時間:2023-01-06 03:56:04
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篇土釘支護技術論文,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。
【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:
[1]吳光水; 徐文彬 論深基坑施工技術相關特點要點[期刊論文] 科技創新導報2010/15
[2]杜婧 對建筑深基坑施工技術的幾點看法[期刊論文] 中華民居(下旬刊)2013/04
[3]張海江大型深基坑施工技術及環境保護[期刊論文] 建筑安全2011/0
[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:土釘墻;建筑工程;深基坑支護;作用
隨著高層建筑和地下空間的利用和發展,我國的深基坑工程日益增多,無論是技術難度還是工程規模都越來越大。尤其是在地質條件較差或較復雜的地區,傳統的基坑支擴方法已不能滿足當前發展的需要。復合土釘支護技術中,土釘主動支護土體,并與土體共同作用,盡可能保持、利用、提高基坑邊壁土體的原有強度,將傳統支護方式中對支護結構形成荷載效應的擾動土體轉化為支護結構的一部分,從而可以有效地應用于軟土地區等特殊地質條件下的基坑支護,而且具有工藝簡單、造價低、工期短等優點。 但是目前復合土釘支護技術無論在理論分析方法與設計理論還是在工程實踐方面都還不夠成熟與完善。
1 土釘墻支護深基坑的作用
土釘墻是在新奧法的基礎上基于物理加固土體的機制,在上個世紀70年代從德國、法國及美國發展出來的支護方式。上個世紀80年代早期在礦山邊坡支護中我國采用了這種方式,隨后土釘墻支護法在基坑支護得到了大量應用。土釘墻的組成成分為被加固土、放置于原位土體內的細長金屬桿件與在坡面附著著的混凝土面板,最終實現重力式支護結構。將一定長度及密度的土釘設置在土體內,通過土釘和土一起完成作業,進而將原位土的強度、剛度進行有效提升。這種支護技術主要應用于12米以下的基坑開挖深度,如地下水位在坑底以上時,必須根據實際施工要求,進行有效排水與截水施工。
1、應力傳遞與擴散作用
當荷載增大到一定程度后,邊坡表面和內部裂縫己發展到一定寬度,此時坡腳應力最大。這時下層土釘伸入到滑裂域外穩定土體中的部分仍能提供較大的抗力,土釘通過其應力傳遞作用,將滑裂面內部應力傳遞到后部的穩定土體中,并分散在較大范圍的土體內,降低應力集中程度。在相同的荷載作用下,經過檢驗:被土釘鎖加固的土體在內部的應變水平比其他素土邊坡土體內的應變水平要降低了很多,這種情況帶來的優勢就是對開裂區域的形成與發展產生了明顯的阻礙效果。
2、箍束骨架作用
土釘與同作用,土釘自身的剛度和強度以及它在土體內的分布空間所決定的,它具有制約土體變形的作用,使得復合土體構成一個整體結構。
3、坡面變形的約束作用
在坡面上設置的與土釘連成一體的鋼筋混凝土面板是發揮土釘有效作用的重要組成部分。面板提供的約束取決土釘表面與土的摩阻力,當復合土體開裂擴大并連成片時,只有開裂區域后面的穩定復合土體產生摩阻力。
4、分擔作用
在復合土體內,土釘有較高的抗拉、抗剪強度和抗彎強度,當土體進入塑性狀態后,應力逐漸向土釘轉移。當土體開裂時,土釘分擔作用更為明顯。土釘內產生相應的彎剪、拉剪等復合應力,于是就會導致土釘體外裹漿體碎裂、鋼筋屈服的結果。
2 土釘墻施工技術在建筑工程深基坑支護中的應用
隨著我國建筑工程事業發展速度的不斷提升,為確保建筑工程深基坑施工的質量,施工企業必須重視其施工工藝,規范施工流程,只有這樣才能提高工程的整體質量,實現其經濟效益。
1、鉆設釘孔。選用土釘成孔的方式進行基坑支護作業,其成孔工具為洛陽鉆機,將其孔徑設置為80毫米,深度應確保其超過土釘長度100毫米,成孔傾角為15度。每鉆進1米,并進行傾角地測量,避免偏向等情況的出現。
2、土釘安裝。與本工程基坑土釘墻支護設計需求相結合,進行土釘的制作,確保其長度在設計長度以上。每隔1.5米進行一組土釘的設置,選用搭焊連接的方式進行土釘連接,焊縫高度控制在6毫米,把土釘在成孔作業后設置在孔內。
3、注漿。選用孔底注漿法進行土釘墻基坑支護注漿作業,其作業流程為在孔底插入注漿管,確保管口與孔底之間距離200毫米,注漿管應同時進行注漿與拔出作業,確保注漿管底能夠在漿面以下,確保注漿過程中可以順利從孔口流出,并將止漿閥設置在孔口,選用壓力注漿的方式進行施工,確保水泥漿強度為M20,注漿壓力控制在1到2Mpa之間。
4、掛鋼筋網并與土釘尾部焊牢。選用鋼筋網進行土釘墻面施工,將其間距定為200毫米,在坡面上通過人工的方式進行綁扎鋼筋的作業;搭接坡面鋼筋的長度需在300毫米左右,隨后順著土釘長度方向在土釘端部兩側進行短段鋼筋的焊接作業,同時在面層內將相近土釘端部通長加強筋進行連接及焊牢。
5、安裝泄水管。土釘墻基坑支護的泄水管制作應選用用PVC管作為主要材料,泄水管長度必須在450毫米以上,并在管附近進行鉆孔作業,孔數應控制在5到8個,隨后在管外側進行尼龍網布的包裹作業。泄水孔縱橫距離定為2米,布置形狀為梅花型并確保安裝的牢固性。
6、復噴表層混凝土至設計厚度。選用噴射混凝土方式進行土釘墻施工,其設計強度必須在C20左右,其厚度應控制在80毫米。第一,選用干拌方式,混合料攪拌時必須遵循相應的配合比進行施工,混凝土噴射施工過程中根據實際情況,可以將水泥重量為5%噴射砼速凝劑摻加到里面。在開挖土方、修坡施工后,及時完成土釘錨固作業,結束焊接鋼筋網施工后,必須及時進行噴射混凝土作業。選用分層噴射的方式,由下到上的方式進行噴射混凝土作業。第一層噴射厚度應控制在4厘米到5厘米之間,確保其不出現掉漿現象后,進行第二層混凝土再噴射作業,直至其厚度符合設計規定。
3 土釘墻施工技術的質量控制
1、護筒中心和樁中心的偏差不能超過5cm,埋深不能低于1m,泥漿的比重最好控制在1.1~1.2,孔底沉渣的厚度不能超過15cm;鋼筋籠安放位置準確,鋼筋連接滿足規范要求;水下澆筑混凝土施工需要連續作業,保證導管埋入混凝土內深度不小于2米,速度適宜,避免堵管或鋼筋籠上浮,同時樁頭超灌1米。灌注樁混凝土養護完成后,按照相關規范和設計要求進行質量檢測,確保質量合格。
2、土層錨桿在開挖的深基坑墻面或者尚未開挖的基坑立壁土層鉆孔,在達到要求的深度后再次擴大孔的端部,一般形成柱狀。實施錨桿支護技術施工,主要將鋼筋、鋼索或者其它類型的抗拉材料放入孔內,然后灌注漿液材料,令其和土層結合成為抗拉力強的錨桿。這樣的支護技術能夠讓支撐體系承受很大的拉力,有利于保護其結構穩定,防止出現變形,同時還具有節省材料、人力,加快施工進度。
