時間:2022-02-05 13:13:14
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇邊坡支護技術論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
當代,邊坡的支護方法在我國有很多種。按照支護結構的受力特點可以劃分為三類不同的邊坡支護類型:⑴被動受力支護結構:通過支護結構自身的強度和剛度來被動的承受土體產生的土壓力,限制土體的變形,從而起到支護的目的。常常采用的支護方法有:挖孔灌注樁、鋼管樁、鋼板柱、地下連續墻等;⑵主動受力支護結構:通過采用不同的方式方法實現提高土體的強度目的,讓被支護土體和支護體形成相互作用的體系,從而保證施工時邊坡的安全穩定性能。常常采用被稱作補強類支護施工技術進行支護,常見的支護施工技術有:樹根柱施工技術、攪拌樁施工技術、土釘支護施工技術等;⑶組合型支護結構:通過分析施工現場和土體的受力情況,科學合理的將被動受力支護結構和主動受力支護結構相結合應用到同一個邊坡支護工程中的支護方式。
2影響邊坡開挖和支護的因素
邊坡支護結構的選擇的正確與否直接反映邊坡支護效果的好壞,然而由于影響邊坡支護效果的因素太多,如何根據地質環境條件、邊坡性質的特性選擇正確的支護結構并不是一件簡單的事,因此,在實際的邊坡支護方案的選擇過程中需要充分考慮邊坡變形失穩機理、經濟合理與可實施性,選擇最合理的支護結構形式。
2.1地質條件
在邊坡支護方案選擇的考慮因素中,地質條件等相關因素是邊坡穩定性分析和支護設計最基礎、最重要的因素,直接影響支護的實際效果,因此在支護方案確定過程中,需要加強在這方面的考慮。所謂的地質條件,籠統地說包括地質構造、地形地貌、工程地質、水文地質及地表水等。其中地形地貌等相關影響因素是邊坡穩定性的控制重要因素之一,同時也是邊坡穩定性分析過程中,可以作為參考借鑒的宏觀判斷的重要依據。此外,地質構造等影響因素不僅影響邊坡的地形地貌,更重要的是影響邊坡巖體的力學性質,在一定程度上,地質構造決定著邊坡變形失穩的機理,可能會導致陡傾巖體的傾倒破壞或者碎裂巖體危巖崩塌等危險發生。其次,水文地質及地表水等因素的影響,可能會使邊坡土體軟化和強度降低,降低軟弱結構面的強度,因此支護結構必須和排水措施一并考慮,從而使邊坡穩定性增強。
2.2變形失穩機理的考慮
除了地質因素決定的邊坡固有特性之外,邊坡的其他性質也是需要考慮的因素,比如說:坡高與坡比、邊坡的使用年限;邊坡是挖方邊坡還是填方邊坡或者是半挖半填邊坡;以及邊坡上方的附加荷載、是否有震動因素等。這些因素的存在都一定程度上影響邊坡支護的設計方案的確定。此外,值得注意的一點是,邊坡的支護的方案的選擇很大程度上是根據邊坡變形失穩機理的原理進行設計計算而確立的,然后根據邊坡使用及周邊環境特性,分別確定邊坡重要性等級為一級、二級、三級,進而設計計算采用不同的邊坡支護方案。然而不同的邊坡其變形失穩機理有所不同,其變形失穩的主導因素也不盡相同。此外由于邊坡穩定條件的影響因素太多,而且計算起來十分復雜,因此要想徹底搞清邊坡的變形失穩機理是較為困難的,這也一定程度上制約著設計思路和支護形式的選擇。因此,認清邊坡產生變形失穩的類型十分重要。
3邊坡開挖方式
3.1土質邊坡的開挖方式
在開挖土質邊坡修建水電站時,必須按照由上至下的施工順序進行,且開挖時要要控制每一次削坡層在3米之內。在削坡結束之后需要使用反鏟挖掘機對作業面進行削坡操作,并安排專業的施工人員進行修坡工作。在施工過程中還要加強檢查力度。
3.2開挖巖質邊坡的方法
開挖巖質邊坡時我們一般采取鉆爆法來進行開挖施工,按照從上到下進行開挖的順序進行,爆破時采取毫秒微差梯段爆破的方法。
(1)分層開挖逐層爆破。依據設計的規定在開挖巖質邊坡時應該采取分層的梯段爆破法,經過研究調查顯示,我們要將開挖爆破的梯段控制在6米左右。由于巖質邊坡一般是較薄的順向的坡,開挖的坡角比巖層的傾角要大,一般開挖的切腳都不太大。
(2)臺階式分層爆破開挖。經過一定的開挖施工之后,邊坡會受到各種不同的因素影響,這無形中就加大了支護的難度。由于巖層切腳、爆破以及上層巖層的作用,經常會導致滑塌現象產生。所以為了保證安全,我們必須采取分層爆破的方式來降低安全隱患。
(3)薄層爆破開挖。薄層爆破開挖距邊坡12m內側的巖體,開挖高度應該控制在3m左右。
4邊坡開挖支護施工技術措施
4.1土錨桿支護
土錨桿施工技術在邊坡支護的過程中,主要針對堆積體淺表以土質為主的坡面進行支護和加強,提高坡面的穩定性。其施工流程相對比較規范,然而施工質量的好壞也直接影響著邊坡支護的實際效果,因此在土錨桿施工過程應明確操作步驟,嚴格按照施工流程,確保施工質量等級。
4.2鋪設鋼筋網
水利水電邊坡施工中為了防止邊坡巖體遇水后發生塌方、塌滑等地質災害,在邊坡破碎區應該選用掛鋼筋網的方法提高邊坡的穩定性。4.3噴混凝土施工
在一期支護工程中噴混凝土是一種常用的施工方法。噴射混凝土可以強化封閉開挖到位的邊坡基面,可以減少邊坡基面的基巖風化的機會。該施工方法普遍使用在放空洞出口邊坡開挖、壩肩開挖、邊坡開挖中,并取得了良好的效果。
5結語
【關鍵詞】深基坑,施工技術,支護施工,分析探討
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
在建筑工程施工過程中,為保證房屋建筑基礎及地下室的正常施工和周圍建筑物、地下管線不受損害,需對地面以下開挖的土體所進行的一系列勘察、設計、施工和檢測等工作,統稱為深基坑工程。作為建筑施工過程中的一個重要組成部分,確保深基坑的施工質量具有重要意義。
二、深基坑施工技術要點分析
1、轉變傳統深基坑工程設計理念
我國的深基坑技術經過長時間的不斷實踐和發展,已經取得了一定的成效,初步摸索出變化支護結構實際受力的規律,為建立健全深基坑支護結構設計的新理論和新方法打下了良好的基礎。但對于深基坑支護結構的實際設計和施工方法仍處于摸索和探討階段,到目前為止,我還對于支護結構的設計上還沒有統一的標準和規范。還沿用一些傳統的計算理論,從而造成計算結果與實際工程施工中的受力差別較大,在很大程度上增加了支護結構的不安全性,因此我們應徹底改變傳統的設計觀念,逐步建立以施工監測為主導的信息反饋動態設計體系,從而促進我國深基坑工程的健康發展。
2、重視變形觀測, 并注意及時補救
深基坑支護結構變形觀測的內容包括:基坑邊坡的變形觀測、及周圍建筑物及地下管線變形觀測等。通過對監測數據可以及時分析并及時了解土方開挖及支護設計在實際應用中的情況,分析其存在的偏差便可以及時的了解基坑土體變形狀況以及土方開挖影響的沉降情況還有地下管線的變形情況等。對設計中存在的偏差,在下部施工中及時校正設計參數,對已施工的部位采取恰當的補救和控制措施,為此,要求現場變形觀測的數據必須準確、可靠、及時,要求變形觀測人員嚴格按照預定設計方案精心測量、認真負責,保證觀測質量。如果在實際測量中確實發現異常情況,就需要即時研究采取措施以防止其惡化。而一旦出現大的變形或滑動,立即分析主要原因,做出可靠的加固設計和施工方案,使加固工作快速而有效,防止變形或滑動繼續發展。研究和應用已有的基坑工程行業的和地區性規范以及當地的工程經驗。對于重大復雜的基坑工程目前國內采用專家論證的形式,對保證工程安全、降低造價是有效和現實的一種方法。
3、深基坑過程的信息化
基坑工程實施階段必須采用信息化施工,實時跟蹤監測基坑支護結構和地下水治理系統的工作性狀以及周圍環境的動態變化,并及時采取有效應變應急措施,確保環境安全。基坑工程施工過程中必須進行監測,制定切實可行的詳細的監測方案,并通過監測數據指導基坑工程的施工全過程。
三、建筑基坑支護施工技術探討
1、逆作法技術
逆作法技術,主要是指在地下室基坑周圍預先安置若干混凝土鉆孔灌注樁或人工鉆孔樁,在此基礎上,逐層向下開展施工工作。就目前來說,逆作法工程施工技術是建筑基坑支護施工中比較先進成熟的施工技術。它采用平行立體操作的方法,對氣候環境依賴性較小,能夠充分的利用地下空間,最大限度的縮短工程期限。土方開挖和上部施工交替進行,很大程度上降低了由上部荷載造成土體持力層的壓力。一般來說,在建筑工程基坑較大的情況下,要優先考慮逆作法技術施工,這樣一來,能夠使地下室的結構主體得到充分的利用,最終實現支護目的。但是,在使用逆作法技術時,其支撐位置的設置會受到一定的限制,使建筑工程開挖工作變得復雜。
2、土釘和復合土釘墻
土釘在加固和錨固建筑施工現場土體的桿件中發揮著重要的作用,一般來說,土釘墻包括加固后的原位土體、密排的土釘、防水部分和混凝土噴射表層等。土釘主要憑借土體受力變形時產生的被動粘結力或摩擦力來發揮支護作用。
建筑基坑支護施工局限于場地的大小,不利于進行放坡,當建筑基坑附近有可供施工利用的土體,施工區域的地下水位較低或給排水條件好的情況下,應采用土釘和復合土釘墻支護施工技術。土釘和復合土釘墻支護技術變形小、施工方便、對周圍環境影響小、工作量小、節省原料、工程工期短等優點。區域地下水位以上或經過降水處理之后的砂土粉、質土、粘土等土體較適合采用土釘和復合土釘墻支護技術。
一般來說,土釘和復合土釘墻具體的施工過程是:首先,在工程施工的土體中進行預制鉆孔。其次,在其中嵌入鋼筋,然后采用低壓或高壓灌漿對土體進行水平孔灌漿,如果屬于擦用重力灌漿則進行傾斜孔灌漿鉆孔灌漿,如果施工需要,要進行二次高壓灌漿,保證土釘的承載力。最后,將鋼筋網片覆在表層,進行混凝土工作噴射,分層開挖土方。
3、排樁支護技術
在建筑基坑支護施工技術的應用中,樁排支護技術是其中較為常用的技術。樁排支護技術主要利用混凝土灌注樁或鋼樁支撐施工土體,在土體的內部安置支撐構件或錨桿配合樁體對土地進行支護。一般來說,在具體的建筑工程中,應該根據工程施工的實際情況靈活選用內撐式支護結構、錨桿式支護結構、懸臂式支護結構和拉錨式支護結構等。在進行排樁支護時,對于鋼樁來說,其承載力高,能夠二次利用,但成本相對較高;而混凝土灌注樁具有施工方便,布置簡單,造價經濟等優點,在施工中應用較廣。
在建筑施工過程中,應用排樁支護技術,一般來說,根據施工沉樁的方式,鋼樁預制樁可以分為單獨打入法鋼樁和圍檁打入法鋼樁。根據施工成孔的類型,灌注樁可以分為干作業成孔灌注樁、套管成孔灌注樁和泥漿護壁鉆孔灌注樁。混凝土灌注樁對鉆孔質量、鋼筋放置、混凝土灌注等要求較高,在工程施工時注意樁位偏差、樁底余渣、樁身完整性等情況的監測。而預制樁則要樁身撓曲度、位置、樁身表面缺陷、樁的尺寸等情況進行監測。建筑基坑施工中,使用排樁支護技術的工程,要等支護工作施工完成之后,才可以進行開挖工作。如果排樁處于的含有地下水土層時,一定要采用適當的隔水、止水措施,確保施工現場基坑內部和周圍建筑的安全。在建筑基坑深度過大的情況下,要采用排樁和錨桿相結合的支護方式,在排樁墻上安置錨桿以增強土體承載力。
4、放坡開挖技術
通常,按照規定的角度對建筑基坑支護結構進行放坡施工,就是我們平時所說的放坡開挖。在建筑基坑支護施工技術中,放坡開挖技術經濟方便。該技術在工程施工過程中需要許多挖好的土方,如果建筑工程所處的位置地下水位較低、給排水條件好、使用范圍較廣、地質條件優越,那么在項目工程中實施放坡開挖對周圍的建筑物就不會造成較大的影響。
在具體的項目工程實施中,必須結合具體的施工情況選擇恰當的類型。在工程放坡開挖時如果邊坡太大,很可能會導致土體不穩,引起土體塌方;相反,若是邊坡的坡度過小,那么就會導致施工人員的工作量增加和土體空間的浪費,還會給周圍建筑物埋下安全隱患。所以,在建筑基坑支護施工中,要高度重視邊坡的大小。
四、結束語
深基坑是整個建筑工程施工的重要內容,加強對施工技術的控制,嚴格采取合理的支護措施,并做好基坑的排水施工,有助于提高整個工程的安全性和穩定性,也有助于提升工程質量,實現較好的社會經濟效益。
參考文獻:
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[4]宋楠橋梁深基坑施工技術探討[期刊論文] 科技創新導報2010/34
關鍵詞:邊坡支護 ,施工技術 ,特點 ,設計原則
Abstract: because of some engineering geological conditions of geography and particularity of engineering construction will meet high buried deep dig project, therefore, the stability of the slope of the mountain for processing and strengthening construction is especially important, slope excavation engineering support is an important guarantee of safety. This paper mountain slope the purpose of support construction, characteristics and types of analysis, and with the PingLeXian a mountain slope support construction building as an example, the paper introduces the technical support construction slope.
