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关键词:建筑工程;深基坑支护施工;质量安全控制;要点分析
中图分类号:TU198文献标识码: A 文章编号:一、引言 建设部建质(2009)87号文关于印发《危险性较大得分部分项工程安全管理办法的通知》规定:一般深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。而目前我国高层建筑地下室最深到地下六层之多,最深度达-30多米。深基础施工是大型和高层建筑施工中极其重要的分项工程,而合理的深基坑支护方案和质量安全控制措施是保证深基础顺利施工的关键。文章就加强建筑工程深基坑支护施工质量安全控制的要点谈谈自己的观点,以供同仁参考。
二、建筑工程深基坑支护施工前的质量控制要点分析 (1)设计方案及其审查。设计方案是否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。它要求岩土工程和结构工程技术人员密切配合。同时监理工程师要熟悉并掌握工程的地质勘察报告,熟悉基坑开挖所在地的地形、地貌和地质特点,分析深基坑可能导致边坡土体滑坡的各种可能,对影响边坡稳定性的关键地段、重要地层和土质技术指标做到心中有数。在进入施工现场时,监理人员应对施工方案进行审查,深入了解设计方案,发现问题及时与设计人员沟交流,使得各个程序顺畅有效的进行,从而可以真正地保障工程的质量。
(2)施工专项方案的审定。建筑施工单位应该认真编制施工组织设计方案,但目前有些施工单位往往是照搬他人的方案;有的虽说是按具体工程的实际情况编制的,但控制要点不具体,措施针对性不强,基本上无指导意义。因此,监理工程师应认真审核施工单位提交的专项方案,对不能满足施工要求的,坚决要求其修改完善后按程序申报,特别复杂的方案可组织专家汇审,待总监审批后方能实施。审核内容主要有:施工平面图、基坑的支护方式、基坑开挖方式、降水措施、施工工期、监测布置的合理性等。
(3)分包单位的选择。由于深基坑支护工程具有的专业性和特殊性,一般来说,总包单位选定具有实力和能力资质都合格的专业队伍,组织队伍进行分包施工。监理工程师应严格执行职责,协助业主审查总包单位选定的专业队伍,选择社会信誉好、技术力量强、施工经验丰富的分包单位,最好有类似工程的施工经历,同时应防止施工过程中再次出现转包,严格保证工程质量。
三、建筑工程深基坑支护施工过程中的质量控制要点分析
在此阶段,监理人员要遵循监理规划,需要根据地质勘探资料和当地条件,结合本地施工的情况,对于工程的关键项目,要求施工单位制定专项施工方案。监理人员对此进行审核,通过后方可施工。这个阶段是项目的关键阶段,特别要注意突发事件的应对,最好是提前制订好预防措施。 (1)深基坑支护工程的施工。深基坑支护工程的施工是集挖土、挡土、围护、防水等多项目结合的系统工程,任何项目的出错都很有可能会导致工程整体的失败。所以,这就要求我们监理单位在项目实施过程中尽职尽责,敦促施工单位按照规程和预先设定好的施工技术规范组织施工,尽量将工程的每个环节都纳于监控之下,确保不出事故,顺利按期完成工程。 (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的施工带来了相当大的危害。施工单位应该从防水、降水和排水三方面来制订止水方案,根据掌握的地质资料,驶入了解周围环境的实际情况,制定出切实可行的措施。不能一味简单地靠抽水来达到止水目的。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,其常用的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。使用这种方法难度较大,技术复杂,所以一定要对以下几个方面严加注意:①保证桩体质量,注意水泥浆的搀加量,保证桩体搅拌均匀,桩长达到设计深度,避免桩头出现搅而无浆的情况,特别是在土层情况变异较大的地区,因搅拌桩的桩径不易控制,容易导致止水失效。②保证桩的搭接长度和密实度,杜绝出现空洞、蜂窝及桩头开叉的现象。③不能随意在基坑支护结构上开口以便运土,否则会破坏止水帷幕,造成地下水的渗入等问题。 (3)深基坑支护的监测。深基坑支的监测应安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测,将基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位的情况数据化,比照勘察、设计的预期性状,及时对施工中可能出现的险情进行预报,超过预警值时可及时采取有效的应对措施排除危害,确保工程安全。深基坑支护结构工程监测的内容主要安排以下几项:①支护结构顶部水平位移;②支护结构沉降和裂缝;③临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;观测结果要真实反映所测因素影响的动态趋势,并绘出变化曲线图,以传递险情前兆,找出险情发生的必要条件,如地质特性、支护结构、临近建筑物、地下设施等,结合相关的诱发条件,如气象条件、开挖施工、地下水变化等,根据基坑支护结构的稳定性计算结果进行科学决策,以排除险情。开挖较深的基坑,还应测试支撑的内应力,当应力达设计值90%时(或支撑变形达10mm时),要及时采取防范措施。 (4)突发事件的解决。建筑行业的施工参与人员多、技术复杂、工程周期长,从工程开始施工到完成,会发生很多不可预料的问题,这要求我们的监理人员要具备良好的心理素质,遇事不可慌乱,然后需要对可能要出现的问题心里有数,事先要做准备,免得事到临头,手足无措。一般情况下的突发事件有:①基坑内管涌、流砂;②基坑支护局部出现成因不明的裂缝、沉降;③气象异常,出现连续多日的狂风暴雨;④相邻工地的施工影响如降水、打桩、开挖土方;⑤地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕的施工。
四、加强建筑工程深基坑支护施工质量安全控制的几点体会 (1)基坑支护施工是个隐蔽工程。对施工过程的每一个环节、每一个工序均要严格把关;对重要工序、关键工序要设立停止点,要进行监理旁站。 (2)在施工过程中,随着地质条件的变化及某些情况的改变,往往要涉及到增减工程量。此时监理要及时地与设计、建设单位取得联系,按照设计变更文件,认真地核实工程量,如实地做好签证。 (3)基坑支护施工涉及到的施工单位多,如土方单位、基坑支护施工单位、主体施工单位、监测单位等,容易造成各方面的矛盾和不协调,所以各方要相互支持、相互配合,才能顺利地进行施工。 (4)基坑支护是个技术专业性较强的工程,监理公司应有这方面的专业人才,才能确实做好深基坑支护监理工作。 (5)有的建设单位对支护工程的重要性认识不够,不愿多投入,常干扰监理的工作,所以监理人员在坚持原则的同时要耐心细致地做好建设单位的解释工作,经常沟通加强联系,才能取得建设单位的信任和支持。
关键词:深基坑支护技术;建筑;应用
引言
随着经济的快速发展,城市规划的扩大,建筑施工层越来越高。为了有效的节约空间,利用深基坑工程施工方法增加建筑楼层的高度,保证建筑楼层的稳定性。根据建筑结构的地下层数,分析确定深基坑抗震结构设计标准,对深基坑支护体系的质量影响方面进行关键性分析,对深基坑支护体系可能造成的各种隐患问题进行判断。
1深基坑支护因素问题分析
深基坑支护适用于地址条件差的环境,基坑安全要求较高,不可以大面积的进行放坡开挖处理。深基坑支护具有开挖面积小,支护稳定,节约成本和工期的特点。建筑事故的发生中很多工程都采用支护施工监控的方法,对可能产生的各种事故进行控制。考量建筑施工中实际的防水防漏问题,切断涂层与外部排水通道之间的关系。基坑支护的使用期限为半年,充分考量支护结构的安全性,加强监测和巡查管理,确保可能发生的各种变形问题,做好有效的防水问题,保证不断裂,不渗漏。
2深基坑支护的作业流程
在基坑作业施工中,需要对基坑的开挖深度、场地进行综合检查分析,确定符合城市建筑密集程度规划的标准。2.1管井降水的实际施工作业标准管井降水的实际施工作业标准需要符合设计要求,根据降水点确定符合基地的标准位置,一般以1m以上,2m以下为合理。井点埋设位置需要安排在布置图的定位。根据井定位置确定施工实际的情况,及时进行施工作业的调整。根据定位完成井口的开挖过程,设置预埋护筒位置,护筒高度应当高出地面300,保持孔内的泥浆面积,成孔完毕后,立即进行回填处理,其实际的间歇时间不宜过长,避免出现孔内液面下降的问题,造成缩颈的现象。采用吊车逐步完成沉入,对外壁采用导向绑扎的方式,将接头对症。下井后,需要对井管填入砂砾滤料,一般为3mm的碎石。防止分层不均匀问题的产生,需要采用连续性填料和滤料的方法,从底层位置下井,对上部进行砂石的封口处理。采用压缩空气的方法完成请井处理,沿着深基坑完成管集中的排水处理,将抽上来的水排出至指定地点,避免出现回渗的现象产生。2.2井点施工的质量标准要求井点的施工标准首先需要对基坑进行对称处理,保证基层作业水位控制标准的前提下,加强降水系统的维护和检查,宝恒不间断的抽水,确保土方回填完毕。同时需要观察实际的孔水位置,方便进行及时处理。保证井孔的水平和垂直位置,防止孔比塌陷,井孔淤塞。成孔后,需要填灌砂石料,过滤均匀周围。井管沉放位置需要在井孔内,需要对管口进行保护处理,防止杂物渗透掉漏,造成堵塞问题。设置有效的标志牌,对标志牌进行编号。在砂石过滤填灌后,需要按照规定世家完成请井和试抽处理,满足排水的基本要求。
3深基坑支护检测要点分析
3.1深基坑支护检测施工中需要对深基坑开挖情况进行加深处理,对基坑支护体系可能存在的问题进行侧向变位处理,避免可能产生的不必要影响。采用经纬仪进行每日的测量,将各个点作为标识,记录详细的观测标准,对可能存在的异常问题进行及时处理和调整,确保深基坑支护检测的有效性和合理性,加强深基坑支护检测管理规划标准,保证深基坑支护的检测合理性。3.2深基坑监理控制分析按照桩长情况、搅拌时间、喷浆压力、流量等问题进行分析。在建立旁站的过程中,需要确保实际施工的各个环节都具有可行性代表意义,严格的遵守实际的桩位置,确定偏差情况,确定垂直偏移位置,严格的检查水泥浆的水灰比例,确定符合水泥搀量的标准,确保建立结果符合实际的设计标准要求。根据审计坑监理的过程,确定符合实际的控制分析标准,结合施工前后的施工标准,合理的分析实际的施工要点,确保施工监理控制的合理性,改善深基坑监理分析水平,提高深基坑监理监督控制力度,力求实现监理控制深基坑质量标准。
4结语
综上所述,深基坑的技术性和施工安全性直接关系到建筑整体施工的质量,对建筑的安全性和长久性具有重要意义。根据深基坑支护技术的作业标准需要总结符合建筑施工的技术应用价值标准,根据深基坑实际的作业标准提高建筑工程施工的应用效果,确保工业与民用建筑施工的应用有效性。
参考文献
[1]张雪松.建筑基坑支护工程安全的影响因素分析[J].黑龙江科技信息,2007(13).