3、在深基坑支護完成后的施工期間,無坑壁坍塌問題出現,通過儀器對周圍建筑物進行監測,無明顯的變形現象出現。混凝土灌注樁和錨桿支護能夠保證該工程的順利進行,并且保障周圍的建筑物的安全,因此實施深基坑支護施工方案是可行的。
4 結束語
綜上所述,建筑工程是關系到國民經濟增長的重要工程,隨著我國房地產事業發展速度的不斷加快,其建設要求也不斷提升,土釘墻施工技術作為建筑工程施工的重要技術之一,其施工工藝選擇的科學性、合理性將直接關系著整個工程的質量,關系到人們的生命安全。只有確保其施工工藝的規范性,充分掌握其技術要點,才能有效提升其整體質量。
參考文獻
[1]胡浩;王路;胡小猛;;高層建筑深基坑支護土釘墻技術應用研究[J];科技信息;2011年13期
[2]閆君;王繼勤;崔劍;;土釘墻支護技術在青島中惠商住樓深基坑中的應用[A];探礦工程(巖土鉆掘工程)技術與可持續發展研討會論文集[C];2013年
建筑行業中級職稱論文字數
每個刊物的字數都是不一樣的,要是發省級刊物的話一般字數在2000字到3000字之間不等,一般多數在2500字左右
建筑行業中級職稱論文
建筑施工行業技術研究
隨著我國經濟的發展,我國的建筑行業也在發展。建筑施工技術作為建筑業發展的力量和源泉對建筑業的發展起著舉足重要的作用。隨著現代科學技術的進步,我國的建筑施工行業也在逐步走向科技創新之路,在原有建筑施工行業技術發展的基礎上,一些新的建筑施工行業技術被引進,本文首先來分析建筑施工的原有技術,然后再次基礎上簡單的介紹幾種建筑施工行業新技術。
近些年來,我國在建筑施工行業發展水平不斷提高,已經初具了解決工程建設過程中出現的各種復雜問題和矛盾的水平,在推動我國經濟持續、快速、健康發展的過程中發揮了重要作用。從我國建筑業出爐的一批一批規模大、結構牢、水平精湛的建筑物中,足以窺見我國建筑行業技術發展的進步,本文主要來探討建筑施工行業技術研究。
1.傳統的建筑行業施工技術
在建筑行業中,傳統的建筑施工技術主要有樁基技術和基坑支護技術兩種,下面我們分別來看。
1.1 樁基技術應用
樁基技術作為我國建筑施工行業的一種傳統技術,在建筑施工行業發揮了不可替代的作用。樁基技術主要有預制樁和灌注樁兩種。在混凝土施工中由于預制樁技術產生的噪音較為嚴重,所以,預制樁的使用范圍較為狹小。最常用的樁基技術是灌注樁技術。灌注樁技術施工方式較為靈活,不但可以自行設計樁長、樁徑以及數量,而且可以滿足不同地質地貌的施工。在我國建筑行業中,其使用范圍比較廣,利用率比較高,但是灌注樁技術由于受自身樁徑和樁攀的限制,其使用也存在著一定的缺陷。克服此種缺陷主要運用樁側后注漿技術和樁底注漿技術。
1.2 基坑支護技術的應用
近些年來,隨著我國高層建筑物的不斷增多,基坑支護技術應用的較為廣泛,因為高層建筑中必須做好建筑深基礎的施工,否則,建筑物的質量很難保證。基層支護技術適應了這一要求,解決了高層建筑深基礎施工難度大這一問題。基層施工是一個復雜系統的整體工程,施工時要綜合考慮到擋土、防水、降土、挖土等多種因素,所以在施工時要綜合考慮施工技術、施工環境以及施工安全等各個方面。我國采用的基坑支護技術主要有逆作拱墻技術和土釘墻技術兩種。逆作拱墻技術主要適用于土壤較軟的地層,主要運用分層挖土的方法。土釘墻技術適用于低水位的非軟土層,實現在分層開挖基礎上的分層支護。
2. 建筑行業施工新技術的引進
從上面分析可以看出,雖然我國的建筑施工技術在原有的基礎上有了很大進步,但其總體水平仍然比較低,存在著這樣或那樣的缺陷,具體表現如下:缺乏技術創新,對技術的創新力度不夠。由于市場經濟體制的不完善加上傳統思想的影響,許多新技術不被引進,沒有引起建筑行業足夠的重視,導致建筑施工行業技術創新緩慢或缺乏技術創新。企業缺乏創新人才,加上企業技術創新的動力不足,導致建筑行業科研成果轉化率較低。隨著我國建筑業的發展,各種新技術被不斷引進,譬如高強度高性能混凝土技術、深基坑支護技術、鋼結構技術等等,下面我們來具體研究一下幾種建筑行業新技術。
2.1 清水混凝土施工技術
隨著我國人口的快速增長,個人占用的空間日益縮小,在這種情況下,高層建筑應運而生并得到了充分發展。高層建筑施工主要以鋼筋混凝土結構、清水混凝土施工技術為主。清水混凝土技術作為建筑行業的一門新技術將原始澆筑面直接作為裝飾性表面,不但使用方便,而且可以加快施工速度,降低成本,保持高層建筑的穩定性,為我國建筑行業的發展開辟了新的道路。
2.2 鋼纖維砼的施工技術
隨著我國經濟的發展以及人們生活品味的不斷提高,人們對建筑的藝術感覺越來越重視。為了滿足人們對建筑藝術效果的需求,在建筑行業中引進了鋼纖維砼的施工技術。鋼纖維砼的施工技術通過在普通砼中摻入適量鋼纖維,兩種原料拌合而成的一種復合材料,不僅增強了砼構件的抗裂能力、抗剪能力,而且克服了砼抗拉強度低的缺點,增強砼的耐延性。此外,鋼纖維砼具有較好的能量吸收能力,抗沖擊能力很強,所以利用鋼纖維砼的施工技術建設出來的高層建筑不但質量可靠,而且具有很好的平面感和立體感,給人們一種視覺沖擊力,滿足了人們對藝術效果的追求。
2.3 防水材料的施工技術
科學技術和建筑行業的發展使得防水材料的施工技術被廣泛應用于建筑施工。隨著防水施工向冷作業方向發展,防水材料中出現了許多高效彈性材料,譬如高分子卷材、新型防水涂料以及密封膏等等,這些材料運用于建筑施工,使得建筑施工的機械化水平不斷提高。建筑防水技術分為對屋面的防水和對墻外的防水兩種。對屋面的防水會采用聚合物水泥基復合涂膜施工,這種技術關鍵在于做好基層、板縫以及節點處理。涂料時一定要做到仔細認真、涂抹方向要做到相互垂直;對于墻外防水一般采用加氣砼磚墻施工技術。兩種技術綜合運用,提高了我國建筑施工水平,有效預防了水滲漏以及裂縫等公害的出現。
3. 結語
市場經濟是市場在資源配置中起基礎性作用的經濟,競爭性是市場經濟運行的內在動力和源泉。建筑施工是建筑企業在激烈的市場競爭中立于不敗之地的法寶,所以,任何一個建筑企業都要從自身的優勢出發,從企業的可持續發展出發,不斷研發創新建筑行業施工技術,提高企業的競爭力,推動企業健康持續的發展。
參考文獻
[1] 趙文勝. 談建筑施工企業新技術開發和應用管理. 科學之友,2009.
[2] 周云. 現代建筑工程技術研究與應用. 華南理工大學學報,2007.
[3] 趙志緒. 我國建筑施工技術的進步與展望[J]. 施工技米,2009.