Keywords: slope shoring, construction technology, the characteristic, the design principles
中圖分類號:U415文獻標識碼: A 文章編號:
所謂的邊坡支護,即是指為保證邊坡及其環境的安全,對邊坡采取的支擋、加固與防護措施。常用的支護結構型式有:懸臂式支護、錨噴支護、排樁式錨桿擋墻支護、重力式擋墻以及扶壁式擋土墻等。下面就介紹下邊坡支護施工的目的、特點以及類型等,并以桂林市平樂縣某山體建筑邊坡支護施工為例,來介紹建筑項目山體邊坡支護施工技術,介紹該山體邊坡的治理方案, 提出了邊坡在施工難度大、潛在的不穩定因素影響下的施工方法。
1.山體邊坡支護技術的設計原則。
基坑的設計必須由資質高深、專業性較強的工作單位來承擔,從而保證設計方案的合理性、科學性以及安全性。基坑支護的結構和工程的地質、水文地質及周邊地理環境等密切聯系。應當根據工程所在的當地環境、施工工期、地質水文等特點進行合理設計。同時,邊坡支護技術更是一門實踐性、經驗性很強的學科,支護結構是一項臨時性的工程,最少的投資獲得最合理的效果是工作單位一直追求的目標。既能保證達到預期的良好效果,又能保證基坑的安全,設計人員可以根據以往的經驗進行設計,以達到安全與經濟的最佳平衡狀態。安全可靠性、經濟合理性、施工便利性以及工期保證性構成了邊坡支護設計方案的基本技術要求。
2.邊坡支護技術的目的。
邊坡支護工程主要包括護坡墻體結構、支撐系統、土體開挖以及加固、地下水的控制、工程監測和環境保護等組成。邊坡支護是用于擋土、擋水以及控制邊坡變形的。其主要目的在于:保證基坑開挖和基礎結構施工的安全;保證環境的安全,如基坑臨近地鐵、管線、房屋建筑等,要保證其能夠正常使用;使主體工程地基以及樁基能夠正常使用,防止地面出現塌陷等現象的出現。
3.邊坡支護工程的特點。
(1)邊坡支護工程多是臨時性的工程,因此,工作人員對其設計與施工重視不夠,與此同時也就增加了它的風險性。
(2)當今的建筑工程逐漸趨于高層化,基坑也隨之向大而深的方向發展。基坑開挖深度最深已達到20米;基坑開挖的面積大,這為支撐系統的正常運行帶來困難。
(3)基坑工程可能對周圍環境帶來不利影響。在土質較軟的土層中,基坑開挖可能會導致地面較大的位移和沉降,對周圍建筑物、基礎設施以及地下管線等造成破壞。此外,場地面積狹窄、降雨量大、重物的堆放等對基坑的穩定性很不利。而且,在相鄰場地的施工中,打樁、挖土以及基礎澆筑混凝土等可能會相互制約和影響。
(4)邊坡支護的設計與施工難度較大,基坑工程事故頻繁發生。其產生的原因是多方面的,一是設計的質量不合格,方案選擇不合理;二是施工管理不到位,施工中有偷偷更改或減少支護的現象;三是監理不夠,監理人員的責任意識不強。
(5)基坑工程的綜合性、系統性較強,它與多門學科相互交叉和聯系,如:勘察工程、地下工程、結構工程以及測控工程等。
4.支護結構的類型及選用條件。支護工程的分類:a.按開挖深度來分,若基坑的開挖深度大于5米,則稱之為深基坑;反之,則稱之為淺基坑。b.按開挖方式來分,包括放坡開挖和支護開挖兩種。c.按功能用途來分,包括樓宇基坑、地鐵站基坑以及市政工程基坑等。按照安全等級來分,依照破壞后果可分為三個安全等級。d.按支護結構的形式來分,分為支護型和加固型兩種。
5. 基坑支護結構的主要類型。
(1)無圍護放坡開挖。
對于三級基坑工程,即支護結構的破壞程度較低,土體失穩或者過大對基坑周邊的環境和地下結構的施工影響較小。如果基坑開挖的深度較淺,而且具備放坡的條件時,可以直接放坡開挖;若地下水位過高,則應在放坡前采取一定有效的降水措施。且開挖的坡角大小和土質條件、開挖的深度以及地面荷載等因素密切關聯。
(2)噴錨支護。
一些人工邊坡尤其是巖質邊坡,常常采用噴錨支護的方法,其一般要求是在巖面上確定好錨桿孔位,再進行鉆孔工作;安裝錨桿的同時,在鉆孔內要灌入水泥砂漿。
(3)樁墻支護。
在基坑工程中應用最多的支護方法就是樁墻支護,它可用于各種類型的基坑,受支護條件的限制較少。它主要由樁墻結構和支護結構組成。
(4)重力式支護結構。
重力式支護結構多用于軟土地基或者是松散砂土層,采用的是水泥土墻。一般適用于深度較淺的基坑。
(5)土釘墻支護。
土釘墻支護多用于二、三級的基坑工程,它適用于水位比較低的粘土、砂土以及粉土層,基坑的深度多在12米以下。
(6)中央開挖施工法。
對于面積比較大的基坑,如果基礎工程可進行分步、分塊施工,則可以先進行基坑周圍排樁的施工,放坡開挖完成后,先完成施工中央部分基礎工程,完工后再挖除排樁內側的土體,再施工其他的基礎工程。
(7)墻前被動區土體加固法。
有些基坑其土層為流塑或者軟塑粘土層,為了增加土體抗壓的強度以及降低護樁的入土深度,可在基坑開挖之前,采用深層攪拌樁法以及高壓旋噴注漿法、靜壓注漿法對土體進行加固或者改良。
(8)逆作拱墻。
根據基坑的具體條件,采用全封閉拱墻或者局部拱墻來支擋土壓力,以維護基坑的整體穩定性,閉合拱墻是用鋼筋混凝土就地澆筑而成。
6.山體邊坡支護施工的實例。
(1)工程概況。
該工程位于廣西桂林市平樂縣, 由于主體建筑在半山坡上依山而建,施工要開挖該建筑所在的山體, 將會對建筑物安全構成威脅。該項目是當地市、縣旅游配套重點項目, 如果安全得不到保障將會給社會很大不良的影響。
該工程總共分為四部分,北側上部用為預應力錨索砼框架梁、下部為鋼筋砼抗滑樁;東側為預應力錨拉砼以及邊坡植草防止水土流失兩部分。整個建筑占地靠近紅線,操作空間比較狹小,坡腳是作物用地,坡頂是松樹林。為了增強邊坡的抗滑能力,建筑物東面設計的兩級擋土墻,第一級采用重力式擋土墻,墻高5米,寬度平均2米,長度128米,第二級擋土墻采用衡重式擋土墻,高8米,寬度3米,長度達到60多米,擋土墻基礎埋深不小于1米并要求達到持力層,擋土墻與山體之間填級配砂石過漏層并均勻設置排水孔。由于第一級擋土墻標高平面是一條4米寬小區環山,擋土墻與路面之間做了排水設計,防止雨水進入擋土墻內壁。第一級擋土墻距離建筑物外墻3米,第二級擋土墻距離建筑物為9米。第一,第二級擋土墻之間回填粉質泥土做成不大于45度角護坡,二級擋土墻后面一部分進行削坡處理,另一部分采用土工復合織物護坡,角度也不大于45度,有的放坡達不到45度角, 就分兩級放坡。
(2)施工方法。
該工程所在的山體坡面較陡, 施工邊坡的受力近乎垂直于基坑。工程設計擋土墻與建筑物外墻的距離為2.5米,邊坡土體開挖的厚度較大。首先進行第二級擋土墻后面的坡面的表層土體的開挖,把陡坡降低。然后再開挖建筑物的土方,土方分要二級開挖,呈臺階狀。如果一次挖到設計標高,土方垂直高度過大容易造成邊坡塌方。把第一級擋土墻的安全施工范圍挖好后, 從北拄南砌筑擋土墻,砌筑到1.5米高時回填泥土并夯實,形成工作面,再往下施工,共分三次砌筑達到設計標高。對于高大擋土墻施工,擋土墻材料就位是關健,采用人工搬運法難以達到工期的要求,在擋土墻南邊我們正在進行一小會所建筑施工,在考慮建筑塔吊的同時也一并考慮了擋土墻的石材運輸。由于主體是一個S形建筑,擋土墻也是跟著主體形狀走,所以隨時要進行砌筑偏差監控,另外還要設置沉降、位移監控點,以防施工過程中出現安全問題。
該工程的施工難度較大,有很多不穩定因素,但采用了多種邊坡施工技術,從而是基坑工程得以順利完成。
7.結束語
以上的山體邊坡施工實例,為我們提供了很好的借鑒。合理、有效的邊坡支護施工技術,必須滿足其設計的基本原則,并且根據工程的具體情況,從而保證整個工程的安全。
參考文獻:
[1]張強勇,向文.三維加錨彈塑性損傷模型在大型山體邊坡工程中的應用[J]. 武漢水利電力大學學報,2000,(02) .