[2]陶聿君.对深基坑工程支护技术的论述[J].四川建材,2006(04).
【关键词】深基坑 施工 质量控制 完善方法
建筑物的稳固性能的高低直接与地基的牢固程度有关。因此,一般的高层建筑地基的施工普遍使用深基坑。相比一般性的地基坑,深基坑的施工需要较高的技术要求,施工过程中需要严格控制的质量控制节点也比较多,故而加强对深基坑施工的质量控制工作是十分必要的。
1.深基坑施工要点的分析及其质量控制
深基坑的施工具有一定的特殊性,对施工流程的很多方面都具有较高的要求。例如深基坑的挖掘施工,坑基的防水施工,坑基的支撑及桩位施工以及对各个施工过程的全程的质量控制,都是最终影响整体施工质量关键因素。下面首先对这些施工要点一一进行分析。
1.1深基坑的土方挖掘及其质量控制
1.1.1 深基坑的土方挖掘的施工方案
土方挖掘是深基坑首要的施工步骤。就目前来看,土方挖掘施工一般依靠工程爆破和大型挖掘机械(需要强调的是,这些施工方法只能应用在初始阶段,以免引起坑壁坍塌,造成事故)。首先,必须对施工地点进行预处理,例如清理地表杂物、植被、水坑以及浅层石块,为初步施工做准备。然后就要划定施工范围,并选定距离施工点有一定距离的土方存放点,以免在基坑周围滞放大量土堆,影响施工。需要特别注意的是,基坑挖掘到一定深度时,重型挖掘机械和运输卡车切勿靠近安全范围线,以免造成基坑受重压而塌陷。再者,基坑开挖采用分段、分层相结合并以分层为主的开挖方式进行,分层开挖厚度严格控制在安全厚度(一般是2米)之内,需要特别注意的是开挖至水平支撑位置后, 相应的支撑系统钢筋砼的施工及时跟进,以保证继续施工的安全,而且在支撑系统砼未达到设计强度等级前,不得进行下一道土方的开挖。
1.1.2本施工环节质量控制的节点
土方挖掘的施工是深基坑施工的基础,其质量控制节点较多,对其各个施工环节的要求也比较高。综合来说,其质量控制节点和监测重点主要包括以下几个方面:
(1) 及时检测地表的预处理是否达到进一步施工要求。
(2) 使用工程爆破技术时必须严格控制炸药用量,并严密监控爆破过程。
(3) 选择的土方存放点是否在安全距离之外。
(4) 严密监视重型机械靠近施工现场。
(5) 施工过程中相应的安全支撑、垫层等辅助设施是否完备。
(6) 是否严格按照施工计划进行挖掘作业等等。
1.2施工中坑基的防水及其质量控制
渗水、漏水是深基坑施工经常遇到的问题,也是施工质量控制的热点所在。我们知道,流动水对坑壁的冲蚀力很大,处置不当很可能会造成基坑壁局部或整体垮塌,因此在具体施工中必须严加防范。
1.2.1深基坑施工中的防水技术
一般情况下,深基坑施工中需要防范的水包括地表水、坑壁渗水、坑底的地下水上涌(或上渗)以及降水等等。对地表水,一般是挖掘排水渠道排到远离施工点的地方,注意在基坑周围设置土围栏,以防其倒流入基坑之中。而对坑壁渗水的处理就麻烦的多(因为很难在渗水源头上进行控制),具体处理方法是在第二道支撑梁上沿基坑四周设置扁槽砼排水沟,并于坑底四周及后浇带位置设置卵石铺设的盲沟、盲井。如果坑壁渗水量较小,可以用干海绵吸取或者用导流管进行疏导,并集中到集水坑排出基坑外;但坑壁的渗水量较大时,就必须使用相关机械对渗水坑壁作压实处理,再通过注浆措施将渗水堵死。对于地下水渗水,若渗水多时现用抽水机抽干,再倾倒适量水泥浆搅拌。而对降水的处理则可以在施工点上方搭建施工大棚,同时挖掘排水沟。
1.2.2施工环节的质量控制要点
防渗水漏水是深基坑施工监测的重点,也是保证施工质量的关键部分。其质量控制点主要包括:
(1) 施工点近处不得有大的水坑、水塘等储水点存在。
(2) 排水沟的设置是否合理。
(3) 底部防地下渗水的水泥浆的使用量及其干燥后的硬度、密度是否符合防水要求。
(4) 防降水大棚的位置、坡度、及其排水沟位置是否合适。
(5) 施工过程中严密监控深基坑整体的水体变化。
1.3深基坑施工中的安全设施的讨论
深基坑施工过程复杂,危险性高,故而需要良好的防护设施对其进行保护,例如支撑架、防护板等。我们知道,在坑基挖掘到一定深度的时候,由于坑壁所受的压力变大且分布不均,为避免引发坍塌,就必须设置必要的支护桩、格构架等,也即用一定的外力纠正坑壁所承受的不均匀压力,具体包括建造一些水泥桩作为受力支撑点,并使用格构架等与防护板连接起来,还要使用监测设备实时监控支护结构顶部水位移;支护结构沉降和裂缝;临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;基坑底隆起的观测等。
2.深基坑施工质量控制工作中存在的一些问题
2.1施工中质量控制的监管不严密
其一,监管设备方面。虽然现代社会的信息技术高度发达,但是建筑行业对施工过程的质量控制的技术手段还远远落后于时代的发展。深基坑的施工工程一般比较繁琐,监理工作点多面广,工作量大,耗费精力多,难以进行全面的监管。因此,对施工过程质量控制的有效监理一直是行业的一大难题。其重要原因之一就在于采用传统的监管手段已经远远不足以完成有效的质量控制工作。但是,由于缺乏足够的资金投入,很多质量控制监管设备日趋老化,得不到及时的更新换代,根本没有实施信息化质量控制的基本条件。
其二,监管人员方面。建筑工程施工过程的监督管理人员是保障工程顺利施工的主力,也是质量控制的核心力量。但就目前来看,深基坑施工监督管理过程中监管人员仍旧存在素质低下,安全意识浅薄,责任心缺乏,因施工过程的质量控制工作做的很不到位而导致工程整体质量受损的情况屡见不鲜。更有一些监管人员对相关的国家法律法规不甚了解,没有认真的审查施工中的安全技术和错漏的施工问题,甚至对施工中出现的违规操作现象视而不见,听之任之,更是施工中质量控制工作中的一大漏洞。
2.2施工中质量控制的标准不统一、不完整
统一、完整的标准是进行质量控制工作的先决条件之一。但在实际的深基坑施工中,部分施工单位对深基坑施工的质量控制工作不加重视,甚至有的连施工的技术要点和安全要素都了解的不甚清晰,更遑论制定科学的质量控制标准了。由于没有相应的施工质量控制依据,给质量控制工作带来了困难,甚至无法进行有效地质量控制工作,为深基坑的继续施工和未来建筑物的施工埋下安全了隐患。
2.3对深基坑的管理不到位
深基坑施工中对一些扰动等因素的影响比较敏感,其质量控制过程也需要在外部条件稳定的条件下进行。如果管理不到位的话,例如重型机械过于靠近基坑、公路车辆行驶引起的震动、非施工人员的活动等都会对深基坑施工的质量控制造成一定的影响,也会威胁到施工的安全。
3.结语:
以上存在的问题会严重干扰施工过程及其质量控制,因此,必须采取切实有效的措施进行防范。同时,还要尽量使用先进的施工工艺和质量控制设备,保证深基坑施工的高质量。
参考文献:
关键词:深基础 旋流沉淀池 施工技术
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 05-007-02
1前言
旋流沉淀池是冶金行业用来回收含有氧化铁废水的地下构筑物,常见旋流沉淀池埋深约20m,直径15~20m,随着国家提出推广使用节水省地型建筑。越来越多旋流沉淀池在钢铁企业得到应用,针对这类深基础工程的施工,根据已有传统的逆作法和自下向上施工的经验,积极开展科技创新,研究专项施工技术应用。
2技术特点
该技术合理进行工序优化设计,解决了单靠一种工序无法完成的工作。打破了传统的采用沉井技术施工旋流池的方法;同时突破了传统的先做池底、后做池壁、自下向上的施工方法,而是针对工程实际情况采用先施工中部筒体结构,再施工筒底结构,最后施工上部筒体结构的方式。
3适用范围
适用于结构深度在-25m左右的深基础工程。
4工艺原理