看了“建筑行業中級職稱論文字數”的人還看:
1.工程類中級職稱論文字數要求
2.2017年中級職稱論文字數
3.2017年建筑中級職稱論文
【關鍵詞】樁錨支護;深基坑;設計參數;基坑設計
0 前言
目前,城市地下空間的開發越來越向縱深方向發展,基坑的深度也日趨增加。由于受到原有建筑物及周邊環境的影響,建筑基坑有時無法采用放坡開挖方式,而且純粹的排樁支護結構也逐漸不能滿足深基坑支護的要求,因此,基坑支護問題顯得愈加突出[1]。而隨著樁錨支護結構有關理論與實踐的不斷發展,深基坑支護的許多難題得到了有效解決,本論文介紹了樁錨支護在長沙某深基坑的應用,為長沙地區的深基坑支護設計提供經驗。
1 工程實例
1.1 工程概況
該基坑位于長沙市書院南路東側,擬建南沿路南側,交通十分方便。高層住宅樓結構類型為剪力,地下室為框架結構。基坑底設計開挖標高為50.00m,基坑開挖深度為9.0m。
1.2 工程地質條件
場地主要為湘江東岸低丘崗地,主要分布有5個工程地質層,現分述如下:
(1)人工填土:褐黃、褐紅、灰褐色,主要由粘性土組成,夾20-30%的碎石、塊石、建筑垃圾等硬雜質,稍濕-濕,近期堆填,結構松散,未完成自重固結。
(2)粉質粘土:褐黃色,結構較致密,捻面較光滑,干強度及韌性中等,稍濕,硬塑狀。
(3)全風化泥質粉砂巖: 褐紅色,礦物成分已基本風化,巖心呈土柱狀,巖質極軟,巖塊手捏即碎,原巖結構易辯,稍濕-濕,可塑-硬塑狀。
(4)強風化泥質粉砂巖: 褐紅色,巖心破碎,多呈塊狀,短柱狀,巖質極軟,巖塊手折即斷,巖體質量等級指標屬V類,極軟巖,極破碎,該層中局部夾有礫巖。
(5)中風化泥質粉砂巖: 褐紅色,節理裂隙較發育,巖心較完整,多呈長柱狀,巖質較軟,巖塊手可折斷,巖體基本質量等級屬V類,較軟巖,較破碎。
1.3 水文地質條件
場地內地下水主要為粉質粘土及全風化泥質粉砂巖中的孔隙潛水。因本場地內全風化泥質粉砂巖中含有較多泥質成分,故水量極貧乏。水位隨季節變化,據地下水長觀資料,長沙地區地下水位年度變幅2~4m,穩定地下水位埋深1.50~9.10m,水位標高51.08~58.60m。
1.4 支護方案
1.4.1 支護方案選擇
本工程基坑支護根據工程特點(基坑輪廓(如圖1)、埋深等)、土層性質、周邊環境劃分為4個支護區域。
1)基坑北側與現有四層住宅樓相鄰,且距離較近,采用樁錨支護結構;
2)基坑南側同樣與現有四層住宅樓相鄰,且距離較近,采用樁錨支護結構;
3)基坑東側周圍沒有建筑物,場地開闊,采用放坡,由于本論文主要涉及樁錨支護設計,因此在下面的介紹中不對放坡進行過多贅述;
4)基坑西側靠近書院南路,道路下埋設大量地下管線,采用樁錨支護結構。
1.4.2 樁錨支護穩定機理
本基坑周圍環境十分復雜,北側與南側均有四層居民樓,基坑西側為書院南路,分析可知:整個支護體系在基坑側壁土體對支擋結構的主動土壓力Ea、支擋結構對基坑內部土體的被動土壓力Ep、支擋結構與錨索之間的預壓力F1以及周圍建筑對支擋結構產生的附加力F2的作用下達到平衡。依據平衡受力分析得支護體系的平衡方程為:
1.5 設計計算
本基坑形狀可視為四邊形,計算方法類似,故以基坑西側為例給出設計思路。王偉娟[2]結合工程實例給出了可供參考的設計理論。土壓力的計算采用朗肯土壓力理論,支護結構地面超載按實際產生的超載分布情況和強度計算。
1.5.1 樁體嵌入深度
計算方法采用等值梁法,等值梁法是一種簡單實用的計算方法[3-6]。假設擋土墻前后的土壓力都達到了極限平衡狀態。人工挖孔樁及錨索設計參數如表1、2所示。
表1 人工挖孔樁參數
表2 錨索設計參數
1.6 支護止水、降水方案簡述
場地內地下水主要為粉質粘土及全風化泥質粉砂巖中的孔隙潛水。主要分布于粉質粘土及全風化泥質粉砂巖中。只需在坑內采取設置排水溝和集水井,排除坑內積水。
2 穩定性驗算
2.1 樁錨支護的整體穩定性驗算
根據規范《建筑基坑支護技術規程JGJ120-2012》使用條分法對樁錨支護的整體穩定性進行驗算,以基坑西側為例,根據公式:
2.2 樁錨支護的抗隆起穩定性驗算
2.3 小結分析
筆者算出基坑西側樁錨支護整體穩定性系數為K=1.84,用理正軟件算出最小穩定系數Kmin=2.88>1.8,造成數值結果不同的原因主要是由于筆者在運用條分法計算穩定性系數時,是通過圓弧滑動面過基坑底進行計算(見圖1),而理正軟件計算使用的圓弧滑動面則是過樁底(見圖2),因此造成了數值結果的差異。另外,由于過基坑底的圓弧滑動面經過的土層較經過樁底的土層強度低,導致在計算上間接地降低支護體系的強度和穩定性。
3 結語
針對本基坑復雜的施工條件,采用樁錨支護結構進行基坑支護,可有效控制基坑變形及減少地下空間的利用,并通過相關理論及規范進行了支護設計,對樁錨支護參數進行了設計計算,并利用理正軟件進行了驗算,結果與筆者計算結果基本相符。經規范驗算及變形估算后,確定樁錨支護結構的適用性及設計參數的合理性。
【參考文獻】
[1]楊素春.深基坑支護技術及實例分析[J].地下空間,2001,21(5):480-484.
[2]王偉娟.某深基坑樁錨支護結構的設計與監測分析[D].蘭州:蘭州理工大學,2011.
[3]李廣信,李學梅.軟c土地基中基坑穩定分析中的強度指標[J].工程勘察,2010,1:1-4.
[4]楊光華.深基坑開挖中多支撐支護結構的土壓力問題[J].巖土工程學報,1998,6:113-115.
關鍵詞:軟土;基坑 ;支護;優化設計
中圖分類號: TV551 文獻標識碼: A
大多數城市都進行著規模較大的舊城改造工程,而給在繁華的城市內進行深基坑的開挖問題提出了的新的挑戰,如何控制因為深基坑開挖而產的環境效應問題,進而促進深基坑的開挖技術的研究與發展,提出了許多先進的設計方案、計算方法,和眾多新的施工工藝,同時也出現了許多先進技術的成功工程實例,比如,環球金融中心和金茂大廈等超高層建筑的圓滿完成;然而不可回避的事實是,由于基坑工程本身的復雜性以及設計和施工管理的不當,基坑工程在施工中發生事故的可能性仍然非常高。
一、我國深基坑支護工程中存在的主要問題
1.支護結構計算模型分析
當前應用最廣泛的基坑支護結構計算模型有平面框架計算模型和不協調空間計算模型舊。
(1)平面框架計算模型舊是將支護結構體系采用平面分析,選用一個適合的支撐剛度,得到一個每延米的支撐力,再將每延米的支撐力作為每一層支撐體系的外荷載,對支護結構進行平面框架內力分析。其主要存在以下幾點不足:①很難選擇一個適當的每延米支撐剛度;②對于約束點的選取主要靠工程實際經驗,如果約束點不巧取在最大位移點,就會與實際情況存在著偏差;③將基坑支護空間問題轉化為平面問題,這與基坑支護結構的實際受力情況相差較大。
(2)不協調空間計算模型 是指將深基坑施工中的支護結構看成一個空間的排架系統,其底部視為鉸支,鉸支位置由平面分析進行確定,而平面分析采用“nl”法。這種方法主要存在如下幾個缺點:①該模型適用于對稱開挖而實際基坑開挖中很難做到對稱開挖;②將鉸支點看成是反彎點,而實際反彎點并非是位移零點,這與實際情況有相當大的出入;③實際基坑施工中的支撐剛度是不能確定的,因此對支撐等效剛度的選取會導致帽梁、圍令與維護墻之間的位移不協調。
2.支護結構監控報警值分析
在深基坑支護結構的監測過程中對各項檢查項目的監控報警值的確定是一件及其重要的工作。在每一項工程監測中,都應當根據工程的實際情況和設計計算書先確定相應的監控報警值,用來確定支護結構的變形和基坑周圍的土移是否超過了允許的范圍,以此來判斷基坑是否處于安全狀態,進而對支護方案進行優化或改變以確保基坑施工的安全。
二、基坑開挖與支護現狀及特點
(1) 基坑開挖越來越深。有的是為了施工的方便,有的因為昂貴的地價,再就是為了符合當地政府規定和人防需要,建筑物不得不向地下發展。過去城市中修建2層地下室也非常少見。但現在的大城市尤其是沿海城市和特區,3~4層地下建筑物已很常見,5~6層也有。因此基坑深度多在10~16m間,甚至20m的也有許多。