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關鍵詞:坑支護,噴射混凝土,噴錨網,錨桿
0.前言
噴錨網支護是錨桿、鋼絲網、噴射混凝土相結合的聯合支護方式。可最大限度地利用邊壁土體的自穩能力,使結構處于最佳受力狀態,根據監測數據可隨時調整支護參數,具有很大的靈活性,特別是在周邊環境復雜的情況下,因所需設備簡單、所需場地較小而具有較大的優越性。
在二環東路小清河橋P2橋墩承臺施工中,根據工程特點及現場情況,采用了噴錨網支護方案,收到了良好效果。
1.工程概況及工程地質條件
小清河前進橋始建于1958年,此后于1966年和1983年進行2次重建,現狀橋梁采用轉體工藝施工,于1983年開工建設,1985年建成通車。為鋼筋混凝土單跨鋼架拱橋,凈跨40米,橋長56.5米,寬40米。近幾年隨著濟南城市規模的不斷擴大和省市路網系統的不斷完善,該橋車流量逐年增加,大型過境車輛較多,舊橋無法滿足現狀交通通行條件;另隨著小清河綜合整治工程的實施,該橋無法滿足行洪要求及通航條件,故拆除重建。
新建橋梁為三跨變截面連續梁,全長115m,跨徑分別為35、45、35m。橋寬53.9m,分四幅,左右兩側各包括一座17.95m寬的車行橋和一座8.98m寬的人行橋。橋面機動車道為雙向八車道,中間設6.1m隔離帶。
橋梁下部采用灌注樁基礎,鋼筋混凝土承臺,一字型鋼筋混凝土橋墩。慢行一體橋墩承臺寬5.5m,高2.2m,長6m。快車道橋墩承臺5.5m,高2.2m,長14.18m。承臺底標高15.3m,低于現狀河底3.7m,低于現狀水面5.2m。
該橋防洪標準按百年一遇設計,橋位處河道斷面洪峰流量615立方米每秒,洪水位24.07米,河底規劃標高17.07米,景觀水位線22米。免費論文參考網。該橋位于小清河五柳閘——東辛新港VI級航道范圍內,船舶噸級100噸,河道水深不低于1米,單向通航孔凈寬25米。
該橋址處地質勘察資料顯示,淺層地層主要由第四系地貌單元為黃河小清河沖積平原,地下水為第四系空隙潛水。基坑地質分層自上而下分為:
①雜碎土:雜色;稍密;含大量磚塊、碎石、灰渣。層底標高:21.30~21.50m
②素填土:褐黃色;稍密;濕;以亞粘土為主,含少量磚屑、碎石、灰渣。層底標高:21.00~21.30m
③亞粘土:褐黃色;軟塑;濕;含鐵錳氧化物、碎貝殼,粘粒含量一般。層底標高:19.50~21.00m
④淤泥:灰色,流塑,干強度低,少有光澤,含大量有機質。層底標高:18.72~19.50m。
⑤亞粘土:淺灰色;軟塑;濕;含有機質,振動析水。層底標高:16.00~18.72 m
⑥粘土:灰黑色;硬塑;濕;含有機質,少量碎螺殼。免費論文參考網。層底標高:15.20~16.0 0 m
⑦亞粘土:灰綠色;硬塑;濕;粘粒含量一般,零星姜石、碎螺殼。層底標高:11.40~15.20m
⑧亞粘土:淺棕黃色;硬塑;濕;含鐵錳氧化物,零星姜石。層底標高:6.30~11.40 m
為配合高架橋施工及交通疏導要求,根據總施工方案,該橋分期施工。第一期先施工兩側慢行一體橋,第二期結合高架橋施工進度,施工中間快車道橋,整個工程2009年8月31日前完工。
2.支護方案的選擇
2.1場地評價
兩側慢性一體橋P2橋墩承臺位于舊小清河河道中,圍堰筑島后島面頂標高為21.5m,承臺基坑坑底低于島面6.5m,低于河水水位5.2m。由于基坑在開挖深度內主要以雜填土、淤泥和亞粘土層為主,通常在開挖2-3m就會遇見流砂層,且施工期已到2008年5月下旬,臨近汛期,因此必須做好基坑支護的同時,加快施工進度,汛期來臨前完成承臺及墩身澆筑,挖除筑島。
2.2施工方案的選擇
方案一
考慮采用沉井施工,作為承臺工作基坑,此種方案可解決支護問題,但由于施工速度較慢,工期上不能滿足要求。
方案二
采用鋼板樁支護,能夠滿足工期要求,但對于流砂的支護效果不好,類似工程中出現過鋼板樁被整體向內壓彎的情況,且工程造價高。
方案三
錨噴支護,技術成熟,在深基坑開挖中廣泛應用,且施工速度快,可將流砂層固定至護坡上且造價較低。
2.2.1支護工程造價比較
方案確定時,比對鋼板樁支護、旋噴式重力式擋土墻支護及沉井支護三種方案,在基坑支護工程相同的施工條件下,選用鋼板樁支護方案,費用為120萬元;選用旋噴式重力式擋土墻支護方案,費用為87萬元;而選用噴錨網支護的方案,造價僅為28萬元,由此可見,在深基坑支護方案中,如果地質條件許可,使用噴錨網支護方案是比較經濟的。
2.3錨噴支護方案的設計
根據現場踏勘實測數據表明:基坑北側場地較寬闊,可以大放坡,而東西兩側及南側沿河為盡量減少筑島面積,放坡比例很小,在北側預留出支護所需材料堆放、加工的場地后,按1:1.5左右比例放坡;其余三面按1:0.7左右的比例放坡,采用噴錨網支護。
通過一定方式的邊坡土體、結構改善和降水支護措施,可分層開挖至基底。開挖前,在坑槽外圍靜壓法施工Ι25a工字鋼,對上、中層土體結構進行改善,減弱土體流動變形;有效降低筑島標高,高于現狀河道水平面以上50cm為宜,盡量減輕基坑土壁壓力;采用粉碎后生石灰固結土壁上層土體(高1.5米,寬3.0米范圍),增強坑周表層土體的整體性。基坑開挖在降水井工作7天后進行,開挖采用1:0.5放坡,第一步挖除上部土方,修坡后采取素噴方式,保護邊坡土體不受風化及雨水沖刷,改善土體原有特性。同時,又能使基坑內施工現場清潔、衛生,保證基礎施工在雨季順利進行。
設計參數的取值:土體容重γ=19.8 KN/m3,挖深H=6.5m,內聚力C=29 KPa,摩擦角φ=13°,安全系數K=1.3,外荷載q=10KN/m2,由此,布置6排錨桿。
3 施工要點
3.1 基坑土方開挖及修坡
基坑土方開挖分步進行,分步開挖深度主要取決于暴露坡面的直立能力,為給錨噴網施工提供良好的工作條件,每層挖深1.5m~2m,不允許超深開挖。開挖長度根據交叉施工期間能保持坡面穩定的前提決定,一般在同一軸線開挖的長度為15m~20 m。邊坡開挖最大限度地減少對支護土層的擾動,并嚴格按規定修坡,防止因分層開挖的誤差引起最終基坑外形尺寸的不足。
3.2 錨桿施工
坡體上錨桿采用梅花狀布置,水平間距1.50 m、豎向間距1.20m,長度依次為9.00、9.00m、9.00m、6.00m、3.00m、與水平夾角15度,采用鉆孔式施工工藝,孔徑130mm,內注水泥漿,水灰比0.45,強度等級≥M15,鋼筋采用1d25II級螺紋鋼筋,沿鋼筋間隔1.50m焊接定位支架。錨桿端部橫向設置加強筋,加強筋為2d16II級螺紋鋼筋。
3.3 掛網噴混凝土
等錨桿施工完成后,用Φ10圓鋼與錨桿彎頭銜接起來,形成整體。然后迅速在邊坡面上,布上一層Φ6.5,網格200×200鋼筋網,網筋之間用扎絲扎牢,網片之間搭接要牢。在上述工序完成后,即可噴混凝土,噴射混凝土是借助噴射機和使用壓縮空氣將按一定比例配合的拌合料通過管道輸送并以高速噴射到邊坡受噴面上,凝結后與鋼筋網形成薄壁鋼筋混凝土板墻。混凝土厚度按設計要求為80~100mm,強度為C30。噴射混凝土時噴槍口與受噴面距離保持在1~1.2m為宜,避免因距離過大而影響受噴面混凝土的密實度,距離過小而造成過多的混合料反彈損失。
3.4設置測點
監測要設置測點,在施工期間和竣工前定期觀測。免費論文參考網。一是地面下沉值,二是坡面位移值,現場監控測量對噴錨網支護技術尤為重要,通過監測,隨時掌握邊坡的穩定狀態、安全程度,為設計和施工提供信息,以便隨時修改設計和施工方案,達到設計和施工最優化。
關鍵詞:深基坑;土釘墻噴錨;支護;監控測量
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A
1 工程概況
該項目擬建建筑物為中醫院病房樓、門診綜合樓及地下車庫,工程四周為耕地,其南側距離最近的圍墻大于20.0 m,大于2倍的基坑深度范圍內無建筑物和管線,距市政管網較遠,對周圍建筑及其管網無影響。
2 水文地質條件
根據地質勘察報告顯示,場地開挖的巖土上部表層為少量耕土,其下為第四系更新世沖洪積土層,根據其巖性及物理力學性質,自上而下主要分為6層,分別為①含少量姜石的可塑~硬塑狀新近沉積粉質粘土層;②粉土;③細砂,主要礦物成分以石英、長石為主、含少量云母;④粉土;⑤含小姜石硬塑狀粉質粘土層;⑥含小姜石硬塑狀粉質粘土層。施工區域內在勘探深度范圍內未見地下水因此不用考慮降水施工。
3 基坑支護方案
根據現場條件和結構設計文件要求,基坑實際深度為8.4 m,病房樓因地基處理需要,設置了0.2 m 厚褥墊層,故病房樓處基坑深為8.6 m。該深度范圍內土的工程特性指標如表1所示。
表1土的工程特性指標
土層名稱 γ(KN/m3) c(kPa) Ф(°)
①新近沉積粉質粘土 19.9 23.9 15.6
②粉土 19.7 7.1 19.0
該工程為深基坑支護工程,基坑安全等級為二級,基坑周邊允許超載為15kPa,為防止邊坡塌方,保證安全作業,特對基坑邊坡進行支護,在經濟合理的基礎上,采用土釘墻噴錨支護方案進行支護。
基坑支護設計參數為土釘橫向間距與豎向間距均為1.5m,傾角為15°,孔徑110mm,土釘鋼筋為C20HRB400,土釘共設4排,長度分別為7.0,6.5,5.5,6.0m,噴錨網選用A8@150×150鋼筋網。病房樓段、門診樓及地下車庫段基坑支護設計參數見表2。
表2 病房樓段、門診樓及地下車庫段基坑支護參數一覽表
土釘道數 水平
間距
(m) 豎向
間距
(m) 入射角
(deg) 孔深(m) 孔徑
(mm) 鋼筋
(Ⅲ級) 鋼筋長度(m) 鋼筋直徑(mm)
病房樓段 門診樓及地下車庫段 病房
樓段 門診樓及地下車庫段
1 1.5 1.5 15 8.7 8.7 110 HRB400 8.5 8.5 20
2 1.5 1.5 15 7.9 7.7 110 HRB400 7.7 7.5 20
3 1.5 1.5 15 8.0 7.9 110 HRB400 7.8 7.7 20
4 1.5 1.5 15 8.2 8.2 110 HRB400 8.0 8.0 20
5 1.5 1.5 15 9.7 10.7 110 HRB400 9.5 10.5 20
4 施工工藝流程
土釘主筋、網片制作鉆孔位置測量及布設成孔土釘主筋就位綁扎、加固鋼筋網第一次壓漿二次補漿噴射混凝土面層覆蓋養護
5 施工技術要求
1) 開挖修坡:基坑作業用挖掘機,開挖后人工對邊坡進行修整,清除坡面虛土,保證基坑坡面平整度,并嚴格按設計坡度放坡。
按施工方案要求,分層分段開挖修坡,開挖深度必須符合設計要求,每段開挖長度不大于50 m,每層開挖深度不得大于2 m,具體每層開挖深度,根據各剖面土每層錨桿孔標高而定,嚴禁超挖。基坑一次開挖深度,需土方施工隊伍與護坡施工配合,視邊坡允許變形范圍、自穩時間和施工流程相互銜接情況而定,地質條件好、含水量小、施工速度快,深度可大些,反之要小些。
2) 錨桿成孔:采用洛陽鏟人工成孔,孔徑為110 ㎜,豎向間距1.5 m,水平間距1.5 m,傾角為15°。成孔前根據設計要求,在坡面定出孔位,允許誤差±10 cm。成孔后進行檢驗和測量。孔徑允許誤差±5 mm;孔深允許誤差±5 mm;孔傾角允許誤差±1°;孔內碎土、雜質及泥漿清除干凈;成孔后用編織物等將孔口臨時堵塞。