将旋流沉淀池筒体结构划分成三个施工段:底部筒体、中部筒体和上部筒体。先施工中部筒体,再施工下部筒体,最后施工上部筒体。先施工施工中部筒体的目的是,在筒体内爆破底部筒体岩石,中部筒体作为施工防护墙,以保证施工安全。
5施工工艺流程及操作要点
(1)施工工艺流程定位与监测深井降水土方开挖与支护中部池壁施工岩石爆破岩石内池壁施工上部池壁施工
(2)操作要点
1)工程定位监测与控制表
依据建设单位提供的定位坐标,用全站仪确定旋流池圆心点。在开挖边线3m的圆周上,均布设置4个定位点。以后利用经纬仪进行圆心定位与校正。在开挖基坑边缘1m的圆周上设置4―6个沉降观测点。观测用原始基准点,设置在距基坑开挖边线15m外,不被扰动且便于观测的位置。沉降观测和每2天观测一次,并做好观测记录。
2)深井降水:降水井共设置两层,分别布置在距旋流池圆心10米和20米的位置。距圆心10米的深井井底标高为-25米,井顶标高为-14米。井孔直径700mm,井管直径400mm,采用无砂水泥滤管。
3)土方开挖与支护:根据地质勘察报告及现场实际情况,依据分层开挖的原则,基坑采用大放坡的方式开挖,放坡比例为1:1,每向下开挖3米设置1米宽的缓冲平台,直至岩石标高。
4)中部筒体施工:运用大模板施工工艺和泵送混凝土技术施工中部池体结构,混凝土浇筑前在池体结构的上下水平施工缝设置止水钢板。这样在开挖深度相对较浅的情况下,把中部池壁结构作为安全围护结构,达到了降低施工难度、提高施工效率、确保作业人员安全的效果。
5)岩石爆破:采用微差爆破岩石技术,爆破自中心向周边展开,分段爆破。爆破层厚不大于1米,爆破孔间距约0.5米,呈梅花状布置,实现低震动、无飞石的效果。
6)底部筒体结构:在岩石上设置 25的抗浮锚筋,锚筋总长2.5米,其中锚入岩石1.5米,锚入池底混凝土结构1米。混凝土结构采用木模板工艺和泵送混凝土工艺施工。
7)上部筒体结构
上部筒体结构施工采用等强滚轧直螺纹连接、泵送混凝土技术和大模板施工工艺。
8)关键工序连接爆破岩石后,在中部池体混凝土结构根部打孔植筋,利用植筋将中部混凝土和底部池体混凝土结构连成整体。
6机具设备
需配备的机具设备如表2所示。
7 质量控制
7.1工程质量控制标准
(1)旋流沉淀池混凝土结构施工质量执行《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2002。
(2)旋流沉淀池基坑支护和降水施工质量执行《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99要求。
(3)旋流沉淀池基坑岩石爆破施工质量执行《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》。
7.2质量要求
(1)遵循分层开挖、分层支护的开挖原则。施工中重点控制锚喷混凝土的强度、土钉长度和间距。
(2)混凝土的浇筑过程中间歇时间不能超过初凝时间。岩石爆破时要求中部池壁混凝土有足够的强度,防止混凝土受震动产生裂纹。
(3)保证爆破后的基底岩石结构完整。
8安全要求
(1)组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络,执行安全生产责任制,明确各级人员责任,抓好工程的安全生产,定期开展安全教育。
(2)岩石爆破时应建立安全指挥小组,统一指挥信号,做到一切行动听指挥。建立应急预案,处理土方开挖、深井降水过程中发生基坑塌方、停电等紧急情况。8.3 安全员负责检查机具设备的使用安全。
9环保要求
(1)成立施工环境管理机构,在工程施工中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章,加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生活垃圾和废渣的控制和治理,遵守防火及废弃物处理的规章制度,随时接受相关单位的监督检查。
(2)施工中执行的有关环境保护、法律法规。《建筑施工现场噪声限值》(GB12523);《建筑施工场界噪声测量方法》(GB12524)。《中华人民共和国固体废弃物污染防治法》。
(3)将施工作业场地和办公生活区合理布置,规范施工围挡,做到各种标牌清楚、齐全,各种标识醒目,施工现场做到整洁文明。
(4)在施工现场设立专用排水沟、沉淀池,对废浆、污水进行集中,认真做好无害化处理,从根本上防止废水乱流;对于废渣定期进行清理,并按照当地环保要求的指定地点排放。
(5)优先选用先进的环保机械。采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下,同时尽可能避免夜间施工。对施工场地道路进行硬化,并在晴天经常对施工道路进行洒水,防止尘土飞扬,污染周围环境。
10应用案例
日照钢铁有限公司1580热轧卷板厂旋流沉淀池工程埋深约26米,距海岸约1公里,地下水位标高约2.5米,自然地坪下约20m为中风化岩石层,旋流池底部结构入岩约7米,采用该技术进行施工,在质量、安全和效益方面均取得良好的效果。
参考文献:
[1]矫贵峰.临海复杂地质条件下的深基坑支护施工[J].辽宁建材,2008(9).
[2]王志敏.论逆作法现场建筑施工与监控[J].现代商贸工业,2008(9).
关键词:地铁基坑;承压降水;管涌;围护结构;监测
Abstract: with the high point of the urban rail transit subway construction, the subway foundation pit confined water control has become the main difficulty in metro engineering. Because of confined water control is essential for the security of the deep foundation pit, once in the process of foundation pit construction caused by confined water foundation pit uplift, piping, flow sand, will be the foundation of security and surrounding environmental impact. Therefore, how to effectively, scientifically and reasonably control the confined water, reduce the risk caused by confined water foundation pit and construction related, is a very worth studying problem. This article first analyzes the confined water in subway foundation pit may cause harm, and then discussed from the aspects of design and construction control of the pressure on precipitation and treatment measures, and finally to its monitoring points are described.
Key words: the subway foundation pit; Pressure on precipitation; Piping; Retaining structure; Monitoring of the.
