔灌注桩的施工来说,主要分为三大步骤:成孔,制钢筋笼和浇筑混凝土。成孔时首先要测放桩位线,在桩心处作好标记,然后桩机就位,调平安稳桩机,并埋设护筒,护筒设置好好后就可开始钻进,钻进时采用泥浆护壁,制备泥浆的各项性能要符合规范要求,比重在1.1~1.15范围内,粘度在10~25s范围内。钻进过程中要控制垂直度和孔底标高。完成后进行清孔。对成孔进行检查时,用探孔笼检查,若探孔笼能顺利竖直下沉和提起,则说明桩孔偏差少,若不能,则说明桩孔不垂直,偏差较大。此时应进行修孔处理,直到探笼能竖直顺利下沉和提起为止。清孔后应用锤绳检查确认孔底标高及沉渣厚是否符合设计要求,均满足规定要求后,方能浇筑混凝土。
钢筋笼制作是根据图纸要求的主筋根数,型号、规格、间距,箍筋的形式和间距等制作。长钢筋笼可先接长钢筋后制成钢筋笼,也可分段制作钢筋笼,待下钢筋笼时再接长至设计要求长度。钢筋笼的焊接接头应按要求错开布置。钢筋笼是在成孔过程中或在之前制好并验收合格,一旦成孔验收合格,立即下钢筋笼到要求的标高并采取必要的措施防止钢筋笼上浮。
钻孔桩混凝土的灌注是采用水下浇筑,钢筋笼到位后,即下导管,导管最上一节上面接漏斗,导管应连接牢固,顺直,严密,并根据孔深配置导管,按导管顺序做好每节管管长记录,开始浇筑时,导管底口距孔底的距离控制在300~500mm,过大,导管流出的砼与孔底内泥浆混合,易产生质量事故。第一次灌入混凝土量应能保证埋入导管0.8m以上。浇筑过程应连续浇筑,严格控制导管与混凝土面的高差2~6m,以保证管内砼易于涌出管外。若导管内的砼不易流出,应及时检测孔内砼表面标高,适时地进行卸管,若抽管过快,会导致泥浆入桩,造成断桩的质量事故。随着砼浇注量增大,导管埋入砼内深度应不断调整,但应防止导管提出混凝土面,导管埋入混凝土值最少不得小于2m。
1.2 SMW工法桩、重力式挡墙、地基加固的施工
重力式挡墙及地基加固是用三轴搅拌桩机将水泥浆强行压入土层中,并与土体强制搅拌而成的水泥土,SMW工法桩是在前两者的基础上插入型钢而成的。
桩机机架垂直度是决定成桩垂直度的关键。因此每根桩施工前都要从两个互相垂直的方向校正搅拌轴的垂直度,直至搅拌轴与铅直方向一致。搅拌桩垂直度偏差应控制在0.3%以内。
在施工前应做工艺试桩。通过试桩,熟悉施工区的土质状况,确定施工工艺参数,如:钻进深度、灰浆配合比、喷浆下沉及提升速度、喷浆速率、喷浆压力及钻进状况等。
成桩过程中要控制好下沉和提升速度,严格按照确定的施工参数进行施工。要严格控制喷浆速率与喷浆提升(或下沉)速度的关系,确保在提升开始时同时注浆,在提升至桩顶时,该桩全部浆液喷注完毕。喷浆和搅拌提升速度的误差不得大于±0.1m/min。
SMW工法桩要插入型钢,每根型钢到场后,均要检查垂直度、平整度和焊缝高度等,不符合要求的不得使用,成桩完成后应在30min内插入型钢,型钢就位后通过桩机定位装置控制,靠型钢自重或借助一定外力(锤击)将型钢插入水泥搅拌桩内。型钢插入前必须严格按操作规程涂刷型钢隔离剂,插入后应设置型钢定位装置,防止型钢下沉、倾斜,圈梁施工前,对外漏型钢应进行再次隔离。
2 深基坑开挖施工
2.1基坑开挖施工
地面顶层3m以内用中型挖掘机开挖,3m以下的土方用小型挖掘机配合长臂挖掘机开挖。在开挖中应注意以下开挖要点:
(1)开挖施工严格按照经审查同意的方案进行开挖施工,并在各层土方开挖后及时完成钢管支撑施工,真正做到先撑后挖或随挖随撑,确保基坑安全。
(2)按设计自上而下分层开挖,先采用机械开挖,为防止边墙出现超挖造成破坏基坑围护结构及保证围护结构的平整,对边墙留20~30cm辅以人工清土。开挖纵向放坡,第一层高度为3~4m,第二层开挖高度为4m,第三层开挖高度为3m,两层之间留2~3m宽台阶,基底20~30cm采用人工开挖。
(3)基坑横向开挖先挖中心土体,再挖两侧土体,注意边挖边进行坡面防护。基坑内的土方开挖,其放坡坡度必须小于1:2。在雨季施工,开挖必须注意收集天气预报的信息,避免施工中突然下雨,使土体变软,基坑稳定性变差,容易引起基坑失稳。
(4)开挖过程中,按既定的监测方案对基坑及周围环境进行监测,反馈信息指导施工。
(5)基坑开挖必须避开雨天的施工,以防在开挖的过程中突然降大雨,使支撑不能及时架设、基底无法封闭,最后土体在雨水的浸泡下,容易引起围护桩“踢脚”等现象。
(6)基坑开挖完成后,在8小时内浇筑垫层砼,以防止基底软化,并尽快完成底板砼施工,并继续其下面的工序,保证基坑的整体稳定。
2.2 支撑架设施工
开挖前需先备齐检验合格的带活络接头的支撑、支撑配件、每个工作面2台150t的千斤顶和安装支撑所必须的器材。在开挖中及时测定支撑安装点,以确保支撑端部中心位置误差≤30mm,在开挖每一层的每小段的过程中,当开挖出一道支撑的位置时,即按设计要求在两侧围护桩上测定出该道支撑两端固定点,以保证支撑与墙面垂直且位置准确,对这些固定点要整平表面,画出标志,并量出两个对应标志间的长度,以便在地面上预先按量出长度配置好相应长度的支撑,并备支撑端头配件以便快速安装。
用吊机吊运,人工辅助就位后施加预应力,支撑端部设有专门顶力座,用2台千斤顶在两侧均匀施顶,当顶力达到设计预顶力后,在锁紧段安装锁紧片。在部分应力集中、土体稳定性较差的基坑开挖施工中,应该采用先撑后挖的方法:掏槽开挖后安装钢支撑,安装好钢支撑后再开挖该层土。
2.3 开挖中的信息化施工
基坑工程的现场监测是指基坑在开挖开始前到开挖过程直到基坑施工完成,用各类仪器设备对土体和支护结构的位移、倾斜、沉降、基底隆起等进行综合监测。及时捕捉大量的土体性状信息,再同勘察、设计事先预期的目标进行对比,同时根据积累的施工经验,对施工过程中可能出现的险情进行及时排除。当有异常情况时可立即采取必要的措施,将问题抑制在萌芽状态,以确保工程的安全。因此,现场监测是基坑工程施工的必要手段。是保证基坑安全的不可缺少的手段之一。
监测的项目主要有桩顶沉降、水平位移、围护收敛、围护桩挠曲、基底隆起、支撑轴力、围护桩应力及建筑物沉降,通过监测获得准确数据之后,应注意定量的分析与评价,强调及时进行险情预报,提出合理的处理办法或建议,并进一步检查加固处理后的效果,直至问题解决。
3 结语
为保证深基坑施工安全无事故,我们应严格按照设計以及规范要求,合理的进行建筑工程基坑支护的施工,保证支护结构的稳定性和施工安全,尽可能的避免出现安全隐患。确保深基坑施工安全无事故。
参考文献:
[1]汤鹏灿.深基坑工程若干问题研究及工程实践[D].长江大学,2012.
[2]余志成,施文华编著.深基坑支护设计与施工[M].中国建筑工业出版社,2007.