3) 置筋:插入錨桿鋼筋前要進行清孔檢查,若孔中出現局部滲水或掉落松土立即處理。土釘鋼筋置入前,要先在鋼筋上安裝對中定位支架,以保證鋼筋處于孔位中心且注漿后其保護層不小于25 mm。支架沿釘長的間距為1.5 m。安裝完畢后,隨即檢查孔內是否有碎石堵孔,若有立即清除。
4) 鋼筋連接:鋼筋網用細綁絲綁扎,錨桿鋼筋和橫向連接筋采用電焊機焊接。
5) 注漿:采用注漿泵常壓孔底注漿,漿液采用純水泥漿,水灰比為0.45~0.5,見漿液流出孔外后再注下一個孔。注漿前要清除孔內雜物,注漿管隨著注漿慢慢拔出,同時保證注漿管端頭始終在注漿液內,注漿要連續進行,要飽滿。隨漿液慢慢滲入土層,孔口會出現缺漿現象,及時補漿,補漿在2小時后進行,補漿次數不少于2次。漿液要攪拌均勻并立即使用,對未注滿孔,用1:1(重量比)水泥砂漿抹平。
6) 掛網噴面:坡面掛A8@150×150鋼筋網,面層噴射細石混凝土,混凝土強度等級C20,厚度不小于100 mm。噴面前要清理面層,埋好控制面層厚度的標志,噴面層分段分片依次進行,同一段內自下而上進行,段片之間,層與層之間做成45° 的斜面。
7) 該基坑工程工期正值雨季,雨期施工的原則:防排結合、以排為主、不積水、不倒灌,確保基坑、邊坡穩定,主要采取了坑壁滯水處理和基坑排水措施。
坑壁滯水處理措施為在基坑上口四周600 cm寬砼硬化的同時,用塑料布壓入在砼中,塑料布向基坑下鋪設,覆蓋整個基坑壁。基坑排水措施如下:沿基坑四周,在肥槽內開挖寬深均300 cm的排水溝,排水溝用水泥砂漿底并用卵石填充,排水溝內設置集水井,集水井直徑1.0 m,深1.5 m,周邊用混凝土實心磚圍砌,內置直徑0.3~0.4m無砂濾管,四周用碎石填充,內置Ø75的污水泵,每個集水井設一臺水泵,一旦有積水,及時使用污水泵將其抽出到坑外,保證坑底沒有積水。
6 基坑監測
1) 監測內容:圍護體的位移及沉降;地表開裂狀態及周圍環境變形; 基坑底部土體有無隆起,圍護外側土體有無下沉。
2) 監測點的設置
基坑邊坡頂部的水平位移和豎向位移監測點在基坑周邊布置;基坑周邊中部、陽角處布置監測點;在土釘墻坡面上設置監測點;水平方向監測點間距不大于20m,每邊監測點數目不少于3個,豎向監測點布置在基坑的頂部,即地面下1.0 m處。
監測點、后視點、水準基點設置在基坑施工影響范圍外。
沉降和位移監測點設在基坑邊壁和基坑底部。
3)監測次數及方法
在基坑開挖期間,每天監測一次,當位移出現發展趨勢或接近預警值(水平位移監測預警值為水平位移累計絕對值超過60 mm 或變化速率超過15 mm/d 或連續3d 的變化速率大于10 mm/d;豎向位移監測預警值為豎向位移累計絕對值超過60 mm或變化速率超過8 mm/d 或連續3 d的變化速率大于6 mm/d)時,加大監測的頻率。地下室底板完工后減少監測次數,地下室側墻完工后停止監測。
位移觀測用Et-02電子經緯儀,沉降觀測用精密水準儀,精度為標準二等水準,采用閉合或附合路線觀測方法。
7 結語
目前,基坑工程已經完工且進行了土方回填,從整個施工過程監測顯示,施工結束后一個星期內最大水平位移量為15mm,最大豎向位移為12mm,遠低于位移預警值,之后邊坡趨于穩定,經過雨季連續的雨水洗刷,沒有繼續位移,使基礎施工順利進行,達到了支護的預期效果,同時為相同或類似地質情況的工程支護提供了參考。
參考文獻:
[1] 葛雪華,毛懷東. 某高層公寓項目基坑支護技術[J]. 施工技術,2012,41(363):61-63
關鍵詞:樁基托梁;擋土墻;施工工法
中圖分類號:TU75 文獻標識碼:A
1 工法特點
利用樁基托梁擋土墻支護路基,能有效地對地質較差,且相當高的邊坡起到支護的效果,達到保持邊坡水土地,保護環境的作用。根據對路基擋防支護施工過程中,樁基開挖地質的取樣,修正支護施工方法和支護參數,確保施工安全、快速,科學合理的對路基邊坡進行支護。采用樁基托梁擋土墻路基擋防的支護施工工藝,改變過去對山體進行大開挖修建路基的施工工藝,防止山體垮塌或山體滑坡,避免水土流失,美化環境,能滿足環保要求。地質構造復雜,地質較差,邊坡高度比較高的路基下邊坡支護施工。
2 工藝原理與操作流程
采用樁基托梁擋土墻施工工藝,在山體邊坡邊緣修建樁基,作為修建路基下擋土墻的基礎,樁基起到支護山體邊坡和支承擋土墻的作用,通過修建樁基托梁擋土墻形成路基,防止了對陡峻破碎易垮塌邊坡的大開挖,盡量減少山體的開挖,防止邊坡垮塌,保持水土,防止水土流失。這種施工工藝能在很短時間內順利完成。施工準備場地清理定樁孔位樁孔開挖制作安裝樁基鋼筋樁基砼灌注制作安裝托梁鋼筋托梁砼澆注擋土墻砼澆筑擋土墻墻背回填砼養護。
(1)樁基施工與樁孔開挖
測量放線,放好線路中心線、擋土墻、和各樁孔的設計軸線,開挖線、分段線等施工要點線及相應各樁的護樁,并作好樁點保護工作。全部樁孔采用人工挖孔,施工順序:開挖操作平臺放樣、定樁位挖第一節樁孔土方支模澆灌第一節鎖口護壁在鎖口護壁上二次投測標高及樁位十字軸線安裝活動井蓋、提升設備、照明設施等第二節樁孔開挖、清理樁孔四壁、校核樁孔垂直度和樁孔尺寸拆上節模板、支第二節模板澆灌第二節砼護壁工序,循環作業直到設計深度檢查基底持力層清理松渣,檢驗樁孔吊放鋼筋籠就位澆灌樁身砼。護壁施工采用定型鋼模板拼裝而成,拆上節支下節,循環周轉使用,模板用U形卡連接,上下用腳手架管作支撐。砼用吊桶或串桶運輸,機械澆筑,上部留20cm高的澆灌口,拆模后用砼堵塞密實以免滲水,砼強度達5MPa即可拆模。
(2)托梁施工
待樁基砼澆灌完畢,經檢測合格后,即可進行托梁的施工。平整托梁下部的場地,且夯壓密實,地基超挖部份用漿砌片石填筑密實。在平整后的場地上用磚砌筑一層,并用砂漿抹面收光,作為托梁的底模。側模采用定型鋼模板拼裝而成,模板用U形卡連接。沿托梁兩側,搭設雙排腳手架管,用以固定側模模板,和作為施工作業人員的操作架,托梁橫截面為1.5m*3.9m,其結構尺寸較大,為了在砼澆灌時,保證側模的安全和穩固,應在側模上沿梁體1.5m高,設三道φ16鋼筋拉桿,沿梁體長度每隔0.6m設置1道φ16鋼筋拉桿。
(3)C15片石砼擋土墻施工
待托梁砼強度達到75%以上時,方可進行托梁上部的砼擋土墻施工。根據各伸縮縫或沉降縫段的結構物尺寸要求,沿擋土墻墻身兩外側,搭設雙排鋼管腳手架,腳手架立桿底部要支墊牢固,其間距控制在1.0m內,層高為1.2m,由于此擋土墻較高,肢手架搭設必須保證要有足夠的強度和剛度,搭設要符合施工規范要求。基礎、墻身模板采用定型鋼模板拼裝而成,模板依靠搭設于墻身外側的鋼管肢手架固定,由于墻體橫截面較大,沿墻身高度和長度每隔60cm設置1道φ16鋼筋拉桿,用以保證澆灌砼時側模不移位,模板安裝時要牢固、穩當、平整,要滿足砼表面平順光滑的要求。
(4)鋼筋制作
鋼筋的加工制作,其彎起角度、彎鉤長度、搭接長度、焊縫長度、焊縫厚度、焊縫寬度、主筋的數量、間距、箍筋的間距、數量等,必須符合設計圖紙和施工技術規范要求。托梁鋼筋按設計圖紙在鋼筋加工房下料加工,運至施工作業面綁扎成型。樁基鋼筋籠在樁孔綁扎,用3t 的手動葫蘆懸掛于用腳手架管搭設于孔口的井架上,借自重保持垂直準確下落,在鋼筋籠主筋外側上每隔2m設置耳環,控制保護層為5cm厚,鋼筋籠邊綁扎邊下落,邊焊接延長,直至下落就位。
(5)砼的澆筑
作為砼的原材料如砂、石、水泥等,必須滿足業主提供的213國道紫坪鋪庫區淹沒段改建工程《技術規范》中405節的要求。砼攪拌在規劃的攪拌場地上集中攪拌,其施工要點如下:a、要嚴格按照監理部中心實驗室審定的配合比進行配料,用攪拌機充分拌和,拌和時間按照表1進行。
每盤砼拌和料的體積不得超過攪拌筒標出額定容量的10%,同時額定容量每盤少于一袋水泥的攪拌設備不得使用。水泥和集料進筒前,應先加一部分拌和用水,并在攪拌的最初15秒內將水全部注入筒內,筒的入口應無材料積結。在每次攪拌第一盤混凝土時,混凝土粗集料數量只能用到標準數量的2/3。在下盤材料裝入前,攪拌筒內的拌和料應全部倒光,攪拌機停用超過30分鐘時,要將攪拌筒徹底清洗才能拌和新混凝土。
砼用輸送泵輸送到各澆灌作業點,砼要分層澆筑,每層厚度不得大于30cm,用插入式振動棒進行搗固,搗固時,震動器要垂直地插入先澆砼層內,以保證新澆砼與先澆砼結合良好,先澆砼層的深度一般為50~100mm。在澆筑砼時,還應派專人檢查模板系統,如發現模板變形、移位或傾斜,要及時處理,以保證砼的外觀質量。樁基砼澆筑應依照次序,逐層連續澆灌,不得任意中斷,保證一次性澆灌完成,應盡量避免施工縫。片石砼擋土墻,片石的加入量不得大于25%,片石應分層擺放,片石間距大于10cm,片石與模板間距離不得少于10cm,保證砼完全包裹片石,且震動器能將砼震搗密實。
(6)擋土墻墻背回填
臺背回填材料:要選用透水性良好的砂礫石或砂性土,也可采用填石或填碎石土,遵照設計圖紙規定,本工程選用塊石土和碎石土作為臺背回填材料。回填時要分層夯填,分層厚度不宜大于20cm,并層層碾壓密實。
(7)樁基托梁擋土墻施工工藝流程
①施工準備②場地清理③定樁孔位④樁孔開挖⑤制作安裝樁基鋼筋⑥樁基砼灌注⑦制作安裝托梁鋼筋⑧托梁砼澆筑⑨擋土墻砼澆筑⑩擋土墻墻背回填
3 環保措施
成立對應的施工環境衛生管理機構,在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發的有關環境保護的法律、法規和規章,加強對施工燃油、工程材料、設備、廢水、生產生活垃圾、廢渣的控制和治理,遵守有防火及廢料處理的規章制度,做好交通環境疏導,充分滿足便民要求,認真接受城市交通管理,隨時接受相關單位的監督檢查。將施工場地和作業限制在工程建設允許的范圍內,合理布置、規范圍擋,做到標牌清楚、齊全,各種標識醒目,施工場地整潔文明。對施工中可能影響到得各種公共設施制定可靠的防止損壞和移位的實施措施,加強實施中的監測、應對和驗證。同事,將相關方案和要求向全體施工人員詳細交底。設立專用排漿溝、集漿坑,對廢漿、污水進行集中,認真做好無害化處理,從根本上防止施工廢漿亂流。對施工場地道路進行硬化,并在晴天經常對施工道路進行灑水,防止塵土飛揚,污染周圍環境。
4 應用實例
213國道紫坪鋪庫區淹沒改建工程ZS標段路基下邊坡支護
工程概況:該工程位于汶川縣漩口鎮與水磨鎮之間的水磨支線,樁號為K1+842-K2+100段,本段地質情況較差,其地質為砂巖、砂頁巖夾煤層為主,風化裂隙發育,巖石破碎,且有地下滲流水,地形較陡近70°~80°,此擋土墻位于線路右側的懸崖陡壁上,下側緊靠三江公路,其結構形式為樁基托梁擋土墻,下部為鋼筋砼樁基托梁,上部為C15片石砼擋土墻,樁基深10m,擋土墻高6~15m不等。
工程監測與結果評價:對于采用樁基托梁擋土墻支護形成的此段路基,在后期公路運營過程中,經過對路基進行監測,邊坡穩定,沒有出現坡面滑移,路基垮塌等現象。邊坡支護效果良好。施工全過程處于安全,穩定、快速、優質的可控狀態,3個月的施工,完全滿足總工期的要求。工程質量滿足設計要求,工程質量優良率達85%以上,無安全生產事故發生,得到了各方的好評。
參考文獻
[1]公路工程技術標準JTGB01—2003.