中图分类号:TL372+.3文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
承压水对地铁基坑造成的危害
(一)顶托破坏
其表现为基坑突涌,这是工程界最早认识到的承压水危害形式,包括坑底顶裂、坑底流砂、坑底“沸腾”等多种形式,如有些表现为坑底薄弱处涌水、涌砂。起因可能是抗突涌安全系数不足,也有可能是地质探孔未封闭等原因。
(二)开挖面突涌
其表现为围护结构缺陷造成开挖面以上渗漏。这种模式不仅限于深基坑工程,也可发生与盾构、顶管等类型的地下工程。从渗流的角度看,潜水的压力由水自重形成,属于无压渗流,水头随着渗漏降低较快;反之,承压水渗漏属于有压渗流,其水头不会随着渗漏快速降低。因此,承压水渗漏危害程度比乔水严重得多。
(三)异常管涌
即开挖面以下围护结构渗漏导致坑底涌水,其机理与“并挖面突涌”不同,是由于坑内外存在压力差,而围护结构施工不当,插入部分不能起到止水效果,发生了异常的管涌。
(四)过量沉降
以往工程界对降承压水引起的沉降不够重视,认为只要采取坑内设井、按需降水,诱发的沉降都在可接受范围内。但调查发现,一些工程案例由于降承压水导致了周围地层沉降超标,影响了周围管线和建构物的正常使用。因此,降水诱发周围地层过量沉降无疑也是承压水危害的重要表现形式之一。
地铁基坑中承压降水的处理与控制措施
(一)设计中的措施
1、设计人员应全面了解、掌握降水区域的地质及水文地质条件。在此基础上,应尽可能地进行三维地下水渗流计算。
2、设计人员应在全面分析降水区域水文地质条件的基础上,选取能客观反映降水区域水文地质条件的地下水渗流模型,进行降水设计计算。对于复杂工程,降水设计方案应通过具丰富降水工程经验的专家组论证或鉴定。
3、设计人员应充分了解围护结构特点及各工况条件,在此基础上确定降水方案并进行降水设计。
4、承压水降水主要以满足盾构进出洞要求和尽可能减少降水对周围环境影响为目的,因此,应提供不同工况条件下、满足盾构进出洞安全要求的不同降水方案。对不同的降水方案进行比较后,选取最佳方案。
5、降水设计计算要留有一定的安全系数,此安全系数来自二个方面的考虑:一是计算参数选取的精度及准确性;二是降水井的施工质量及成井后的运行质量、保护程度等。对盾构进出洞承压水降水而言,其安全系数应大于1.05,环境要求高的宜大于1.1。
(二)施工中的控制措施
1、成孔质量控制
(1)控制成孔的泥浆质量是有效防止孔内塌孔和缩径的手段。在施工组织设计中,应有明确的要求,即根据不同的地层特性,调制不同比重的泥浆。在较厚或巨厚的砂性土层中成孔时,为保证成孔质量,需要进行人工拌浆。
(2)成孔深度控制根据钻孔灌注桩施工相关规程要求,可以有一定的误差,但对于降水成孔来说,要求尽可能按设计深度控制,不得超深施工。
2、井管漏水的处理
减压井井管钢板厚度≥4mm;井管验收合格后方可投入使用;井管之间的焊接质量必须符合相关规范要求。
3、井点出砂
滤料进场应检测其颗分曲线,合格后方可使用;滤网强度应足够。
4、井点水量的控制
(1)优选滤料级配,确保含泥量不超标。
(2)保证清孔效果和洗井效果。
(3)优化施工流程,防止加固水泥流窜入井点。
(4)配备合适的小泵,且泵的位置应优化。
(5)水文地质参数应以现场抽水试验或本地实践经验为准。
4、成井质量控制
(1)在项目施工组织设计中,成井的有关材料、规格、型号和安装方法等,均应有明确的要求。施工过程中应严格要求,不能随意更改,每道工序均应严格控制,上道工序验收合格,才能进行下道工序。
(2)洗井必须采用联合洗井的方式进行。对基坑降水来说,一般采用空压机和活塞联合洗井的方式。通过洗井,要求达到承压含水层地下水能比较顺畅地通过井的过滤层进入滤水管内,使井管内的水位及水量能准确反映承压含水层的水力特征。
6、成井质量验收
成井完成后,其质量均应符合设计、施工的有关规定与要求。降水井最终投入抽水运行前,应对井的质量进行验收,以使各相关单位了解每口抽水井的成井质量。成井质量验收的主要指标包括以下几个方面:
(1)成井的主要材料、规格、型号是否符合设计要求;
(2)单井出水量及水位降深、水的含砂量是否符合设计及相关规范要求;
(3)抽水停止后井底的沉砂厚度通过测定抽水含砂量和沉砂厚度,初步判定井是否与含水层连通、含水层中是否有砂透过滤水层进入井内;
(4)如发现井内抽水大量出砂或停抽后井底有较厚的沉砂,则应分析砂的来源,如确认含水层 出砂,则该井应慎重使用,或作观测井使用。
通过成井质量的控制,确保每口井的质量完全符合设计要求,使降水工程因井的质量问题而产生的风险在事前得到有效控制。
7、基坑围护施工质量控制
深基坑围护体一般不能隔断承压含水层。如果围护体在施工过程中,由于地质条件,施工工艺等原因造成围护体质量局部有缺陷,在开挖过程,特别是在开挖深基坑部分,承压水有可能顺围护体缺陷夹着砂土喷涌出来。如不及时采取有效措施封堵,极易引起临近建筑倾斜,墙体开裂、倒塌,周围道路、管线开裂,造成重大安全事故。基坑围护结构质量控制措施如下:
(1)应根据勘察及物探报告,挖除围护墙施工区域的地下障碍物,并用素土回填。
(2)地下连续墙施工时应设置导墙。导墙必须筑于坚实的土面上,不得漏浆,墙侧不应回填垃圾及其它透水材料。
(3)地下墙的槽壁及接头均应保持竖直,垂直度及局部偏差应符合设计要求。
(4)在地下墙施工中,要考虑重型设备动侧压力对槽段坍塌影响,对松散粉、砂性土,应调整泥浆配比,必要时采用地基加固措施或降水后再成槽。
(5)钢筋笼入槽前,必须采用底部抽汲、顶部补浆方法对槽底泥浆和沉淀物进行置换和清除,使底部泥浆比重不大于1.15。
(6)在每幅地下墙与地下墙之间的接缝处,基坑外侧采用高压旋喷桩加固及预埋注浆管跟踪注浆的两种方式。在没有地下管线位置,采用高压旋喷桩加固,在有地下管线位置,采用跟踪注浆方式。这样不仅解决地下墙接缝漏水的问题,也确保了承压水层以上土体的密实稳定无漏点,避免由于上部土体流失造成承压水通过接缝处突涌的安全隐患。
地铁基坑承压降水的监测
(一)监测中的要点
1、充分收集降水区域的水文地质资料
每一基坑监测方案编制前,应充分收集所在区域的水文地质资料和相似工程的经验及教训,重点了解施工影响范围内各承压含水层的埋深、厚度、水头高度等参数,同时深入分析掌握场区内地质条件的复杂程度及承压含水层的特殊性,以供监测方案编制时,在特殊性的位置予以特别考虑。
充分了解围护设计方案和工况
围护设计思路和施工措施工况的了解程度,对编制监测方案的可行性有着相当重要的影响。采用何种围护形式、加固措施及施工工序、降水措施的选择都会对监测效果产生影响,水位监测孔布置应充分考虑测点布置间距、围护结构形式、施工场地等因素,才能真实反映承压水水位变化的实际情况。
(二)监测中的质量控制措施
1、合理设置监测项目
涉及到承压水问题的基坑,监测项目的设置应考虑其系统性,承压水位的观测是必须的(此部分的观测应以降水单位的观测为主),另外基坑坑底回弹、立柱回隆、坑外孔隙水压力的变化及围护结构的侧向位移等项目也应该选择,如开挖过程中发现立柱桩明显上浮、基坑坑底隆起、孔隙水压力降低、测斜变形加大等异常情况,应考虑是否是承压水问题的作用。同时承压水降水时,基坑内外的承压水水头高度是必须要了解的动态数据,如果在基坑影响范围内涉及多层承压含水层,则应该分别测量。
2、测点布置应满足监测要求
测点布置首先应满足规范规定,同时应遵循围护设计单位对监测工作的要求和建议,掌握场地的实际情况后编制监测方案,使得承压水位监测孔反映的是承压水层动态水位变化,为降水提供依据。
3、明确设计的报警限值
监测方案中报警值应以设计提供数据为准,如果没有设计参数,应依据规范动态验算开挖过程中坑内上覆土层的自重和承压水头压力之间的安全度,防患于未然。
4、设置合理的监测频率
监测方案中的监测频率设置应以满足施工安全为前提,只有及时了解承压水位在开挖和降水过程中的实时动态变化,才能确保基坑的安全,避免过度降低承压水位而加大对环境的影响程度。
参考文献
[1]周铮.地铁工程中承压水控制的施工技术[J].建筑施工,2007.9.