(2)工程地質條件越來越差。這一點在某些沿海經濟開發區較為突出。
(3)基坑周邊的環境較為復雜。高層和超高層的建筑大多集中在人口密集、建筑物密度大的地方,還多處于市政公路旁邊。原來的建筑結構陳舊復雜,地上和地下管網分布密集。因此,基坑開挖不僅要保證基坑本身的穩定,也要保證周圍的建筑物和構筑物不受破壞。
(4)基坑支護方法和種類多。如人工挖孔樁,鋼板樁,預制樁和深層攪拌樁,還有地下連續墻等,內支撐包括各種樁、墻、板、管和撐同錨桿的聯合支護等等。
(5)基坑工程的成功率較低。一旦基坑支護出現事故,會成鄰近房屋、地下管道和管線及道路的開裂,甚至引發工程糾紛,或出現嚴重的破壞,造成人員傷亡和重大經濟損失。
三、建議及對策
1.堅持分層分段開挖與支護的原則
一般情況下,邊坡破壞是從局部開始,然后逐漸擴大。首先產生局部破壞的部位為突破點。當結構中部分土體應力達到甚至超過它的強度時,突破點就開始發生破壞,并引起其周圍的土體性質的變化,進而引起臨近部位土體應力值的升高,從而擴大破壞面積。高層建筑的飛速發展,使基坑越挖越深,邊坡也更加陡立(一般約為80~90°左右)。邊坡開挖后,不僅破壞了自然土體的三向受力狀態,而且在開挖面周圍產生高能區。部分能量會傳給開挖面周圍的土體,也就成為土體變形的動力。相對直立的邊坡工程,如果開挖深度過大,高能區積聚的能量也非常大,有可能成為破壞的突破點進而造成塌方。所以,施工過程中必須控制開挖面的深度與長度,并快速進行支護,達到消除和控制破壞突破點擴張程度。分層分段開挖并支護有利于邊坡能量的釋放。前期開挖掘層段的能量有一部分通過錨體傳到土層較深部位,部分留在邊坡相對淺的部位。當下階段開挖后,該能量就被新的開挖段釋放和吸收。所以,分層分段開挖并支護的施工方法也會釋放能量,使得開挖能量較少留在坡面,這有利于整個破會面的穩定。邊坡層段開挖的大小應作為設計的重要內容,在分析土體力學性能、邊坡附加荷載分布的基礎上預測突破點可能產生的部位,這是劃分層段的重要依據。據此繪出每一坡面的層段開挖圖,作為施工依據,并在施工中根據具體情況進行調整。
2.信息反饋是基坑施工的重要組成部分
信息反饋是指兩個方面:一是指在坡面開挖中,對表現出來的地下水分布、地質構造、水位變化和地下未知建筑物的信息反饋;二是指施工過程中,對邊坡應力監測和位移信息的反饋。而在施工中發生側移的原因有:
(1)土力學的模糊性:土的層面結構多變,影響因素多,物理力學性能分散性大。其結構計算原理及各種參數取值有較大的模糊性,不可能一次計算到位
(2)在外力作用下產生變形。
(3)施工過程中土體的不穩定。
3.支護結構改革和創新
(1)根據受力情況改變結構的形式。閉合拱圈擋土、連拱式基坑支護,都是應用空間支護結構,充分利用拱的性質,即減小土對樁基的側向壓力,也把結構受彎轉換為拱圈受壓,充分發揮混凝土的受壓特性,不僅提高了支護效果,也降低了支護的費用。
(2)從施工方法上改變。樁墻合一地下室逆作法,是將地下室墻和基坑支護樁合在一起,以地下室的梁板作為支護,從上往下施工,同時地下室的外墻也在施工。它的優點是節省資金,在高水位地區和地下水豐富區域,還要做防水帷幕。
(3)發展新的支護方法。近幾年,錨釘墻法和噴錨網支護法在工程中應用了很多,表現出一定的經濟效益。它不要一根管、一根樁、一根撐、一塊板,以盡可能保持并提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學強度,變土體荷載為支護結構體系的一部分。它主動支護土體,并與土體共同工作,具有施工簡便、機動、快速、適用性強、靈活、隨挖隨支、挖完支完、安全經濟高效等特點。它的工期比傳統法短一至兩個月以上,工程造價降低10%~30%左右。
4.進一步研究基坑支護理論
可以看到,隨著國民經濟的飛速發展和城市現代化的進程,基坑工程的可靠性成為高層建筑亟待解決的問題。因此進一步探討基坑支護的方法和計算理論,尤其是新型支護方法的計算理論,乃為工程實際所急需。如噴錨網支護法、錨釘墻法。
5.探討基坑護壁搶險技術
如前所述,基坑工程的破壞率較高。因此,施工過程信息反饋技術,對進行基坑支護搶險有重要意義。當發現基坑護壁出現失效時,采用的辦法大多是回填土方或停止開挖等,收效甚微。因此在支護設計和確定施工得方案時,就一定要考慮基坑支護的搶險措施。如基坑護壁帷幕漏水化學灌漿搶險技術,具有簡單、經濟。快速和有效的特點,是目前基坑漏水涌砂最好的搶險補救方法。
結語
在隨著我國的經濟不斷的高速發展,工程建設方面的投資額度也在不斷地增加,各類的高層建筑同時也逐年增加,隨之而來的便是各種深基坑不斷地涌現,那么在深基坑的支護方案設計的時候,就不僅僅是在技術上可以滿足基坑的安全穩定性這樣就可以了,而應該是我做到根據現場的實際情況來設計出一種可以在技術上可行并且在經濟上合理的優化方案,這樣就能為國家節約每一分錢,為祖國的經濟可持續發展做出我們應有的貢獻。
參考文獻
[1]. 王馬 淺談對深基坑開挖支護現狀分析 [期刊論文] . 2012年
關鍵詞:深基坑支護;施工管理;;解決措施
中圖分類號:TU71 文獻標識碼:A 文章編號:
引言:
建筑深基坑在工程施工中占重要地位,當基坑開挖深度超過自然穩定的臨界深度或周圍環境不允許以容許坡度放坡開挖時,就要設置擋土結構對基坑壁進行支護。深基坑支護不僅要求確保邊坡的穩定,而且要滿足變形控制要求,以確保基坑周圍的建筑物、道路、地下管線等的安全。深基坑工程的施工是一個循序漸進的過程,施工單位應按先設計、后施工的程序施工,并盡量做到邊施工、邊監測,還要遵循“分層開挖,先撐后挖,隨挖隨撐,對稱均衡,限時限量”的原則,杜絕盲目施工和野蠻施工的現象,加強對整個深基坑施工過程的控制,保證工程順利、安全地完成。
一.深基礎工程開挖和擋土支護問題及原因
1. 邊坡修理達不到設計、規范要求,常存在超挖和欠挖現象
一般深基礎在開挖時均使用機械開挖、人工簡單修坡后,即開始擋土支護的混凝土初噴工序。而在實際開挖時,由于施工管理人員不到位,技術交底不充分,分層分段開挖高度不一,挖機械操作手的操作水平等因素的影響,使機械開挖后的邊坡表面平整度、順直度極不規則,而人工修理時不可能深度挖掘,只能就機挖表面作平整度修整,在沒有嚴格檢查驗收的情況下就開始初噴,故出現擋土支付后出現超挖和欠挖現象。
2. 土層開挖和邊坡支護不配套、常見支護施工滯后于土方施工很長一段時間,而不得不采取二次回填或搭設架子來完成支護施工一般來說,土方開挖技術含量相對較低,工序簡單,組織管理容易。而擋土支護的技術含量高,工序較多且復雜,施工組織和管理都較土方開挖復雜。所以在施工過程中,大型工程均是由專業施工隊來分別完成土方和擋土支付工作,而且絕大部分都是兩個平行的合同。這樣在施工過程中協調管理的難度大,土方施工單位搶進度、拖工期、開挖順序較亂,特別是雨期施工,甚至不顧擋土支護施工所需工作面,留給支護施工的操作面幾乎是無法操作,時間上也無法完成支護工作,以致使支護施工滯后于土方施工。因支護施工無操作平成鉆孔、注漿、布網和噴射混凝土等工作,而不得不用土方回填或搭設架子來設置操作平臺來完成施工。這樣不但難于保證進度,也難于保證工程質量,甚至發生安全事故,留下質量隱患。
3. 噴射混凝土厚度不夠,強度達不到設計要求
目前建筑工程基坑支護噴射混凝土常用的是干拌法噴射混凝土設備,其主要特點是設備簡單、體積小、輸送距離長,速凝劑可在進入噴射機前加入,操作方便,可連續噴射施工。雖然干噴法設備操作簡單方便,但由于操作手的水平不同,操作方法和檢查控制等手段不全,混凝土回彈嚴重,再加上原材料質量控制不嚴、配料不準、養護不到位等因素,往往造成噴后混凝土的厚度不夠、混凝土強度達不到設計要求。
4. 成孔注漿不到位,土釘或錨桿受力達不到設計要求