[2]工程建設標準強制性條文(公路工程部分).
[3]工程測量規范GB50026-93.
【關鍵詞】高層建筑,工程施工,深基坑,支護施工,技術探討
中圖分類號:TU97文獻標識碼: A 文章編號:
一.前言
深基坑支護之所以存在的目的就是為了保護高層建筑的穩固性,具體的作用就是通過為高層建筑的地底承擔擋土、截水的任務從而保證坑底穩定,能夠承擔必要的施工荷載,保證地下結構工程的順利全面施工。深基坑支護結構是為了保證施工順利,所以在施工期間搭建的臨時支擋結構,但是并不能因為它是臨時結構而小瞧它,它的型號的選擇、工程的計算和施工正確與否,對施工的安全、工期、經濟效益有巨大的影響,是保證高層建筑施工順利的關鍵技術之一。同時基坑支護水平的好壞也決定著工程建設周圍環境的好壞,包括地表建筑的安全性和地下管道和工程設施的安全。
二.深基坑工程的主要內容分析
1.測定坑底處的巖土,從而進行工程勘察與工程調查。具體來說就是確定坑底巖土的參數與地下水參數; 測定坑底周圍的建筑物,周圍地下埋設物的具體情況,了解建筑物周圍道路等工程的建設和工作情況,并依據測定的信息對它們隨著地層能夠進行位移的限制做出估算分析,為建筑物的建設提供可靠的參考消息。
2.支護結構設計。包括擋土墻圍護結構(如連續墻、柱列式灌注樁擋墻)、支承體系(如內支撐、錨桿)以及土體加固等。支護結構的設計必須與基坑工程的施工方案緊密結合,需要考慮的主要依據有:當地經驗,土體和地下水狀況,臺壩四周環境安全所允許的地層變形限值,可提供的施工設施與施工場地,工期與造價等。
3.基坑開挖與支護的施工。包括土方工程、工程降水和工程的施工組織設計與實施。
4.地層位移預測與周邊工程保護。地層位移既取決于土體和支護結構的性能與地下水的變化,也取決于施工工序和施工過程。如預測的變形超過允許值,應修改支護結構設計與施工方案,必要時對周邊的重要工程設施采取專門的保護或加固措施。
5.施工現場量測與監控。根據監測的數據和信息,必要時進行反饋設計,用先進的信息化來指導下面的施工。
三.高層建筑工程深基坑支護施工中存在的問題分析
1.土體物理力參數難以選擇和確定
深基坑支護結構的安全性能的好壞很大程度是受所能承受的土體壓力大小影響的,但是在實際工程中由于地質情況變化無窮,存在很多的不確定性,這使得要選擇一個適宜的土體物理力參數來精確計算實際土體壓力,以目前的技術來看還是一個大難題,尤其內摩擦角、含水率和粘聚力這三個重要參數在深基坑開挖后更是一個可變值,這樣就提高了準確計算支護結構實際受力的難度。除此之外,土體物理力學參數的選擇還受支護結構形式及施工工藝等因素的影響。
2.對基坑土體取樣不夠完全
設計前對地基土層進行取樣分析是深基坑支護結構設計的必要步驟。由于地質情況變化無窮,隨機取得的土層樣本不可能準確地反映土層的真實情況。故支護結構的設計并不能完全符合基坑的實際地質情況。
3.基坑開挖后的空間效應考慮不夠周密
大量的深基坑開挖實例表明:基坑的四周朝內側發生水平位移,且常常是中間比兩邊大,這種情況使得深基坑邊坡失穩,故深基坑開挖還存在一個空間的問題。
4.理論計算受力與實際受力不符
在很多實際工程中,設計人員按極限平衡理論來確定安全系數及設計計算支護結構,這從理論上講是絕對安全的,但這樣會加大支護結構的建設成本,且不一定就完全適應工程;而有的工程雖然選擇規范中較小的安全系數來設計支護結構,但卻能滿足實際工程的要求。
四.高層建筑施工過程中深基坑支護的設計與選擇
一個基坑支護工程的能否成功,設計是很關鍵的。在深基坑所發生的事故中,由于設計原因造成的大約占了近一半的比例,由此可見設計的重要性了。具體要求如下。
1.主持設計的人員必須具備較高的專業知識,還要有豐富的支護設計的實際經驗,對所要施工的地點的水文地質的特點要把握準確,對周邊環境要熟悉。綜合以上情況設計出科學合理的支護施工方案。
2.在設計選用深基坑支護結構時,應優先選擇與工程基礎樁相同類型樁作為基坑支護結構,若是本工程的基礎樁采用的是鋼筋混凝土灌注樁,那么基坑支擴結構也要最好采用這種樁型,不過它的尺寸可適當選用較小一點的,目的是為了節約進場成本。
(一)如果基坑比較深而圍護樁布置允許的情況下,就要使用兩排支護樁,因為用這樣的方式,它的力學性最好并使兩排樁和樁頂部的圈梁組成鋼架結構,而樁間的砂石也與支護樁一起受力,這樣就可使基樁的配筋量有所減少,從而降低了成本。
(二)如果圍護樁必須達到防滲的需要時,而基坑的深度又小于七米,且回填土中又多是較碎的磚瓦時,就不適合使用水泥攪拌樁,而應該選用水泥注漿。北方地區,如果基坑較深,又有粘土,則可使用鋼筋混凝土樁加錨桿支護形式,而其他地區一般采用大直徑鋼筋混凝土灌注樁,樁頂加鋼筋混凝土圈粱,轉角處加斜支撐。
(三)如果建筑的地基土是淤泥,而基坑又比較深時,則一般采用鋼筋混凝土地下連續墻。如果工程造價較高,則可選用大直徑兩排鋼筋棍凝土灌樁,中間加水泥攪拌樁,這各支護方式可防滲,又具有很好的力學性。總之,在選用圍護樁時應設計多種方案,結合現場實際,考慮施工條件和土質水文情況,來選擇最切實際的支護方式。
3. 在對高層建筑工程深基坑開挖時要遵循以下原則:自上而下,分層開挖、先撐后挖以及嚴禁超挖,在此基礎上也要確保施工的連續性,確保基坑支護的暴露時間最少
4.相關人員在平整場地、修整坡面或者清理坑底需要使用機械設備時,要保持處于機械的回轉半徑之外,如果是在其內,必須停止機械工作,待調整好確認安全之后再進行施工。施工時如果離電纜線的距離是1m 之內必須嚴禁土方機械設備的運作。在機械設備使用過程中堅決不能對其檢修,修整時,確保停機在最低位置,懸空的部位墊土。
5.挖掘機施工時,要在機械設備的性能的規定條件下工作,對開挖的深度以及高度都不能超過機械設備本身。
五.結束語
深基坑支護技術在中國的巖土工程中一個古老而又年輕的領域,我國環境的復雜性和多樣性,對基坑技術的發展是一個挑戰也是一個契機,說是挑戰,在面對這些復雜的地質環境時只有不斷地想辦法才有可能把工程建設成,說是契機,在這一次次的想法子中,我們的技術不斷的得到了進步。未來,只要把握好了方向,找到了突破點,再結合我國巖土的特性,基坑支護技術在中國將會得到突破性的發展,就目前我國基坑支護技術發展的現狀,再綜合其未來發展的趨勢,擺在我們面前的問題還有很多很多,相信在各界共同努力,不斷追求的精神下,深基坑支護技術在未來一定會得到新的發展和質的突破。
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關鍵詞:噴錨支護;技術問題;應急措施
中圖分類號:TU74
1引言
現如今,噴錨支護施工方式因其施工設備輕便,施工速度快,材料用量少等諸多優點,在全國各地的一層地下室基坑設計施工中噴錨支護被廣泛使用。并且施工結果反饋良好,質量過硬。與此同時,在某些工程上也被應用到深度>6m的二層地下室基坑。不過在深基坑噴錨支護的實際應用中,難免會出現一些如地面開裂、坑壁塌方等事故。因此對深基坑使用噴錨支護應考慮謹慎,確保基坑安全,作為施工人員,更應該多了解深基坑噴錨支護設計施工中一些常見的技術和問題。
2 關于深基坑噴錨支護的施工技術的幾個常見的知識和技術問題
2.1 技術特征及使用范圍
與排樁擋墻等被動受力的支護形式相比,深基坑噴錨支護具有造價較低、工程較占地較少、穩定性好等優點,其綜合效果明顯優良。
第一:噴錨支護對于施工空間的要求相對較小,基坑的開挖在建筑線的引導下即可進行。
第二:噴錨支護是隨時開挖隨時支護,基坑土方開挖完畢,邊壁也緊接著支護完畢,施工作業快,同樣進度也比排樁擋墻縮短一兩個月。
第三:噴錨支護施工所用的機械設備簡單、用材相對較少,從而造價相對低,工程實踐顯示,與排樁擋墻支護相比,采用噴錨支護可節約投資35%左右。
噴錨支護的適用范圍較廣,在現在很多大中城市的工程實例中有著廣泛的體現。具體的原因如下:
第一:既能為巖土深基坑工程提供有效支護,又能適用于各類不良地質條件下的深基坑作業。
第二:噴錨支護規定基坑底部必須高于地下水低于1米左右,因此,在面對高地下水位的地層的時候,應在土方開挖前降低地下水位。
第三:在采用其他支護方法的基坑工程出現不穩定的時候,噴錨支護可應用于他們的搶險加固或滑塌處理。
2.2深基坑噴錨支護的施工必須科學合理
許多城市的高層或高建筑需要大基坑開挖深度,它給施工帶來很多難以想象的困難,尤其是在軟土地區這種情況更為明顯。建筑工地鄰近道路、建筑物、地下管線等沉降及位移更是需要注意,不允許用比較經濟的方式把邊坡開挖,需要在人工支持條件下進行施工。在施工之前,這一系列的問題都需要全面的考慮,在方案設計上,這些都是提前需要列入討論歷程的關鍵因素。
對于工程項目,合理并且科學的設計和施工是減少損失和事故的行之有效的方法與途徑。支承結構如何選型、科學施工如何有效組織,對施工過程的監督和對周圍環境保護等,是深基坑支護結構需要解決一系列的問題。支護結構是基礎工程建設的一個重要組成部分,在建設中,特別是在高層建筑工程施工過程中疏忽以及沒有能夠按照規定進行建設,都會產生很多沒有必要的事故和意想不到的損失。
2.3 噴錨支護施工方法
噴錨支護是目前深基坑支護工程中采用較多的一種支護,它是噴射混凝土、錨桿、鋼筋網聯合支護的簡稱,噴錨支護是通過在土體內施工一定長度和分布的錨桿,與巖土體共同作用形成復合體,彌補巖體強度不足并發揮錨拉作用,使巖土體自身結構強度潛力得到充分的發揮,保證邊坡的穩定。坡面設置鋼筋網噴射混凝土起到約束坡面變形的作用,使整個坡面形成一個整體。其施工的工藝流程為:修坡—鉆孔—錨桿(索)安裝—壓力注漿—掛設鋼筋網—焊設鋼筋網—焊加強筋—噴射混凝土—(錨桿預應力張拉)--開挖下層,對于不穩定的土層,開挖修坡后,還應增加噴射第一次混凝土。
噴射混凝土的配合比應根據設計要求確定,一般可采用水泥:砂子:石子:(質量比)=1:(2~2.5):(2~2.5),水灰比可采用0.45~0.50,石子的最大粒徑一般不應大于12mm,注漿壓力不得小于0.3Mpa;噴錨混凝土時,噴頭與受噴面距離宜為0.6—1.2m。對于不穩定的邊坡,鋼筋網應在噴射第一層混凝土后鋪設,鋼筋網和第一層混凝土差距不應小于20毫米;鋼筋網、加強筋、土釘連接要牢固。
2.4 施工過程中的重點問題
第一: 基坑土方開挖及修坡
基坑土方開挖的過程是一步一步進行的,而開挖深度主要是由暴露于直立邊坡的能力所決定,從而為錨噴網施工提供合適的施工條件,每一層挖深1.5米至2米,不允許存在深基坑工程。工作人員需要在保持穩定性的前提下,對開挖長度進行合理選擇,應該減少邊坡開挖時擾動支持土層的情況,并嚴格按照規定的斜坡,防止因分層誤差引起的基坑開挖的最終形狀的大小的缺點不足。
第二: 錨桿施工