[2]叶国强,陈杰生.深基坑施工中承压水的危害预防及紧急应对措施[J].建筑施工,2005.7.
[关键词] 逆作法 施工技术 原理
随着我国经济的飞速发展,高层建筑如雨后春笋般纷纷拔地而起。建设场区狭小,给工程施工留有的空间小,在基坑开挖时,对周围建筑物的影响就必须给予更重要的考虑。逆作法作为一项新兴的基坑支护技术,利用其对建造高层建筑多层地下室和其它多层地下结构具有良好的经济效益和社会效益。
一、逆作法施工技术原理及其分类
逆作法施工技术的原理是将高层建筑地下结构自上往下逐层施工,即沿建筑物地下室四周施工连续墙或密排桩,作为地下室外墙或基坑的维护结构,同时在建筑物内部有关位置,施工楼层中间支撑桩,从而组成逆作的竖向承重体系,随之从上向下挖一层土方,一同土模浇筑一层地下室梁板结构,当达到一定强度后,即可作为维护结构的内水平支撑,一满足继续往下施工的安全要求。与此同时,由于地下室顶面结构的完成,也为上部结构施工创造了条件,所以也可以同时逐层向上进行地上结构的施工。
逆作法的分类主要有四种:①全逆作法②半逆作法③部分逆作法④分层逆作法。
二、逆作法施工的技术要点
1、设计中应进行逆向思维。在常规技术下, 地下室的剪力墙如核心筒、人防墙以及地下室外墙等作为竖向构件承担荷载。但是在逆作法施工过程中,剪力墙是先施工上一层,再施工下一层,受力模式已发生变化。
2、钢管柱与梁板的连接。采用环梁节点,须预先在钢管上焊接抗剪环箍,并且定位要求及其精确。
3、钢管柱吊装的垂直度控制。由于逆作法施工工艺的特殊性,决定了地下室的竖向构件必须采用钢管柱或格构式钢柱。而吊装这一竖向构件时如何控制垂直度成为了关键因素。首先,先在桩顶标高以下1米处安设一定位钢板,定位钢板有三个调节螺栓,以调节钢板水平,钢管柱中部采用钢筋支撑笼状定位架,在地面也设有井字形定位木架。
4、地下室楼面梁与连续墙的连接。在逆作法过程中,内衬墙尚未完成,边跨的楼面梁一端支承载钢管柱上,另一端则必须支承在地下连续墙上。原设计思路在地下连续墙钢筋笼中预埋钢筋,地下室开挖后凿去砼保护层之后,扳出钢筋与梁钢筋焊接即可。
5、底板周边连续墙连接处止水措施。这个部位的止水成功与否对整个地下室的止水乃至使用安全有着决定性作用。地下连续墙钢筋笼中与底板位置预埋一竖向钢板,浇筑底板前焊接一水平止水钢板。
6、桩基类型的确定。从钢管柱安装定位的要求来看,人工挖孔桩是较好的选择。
三、逆作法适用的现实意义
1、社会效益
①交通方面:由于逆作法采取表层支撑,底部施工的作业方法,所以在城市交通土建中大有用武之地啊,既不影响继续通车,又能进行道路地下作业,避免了道路不畅引起的堵车。
②逆作法可从根本上解决支护桩的侧向变形,,从而使周围的环境不至于出现因变形值过大而导致路面沉陷,保证了周围建筑物的安全。
③我国是一个地震多发区,对地震的防治必不可少。采用逆作法的施工方法,充分利用它承受水平风力和地震作用所产生建筑物底部巨大水平剪力和倾覆力矩,大大提高了抗震效应。
2、经济效益
采用逆作法,一般地下室外墙与基坑围护墙采用两墙合一的形式,一方面省去了单独设立的围护墙,另一方面可在工程用地范围内最大限度扩大地下室面积,增加有效使用面积。同时,维护墙的支撑体系有地下室楼盖结构代替,省去大量的支撑费用。另一方面,支撑体系还可以解决特殊平面形状建筑或局部楼盖缺失而带来的困难。
3、环境效益
首先,由于逆作法是在地下进行施工,因而在施工中产生的噪音会因表层的阻隔而大大降低。其次,通常的施工技术易产生大量的建筑灰尘,破坏城市形象,但是由于逆作法施工是在封闭的地表下,可以最大限度的减少扬尘。
四、结束语
【关键词】:路桥施工施工安全控制措施
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一、路基工程施工过程中的安全要点及措施
1、土石方工程施工安全要求及措施
在有电缆、管道及光缆等地下设施的地方进行土石方开挖时,应事先取得有关管理部门的书面同意,并有相应的安全措施且派有专人监护。
在电杆或地下构筑物附近挖土时,其周围必须有加固措施。在靠近建筑物处挖掘基坑时,应采取相应的防塌陷措施。沿铁路边缘挖土时,应派专人监护或在轨道外侧设围栏。
在夜间进行土石方施工时,施工区域应有足够的照明。用风钻打眼时,手不得离开钻把上的风门,严禁骑马式作业。更换钻头应先关闭风门。
土石方工程不宜在冬季施工。如须在冬季施工时,其施工方案应符合施工验收规范要求并经总工程师批准。施工前应准备充分,并做连续施工。
2、土方开挖施工安全措施
人工开挖时,两人操作间距保持2~3m应以不互相碰撞为宜,并应自上而下逐层开挖,严禁采用掏洞的挖掘方法。在基坑内向上运土时,应在边坡上挖设台阶,严禁利用挡土支撑搁置传土工具或站在支撑上传递。用提升吊桶运土时,应经常检查绳索、滑轮、吊桶的牢固程度。吊桶下方严禁人员逗留。在深坑(沟)内作业时,如发现坑、沟壁出现塌方预兆,应立即撤出作业人员。
采用大型机械挖土时,应对机械的停放、行走、运土方法及挖土分层深度等制定出具体施工技术措施。移动施工机械时,应与边坡边缘保持一定的距离。在土方开挖中应随时注意边坡的变动情况,如出现滑坡迹象(如裂缝、滑动、流砂、塌落等)时,应立即采取暂停施工,必要时所有人员和机械撤至安全地点、通知设计单位提出处理措施。
3、砌筑施工安全措施
砌筑基础时,应经常检查和注意基坑土质变化情况,有无崩裂现象。当基坑装设挡板支撑时,操作人员应设梯子上下,不得攀跳,运料不得碰撞支撑,也不得踩踏砌体和支撑上下。采用外脚手架应设护身栏杆挡脚板加立网封闭后才可砌筑。吊装大型砌块时,应根据重量和装卸半径选择吊装机械。吊笼进出口处应设带插销的活动栏杆,吊笼到位后应采取防止坠落的安全措施。冬季施工时,脚手板上有冰霜、积雪,应先清除后才能上架子进行操作。如遇雨天及每天下班时,要做好防雨措施,以防雨水冲走砂浆,使得砌体倒塌。
4、高边坡施工安全措施
高边坡开挖时,需经常注意坡面的稳定。每天开工、收工前需对坡面、坡顶附近进行检查,发现有危石、危土、裂缝和有坍塌迹象以及其他不稳定情况时,需立即妥善处理。凡不能处理且对施工安全有威胁时,应暂时停止施工,并报告上级相关部门处理。每次雨后,均需对高边坡坡面、坡顶附近进行检查,查看是否存在滑塌迹象,发现有隐患及时妥善处理。
二、路面施工过程中的安全要点及措施
1、基层施工安全措施
对于要用石灰的,消解石灰时,不得在浸水的同时边投料、边搅拌,人员应远避,以免被烫伤。沿路肩堆放石灰消解时应慢洒水或泼水,操作人员应站在上风。装卸、洒铺及翻动粉末状材料时,操作人员应站在上风侧,轻拌轻翻以减少粉尘,并应配戴口罩或其他防护用品。装卸尽量避免在大风天气下进行,否则,应特别加强防护。在拌和过程中,不能急转弯或原地转向,严禁使用倒挡进行拌和作业,遇到底层有障碍时,应及时提起转子,进行检查处理。碎石撒布机作业时,先对机械和配套设备进行检查,自卸车与撒布机联合作业,应紧密配合,以防碰撞。撒布碎石,车速要稳定,不宜在撒布过程中换档。
2、沥青路面施工安全措施