深基坑支護所用土釘或錨桿鉆孔,一般為100―150mm的鉆桿成孔,孔深少則五、六米,深則十幾米,甚至二十多米,鉆孔所穿過的土層質量也各不相同,鉆孔如果不認真研究土體情況,往往造成出渣不盡,殘渣沉積而影響注漿,有的甚至成孔困難、孔洞坍塌,無法插筋和注漿。再者注漿時配料隨意性大、注漿管不插到位、注漿壓力不夠等而造成注漿長度不足、充盈度不夠,而使土釘或錨桿的抗拔力達不到設計要求,影響工程質量,甚至要做再次處理。
5. 邊坡頂面未及時按要求處理
在城市區,特別是舊城改造和鬧市區,地面下1―2m往往是雜填土或管線縱橫等,而不利于支護,設計時第一排土釘或錨桿距地面均較遠,故開挖第一層后應將鋼筋網掛好并將其上口于基坑邊水平面1―2m內固定,且及時將土層表面硬化,做好排水設施,防止雨水沖刷和滲入邊坡而增加土體的主動土壓力,給邊坡穩定帶來不利影響。很多施工單位只盲目地搶進度,不注重表面硬化和排水處理,以致雨水滲入邊坡土體而使土體產生過大的位移,而不得不做加固處理。
6. 忽視跟蹤監測
跟蹤監測是實時掌握基坑支護變化的重要手段,是確保工程正常使用和發現問題及解決問題的重要基礎。但是許多施工單位在施工中沒有完善的跟蹤監測手段和制度,有的即使有,也形同虛設,沒有發揮其應有的作用,沒有及時地監測到基坑支護變形的第一手資料,等到發現基坑變形時已是無法挽救了。
二.解決問題的方法
1. 強化管理和監管協調的作用
施工單位要從根本上解決好施工管理人員,特別是項目經理、技術負責人、專業工長的質量和組織管理松懈的思想問題。工程開工前,項目經理應組織本項目各崗位的管理人員,仔細研究施工的難度和交叉工序的關系,理順各工序間的矛盾,突擊重點,抓住主要矛盾,編寫好針對性強、可實施的施工組織方案,并按程序審批確定后,嚴格按此方案組織施工。在施工過程中,項目經理要做好各項工作的后勤、物資、人員的保障工作,做好同兄弟單位間的協調工作,確保施工各工序有秩序、不間斷地進行。
各工序在施工前,特別是那些關鍵工序、技術復雜、難度大的工序,項目的技術負責人須認真研究選用合適的方法,向施工管理人員和操作人員進行技術交底,并常親臨現場,指導技術性工作,解決實際問題;施工員應堅守施工一線,督促班組做好各交接工序的自檢、互檢工作;質安員作好專檢工作,嚴格執行質量一票否決制。并嚴格執行監理復檢或抽檢等監督檢查工作,確保每一道工序質量的合格。
2. 堅持持證上崗和崗前培訓制度
工程施工中,不但管理人員要具備相應的崗位管理能力,要熟悉各工序的操作程序和質量控制點。操作人員也應具有相應崗位的上崗證,嚴格管理,對新來人員和離崗較長時間的人員必須做好崗前培訓工作,來確保操作人員的操作水平和方法。這樣方可達到即節約材料省工,又保證工程質量的目標。
3. 強化質量責任,加強過程控制
噴射砼的質量好壞和厚度取決于噴射操作手的操作方法和水平,而其關鍵又是噴嘴與受噴面的距離、噴嘴移動、水量的調節。施工時噴嘴與受噴面的最佳距離為0.8~1.0m(圖1)。當噴嘴與受噴面的距離>1.0m 時將增加回彈量,降低混凝土的密實度和強度;當噴嘴與受噴面的距離
結束語:
隨著城市建設的發展,深基坑支護工程研究現已發展成為一門新興課題。在深基坑支護工程中,由于設計不合理,或施工不當,或自然災害等原因,經常發生基坑垮坍、建筑物及路面塌陷或開裂、基底隆起等等工程事故,直接影響施工進度和工程造價,甚至危及人們的生命財產安全。總之,深基坑支護施工管理是一項十分重要而又艱難的管理工作,如何做到統一、協調、優質、高速地施工,是各施工單位在施工中必須重點審視的問。
論文摘要:結合近年來一些深基坑支護設計與施工,概述了較成熟的深基坑支護類型及適應范圍,簡述了深基坑設計理論及其存在的一些問題,對深基坑支護工程今后的技術應用進行了探討,以期進一步完善深基坑支護技術。
深基坑工程是隨著城市建設事業的發展而出現的一種較類型的巖土工程,基坑支護設計是一個綜合性的巖土工程問題既涉及土力學中典型強度與穩定問題,又包含了變形問題,同時還涉及到土與支護結構的共同作用以及結構力學等問題。隨著對這些問題的認識及其對策研究的深入,越來越多的新技術在深基坑工程中也得到應用。
1深基坑支護類型
1)土釘墻支護。2)攪拌樁支護。3)柱列式灌注樁、排樁支護。4)內支撐和錨桿支護。5)鋼板樁支護。6)地下連續墻。
2深基坑支護的土壓力
2.1土強度指標的選擇
土的抗剪強度指標C,與土的固結度有密切的關系,土的固結過程就是土中孔隙水壓力的消散過程,對于同一種土,在不同排水條件下進行試驗,可以得出不同的抗剪指標C和,故試驗條件的選取應盡可能反映地基土的實際工作狀態。在基坑支護設計中應采用三軸試驗的指標,才能保證選取參數值的客觀性和準確性。對于黏性土,計算圍護結構背后由自重應力而產生的主動土壓力采用三軸試驗的固結不排水剪的指標與實際工作狀態較致,但由地面臨時荷載而產生的土壓力,通常采用三軸不排水剪指標較合理。特別對于軟黏性土,最好采用現場十字板的原位測試方法確定c和妒,因為室內試驗的擾動影響太明顯,強度指標偏低,使設計過于保守。計算基坑內被動土壓力時,一般宜采用三軸固結不排水剪。對于砂土,由于排水固結迅速,對于任何情況,均可采用排水剪指標,或采用固結不排水剪經孔隙水壓力修正后的c,值來計算土壓力。
2.2土壓力計算理論及方法
1)試驗結果證實了太沙基理論的定性結論,土壓力大小取決于位移的大小和位移方向;2)實測結果表明,當變形小于5%H(H為開挖深度)時,被動土壓力仍然能得到充分發揮,所以說,對于深基坑工程的實際變形情況而言,套用一些經驗的位移指標來判斷墻前土體是否達到被動極限狀態,是有局限性的;3)在黏性土上的許多基坑支護工程,護坡樁鋼筋強度未完全發揮,實際鋼筋應力還低于鋼筋的設計強度,造成很大浪費,而造成鋼筋應力低的原因主要是計算土壓力大于實際土壓力。實驗還表明,把基坑支護結構視為平面不合理,因為基坑工程的“角效應”即土壓力的空間效應,對墻移有明顯的抑制作用。利用這種空間效應可以在兩邊折減樁數或減少配筋量。
2.3水土壓力的合算與分算
按照有效應力原理,可知“土、水壓力分算”比“土、水壓力合算”概念要清楚。但由于要測得有效應力強度指標,一般試驗難以做好,而且水、土壓力合算法在一些軟黏土地區的臨時性開挖工程中土壓力計算值與實測值較為符合。
土在有水作用時,墻后土壓力主要是水、土壓力共同作用的結果,在未搞清水、土耦合效應的前提下,水、土壓力合算是一個包含一定的實踐經驗的綜合方法,對工程實踐來說是有利的。
為搞清墻后土體在水、同作用下的破壞機理,進行水、土壓力分算,是符合系統科學原理的方法。
3支護結構計算方法
3.1靜力平衡法
靜力平衡法亦稱自由端支承法,該法假定圍護結構是剛性的,并可繞支撐點轉動。圍護結構的前側產生被動土壓力,后側產生主動土壓力。靜力平衡法適用于圍護結構的入土深度不太深即底端非嵌固的情況,此時圍護結構由于土壓力的作用而達到極限平衡狀態。利用墻前后土壓力的極限平衡條件來求插入深度、結構內力等。
3.2等值梁法
單支撐(錨拉)埋深板樁計算,將其視為上端簡支、下端固定支承,變形曲線有一反彎點,一般認為該點彎矩值為零,于是可把擋土結構劃分為兩段假想梁,上部為簡支,下部為一次超靜定結構,其彎矩圖不變,該法稱為等值梁法。實踐表明,等值梁法計算板樁是偏于安全的,實際設計計算常將最大彎矩予以折減,折減經驗系數為0.6~0.8,一般取0.74。等值梁法基于極限平衡狀態理論,假定支擋結構前后受極限狀態的主被動土壓力作用,不能反映支擋結構的變形情況,亦即無法預先估計開挖對周圍建筑物的影響,故一般僅作支護體系內力計算的校核方法之一。
3.3彈性地基梁的m法