第一個要考慮的是地腳螺栓孔,根據地質條件采用人工切割孔或鉆機鉆孔,按照設計的一個洞裝飾,準繩圖紙,標出一個準確的孔,根據設計要求的孔,經過長時間的切割,切出孔洞內孔、孔隙大小以及俯沖角。其次是錨安裝,按照規定的設計排錨索的錨固長度、直徑、處理合格的錨,為使螺栓孔在中心的孔,每1.2米至2米焊接中心的支持體,將錨定在孔洞里。最后進行注、灌漿,使土體和錨桿能夠緊密的結合到一起,在錨空穴注入的1比1水泥砂漿、壓力不低于0.4 *106 pa、保證錨桿與孔壁之間充滿砂漿、注漿采用外注法,并且保證漿液不溢出。
第三: 掛網噴混凝土
全部的錨桿施工結束后,即可將錨桿的彎頭與φ10圓鋼連接成為一個整體。筋網使用Φ6.5,(III類圍巖仰拱采用Φ16鋼筋網15×15㎝),網格為20㎝×20㎝,固結在錨桿端頭上。在這個過程中,完成后可噴混凝土、噴射混凝土是利用噴射機器,用壓縮空氣將材料按一定比例的分布通過管道,高速噴射坡、縮合形成后的薄壁鋼筋混凝土板鋼筋網在墻上。按設計要求混凝土厚度為80 毫米至100毫米,強度為C30。噴射混凝土的嘴巴和噴槍噴涂表面上的差距在0.6 ~ 1.2米比較合適
第四:設置測點
在施工的全過程都要注意設置相應的監控設施進行定期觀測。一是坡面位移值,二是地面下沉值,現場監控量測是特別重要的案件支護技術,使工作人員能夠通過對觀測結果的分析掌握邊坡穩定性的第一手資料,為實際施工的有效開展提供參考和依據。另外,通過監測結果也能夠對施工設計中的不合理部分進行及時的修正,實現對組織設計方案的動態優化。
2.5 應急措施
第一:如果地面出現裂縫,施工人員應及時將水泥水玻璃混合液由裂縫口注入,以免地表水沿裂縫進入。灌注結束后,要使用水泥砂漿將裂縫表面抹平,并在裂縫兩側設置鋼筋釘,使土體不會因此而出現變形。第二:如果水平位移超過了設計標準中的最高限度,則應在第一時間通過斜支撐或水平支撐的方式對其進一步發展進行控制。第三:如果出現坡腳滑移的問題,應立即在坡腳位置設置土袋或砂石草包,以免滑移程度進一步加大。第四:若基坑底部出現隆起現象,則可增加坑底的荷載,使土壓力得到平衡,避免隆起高度的不斷提升。第五:若基坑底部出現了管涌問題,要進一步加強井點降水,使地下水位降低到合理的水平。
2.6 質量保證
在任何一個工程施工的過程當中,保證質量歷來都是施工的一個十分重要的要素,尤其是像深基坑噴錨支護施工這樣的重要工程,這一點顯得尤為重要,以下是在工程施工過程中可以參考的質量保證措施。施工人員在上崗之前要進行嚴格的資格認證,并作出合理的分工安排;各部門切實執行各項制度,加強技術把關,工程開工前要確定各崗位職責;對各種原材料進行檢驗并按照規定做抽樣檢驗,并做好及時反饋;各工序負責人必須認真作好本工序施工中的計量和記錄工作,并把結果存檔以備調用查看;在施工過程中,對整個工程的各個工序進行全面質量監控,對于不合格工序,下道工序拒絕接收,并向工程負責匯報;工程技術人員負責原始資料的收集整理工作,對出現的問題會同有關人員組織處理。各項工作統籌兼顧,各部門相互合作,確保工程質量合格達標。
3 結語
除了深基坑支護以外,噴錨支護在公路建設項目中的邊坡支護中也有廣泛的應用,是一種技術相對成熟的支護方法,雖然在實際操作的過程中也難免會存在一些不盡如人意的地方,但是相信隨著經驗的積累和技術水平的提高,國內的噴錨支護技術必將邁入一個嶄新的發展階段。
參考文獻:
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關鍵詞:建筑施工技術:工民建
Abstract: this paper mainly introduces the reinforced concrete bolt support of the retaining wall protection construction process, and the feasibility of the engineering field, through a series of demonstration to describe reinforced concrete bolt support protection construction process is retaining wall some advantages: relatively cheap, safe easy to remove, save the short time, process effect is good
Keywords: construction technology: civil &construction
中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著中國經濟的不斷發展,鐵路跨越式也有了質的飛躍。在這個高鐵普及的年代,列車提速和增加建設鐵路復線已非常必要,就節約投資與減少用地兩個方面來考慮,現階段設計的兩線線間距往往相對較小,尤其是在有涵洞接長與二線橋臺施工的整個過程中,不僅會對已有的涵洞翼墻與其基礎造成很大的影響,也很有可能會嚴重影響到已有橋臺錐體護坡先期的破除工作,為了保障已有線的路基安全與穩定,使得車輛能夠正常通過該路段,拆除改建該圬工的防護技術依然迫在眉睫。
錨桿式擋土墻主要可分為板壁式與柱板式。其中,板壁式擋土墻主要由鋼筋混凝土面板與錨桿共同構成,柱板式則是由錨桿緊密的連接于肋柱之上,進而在肋柱之間增加特定的擋土板。柱板式錨桿擋土墻由肋柱、擋土板組成。可以為預制拼裝式,也可就地灌注
1 防護方案的選擇
在施工過程中,依照相關規定可以選取簡易防護措施的前提是:高度低于2米的橋臺附屬部件及涵洞,例如增設或拆除高度低于2米的防護樁用以加固橋體或拆除。而需要使用沉井、打拔鋼板樁等一系列特殊防護措施的拆除項目主要是高度達到或超過5米的橋臺椎體護坡。
拆除高度在二米到五米五區間時,常見的防護施工是打入鋼軌樁對現有的橋臺錐體護坡進行加固后拆除圬工,本文這次主要介紹的是鋼筋混凝土錨桿支護擋墻技術,現在就這兩種方案做如下對比:
1.1鋼軌樁防護施工可以采用地取材的方式,然而,這種方式的施工防護措施也相對較為困難。倘若是處在路基邊坡上,工程施工過程中就難以獲得打樁機所需的施工平臺。在造價方面,鋼軌樁防護工程造價不菲,遠遠高于一般防護工程,拆除也相對困難,尤其是打樁機所提升的高度嚴重危及到了路段行車安全。
1.2鋼筋混凝土錨桿支護防護不僅可操作性強,而且簡單易制成,方便快捷。這種防護措施能夠使得下層混凝土與上層混凝土彼此銜接形成統一的整體,同時構成一個邊坡防護墻,在實際應用中,這一措施十分有效,而且費用較低、安全性高,能夠同時運用于兩個以上構筑物。
從以上措施不難看出,在費用支出上鋼筋混凝土錨桿支護防護相較于鋼軌樁防護更經濟一些。
2防護施工
2.1施工方法
鋼軌樁與鋼筋混凝土錨桿所采用施工方法有較大的差異,前者是一種先施工后拆除的方法,后者則是即時施工即時拆除的施工方法。
在工程施工初期,鋼軌樁防護必須先對原來的邊坡圬工進行拆除,拆除完工后才可進行下一步的幫寬填土作業,并最大程度的夯實打樁機的作業平臺,確保作業安全。倘若要想在基礎范圍內設置鋼軌樁就必須保證不危機新建橋和涵洞情況下施工,利用打樁機把鋼軌樁打入基礎2至3米。倘若要想拆除橋體與涵洞的圬工,就必須在鋼軌樁防護完成之后。
鋼筋混凝土錨桿防護需要在基礎范圍以外的地方進行施工,并保證留50公分的作業區域,拆除當前邊坡防護,拆除符合要求后在增設混凝土防護,并過度到下一階段的防護措施,并著手于橋臺的基礎施工。在橋臺基礎施工的過程中,同步拆除防護設施。
2.2安全
由于鋼軌樁需要進打樁機,施工的部位卻又比較靠近既有線,因此打樁機在提升與打入鋼軌樁的過程中比然會對既有線安全造成很大的安全隱患。
鋼筋混凝土錨桿支護是開挖好后,同時采用混凝土灌注已經開挖好的部分,必須做到對既有線的邊坡能防護較高的時效性,避免對既有線的安全造成有害的影響。
2.3費用
鋼軌樁防護工程造價相較于普通防護工程要高出很多,而鋼筋混凝土錨桿支護造價則沒有那么高的費用支出。
2.4工期
在施工步驟與程序方面,鋼軌樁防護相對比較繁碎,所需時間也相對較長,即便是多個構筑物也不可能同時展開。而鋼筋混凝土錨桿支護施工正式彌補了這一不足,可操作性強,防護時間不用太多,并且能縮短工期。[1]
3防護拆除
鋼軌樁防護拆除是要先把這些鋼軌樁。因為打進去的時候很深,拔出時好不拔,又難以操作,因為鋼軌樁相對較長,當鋼軌樁拔出時能夠對既有線行車造成較大的安全隱患。
鋼筋混凝土錨桿支護拆除主要是針對防護部分自下由上逐步實施拆除的過程,采用的即時拆除即時回填拆的方式,支護可以保證既有邊坡依然處在防護之中,便于現場作業人員的操作與維護。
總之,鋼筋混凝土錨桿支護與鋼軌樁防護存在著明顯的不同,前者既可以減少資金的支出,同時還能夠節約人力成本,大大的縮短工期,減少不必要的浪費。經濟又實惠。又能保證既有線的安全。[2]
4 施工工藝
4.1工藝特點
1)鋼筋混凝土錨桿擋墻結構具有自重比較輕、材料比較、施工比較快、柔性比較大、能適用于承載力較低的地基。
2)采用鋼筋混凝土錨桿擋墻,可以代替龐大的圬工工結構,基本不占用任何空間。
4.2適用范圍
鋼筋混凝土錨桿擋墻可作為山邊的支擋結構物,也可以用于地下工程的短時間的支撐。尤其是在墻體相對較高時,鋼筋混凝土錨桿擋墻還能夠從上往下按秩序逐步施工,杜絕坑壁及填土的坍塌事故。為了施工的方便和順暢,有必要減少內支撐以獲得較大的工作面積。而且,在施工的時候鋼筋混凝土錨桿擋墻所占工程面積很小,能夠有效縮減基礎的實際開挖面積,從而保證施工的快速進行。鋼筋混凝土錨桿擋墻不僅適用于巖石陡坡地區,而且還適用于挖方地區的工程建設。[3]
4.3 防護原理
錨桿擋土墻所獲拉力主要由錨固于相對穩定土層或巖石層中的錨桿來提供,用來承受土壓力、水壓力等來自結構物的擋土墻各種壓力,從而實現了擋土墻的穩定。
4.4支護擋墻的設置配備
4.4.1支護擋墻的厚度適宜保持在30公分,邊坡的坡度需符合1:0.3的標準,支護擋墻任何一段外露臺階盡可能的保持在20至30公分,不宜過小或過高。外排水坡必須保持4%,高度盡可能保持在60至100公分。尤其是在擋墻前必須具備15公分的重疊部分,可以保障擋墻整體受力程度。此外,在擋墻最下部必須保證混凝土基礎的厚度達到50公分,而基礎相較于擋墻底邊必須寬出10至20公分,不宜過多或過少。[4]
4.4.2支護擋墻首層擋墻的頂部位置盡可能低于既有路肩50厘米,同時必須保證其與既有路基面緊密銜接,放置既有線基床換填滲水土接合部水順著擋墻滲透進路基,導致墻背靜水壓力與冬季凍脹力的升高,造成支護擋墻負壓過高。
4.5鋼筋混凝土錨桿支護擋墻工藝流程和方法
復核設計圖紙,領會設計意圖,擬定施工方案,組織三級技術交底及安全交底;根據設計圖紙,選擇砂漿及混凝土配合比,按設計坡率清理邊坡
⑴施工準備:清理坡面的浮石與危石,按照現場路基土質類別差異,用以確定每層臺階高度、擋墻坡度及平臺寬度,最終核實所需拆除高度與開挖范圍