关键词:隧道;深基坑;开挖;支护
所谓深基坑开挖支护技术,就是指通过对周围情况的分析来实现对承台的支撑作用,其主体组成部分就是桩和由这个桩支撑的承台。承台的主要作用就是在承受建筑物的地上部分的荷载的同时,将荷载传递到承台下面的桩上,使地下的每一个桩的受力达到均匀。笔直或者倾斜形态的深基坑的作用就是把承台所传递下来的荷载通过自身传递到大地的自然结构当中去。相对于桩和承台来说,地基的土层承受了建筑物的所有荷载。
1 基坑支护结构的施工
1.1 钻孔灌注桩的施工
从钻孔灌注桩的施工来说,主要分为三大步骤:成孔,制钢筋笼和浇筑混凝土。成孔时首先要测放桩位线,在桩心处作好标记,然后桩机就位,调平安稳桩机,并埋设护筒,护筒设置好好后就可开始钻进,钻进时采用泥浆护壁,制备泥浆的各项性能要符合规范要求,比重在1.1~1.15范围内,粘度在10~25s范围内。钻进过程中要控制垂直度和孔底标高。完成后进行清孔。对成孔进行检查时,用探孔笼检查,若探孔笼能顺利竖直下沉和提起,则说明桩孔偏差少,若不能,则说明桩孔不垂直,偏差较大。此时应进行修孔处理,直到探笼能竖直顺利下沉和提起为止。清孔后应用锤绳检查确认孔底标高及沉渣厚是否符合设计要求,均满足规定要求后,方能浇筑混凝土。
钢筋笼制作是根据图纸要求的主筋根数,型号、规格、间距,箍筋的形式和间距等制作。长钢筋笼可先接长钢筋后制成钢筋笼,也可分段制作钢筋笼,待下钢筋笼时再接长至设计要求长度。钢筋笼的焊接接头应按要求错开布置。钢筋笼是在成孔过程中或在之前制好并验收合格,一旦成孔验收合格,立即下钢筋笼到要求的标高并采取必要的措施防止钢筋笼上浮。
钻孔桩混凝土的灌注是采用水下浇筑,钢筋笼到位后,即下导管,导管最上一节上面接漏斗,导管应连接牢固,顺直,严密,并根据孔深配置导管,按导管顺序做好每节管管长记录,开始浇筑时,导管底口距孔底的距离控制在300~500mm,过大,导管流出的砼与孔底内泥浆混合,易产生质量事故。第一次灌入混凝土量应能保证埋入导管0.8m以上。浇筑过程应连续浇筑,严格控制导管与混凝土面的高差2~6m,以保证管内砼易于涌出管外。若导管内的砼不易流出,应及时检测孔内砼表面标高,适时地进行卸管,若抽管过快,会导致泥浆入桩,造成断桩的质量事故。随着砼浇注量增大,导管埋入砼内深度应不断调整,但应防止导管提出混凝土面,导管埋入混凝土值最少不得小于2m。
1.2 SMW工法桩、重力式挡墙、地基加固的施工
重力式挡墙及地基加固是用三轴搅拌桩机将水泥浆强行压入土层中,并与土体强制搅拌而成的水泥土,SMW工法桩是在前两者的基础上插入型钢而成的。
桩机机架垂直度是决定成桩垂直度的关键。因此每根桩施工前都要从两个互相垂直的方向校正搅拌轴的垂直度,直至搅拌轴与铅直方向一致。搅拌桩垂直度偏差应控制在0.3%以内。
在施工前应做工艺试桩。通过试桩,熟悉施工区的土质状况,确定施工工艺参数,如:钻进深度、灰浆配合比、喷浆下沉及提升速度、喷浆速率、喷浆压力及钻进状况等。
成桩过程中要控制好下沉和提升速度,严格按照确定的施工参数进行施工。要严格控制喷浆速率与喷浆提升(或下沉)速度的关系,确保在提升开始时同时注浆,在提升至桩顶时,该桩全部浆液喷注完毕。喷浆和搅拌提升速度的误差不得大于±0.1m/min。
SMW工法桩要插入型钢,每根型钢到场后,均要检查垂直度、平整度和焊缝高度等,不符合要求的不得使用,成桩完成后应在30min内插入型钢,型钢就位后通过桩机定位装置控制,靠型钢自重或借助一定外力(锤击)将型钢插入水泥搅拌桩内。型钢插入前必须严格按操作规程涂刷型钢隔离剂,插入后应设置型钢定位装置,防止型钢下沉、倾斜,圈梁施工前,对外漏型钢应进行再次隔离。