基坑工程彈性地基梁法取單位寬度的擋墻作為豎直放置的彈性地基梁,支撐簡化為與截面面積、彈性模量和計算長度等有關的二力桿彈簧。彈性地基梁法中土對支擋結構的抗力(地基反力)用土彈簧模擬,地基反力的大小與擋墻的變形有關,即地基反力由水平地基反力系數同該深度擋墻變形的乘積確定。即f=mzy,其中,.f為土對支擋結構的水平地基反力,kN/m2;為比例系數,kN/m4;為計算深度,m;為計算點處擋墻的水平位移m。彈性地基梁的m法優點是考慮了支護結構與土體的變形協調。工程實踐表明,在軟土中的懸臂樁支護計算采用m法,計算位移與實測位移有很大差異,實測位移是計算值的好幾倍。這說明樁后土體變形已不再屬于彈性范圍。另外,m法無法直接確定支護結構的插入深度,通常假定試算有很大的隨意性,有時樁底落在軟弱土層中,還需經驗來修正。
3.4彈塑有限元法
有限單元法作為今后基坑支護設計計算的發展方向,它的優點是考慮了土體與結構的變形協調,而且可以得出塑性區的分布,從而判斷支護結構的總體穩定性。但選取合理的本構模型與計算參數,以及塑性區范圍與穩定性之間的定量關系均缺乏經驗。目前,隨著計算機技術及系統科學的發展,為有限單元法的完善提供了更有利的工具。在結構計算方面,建立了能考慮基坑圍護結構和土壓力的空間非線性共同作用理論及其計算方法,并編成程序,方便高效地完成基坑圍護工程的計算。
4地下水治理
4.1明排水治理法
在填土、淺層黏性土中開挖基坑,經計算和現場試驗判斷不可能發生坑底突涌或側壁滲漏、流土,可采用明溝盲溝排水方法。
4.2井點降水治理法
降水治理方法適用以下條件:1)地下水位較淺的砂石類或粉土類土層;2)周圍環境容許地面有一定的沉降;3)止水帷幕密閉,坑內降水時坑外水位下降不大;4)基坑開挖深度與抽水量均不大,或基坑施工期較短;5)有有效措施足以使鄰近地面沉降控制在容許值以內;6)具有地區性成熟經驗,驗證降水對周圍環境不產生大的不良影響。填土、粉土及含薄層粉砂的粉質黏土含水層涌水量不大時,適用輕型井點降水。黏性土、淤泥質土和粉土,適用電滲井點降水。砂土、粉土地層適用噴射井點降水。砂土、碎石土和巖石地層適用管井井點降水。管井降水可根據水文地質條件,水位降幅要求和環境保護要求采用完整井或非完整井。
4.3隔滲治理法
采取隔滲措施治理方法適用以下條件:1)開挖深度以上或坑底以下接近坑底部位分布有粉土、粉砂,有可能產生流土時;2)鄰近基坑有地表水體(湖塘、渠道、河流),與基坑之間沒有可靠隔水層時;3)有承壓水突涌可能,且無降水措施時。
4.4減小降水不良影響的措施
1)充分估計降水可能引起的不良影響;2)設置有效的止水帷幕,盡量不在坑外降水;3)采用地下連續墻;4)坑底以下設置水平向止水帷幕;5)設置回灌系統,形成人為常水頭邊界。回灌系統適用于粉土粉砂土層。
5動態設計和施工
深基坑工程是土體與圍護結構體系相互作用的一個動態變化的復雜系統,僅依靠理論分析和經驗估計是難以把握在復雜等條件下基坑支護結構和土體的變形破壞,也難以完成可靠而經濟的基坑設計。通過施工時對整個基坑工程系統的監測,可以了解其變化的態勢,利用監測信息的反饋分析,就能較好地預測系統的變化趨勢。當出現險情預兆時,可做出預警,及時采取措施,保證施工和環境的安全;當安全儲備過大時,可及時修改設計,削減圍護措施,通過分析,可修改設計模型,調整計算參數,總結經驗,提高設計與施工水平。
根據基坑可靠度研究的現狀以及考慮到各地同一類土的物理力學性質存在較大的差別,土的物理指標和抗剪強度指標隨著區域的不同而變化,土性參數具有變異性大、區域性強等特點,其數據統計不能過大,具體的巖土工程設計必須根據所處的場地土性進行;又限于錨樁支護形式的基坑的復雜性,本文結合遼寧省地區的某個具體的工程來進行可靠度的研究。
工程地質條件
根據遼寧省抗震防災基礎資料,勘察場地在區域地質構造上講,位于華北地塊內,根據地質構造活動的特點,位于遼北凹陷地塊內,大地構造上處于遼東塊隆與下遼河-遼東灣塊陷相交接的部位。場地地表大部分為人工棄土,地形坑洼不平、存在未清理舊基礎以及人為采砂形成的大坑,但總體地勢平緩,局部高低起伏較大,地面標高介于41.85~48.26m。地貌類型屬渾河高漫灘及古河道。根據鉆探揭示,場地勘察深度范圍內的地層結構由第四系全新統人工填筑層(Qml4)、第四系全新統渾河高漫灘及古河道沖洪積層(Qal+pl4)組成。
基坑支護工程設計
本基坑周長為1548m,垂直支護長度為339m,其余為自然放坡。基坑開挖深度為11.8~16.7m,基坑北側10m處存在已建成的鋼筋混凝土防洪堤。基坑的設計計算分為五個剖面去進行,1-1剖面支護方式采用旋挖混凝土做護坡樁,附四層錨索錨拉,樁頂設一道冠梁,樁間噴射混凝土的聯合支護體系;2-2剖面支護方式采用旋挖混凝土做護坡樁,附二層錨索錨拉,樁頂設一道冠梁,樁間噴射混凝土的聯合支護體系;3-3剖面采用二級自然放坡加土釘、掛網噴射混凝土支護方式;4-4和5-5剖面支護方式采用懸臂、樁頂設置一道冠梁,樁間噴射混凝土的聯合支護體系。本文只討論基坑1-1剖面支護的可靠度,其具體支護體系設計見圖1。樁后各土層有:細砂、黏土、中砂、礫砂、圓礫可看出,各土層的分布厚度并不是連續一致的,為使計算簡便,現根據實際情況假設各土層的厚度是個定值,其值如表1所示。
計算相關參數及其選取
基坑支護可靠度設計所涉及的隨機變量,大致可分為:與土性參數有關的隨機變量,主要為內摩擦角φ、黏聚力c、重度γ;基坑外側附加荷載;支護結構本身的變異性。其中基坑外側附加荷載和支護結構本身的變異性與摩擦角φ、黏聚力c、重度γ等隨機變量的變異系數相比非常小,對基坑的可靠度計算影響很小,故可當做常量處理。根據土性參數的統計分析可知各土層土性參數重度γ、黏聚力c和摩擦角φ的均值、其標準差和變異系數。根據各土層的自相關距離,進而求出方差折減系數Γ2(H),最后根據表1最后可把樁后各土層厚度“點”方差轉化為“均值”方差,結果如表2所示。
樁錨支護形式的基坑可靠度計算數學模型
根據現行的設計規范JGJ120-99《建筑基坑支護技術規程》要求,本論文所研究的樁錨支護形式的基坑的可靠度,主要考慮:整體穩定性的驗算、抗傾覆穩定性驗算以及支護結構的強度的計算。根據土性參數的統計分析和圖1可知本基坑支護結構底部不存在軟弱下臥層,所以不會發生整體失穩,從而沒有必要進行整體穩定性驗算;支護結構的強度方面主要是驗算排樁的強度是要保證排樁截面具有足夠的抗壓、抗彎強度和抵抗剪切的能力來抵抗土壓力的作用,根據大量的工程實際經驗可知很少由于排樁的承載力不夠而引發基坑破壞,本文在此不作考慮。所以本文只考慮抗傾覆穩定性驗算。
抗傾覆穩定性功極限狀態方程:根據樁錨支護形式的基坑抗傾覆穩定性安全系數的定義,可以推導出樁錨支護形式的基坑抗傾覆穩定性的極限狀態方程如下:式中,R為抗力;S為荷載效應;Mp為被動土壓力及支點力對樁底的彎矩,對于內支撐支點力由內支撐抗壓力決定;對于錨桿或錨索,支點力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值;Ma為主動土壓力對樁底的彎矩。式中,Eai為每層主動朗肯土壓力;Epi為每層被動朗肯土壓力;Hi為每層朗肯土壓力至樁底的垂直距離;Fi為錨索的錨固力;li為錨索樁底的豎直距離。
基坑目標可靠指標的計算結果的確定
通過以上所述可知安全系數與可靠指標β存在一定的關系式,故可通過此公式可求得目標可靠度指標,本基坑的安全系數界限值為[K]=1.2,其目標可靠指標的計算結果見表3。采用JC方法和蒙特卡洛法(MonteCarlo法)分別計算當前基坑的可靠性指標,其計算結果見表4。通過表3可知,此基坑的目標失效概率非常小,是為人們所能接受的,其目標可靠度指標是合理的。從表4可看出當前基坑的可靠性指標β大于基坑的目標可靠性指標β0,這與傳統方法求得基坑的安全系數1.668大于規范規定的1.2,其結果是一致的,說明此基坑的安全度符合規范的要求可以看出用破壞概率的形式給出基坑的可靠度比較簡單、直觀易于人們接受。