⑵定位、拆除開挖:按照之前的拆除高度與開挖范圍,實施具體測量放樣工作來進行拆除并開挖。
⑶路基打入錨桿:在開挖好的部分依據要求布孔。
⑷錨桿上掛網:依據具體要求在錨桿上掛網,網片縱向與橫向鋼筋的間距以20公分為適宜。
⑸立模澆筑:按照具體的防護范圍對所要防護的部分立模,同時在加固穩定的過程中采用混凝土澆筑。
⑹開挖下一個斷面:待混凝土強度達一半后開挖下一級階面,并逐步防護至底層基礎。
⑺防護拆除:按照規范要求對防護的混凝土應拆除。
⑻回填:回填時要清除基坑內雜物看看涵洞應在涵兩側對稱,同時回填,回填厚度控制在二十到三十公分區間,并對回填土嚴格控制,用沖擊夯夯實。
4.6質量保證措施
4.6.1根據現場路基土質種類及密實度,正確判定,并掌握擋墻坡度和平臺寬度,不要出現向路基方向凹進的反坡而造成支護擋墻開裂坍塌。
4.6.2觀測錨桿打入的長度和角度,確保錨桿對擋墻的受力穩定。[6]加強振搗的養護并保證砼質量。
4.6.3嚴格控制進度,混凝土強度達一半后不能立刻拆開模,等下層鋼筋網片與上層網片焊接連成一體后,才能拆除上層混凝土模板。
4.6.4施工中嚴格實施工序管理,并要認真仔細。
4.6.5整個防護施工期間,必須派值班人員作好記錄全天候監控。若發現不良現象,要立即上報,才能迅速組織人員進行加固處理。
5應用實例驗算
以下就以該橋臺為例進行驗算。
拆除高度為5m理論設計計算及示意圖(見圖2)
W1=17×3.4×(3.6-0.68)=168.8KN/m
W2=19×2.3×5=218.5KN/m
采用指標:r=19KN/m3φ=35° tgα=3/5=0.6 α=31°f=0.3
σ=180Kpa δ=φ=35°
路 基 邊 坡 承 載 檢 測 值
《路基》P346公式1
B=2.3m
圖2
⑴求土壓力
①求θ
ψ=φ+δ-α=39°
tgψ=0.81
A0=1/2×H×(H+2h0)=29.5m2
B0=A0×tgα=17.7 m2
tgθ=-tgψ±√(tgψ+ ctgα)×(ctgψ+tgα)=0.81±1.776
θ=44°
②求Ex、Ey
λα=(tgθ- tgα)×cos(θ+ψ)/sin(θ+ψ)
=(0.9)-0.6×0.191/0.993=0.37
Ea=γ×(A0×tgθ- B0)×cos(θ+ψ)/sin(θ+ψ)
=39.9KN/m
Ex=Ea×cos(δ-α )=39.8KN/m
Ey=Ea×sin(δ-α)=2.8KN/m
Zx=H/3×[1+ho/(H+2ho)]=2.1m
Zy=B+Zx×tgα=3.56m
⑵穩定檢算:
①抗滑穩定Kc
Kc=[(W+Ey)×f]/Ex=2.9>1.3
②抗傾覆檢算:
K0=ΣMy/ΣM0=20.7>1.5
③偏心距檢算:
L=B/2=(ΣMy-ΣM0)/ΣN=-3.1m
說 明:
5.1將由面板與最短錨桿共同組成部分視為重力式路肩擋墻,進行擋土墻的穩定性驗算。
5.2假想墻背與墻后土體的摩擦角等同于路基本體的綜合內摩擦角,由于既有路基本體通過多年運營,取其綜合內摩擦角為35。[7]
5.3假想墻體的抗滑、抗傾滿足規范要求,偏心矩不影響墻體穩定。
6 結束語
6.1 拆除高度在二米到五米五區間,這是作業人員在現場施工中碰到的防護難度比較大,又而最為普遍的范圍。當拆除高度超過五米五時,施工人員使用要小心謹慎或根據具體實踐來確定。
6.2 當既有橋臺高度在五米五以內時,而因線間距太小,按照以上的方法測算的支護擋墻基腳進入新建構筑物的范圍的時候,這時就不能片面的將擋墻坡度變陡、平臺寬度變小,更不能機械地套用上述防護方法。
采用混凝土錨桿支護擋墻這種施工,擋墻不會出現裂縫或是向外挪移的傾向。這就保證了既有線運營安全。采取這種有效的防護措施應大力推廣。
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關鍵詞:復雜環境條件下深基槽支護技術
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
隨著城市建設的不斷發展,對深基槽支護技術提出了更高的要求。在實際的施工過程中,深基槽的開挖會受到諸多因素的影響,比如地下水位、地層、平面形狀等。大多數開挖施工都是在復雜環境條件下進行的,深基槽支護技術的重要性不言而喻。在保證施工質量的前提下,有效提高深基槽的支護水平逐漸成為相關部門研究的重點。在科技不斷發展的影響下,越來越多的支護技術應運而生,很好地解決了復雜環境對深基槽開挖工作造成的影響。
一、深基槽的設計特點
深基槽支護工程的運行過程中,會受到很多因素的影響,尤其是環境條件,會為工程的質量造成較為嚴重的影響,深基槽支護工程所涉及到的領域也十分廣泛,不僅包括各種形式的力學,還需要對混凝土結構等基本知識進行了解和掌握。深基槽支護工程的施工要本著因地制宜的原則,結合施工地區的實際環境情況,充分考慮可能出現的問題,在施工過程中不能僅靠人員的個人經驗,通過對深基槽的研究和分析得知其設計特點主要有以下幾個方面。
(一)綜合性
在深基槽施工過程中,需要涉及到土力學的方方面面,主要包括強度、滲流等,在施工過程中需要將這兩方面進行綜合性研究,而不同類型的深基槽工程對應的土力學重點也會存在一定的差異。
(二)失控效應
對于深基槽的而言,其穩定性主要受到兩方面因素的影響,具體的平面形狀和實際開挖的深度,因此,為了保證深基槽具有良好的穩定性,控制形變的產生,需要在設計環節中充分考慮深基槽的空間效應,而且在此時支護結構上承受的實際壓力會在時間的推移下發生不同程度的變化,尤其是質地較為蠕變的軟粘土,長時間的使用和支撐為使強度逐漸降低,留下一定安全隱患,為此,在設計的過程中應該密切關注深基槽的時間和空間效益。
(三)環境效應
深基槽的施工實際上就是一個卸除載荷的過程,在這個過程中無法避免的會對周圍地下水位等自然條件造成一定的影響,如果無法控制改變的程度,會使深基槽周圍的土結構出現不同程度的變形,為周邊建筑及管線造成影響,嚴重時甚至會危及到周邊環境的安全性和穩定性,為此,在設計過程中,必須要充分考慮深基槽周邊的環境條件,通過不斷研究此內容已經成為深基槽開挖設計工作的重點。
(四)風險性
通常情況下,深基槽工程大多是臨時性的工程,對于資金儲備而言,沒有得到相應的管理制度的控制和約束,因此安全資金的儲備量較少,會有一定的風險,另外深基槽工程還具有一定的綜合性和地域性,在實際的設計環節中需要考慮的方面和領域較為廣泛,因此在實際施工過程中,突發性事故并不能得到有效的控制,為施工安全帶來一定的安全隱患。
二、常用深基槽支護結構及技術
為了切合不同類型深基槽的需求,擋土結構的具體形式多種多樣,比較常見的有,地下連續墻形式、鉆孔灌注樁形式、人工挖孔樁形式以及復合型土釘墻形式。
(一)地下連續墻形式
地下連續墻形式的擋土結構實際上就是在深基槽的周圍建立一定厚度的封閉性圍墻,通常視同鋼筋混凝土作為主要材料,該結構主要起到屏障和保護的作用。根據用戶的不同要求,地下連續墻既可以作為深基槽的臨時型保護墻,在施工結束以后進行拆除,也可作為深基槽的主體部分進行保留和適當的改建。通過研究和實踐得知地下連續墻具有以下優勢和特點,適用于各種類型的地層,包括砂礫地層;在施工過程中,對周邊建筑的影響可忽略不計,相關數據顯示,只要與周邊建筑保持不小于1m的安全距離就可進行正常施工;具有較強的整體剛度,如果配合支撐結構可承受更大的壓力,為深基槽的深挖工作創造有利條件;在施工過程中,可實現噪聲的有效控制,滿足城市內施工的要求;具有良好的抗滲性能。地下連續墻的缺點和不足主要有,在施工過程中會產生較多的泥漿,對環保措施提出了更高的要求;隨著連續墻深度的加大,其垂直度無法得到有效的控制,對墻體的平整度會造成一定影響。
(二)鉆孔灌注樁形式
鉆孔灌注樁形式擋土結構的施工步驟為,首先需要運用鉆孔設備在地層表面上進行鉆孔,成孔及驗收完畢后下放鋼筋支架,最后在孔中關注混凝土完成樁施工。這種形式的結構在軟土質地區中得到了廣泛的使用,不僅可以使用在軟土質中,在砂土、粘土中同樣會取得明顯的效果。通過研究和實踐得知鉆孔灌注樁具有以下優勢和特點,與鋼板樁相比具有更強的剛度,而且施工成本較低;施工過程中所需的機械設備十分簡單;樁的體積具有很高的靈活性,可根據實際的要求進行設計和規劃。鉆孔灌注樁的不足和缺點主要有,樁整體的防水性能還有待提高,由于需要使用大量的混凝土,對周邊環境會造成一定的破壞。
(三)人工挖孔樁形式
人工挖孔樁形式的擋土結構的鉆孔部分主要靠人工完成,在挖孔的過程中,需要同時進行護壁施工,以此確保人工挖孔的深度,下放鋼筋支架、澆筑混凝土等環節與鉆孔灌注樁形式基本相同。這種形式的擋土結構更適合我國的基本情況,而且效果顯著,主要是因為我國的勞動力價格與發達國家相比較為低廉,具有良好的經濟效益和廣闊的發展空間。通過研究和實踐得知人工挖孔樁具有以下優勢和特點,施工成本低,無需借助大型鉆孔設備;鉆孔工作具有很大的靈活性、可控性,若想減少施工周期合理增加勞動力。人工挖孔樁的不足和缺點主要有,受限于地層結構,無法在砂質地層中施工;施工的整體環境較差,施工人員的工作強度較大,而且施工安全無法得到有效的控制和保障。
(四)復合型土釘墻形式
復合型土釘墻形式的擋土結構是一種近幾年得到快速發展的新興技術,在地下水位較低的粘性土質地層中的使用非常廣泛。復合型土釘墻可以與其他種類的擋土結構配合使用,從而達到更高的深基槽支護效果。在深基槽的開挖過程中,在周圍邊坡上打入排列較為緊密的鋼筋土釘,并對其進行反復灌漿,達到加固的目的,同時在邊坡上布置預先處理完成的鋼筋網,在鋪設完畢以后需要對其噴射混凝土,完成進一步的加固處理,最終形成復合型土釘墻形式的擋土結構。具體的優點為,能夠有效控制深基槽的變形程度,而且施工周期較短,可節省施工成本。缺點和不足為,不適合深度較大的基槽,基槽上端的形變量無法得到控制。
三、總結
總之,不同類型的工程項目對深基槽支護結構的要求存在一定的差異,因此深基槽開挖的施工單位應該結合施工場地的實際情況,選擇更加適用的支護結構,不僅要考慮地下水、平面位置等因素,還要結合施工單位自身的能力,確保深基槽開挖工程具有較高的經濟性和安全性。
參考文獻:
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【關鍵詞】深基坑,穩定性,信息化施工,安全
中圖分類號: U231 文獻標識碼: A
隨著現代經濟的飛速發展及建造施工技術的逐步提高,以及人類對建筑功能的要求越來越多樣化,超高層建筑所占比重越來越大,地下空間利用需求大增,隨之而來的結果是深基坑越來越多,且越來越深;至今,國內有一部分項目在深基坑施工過程中均對周邊構建物造成或大或小的影響,發生不少質量事故和安全隱患;因基坑工程的因素比較復雜,不確定因素很多,包括地下水、地質條件、荷載條件、設計條件、施工條件及外界其他因素等等一些,在深基坑施工過程中采用信息化施工的方式逐步得到重視。利用信息化施工,通過對基坑及周邊因素進行監測,并通過監測數據預測發展趨勢,及早發現施工過程中可能存在的不利因素或安全隱患,及時對施工方案進行調整,確保基坑及周邊構建物安全。本文以武漢硚口金三角項目為例,解析其在深基坑施工過程如何采用信息化及分析信息化施工在深基坑施工過程中的重要性與必要性,供同類型工程借鑒。