沥青摊铺分为手工作业与机械作业两种。人工摊铺时,沥青混合料运输车进入施工现场后,应有专人指挥;卸料时,车旁不得站人,所有人员应远离运输车5米以外。铲除粘在自卸车车箱上前沥青混合料时,工人应用长柄工具在车下作业,不得爬上车箱。人工摊铺过程中,作业人员操作间距应保持3米左右,避免相互问被铁锹、扒子等工具碰伤。在对已撒沥青混合料路面找平时,应注意需撒地段是否有人。机械摊铺作业前的准备工作与机械喷布作业相同。摊铺时,摊铺机刮板的高度应事先调整好,不得在摊铺工作中进行调整,以确保沥青路面的平整质量。如摊铺机与运料自卸车联合操作,还应设专人指挥,做好协同配合。
3、水泥混凝土路面施工安全措施
人工摊铺作业装卸钢模板时,必须逐片轻抬轻放,不得随意抛掷。堆砌时,应规则有序并稳妥。操作时,特别多人同时操作摊铺时,因工作面小,锄、铲等均为长物工具,必须相互关照,注意安全。固定模板时,插钉或圆头钉等不得乱放乱搁,以免伤人。
机械摊铺作业时,布料机与振平机之间应保持5-8m的安全距离。要认真检查布料机传动钢丝的松紧程度,不得将刮板置于运行方向垂直的位置,也不得借助整机的惯性冲击料堆。作业中严禁驾驶员擅离岗位,无关人员不得在驾驶台上停留或无事上摊铺机,在弯道上作业时,要注意防止摊铺机脱轨。
三、桥梁工程施工过程中的安全要点及措施
1、 钻孔灌注桩施工安全控制及措施
对临时性电源和电闸箱应有安全设施和标牌,如盖防雨罩,严禁非操作人员乱动开关,应配专职电工看护。施工用电线应架空或埋地设置,不得使用无防水的电线或绝缘有损伤的电线。不得跨越传动轴,皮带等传动部件,严禁清扫运行中的机械部件。使用主卷扬机提升钻具时,应首先搬动多路换向阀操作手把,使加压拉手的夹紧机构松开,以免拉断加压钢丝绳,下放钻具时为防止降速度过高,可用手把加以控制。各部件不得长时间超负荷工作,不得利用卷扬机强力起拨钻具,以防止破坏桅杆等部件。处理事故时,可将转盘卸掉,不得在钻盘上使用千斤项。因事故停钻时,必须将钻头提离孔底。跑钻时不允许抱钻杆,不抢插垫叉。提到最后一根钻杆时,速度要慢,防止钻头碰击转盘。
2、斜拉桥、悬索桥施工控制措施
斜拉桥、悬索桥施工,应根据结构、高度及施工工艺编制相应的安全措施和操作细则,并认真组织施工和安全技术交底。电气设备和线路的绝缘必须良好,各种电动机械必须接地,接地电阻不得大于4欧。电气设备和线路必须经常检查,在检修时,应先切段电源,以保证施工安全。加强施工现场安全管理,施工现场要有防火措施并备有灭火器材,要防止电焊火花溅落在易燃物上。施工期间宜于当地气象台建立联系,切实做好对灾害性天气的安全预防工作。
悬索桥施工时,临时架设的工作索、牵引索安装完成后,应对索具、吊具等进行全面检查,确保安全可靠。索夹及索夹螺栓,必须进行检查,合格后方可使用。索夹安装应与主索连接紧密,确保吊杆承载后不滑移。为防止主索磨损,可在索夹与主索之间垫物隔离。应加强作业中的安全防护,已安装的横梁应随时连接风钩斜撑,以确保稳定。
3、通道桥涵施工安全措施
公路桥梁跨越铁路、公路或其他线路时,施工前应与铁路、公路或其他有关部门协商相关事宜,并签订必须的安全协议。其内容包括利用列车间隔时间进行施工计划、安全防护以及发生紧急情况时的应急处理措施等。
跨越铁路吊装大梁时,应利用列车间隙时间进行吊装作业,在无切实保证的条件下,严禁在列车通过的时候吊梁安装。有条件时,可经铁路有关部门的同意,在大梁就位时,列车慢速通过,以保证通车和施工的安全。
在铁路路基附近挖基、钻孔时,不得损坏铁路的各种信号设施,不得影响行车的瞭望视线。作业处应设置护栏、支撑及其他安全防护措施。
对结构复杂、施工期较长的大型立交桥施工,其安全防护设施必须完善,必须编制专项安全措施,并进行安全技术交底,制定的跨越铁路的架梁吊装方案必须安全、可靠。尽量避免在列车通过的情况下进行吊装作业。安全员尽职尽责做好相关工作。洞内装设及检查各种电气设备时,必须先切断电源。电缆互接或分路时,必须在洞内行锡焊和绝缘包扎并热补。严禁在洞内电缆上临时装接电灯或其它设备。电缆在洞内接头时,应在特制的防爆接线盒内或有防爆接线盒的电气设备内进行连接。
【参考文献】:
[1]明磊.浅谈关于人工挖孔桩的安全及质量通病的防治[J].中华民居,2011,(2):145-145.
摘要:
为提高爆破施工安全,严格控制爆破振动和飞石,设计了某小区楼房深基坑岩石控制爆破方案,对比三种爆破方案,优选了其中一种方案。在施工过程中采用中深孔微差控制爆破,辅以浅孔施工;使用分段分区分台阶的爆破方法,其中控制爆破Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区钻孔深度分别为2.5m、3m、3.5m,并于施工前进行爆破振动计算和施工过程中进行爆破振动的监测,监测区最大振动速度2.05cm/s,最小振动速度1.16cm/s,并根据测试结果对台阶高度、孔网参数和起爆规模进行调整。爆破施工结果表明:爆破网路参数安全可靠,爆破振动在安全允许范围内,无爆破飞石产生,提高了炸药能量利用率并改善了爆破效果,确保了爆破施工的安全。
关键词:
深基坑爆破开挖;控制爆破;孔网参数;爆破振动
1工程主要特点及技术难点分析
1.1基坑周围环境情况
该工程位于淮南市谢家集区文山南村小区建设工地内,需爆破的岩石大部分为中硬石灰岩,部分属于坚硬石灰岩。爆破区域长度约为100m,宽度约为80m,开挖深度8~12m,爆破总方量约65000m3。基坑周围环境情况如图1所示:东侧紧邻待拆迁的居民区,该区域多为自建民房,其东侧约为70m处有一高压输电线路;基坑南侧约15m处为居民区,该区域距基坑40m范围内的居民大部分已搬迁,仍有少量未搬迁户;西侧约15m处为一居民小区,该小区人口入住率较高;基坑北侧18~20m处有一栋正在居住的6层住宅楼和一栋4层的自建楼房。爆破环境极为复杂,要求严格控制爆破振动和飞石,对爆破施工安全要求很高。
1.2爆破振动、飞石影响周围建(构)筑物风险
楼房基坑爆破最近处只有15m,最远处为20m。在基坑岩石开挖爆破中,既要保证工程施工进度和必须的爆破效果,又要防止因爆破作业对周边建筑环境和人文环境的有害影响,乃是本工程爆破面临的主要技术难点。振动方面主要是爆破振动对周围建筑物及高压输电线支撑塔的影响,飞石方面主要是对周围建筑物、居民和高压输电线的影响。以上两种爆破危害必须引起足够的重视,也是此次爆破主要控制风险因素。
2爆破方案的选择及爆破技术设计要点
2.1爆破方案的选择及优化
针对爆区周围复杂的环境和严格的工期要求,提出三种施工方案[1,2]:方案1:采用浅孔爆破(孔径38mm,钻孔深度2.0m),并且使用胶带对爆破部位进行覆盖,分台阶、分区域爆破,该方案能保证爆破飞石和振动动不会对周围环境和建筑物造成影响,但是施工效率极低,不能满足施工工期要求。方案2:在基坑西侧紧邻小区位置采用浅孔爆破(孔径38mm,钻孔深度2.0m)分区域、分台阶爆破出一道宽约3m,深度约为4m的沟槽,然后再用中深孔(孔径90mm,钻孔深度3.5m)从沟槽处自西向东依次爆破,第一层爆破结束后再进行下一个循环。该方案能够将爆破振动对小区楼房的影响明显降低,但是最小抵抗线的方向恰好是朝向西侧小区方向,存在爆破飞石的风险。方案3:在基坑东侧采用浅孔爆破(孔径38mm,钻孔深度2.0m)爆破出一个长宽约为4.0m,深度约为4m的区域A,然后再用中深孔沿爆破区域进行钻孔爆破。根据距离西侧小区距离的不同分成三个区域,每个区域的爆破台阶高度自东向西依次为4.3m、3.3m、2.3m。该方案既能将爆破振动对小区楼房的影响明显降低,又能使最小抵抗线的方向恰好是背向西侧小区,降低爆破飞石的风险。经过以上三个方案的对比,决定采用第三种爆破方案,在施工过程中采用中深孔微差控制爆破,辅以浅孔施工;施工过程中使用分段分区分台阶的爆破方法,并于施工前进行爆破振动计算和施工过程中进行爆破振动的监测,为爆破参数设计和参数优化提供参考依据。