從表3可看出,在同一個工程,安全系數一樣的情況下,利用“點”均值和“點”標準差計算的結果和利用“空間”均值和“空間”標準差計算的結果也有一定的差值。后者的可靠度指標β值要要大于前者可靠度指標β值,這說明利用“空間”均值和“空間”標準差計算的基坑可靠度要大于利用“點”均值和“點”標準差算的基坑可靠度。這是因為安全系數只與相關的土性參數如內摩擦角φ、黏聚力c、重度γ的均值有關,而可靠度指標和破壞概率除與相關土性參數的均值有關外,也與土性參數的變異系數有關。這也說明可靠度指標比安全系數更全面、真實反映了基坑的可靠度。
結語
關鍵詞:黃土隧道,施工,質量控制
引言我國黃土分布地域較廣,主要集中在西北、華北、東北的廣大地區,近年來在公路、鐵路工程建設中黃土隧道的施工份額也不斷增加,其設計與施工難度也漸趨復雜。黃土隧道有其自身的特點,如易塌方,遇水產生濕陷性,預注漿困難,錨桿施作不成功等,同時,黃土隧道造價高昂,修建小凈距和連拱隧道的經驗非常少,這此都制約著黃土隧道向史高層次大規模發展。
一 開挖方法的選擇針對黃土隧道,開挖方法主要取決于兩個方面:一是要確定隧道的主控項目,城市地鐵以控制沉降為主,傳統的雙側壁、CRD,CD方法能較好地控制地表下沉;山嶺隧道由于無嚴格沉降控制指標,采用的施工方法選擇余地較大。二是施工方法的選擇與掌子面巖體的穩定狀況及節理產狀有很大關系。對于隧道開挖及支護過程而言,如果斷面開挖時掌子面穩定,無大的掉塊、垮塌,無推移、擠出現象,初期支護剛度足夠,從受力角度分析就可采用臺階法施工。
二 進洞施工要點隧道洞口段支護、襯砌結構不但承受豎向和橫向荷載,還要承受山體縱向壓力,這種三面受力的情況,對結構的安全性極其不利,因此安全進洞對洞口段的施工有著重要息義。為此采取以下進洞技術措施。
1洞頂截、排水溝
調查洞頂水系,系統了解水流走向、流量,看設計文件是否能滿足實際需要,從而指導截、排水溝的設置。截、排水溝的設置能減少地表水滲入地下,減少對黃土圍巖穩定性的破壞。
2加強量測工作
現場量測是新奧法施工的重要組成部分,,它不僅指導施工,預報險情,確保安全,而且通過現場量測獲得圍巖動態和支護工作狀態的信息(數據),修正和確定初期支護參數。在明洞開挖前沿隧道中線何隔5~10 m布設一組測點進行地表沉降觀測,為明洞開挖提供依據。
3洞內外臨時排水設施
進洞時,洞內永久排水系統尚末形成,洞內積水不易排出,影響圍巖穩定。為此,在暗洞里程處設一擋水埂,阻止洞外水流入洞內,在有降水時隨時備抽水機排出洞口積水。為防止拱腳部位積水,在基底拱腳處抹50 cm寬砂漿水溝(與噴射混凝土銜接),并設置水泥砂漿集水坑,隨時一用抽水機排出洞外,保持洞內干燥。
4洞內強支護
洞口段圍巖差,為確保安全,將此段原設計初期支護加強,如減小鋼拱架間距、增加鎖腳錨桿、減小錨桿間距,拱腳圍巖較為松軟時在拱腳處鋪設木板、增大受力面積、按照上下分部留核心土法開挖等。免費論文參考網。
三 防排水設計1)明洞段防水。采用雙層土工布夾防水板防水,洞頂回填粘土隔水層,采用干砌片石盲溝及Φ1 0 0mmPVC排水管排水。
2)洞身段防排水。在襯砌背后,防水層與噴射混凝土之間設Φ100環向排水半圓管,每(4~6) m設一道,在滲水地段加密設置;隧道邊墻底部設Φ100半邊打孔縱向PE排水管,并且用防水板包裹碎石及PE排水管。隧道仰拱底部設橫向引水管,每(10~15)m設一道,采塑料三通與縱向PE排水管相通,將水流入隧道中心排水溝并排出洞外
3)洞門上方排水。洞門上方設截水溝,引地表水至路基邊溝或洞門外端自然溝谷。
4)路面排水。路面水流入路側的邊溝中排到洞外(與地下水分開排放),以此形成完善的洞內外排水系統。另在工作縫、沉降縫、變形縫均設橡膠止水帶止水。
四 防排水施工1隧道防水層的施工
1)鋪設前的準備工作:在洞外認真檢查防水板的質量,檢查防水板有無斷裂、變形、穿孔等缺陷,保證材料符合設計質量要求:
2)做好初期支護斷面檢查,鑿除侵限部分:將初期支護表面鋼筋網、錨桿頭等凸出部分,先切斷后用錘鉚平抹砂漿素灰;有凸出的管道時,切斷、鉚平后用砂漿抹平;補噴混凝上使其表面平整圓順;
3)掛設半圓管,排水半管在無水地段每5m設一個,富水地段應根據滲水痕縫加密。在噴射混凝土中打孔,將水引出后用半管排走。排水半管用高標號水泥砂漿包裹密實或用灰漿噴射密實,待初凝后再澆筑二襯混凝土,保證不滲漏水:
4)掛設土工布,將土工布用襯墊貼上,然后用射釘槍釘上水泥釘錨固,水泥釘長度不小于50mm,平均拱頂點3個/m一4個/m,邊墻點2個/m一3個/m。
2 止水帶的安裝
施工縫、沉降縫、變形縫是結構防水的薄弱環節,須認真處理。為防止施工縫、沉
降縫、變形縫處出現滲水現象需設置預埋式橡膠止水帶,其安裝工藝如下:
1)沿襯砌設計軸線間隔0. 5m在擋頭板上鉆Φ12鋼筋孔,將加工成型的Φ10鋼筋卡由
待模筑混凝土一側向另一側穿入內側卡緊止.水帶的一半,另一半止水帶平結在擋頭板上;
2)待模筑混凝土凝固后拆除擋頭板,將止水帶靠中心鋼筋拉直,然后彎曲Φ10鋼筋卡套上止水帶,模筑下一環混凝土。
五 錨桿施工質量控制1鎖腳錨桿
鎖腳錨桿在黃土隧道的施工非常關鍵,必須按設計長度、數量隨鋼拱架的作業及時跟進。鎖腳錨桿要在端頭加工成L型彎鉤焊接在鋼拱架上,確實起到鎖腳作用,防止鋼拱架下沉過大。
2 系統錨桿
為了確保系統錨桿沿法線方向布設,系統錨桿的工作臺可放在上導坑核心土的后而,系統錨桿作業必須是噴射混凝土厚度達到10~12cm后進行,且一定要使用墊板,墊板焊接在鋼拱架的腹部,以便加強鋼拱架的穩定性,提高其剛度,系統錨桿的設置及噴射混凝土達到設計厚度的斷面與掌子面的最大距離不超過6m。系統錨桿可以在數量不變的情況下,增大環向間距,減小縱向間距,錨桿必須與鋼拱架焊接,系統錨桿的注漿必須按照設計要求達到注漿壓力。
六 噴射混凝土質量控制1噴混凝土前試驗員一定要做好配合比,同時現場抓好混凝土施工操作。
2噴射混凝土時,速凝劑的添加要均勻,噴射混凝土一定要分層噴射,噴射混凝土的乎整度要求不超過5cm。
3噴射混凝土應采用硬質潔凈的中砂或粗砂,細度模數宜大于2.5。速凝劑使用前應做速凝效果試驗,要求初凝不超過5min,終凝不超過10min。免費論文參考網。噴射混凝土中的骨料應不小于40%。
4噴射混凝土必須表面平整、圓順,不合格處打鑿后補噴平整,尤其是上,中導和中下導接茬部位。嚴格按2m靠尺進行測量,確保平整度達到要求,拱部噴射混凝土必須回填密實,不得有空洞。免費論文參考網。
七 二次襯砌質量控制1為確保二次襯砌的密實度和外觀質量,應在模板臺車上加設附著式振動器,并按設計要求在拱頂布設縱向注漿花管,緊貼初期支護混凝土面,孔位向上,在二襯混凝土外留注漿孔。同時應加強對襯砌臺車的支撐,為防止模板臺車整體上浮,可采用地錨,或在已完工的二襯上預留鋼筋,錨固模板。對臺車各部位螺栓進行全面檢查,變形較大應打磨,修正模板,同時對模板表面進行全面清理。
2為避免二次襯砌施工中的收縮裂縫,除嚴格控制混凝土塌落度外,還須對其拌和時間、振搗時間嚴格要求。為防止混凝土離析,混凝土垂直落距不得大于1 .2m ,混凝土拌和站操作人員需配備秒表,做好拌和時間及用水量的精確控制,拆模時要求混凝土強度必須達到設計強度的70% 。
.3已施工后襯砌表面缺陷部位要立即整修,重點是施工接縫部位,修整時禁止大面積抹漿粉刷,做到混凝土表面光滑平整,顏色一致。
5 結語施工中應加強圍巖觀察及觀測,對洞內初支表面裂紋進行認真分析,及時對監控顯測圍巖的各類數據進行匯總分折。現場監控人員要及時按要求做好各項內業資料,每道工序施作后應及時報現場監理檢查并取得簽證,施工現場必須有技術干部指導施工,同時做到24h監控。總之,黃土隧道施工是一個貫穿施工全過程、全方位的綜合工作,需要施工單位各部門、各崗位的通力協作和有機配合,只有抓住施工過程中的每一個關鍵點和施工工序,嚴格按照施工規范和相關標準要求去積極實施落實,才能使工程質顯得到有效的控制。
參考文獻參考文獻
[1]中華人民共和國行業標準.公路隧道施工技術規范(JTJ042-94) [S].北京:人民交通 出版社,1995.