1.工程概況
武漢硚口金三角項目位于武漢市硚口區金三角片區,項目總建筑面積為63.5萬㎡,占地面積為94577㎡,由8棟住宅樓,2個商業購物中心,2個辦公樓,1個幼兒園和1個整體地下室構成。地下室二層,其中建筑層數為68層,建筑高度為330m的超高層辦公樓地下室部分為三層,地下室高度為12.4m;超高層結構形式為帶加強層的鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結構。
超高層部分地下室筏板基礎厚度為3.8m,基坑最大開挖深度達18m,深基坑-7.3m處設有一道內支撐,邊坡采用一級放坡+土釘+噴錨+支護樁的支護方式;因工程靠近漢江,地下水較豐富,降水較難,深基坑內設置有10個降水井及2個觀測井;在東側深基坑邊10m左右是市內主干道,東側深基坑邊40m處是一座大橋,周邊民房較為密集,深基坑內及其邊坡的穩定性決定著主干道,大橋及周邊民房的安全;在漢江汛期來臨前,地下室必須出±0,工期特別緊張,如何確保工程施工進度,同時又要確保深基坑及周邊構建物的安全,給硚口金三角項目全體管理人員及分包單位提出了嚴峻挑戰。
2.方案選擇
在基坑開挖及地下結構施工過程中,地下室降水,基坑外主干道動荷載對基坑及內支撐的影響,邊坡及支護樁穩定性,地質條件及結構施工的不確定性,都給基坑及周邊構建物帶來不可預測性,僅憑施工經驗或理論分析無法確保判斷的準確性;只有通過現場實時監測數據進行分析,包括基坑內,基坑邊及基坑周邊構建物的監測數據,同時對比分析之前的監測數據,有依有據合理地評價施工過程可能存在的不利因素,依此判斷基坑及周邊構建物下一步可能的發展趨勢,判斷基坑及基坑周邊構建物的安全;其后作下一步計劃,若無安全隱患可繼續施工,有可消除的隱患則需及早消除影響安全的隱患方可施工,若有較大的安全隱患,如可能導致邊坡滑坡或流砂管涌等較大危險情況的,需立即停止施工,再進一步研究討論并確定危險因素及排除后方可施工,同時加強監測密度及頻度。由此可見,信息化施工是保證基坑工程安全比不可少的一項工作,監測資料的收集,積累是判斷基坑是否安全,是否可進行下一步施工必不可少的手段。
信息化施工內容主要包括基坑監測和周邊構建物監測,資料的收集存檔與對比分析,各相關數據之間的圖表分析,及時更新監測資料。信息化施工是一個實施動態的過程,需及時更新監測數據并作對比分析,通過合理準確的施工監測信息,不僅可以進一步優化設計方案,指導施工,而且可以實時監測邊坡的穩定狀況,當邊坡變形出現不穩定時,可以及時采取補救措施,以防止因基坑失穩等事故而帶來損失。
3.信息化施工實施
1)監測項目,頻次及預警值設定
基坑監測包括邊坡監測,支護樁及冠梁監測(沉降與水平位移),內支撐內力監測,地下水位監測,含砂率檢測,結構監測,錨桿監測等;周邊構建物監測包括周邊主干道監測,橋梁監測(沉降與水平位移),周邊民房監測等多項監測。本論文主要針對基坑監測中的支護樁及冠梁,地下水位,周邊市內主干道,橋梁及周邊民房監測進行論述。
基坑施工過程中的監測必須確定監測報警值,報警值需由監測項的變化速率和累計變化量共同控制,在設計明確設定報警值的情況下以設計為標準,設計未明確的以規范為標準。在監測數據的變化速率或累計變化值達到預警值時,一定要采取一定措施或暫時停止施工,以防安全隱患進一步擴大。
監測項目的預警值設定如下表所示:
監測預警值 監測項目 速率(mm/d) 累計報警值
橋梁沉降監測 1mm 50mm
橋梁監相鄰橋墩沉降差 / 25mm
圍護樁頂水平位移監測 ±10 ±30 mm
圍護樁頂沉降監測 ±5 ±20 mm
地表點監測 ±3 ±20 mm
周邊建構筑物位移 ±3 ±15 mm
地下水位高度 0.5m /
2)監測平面布置及信息化實施
動態調整與信息化施工是不可分割的整體;信息化施工的實質是以施工過程的信息為紐帶,通過信息收集、分析、反饋等環節,不斷地優化與動態調整施工方案,確保基坑施工安全可靠而又經濟合理;因此,基坑施工過程的信息收集與分析愈發凸顯其重要性。
本工程深基坑內共設置10口降水井,根據施工需要,分階段由南向北開啟使用;地下水位監測主要通過4#、7#、10#等降水井旁共4個觀測井進行監測;監測地下水位高度和降水含砂率,可以通過反饋的監測數據來實時動態調整降水時間及降水量,同時了解地下水中砂土的攜帶量來實時調整降水,防止基坑內及周邊的水土流失,避免流砂管涌現象。
深基坑內降水井的布置
深基坑四周冠梁(每隔40m左右設置一個沉降觀測及水平位移監測點),邊坡頂及東側的市內主干道(每隔50m左右設置一個監測點),橋梁橋墩(6#~22#上下游橋墩均設置沉降及水平位移監測點),及工程周邊民宅(共設置20個監測點)等均設置有監測點,均由第三方監測單位進行監測,確保監測數據真實,更利于用監測數據指導基坑內施工,確保結構安全。
深基坑內支護情況
收集各項監測數據,對采集數據及時進行初步整理,利用計算機繪制各種測試曲線,如橋墩上下游沉降間的關系,冠梁上監測點沉降與橋墩沉降的關系,降水與橋墩沉降的關系或冠梁沉降與開挖程度的關系等等,以便隨時分析與掌握基坑內及周邊構建物所處于的狀態是否正常。
橋墩上下游觀測點沉降對比值
(通過圖表分析可知,上下游橋墩的沉降值在后期一直處于穩定狀態)
3)信息化施工中需注意的問題
在信息化施工過程中,不僅僅要注意基坑內及四周的監測,同時要注意以下幾點:
①監測點的保護:監測點是否保護得當決定著監測數據是否準確可靠,否則只可能導致錯誤的判斷或決策,所以一定要保護好監測點,如采用醒目標紅的方式或搭設井字欄桿來進行防護。
②日常巡視:采用信息化施工,并不表示要完全依賴監測數據,必須要保證基坑內及周邊的日常巡視,通過肉眼巡查基坑邊坡或主干道是否有明顯的裂縫或沉陷,抽取的地下水內是否渾濁等,獲取基坑施工過程中最直觀的信息。
③應急物資:基坑周邊必須配備沙袋,錨桿,高壓旋噴機等應急物資,若一旦發生危急險情,應急物資能起到很大作用,一定程度上緩解危情。
4.結語
基坑施工過程是整個建筑施工過程中最易引發安全事故的,因其涉及到的因素特別復雜,包括地下水,支護邊坡,周邊構建物等等一些因素,無法套用公式等定型化工具來進行計算判斷,只有通過監測基坑內及周邊的構建物,根據工程施工進展情況和分析監測數據來判斷基坑下一步發展趨勢,及時發現問題及時查找源頭及時采取有效的技術處理措施,保證基坑及周邊構建物的安全,確保工程的順利進行。
參考文獻:
【關鍵詞】FLAC 穩定性 降水
一、飽和粉土地區邊坡穩定性研究現狀
鄭州市邙山干渠輸水工程部分地段位于飽和粉土,溝槽開挖控制著工程的進度和造價,因此對開挖中滲流與邊坡穩定性關系進行研究,是保證順利開挖的關鍵。
關于飽和與非飽和情況下滲流對邊坡穩定性研究一直是一個熱點和難點。滲流發展始于18世紀中期,線性滲流定律(達西定律)為滲流理論的發展奠定了基礎。滲流微分方程適用于求均質滲流介質和簡單邊界條件的解析解,電擬法為解決比較復雜的滲流問題提供了一個有效的工具,后來逐步發展了電網模擬法。
直到數值模擬應用到Richards控制方程中以后,使得飽和-非飽和的滲流場獲得合理的數值解成為可能,隨著有限元技術的發展和逐漸成熟,有限元方法成為求解飽和-非飽和滲流問題的主要方法。
近年來,由于非飽和土理論的發展,國內外學者越來越注意非飽和土的性質研究和對邊坡或滑坡穩定性的影響研究。我國也有不少專家對飽和非飽和滲流做過研究。飽和滲流對邊坡的穩定性影響主要體現在如下一些方面:飽和后有效重度降低、滲透形成的動水壓力、排水和不排水等方面。
對于動水壓力的考慮,另外一種方法是降土和水的混合體作為研究對象。滲透壓力(或動水壓力)與土條中的水重和周邊靜水壓力是一對平衡力。以此為基礎,在浸潤線以下,穩定系數僅與滲透壓力 D和土條浮重有關。因此,當用滲透壓力表述穩定系數時,對于浸潤線以上取天然重量,對浸潤線以下取土條浮重和滲透壓力即可。這樣可把水壓力和水重用一個滲透力 D代替,使問題變得簡單。
二、飽和土體開挖段地質條件
淺層為粉土層,灰黃色,飽和,稍密狀,具有析水性。厚度約為4m。
下部為夾粉砂粉土層,褐黃色,飽和,稍密,震動析水更為明顯,厚度約為6m。
由于管道施工地段地下水位淺且土質主要屬于松散的粉土,工程性質較差,開挖容易出現事故。采用支護施工不經濟合理,因此采用降水施工,利用土體的自身強度來維持邊坡的穩定性有實際意義。
三、FLAC差分程序在飽和粉土邊坡水土耦合分析
FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua)是由美國Itasca Consulting Group Inc開發的三維顯式有限差分法程序,它可以模擬巖土或其他材料的三維力學行為。在FLAC中,可以對地下水的滲流進行模擬。在得到滲流場的條件下,采用水土耦合技術可以得到邊坡的穩定性,邊坡的穩定性采用強度折減法求得。
在FLAC中,可以對地下水的滲流進行模擬。在得到滲流場的條件下,采用水土耦合技術可以得到邊坡的穩定性,邊坡的穩定性采用強度折減法求得。
根據工程地質條件,建立起數值分析的幾何模型,數學模型采用摩爾-庫侖模型。
四、降水對邊坡穩定性影響分析
降水是保證基礎開挖的前提條件,因為在具有滲流條件下的邊坡,邊坡內地下水動力對邊坡的穩定性具有明顯的負面作用。由于降水,加大了土體的有效重度,提高了土體的有效強度,但也加大了下滑力。通過對耦合土――水相互作用的邊坡穩定性進行分析,為工程實踐和優化設計提供理論依據。
分析過程中,分別設定不同的井水位,計算得到各井水位下的滲流場,以此作為前提對邊坡的穩定性進行分析。計算中分別設定降深為0m、2.5m、4.5m、6.5m、8.5m等5個降深。各個降深下的孔隙水壓力分布如圖2所示。同時可以得到各孔隙水壓力分布情況下的邊坡的破壞區分布圖。
通過計算可以看出:
(1)降水導致滲流場逐漸遠離危險區域,對于邊坡的穩定性的提高將會有明顯的作用,導致破壞區域的面積逐漸縮小,特別是2.5m與4.5m等幾個降深。
(2)降水對邊坡穩定性的影響在初期非常明顯,隨著水位逐漸降低,地下水位變化對邊坡的穩定性影響幅度逐漸減少,到最后基本沒有影響。
從整體穩定性變化來分析降水對邊坡的穩定性影響,降水導致邊坡的整體穩定性提高了7%。
五、結論
通過研究表明,地下水水動力作用對邊坡的具有明顯的影響。降水能夠明顯提高邊坡的整體穩定性,特別是降水初期。整體穩定性提高大概約7%。
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