2 深基坑开挖施工
2.1基坑开挖施工
地面顶层3m以内用中型挖掘机开挖,3m以下的土方用小型挖掘机配合长臂挖掘机开挖。在开挖中应注意以下开挖要点:
(1)开挖施工严格按照经审查同意的方案进行开挖施工,并在各层土方开挖后及时完成钢管支撑施工,真正做到先撑后挖或随挖随撑,确保基坑安全。
(2)按设计自上而下分层开挖,先采用机械开挖,为防止边墙出现超挖造成破坏基坑围护结构及保证围护结构的平整,对边墙留20~30cm辅以人工清土。开挖纵向放坡,第一层高度为3~4m,第二层开挖高度为4m,第三层开挖高度为3m,两层之间留2~3m宽台阶,基底20~30cm采用人工开挖。
(3)基坑横向开挖先挖中心土体,再挖两侧土体,注意边挖边进行坡面防护。基坑内的土方开挖,其放坡坡度必须小于1:2。在雨季施工,开挖必须注意收集天气预报的信息,避免施工中突然下雨,使土体变软,基坑稳定性变差,容易引起基坑失稳。
(4)开挖过程中,按既定的监测方案对基坑及周围环境进行监测,反馈信息指导施工。
(5)基坑开挖必须避开雨天的施工,以防在开挖的过程中突然降大雨,使支撑不能及时架设、基底无法封闭,最后土体在雨水的浸泡下,容易引起围护桩“踢脚”等现象。
(6)基坑开挖完成后,在8小时内浇筑垫层砼,以防止基底软化,并尽快完成底板砼施工,并继续其下面的工序,保证基坑的整体稳定。
2.2 支撑架设施工
开挖前需先备齐检验合格的带活络接头的支撑、支撑配件、每个工作面2台150t的千斤顶和安装支撑所必须的器材。在开挖中及时测定支撑安装点,以确保支撑端部中心位置误差≤30mm,在开挖每一层的每小段的过程中,当开挖出一道支撑的位置时,即按设计要求在两侧围护桩上测定出该道支撑两端固定点,以保证支撑与墙面垂直且位置准确,对这些固定点要整平表面,画出标志,并量出两个对应标志间的长度,以便在地面上预先按量出长度配置好相应长度的支撑,并备支撑端头配件以便快速安装。
用吊机吊运,人工辅助就位后施加预应力,支撑端部设有专门顶力座,用2台千斤顶在两侧均匀施顶,当顶力达到设计预顶力后,在锁紧段安装锁紧片。在部分应力集中、土体稳定性较差的基坑开挖施工中,应该采用先撑后挖的方法:掏槽开挖后安装钢支撑,安装好钢支撑后再开挖该层土。
2.3 开挖中的信息化施工
基坑工程的现场监测是指基坑在开挖开始前到开挖过程直到基坑施工完成,用各类仪器设备对土体和支护结构的位移、倾斜、沉降、基底隆起等进行综合监测。及时捕捉大量的土体性状信息,再同勘察、设计事先预期的目标进行对比,同时根据积累的施工经验,对施工过程中可能出现的险情进行及时排除。当有异常情况时可立即采取必要的措施,将问题抑制在萌芽状态,以确保工程的安全。因此,现场监测是基坑工程施工的必要手段。是保证基坑安全的不可缺少的手段之一。
监测的项目主要有桩顶沉降、水平位移、围护收敛、围护桩挠曲、基底隆起、支撑轴力、围护桩应力及建筑物沉降,通过监测获得准确数据之后,应注意定量的分析与评价,强调及时进行险情预报,提出合理的处理办法或建议,并进一步检查加固处理后的效果,直至问题解决。
3 结语
为保证深基坑施工安全无事故,我们应严格按照设計以及规范要求,合理的进行建筑工程基坑支护的施工,保证支护结构的稳定性和施工安全,尽可能的避免出现安全隐患。确保深基坑施工安全无事故。
参考文献:
[1]汤鹏灿.深基坑工程若干问题研究及工程实践[D].长江大学,2012.
[2]余志成,施文华编著.深基坑支护设计与施工[M].中国建筑工业出版社,2007.