2.2技术设计要点
(1)炮孔布置首先在基坑东侧用小孔分两次爆破一个长宽均为4.0m,深度约为4.0m的区域,然后在其周围布置2~3排炮孔。炮孔排列方式采用梅花形布置,采用小台阶垂直孔(孔径为90mm)爆破法,每次台阶高度为4.3m。
(2)单段最大起爆药量确定根据萨道夫斯基公式,计算得出单段最大起爆药量[3,4]式中:Qmax为单段最大起爆药量,kg;V为质点允许振动速度,cm/s,一般砖石结构的建筑物为2~3cm/s[4],结合本次工程中的砖混结构楼房,V可取2.0cm/s;R为被保护物距爆点的距离,m;K、α分别为与被爆地区地质地形有关的系数和地震波衰减指数,因该工程设计以中硬石灰岩为主,故选取K=200,α=1.8。表1为计算后的单段最大起爆药量。控制爆破Ⅰ区(25m>R≥15m)采用钻孔深度为2.5m;控制爆破Ⅱ区(55m>R≥25m)采用钻孔深度为3.5m。控制爆破Ⅲ区(95m>R≥55m)采用钻孔深度为4.5m;施工严格控制单次起爆药量和单响药量,确保爆破效果和安全。(3)炮孔参数的确定根据文献资料[5,6],单段最大起爆药量计算表和以往的施工经验,主要爆破参数见表2。
3爆破网路
为降低爆破振动,在爆破施工中严格控制一次起爆炮孔数量,通过振动监测和周围居民的反应,采用逐孔起爆并且每次爆破炮孔数量不得超过5个。五个炮孔分别装入MS-1~5段非电导爆管雷管。将所有的炮孔分区分次起爆。爆破中要注意炮孔抵抗线是否变化,如果有变化要及时采取措施进行处理,否则可能会因抵抗线变小而发生飞石。
4爆破安全控制
4.1爆破振动控制
为确保爆破振动不会对周围建筑造成危险性影响,特进行现场监测,根据实时测试结果,从而指导爆破施工,对爆破参数和规模进行适时调整[7]。施工中在被保护楼房附近安置4个测振点(如图1所示),在距离被保护楼房其他不同位置分别进行爆破振动监测,数据如表3所示。
4.2爆破飞石控制
在施工过程中爆破飞石主要从以下几方面进行控制:首先,保证最小抵抗线的方向不得朝向居民区,钻孔作业时爆破工程技术人员要在现场指导并监督其作业,特别是第一排炮孔的最小抵抗线;其次,爆破员装药时对第一排炮孔的装药量进行严格控制,根据最小抵抗线合理调整装药量;最后,要保证堵塞长度和堵塞质量,专门安排人员对堵塞作业进行监督检查,全部用石屑堵塞炮孔并且要捣实填满。
5爆破效果与体会
按上述设计进行爆破施工,从爆破区域Ⅲ依次向爆破区域Ⅰ推进,爆后岩石破碎向上鼓起且无爆破飞石产生,除局部有少量大块外,爆破块度符合外运要求。整个爆破施工期间无爆破飞石和爆破振动损坏民房的事故发生,使整个工程按期完成。通过本工程爆破的成功实践,体会如下:
(1)该工程首先根据爆破振动公式进行理论计算,为爆破方案提供设计依据,以及在施工中对爆破振动进行实时监测,依据测量结果适时调整爆破规模和方案,都对设计方案的合理性起到了关键性的作用。
(2)在复杂环境下爆破,通过在合适位置采用小孔实施开槽台阶爆破,形成有序的台阶爆破,然后再采用中深孔爆破进行爆破,这样既保证最小抵抗线的方向朝向相对开阔的方向,又增加了自由面。
(3)施工中使用分段分区的爆破方法,通过划分不同的爆破区域,设计不同的爆破参数,对保证工期,可靠安全起爆起到了极大的促进作用。
⑷在爆破施工中根据岩石硬度和构造特征适时调整爆破参数,保证堵塞长度和堵塞质量,从而能够保证无爆破飞石的产生并且提高了炸药能量利用率和爆破效果。
参考文献
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【关键词】深基坑支护;施工技术;建筑行业
随着城市化进程的不断加快,对建筑物的使用功能和施工质量要求越来越高,住宅建筑以及各种办公、商场等公共场所等建筑工程大多都带有地下室,随着社会经济的发展和土地稀缺性矛盾日益特显,建筑高度不断加大,地下室工程规模也随之不断扩展。随着社会经济发展的加快,建筑工程质量与施工安全的重要性越来越明显,成为行业发展的一个重要课题。深基坑支护技术作为建筑工程中广泛使用的技术,对保证建筑物质量及周边环境和人民财产安全起到重要的作用,通过对其研究能够为建筑施工提出一些指导和参考。
一、深基坑支护技术的发展现状以及分类
随着我国社会经历飞速发展和城市化进程的加快,城市中不断涌现出了很多大型建筑,沿海发展较快的中小城市甚至一些发展较快的城镇都开始出现大型综合体建筑,对其进行施工过程中,特别是在施工技术相对滞后的一些小城镇,很多技术都不能满足现代建筑施工的要求。鉴于深基坑支护施工在建筑施工中表现出的一些优点,在实际工程中有很多值得应用的地方,为此,深基坑支护施工技术得到了广泛认可。此外,深基坑支护技术在各类建筑施工中也在深入发展和完善中,并由此形成和发展了适合不同地质条件和场地特殊要求的支护结构技术体系。
目前建筑施工基坑支护结构分为了以下几种类型:建筑地下连续墙的施工、建筑土钉的墙体支撑,建筑物桩基的支护、混合材料灌注时的支护、排水桩基的支护、锚杆或锚索支护、内撑式支护等形式。其中,5米、15米的土钉墙体技术以及搅拌桩基支护技术是较为常见的深基坑工程应用技术。如果建筑工程所处的地理位置中,地质条件、自然风貌等外在条件优越,10米左右的深基坑上可以应用土钉墙支护技术。一般来说,搅拌桩支护技术能够起到挡土、挡水等作用,而在地下水位处适宜应用土钉墙支护技术,但是这种支护技术不能够单独应用,必须与其他支护技术联合使用,如今,这种支护技术已经成为深基坑工程中的常用技术。地质条件复杂或场地周边建筑等条件局限,可以考虑钻孔桩加内撑式基坑支护技术。
二、深基坑支护技术在应用中需要注意的问题
建筑施工中的深基坑支护技术在实施中较为复杂,并且由于建筑物施工方式的不同,对地基的处理也存在一定差异,为此,深基坑支护技术在建筑工程中体现出的要求也是不同的。在建筑施工中,施工规模、建筑结构、工程中的土质情况以及场地周边建构筑物现状都是影响深基坑支护类型选择的关键因素。选择完了适合施工的深基坑支护技术以后,就要注意以下几点内容:
(一)深基坑的设计要按照建筑物的占地面积、基坑四周面积、边缘距离、地质状况以及场地周边建构筑物现状及其基础类型等进行,在确定了基坑的具体参照以后,在实施具体的支护施工工序。
(二)要能够选择适合的支护技术,适合地质状况、水文情况的支护技术是保证施工质量的前提,也是安全施工的关键。
(三)深基坑要能够确保四周地质土壤的稳定,在面对地下水或者是缓坡流水时具有一定的挡水能力。
(四)制定合理的施工方案,施工时必须严格按方案的施工顺序进行。
(五)制定完善的基坑监测方案,做到合理布设监测点,监测数据精度及检测频率应满足基坑安全要求。
三、土钉墙支护施工应用实例
(一)工程概况
某大厦建筑设计为30层,地下有2层,总体高度在70米左右,工程的外形尺寸为65.4米×38.2米,占地面积为2300平方米。施工中采用的地基类型为天然地基,建筑施工应用的土质为混合性质的粘土,这种土质状况较为柔软,此外,建筑抗震等级为丙级。在该建筑中,上层建筑大都为剪力墙架构,而建筑的基础部位大都是框架式的结构或者是筏板结构,鉴于建筑需要,还要向地下挖掘7米。参考建筑施工所处的地质特征以及周围的环境特点,基坑的开挖要能够结合地质情况,如果土质是较为松软的类型,在开挖时就要注意塌陷问题。该工程应用的是土钉墙支护技术。该技术支护深度可以达到4米,支护的断面层数为4层。
(二)土钉墙支护施工工艺的主要内容及技术要点
一般,土钉墙的施工工艺流程大致为:对土方进行挖掘边缘壁角的修整放线和测量钻孔钻机到达规定的深度孔缝的清理土钉插入灌浆养护工作。首先,参考工程图纸上的基坑尺寸,做好桩位的标记和测量,并用滑石粉标记出明显的位置,对基坑进行深度挖掘,要在基坑周围构建出一个积水沟或者是积水坑,要在每间隔20米处构建出一个排水设施,以此确保排水的及时和顺畅。应用水品钻机进行钻孔,孔径保持在一百米以内,土钉在施工中使用前,要对其进行除锈处理,还有各种顽固的焊油物质,将混凝土等液体灌注到打好的孔中,要确保其全部灌入到了孔底位置。应用土钉对托架进行焊接,土钉的位置要居中,并要增加钢筋以及砂浆液体的密实度。浆液应用的较为广泛的是水泥浆,水泥浆的凝结剂使用量要控制在一定范围,是水泥浆用量的百分之四左右,压力也要控制在0.2MPa~0.3MPa。在对水泥浆进行灌注过程中,要对注浆管进行适当的拉动,这样能够确保注浆的顺畅;砂浆的配比要能够按照一定的比例进行,一边进行灌浆一边进行搅拌,在水泥浆凝固前要完成注浆,并且为了确保注浆管的清洁,要每隔三十分钟进行更换。注浆完成的3个小时以后布设钢筋网,钢筋网是应用钢筋架的焊接或者是使用铁丝捆绑的方法完成。支护可以沿着水平的方向开展,预埋的直径在40毫米左右,支护外罩有一个PVC管道作配水管,管口密封应用的是水泥浆液。钢筋网在完成了布设以后,就可以在其表现上增加一层混凝土层,土钉要紧密贴合混凝土层。土钉的弯头周围要应用长度约200毫米的钢筋进行焊接固定。
四、混凝土灌注桩与锚杆支护技术的应用
同样是以一个实际工程为例,对混凝土灌注桩与锚杆支护的应用进行分析。该建筑工程建设的大厦地下有3层,总面积为35261平方米,基坑的深度为15米。工程中有剪力墙结构和钢筋混凝土框架结构,地下建筑结构为预应力钢筋结构。
该工程的地质条件为:按照初期的地质勘测显示,该工程的开展地点位于河流冲击面的附近,地面标高在40~45米之间;施工地点的土质为黏土层,局部一些部位为粉质的黏土层,大厦的承重指标在221kPa,地下没有非常多的软土层。
该工程的水文情况为:按照考察报告显示,该工程区域有三个地下水层。第一层是滞水层,水位在1~3米左右,水位的标高在3~35米之间;第二层是潜水层,水位深度在8~11米之间,水位的标高在36~38米之间;最后一层是间水层,水位深度在22.02~25.04米。
混凝土灌注桩工艺流程为:对钻孔场地进行平整处理对放线和布孔的位置进行测量和放线开挖排水沟准备好灌注的泥浆钻机进行钻孔清洗孔缝使之保持清洁布设钢筋笼浇注混凝土。在钻孔前,首先要对轴线进行定位和测量,在位置和放线的长度都确定了以后,就可以进行放线。准备好了桩机以后,对孔口进行检查和清理,并用特殊的仪器对孔口进行检测,以确保位置准确。在实施钻孔过程中,要时刻倾听钻孔时的声音,如果发现了钻孔机出现了异常的声响,则可以断定地质发生了突变情况;在钻孔的深度达到了规定的位置后,就要开展维护工作。所有钻孔工序都已经完成了以后,就可以进行钢筋笼的布设,可以在钢筋笼上安装定位的钢筋环,以便控制好钢筋孔的布设位置。
五、多种支护技术综合应用实例
对于场地周边建构筑物现状复杂的深基坑支护,可以根据实际状况选择内撑式基坑支护技术。
例如中山某发展较快一个镇区的一个金融商业大楼工程,用地面积25680.4平方米,总建筑面积平方米87420.3,地上19层,地下2层,基坑开挖深度约为12.0米,局部15.0米,基坑平面为140米×100米长方形,支护周长约480米。该工程东侧临河涌及镇政府机关大院,基坑边距离河涌约4-5米,距离镇政府大院建筑约15-28米;南侧邻近19层高城建大楼,该大楼为管桩基础而且无地下室,基坑边距离城建大楼约3.0-6.0米;西侧紧临3幢22层民安大厦,基坑边距离民安大厦约为6.0-15.0米,民安大厦为管桩基础,局部有一层地下室,其余均无地下室;北侧临新华中路,基坑边距离路侧约4.0-8.5米,基坑临道路侧沿道路人行道均有市政污雨水管道分布、电力电信管沟及煤气管,埋深在0.7-1.5米,环境较为复杂。考虑该工程自身的结构特点和确保场地周边现有建筑物的安全因素,设计采用“桩撑+桩锚 +桩间旋喷桩与搅拌桩组合帷幕止水”相结合的支护形式。
该工程的水文地质条件为:人工填土、淤泥、粉砂、粉土、砾砂等海陆交互相沉积层、震旦系片麻岩层,其中淤泥、粉砂、粉土、砾砂各层厚度较大,地下水位高,为微承压水,且砂层透水性强。
鉴于软弱土层锚杆的锚固性能差,周边建筑物的管桩基础及地下室也使得锚杆施工难度大,施工质量不易控制,故拟选用以内撑式为主的支护结构。为方便挖土并充分利用基坑平面形状接近长方形的有利条件,基坑中间设两个环形钢筋混凝土支撑梁,根据地下室结构的设计现状设一道内支撑。为有效限制坡顶位移,在支护桩顶设一道较短预应力锚索。支护桩采用钻孔或旋挖灌注桩,支撑立柱采用下部灌注桩上部钢构柱的结构型式。对于基坑底仍有深厚软弱土层分布的基坑区段,则对被动区采用水泥搅拌桩进行加固或支撑下一桩一锚增设预应力锚索。
支护桩桩径1.2m,桩间距1.5,设一道钢筋混凝土支撑,环形支撑梁直径分别为60m和70mm,环形支撑梁截面尺寸为2.0×1.0m,桩顶冠梁截面尺寸1.2×0.8m,腰梁截面尺寸分别为1.2×1.0m,其他支撑梁截面尺寸分别为1.0×1.0m和0.8×1.0m,桩与梁均采用商品砼C30浇筑而成,预应力锚索水平间距2.0m,长度25-30m。
针对强透水性砂层该工程采取专门的止水措施,采用支护桩外侧水泥搅拌桩帷幕、桩间单管旋喷与支护桩形成组合帷幕进行联合止水,搅拌桩和旋喷桩桩长均以穿透强透水层不小于1.5m为准。在基坑施工及使用过程中沿基坑周边设置排水系统拦截坡顶雨水、排泄坑内积水。沿坡顶和坡脚设排水沟,沿坡脚于基坑转角处每隔约50m设一集水井,积水排入市政管道前设置三级沉淀池,确保达标排放以免污染环境。
通过对该工程的实际特点进行仔细分析论证,选择了合适综合支护技术,并且在施工过程中严格按施工方案执行,基坑周边建筑物沉降、周边道路沉降、基坑坡顶位移沉降、支护桩桩身深层水平位移(测斜)、地下水位、锚索应力、支撑轴力和支承立柱沉降等项目的施工监测数据都在设计安全指标值范围内,切实保障了大楼的基础施工和项目周边建筑物的安全,受到建设方和当地建设管理部门的好评。
结 语:
本文结合具体深基坑支护工程实例,主要对建筑施工深基坑支护技术进行了分析探讨,并表现了深基坑支护在具体施工中的应用广泛性和必要性,突显深基坑支护施工技术在建筑施工中所起到的重要作用。
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