[2]程良奎,范景倫.巖土錨固 [M].北京:中國建筑工業出版社,2003
論文摘要:霍州至永和關高速公路是山西省高速公路網規劃“三縱十一橫十一環”第八橫的重要組成部分,是山西省中部地區西接陜西省通往延安市,達陜、甘、寧等地,東經霍州接黎城高速公路(規劃)至河北省邯鄲市,進而抵達冀、魯豫等地的重要通道。本文介紹了本工程lj-2合同段路基施工工藝。
一、施工方案確定
本合同段路基土方量較少,大部分為挖方,少部分為填方,挖方采用挖掘機開挖,自卸汽車運輸。填筑采用機械化施工,用挖掘機配合自卸汽車運土,推土機整平,振動壓路機碾壓,人工配合挖掘機修整邊坡及路床面。路基填筑按橫斷面全寬縱向水平分層分段填筑的施工方法,緊緊抓住“選料、整平、壓實、檢驗”等關鍵環節,均衡組織施工,按照路基施工標準化、規范化的模式,確保路基填筑質量。
因本段路基處于本標段起點,該地區地形起伏較大,便道施工困難。我項目部決定先施工此段路基,為后續施工創造條件。
二、施工工藝
1、挖方路基
施工前按設計圖紙恢復中線,復測橫斷面,測設出開挖邊線,先做出塹頂截水溝。深挖路塹施工要做到“分級開挖、分級支護”,自上而下,開挖一級,加固防護一級。
開挖過程中埋設觀測樁,應用全站儀和水平儀對邊坡坡頂、坡面加強監測。
土方采用人工配合挖掘機開挖,施工時分段進行,每段自上而下分層開挖,并及時用人工配合挖掘機整刷邊坡,開挖至路床面時鑒別核對土質,按設計要求進行處理。
礫巖采用挖掘機或大功率推土機開挖。
對于一般土質挖方路基,邊坡坡率采用1:0.75,當邊坡高度小于等于10米時,不設平臺,一坡到頂:邊坡高度大于10米小于等于32米時,每8米高度設2米寬平臺。
碎石土或卵石土路塹邊坡:先進行邊坡穩定性分析計算,對于等于8米高的邊坡
邊坡坡率為1:1,大于8米時,為1:1并設護面墻。
2、填方路堤
嚴格按路基施工規范及設計要求進行處理。清除路基用地范圍及取土場內的腐質物、打臺階、填前碾壓至規定密實度等。為減少填方路堤工后沉降,確保路堤的穩定性,對于填土高度小于10米的路基,在清除表土后,應對地基表層碾壓密實,壓實度≧90 %;對于填土高度大于等于10米的填方路基,根據填土高度不同原地面采取如下措施:填土高度大于等于10米小于15米的路基,對原地面(含坡腳外3米)采用重錘滿面夯實處理,單點夯擊不能小于600kn·m,以最后兩擊平均沉落量小于2cm控制單點夯擊次數;填土高度大于等于15米的路基,對原地面(含坡腳外3米)采用重錘滿面夯實處理,單點夯擊不能小于1500kn·m,單點夯擊同時滿足下列條件中的a、b兩項時可以止夯:a 最后兩擊的平均夯沉量不大于5cm;b 單點夯擊次數第一遍不小于4擊,第二遍不小于5擊。第3遍采用夯擊能為600kn·m滿面夯實,夯點搭接1/4d,滿夯與第2遍夯之間的間隔時間不下于5天。整路基邊坡采用人工配合機械刷坡。填土路基采用環刀法或核子密度儀檢測壓實度。
3、結構物臺背處的回填
對于橋臺臺背的回填,填料及填筑范圍必須符合設計和規范要求。臺背分層回填,壓實度≧96 %,原地面到路床頂均用粒徑小于5cm的石渣(砂礫或灰土)分層填筑,填筑壓實厚度根據采用的壓實機械確定:采用重型機械壓實時,每層厚度2cm,采用人工夯實時,每層厚度不超過15cm。
為減少橋頭不均勻沉降,橋臺臺背路基填土采用兩層土工格柵加筋處理,第一層土工格柵設在路床頂面下30cm處,第二層土工格柵設在上路堤底面(即距路床頂面1。m處)。采用極限抗拉強度不小于50 kn/m的雙向拉伸型土工格柵,土工格柵橫向相接處重疊30cm,鋪設不允許有褶皺,人工拉緊。并用¢6的鋼筋制成u型釘將兩邊和搭接處錨固,錨釘間距為1.5米。對于大型機具難以壓實的地方,采用小型夯實機具壓實至規定壓實度。
三、特殊路基
濕陷性黃土路基處理方案:
濕陷性黃土采取強夯處理,對ⅰ、ⅱ級非自重濕陷性黃土單點夯擊能不小于600 kn·m,每點夯擊3~4擊,以最后兩擊平均夯沉量小于2cm控制單點夯擊次數;對ⅱ級自重級ⅲ級濕陷性黃土采用擊能不小于1500 kn·m的強夯處理,ⅳ級及以上濕陷性黃土采用夯擊能不小于2000 kn·m的強夯進行處理。強夯均采用2.5倍錘徑左右的點距,以梅花形夯擊,最后兩擊的平均夯沉量不大于5cm。單點夯擊次數第一遍不小于4擊,第二遍不小于5擊,第二遍與第一遍的間隔時間不小于5天。每點夯擊3~4擊,以最后兩擊平均夯沉落量小于2cm控制單點夯擊次數。處理范圍為填方段路基坡腳以外3m內。挖方段為碎落臺外邊緣線以內,同時搞好防滲和加強排水防護施工。當無法采用強夯處理的的路段時,采用換填80cm6%灰土處理。
1、強夯
采用夯錘梅花型夯擊。先進行試夯,以確定相關參數:錘重、落距、夯擊點布置及間距、夯擊擊數、夯擊遍數、兩點之間的間歇時間、平均夯擊能、加固范圍及深度等。
夯錘施工前,先清理、平整場地。
嚴格按技術參數進行控制,認真做好每一個夯點的夯擊能量、夯擊次數及夯沉量的記錄。
夯擊時落錘要保持平穩,夯位準確。
嚴格按設計夯擊能量、夯點布置施工,第一遍:主夯,按規定間距;第二遍:副夯,按規定間距在各主夯點位中間穿行;第三遍:滿夯,采用夯印彼此搭接1/4。
2、灰土處理
填方路床頂面換填30cm6%灰土;土質挖方路段及填方高度小于路槽深度的低填路
段超挖80cm,回填50cm素土,換填30cm6%灰土(ⅲ級濕陷及以上超挖80cm,回填20cm素土,換填60cm6%灰土)。灰土在其最佳含水量時采用重型壓路機碾壓。
四、路基附屬
防排水工程緊跟路基施工,施工一段成型一段。
基坑采用人工配合機械開挖。漿砌工程采用擠漿法施工,砂漿采用機械拌和,隨拌隨用,砌體階段性完工后要立即覆蓋灑水養護。
擋土墻分段跳槽施工,強度達到設計要求強度后再填筑路基。
護面墻施工遵循先上后下,分級、分區、分節施工的原則,開挖一級,防護一級。
骨架護坡施工順序:平整坡面測量放樣挖槽骨架施工回填種植土。
五、結束語
工程實踐表明,公路路基只要采取正確合理的施工方法和工藝,就能達到要求的強度和穩定性,保證路面的強度,延長路面的使用壽命。時代在飛速發展,路基施工工藝也在不斷推陳出新,這要求我們必須提高自己的技術水平,學習新工藝,掌握新技術,開發新材料,以適應時代要求。
參考文獻:
關鍵詞:變截面;隧道施工;工況;被復;大跨度;穩定性
Abstract: The construction of civil air defense projects are often encountered in tunnel abrupt change of cross-section, which increase the difficulty in construction, it need to take practical measures to ensure the construction quality of variable section. Combining with practical situation in Nanjing city civil air defense project 606, focus on key points of variable cross section of tunnel construction, analyzes the existing problems and solutions in construction, and puts forward the key quality control measures of construction technology of variable cross-section tunnel.
Keywords: variable section; tunnel construction; conditions; coating; long span; stability
中圖分類號:U45文獻標識碼:A文章編號:
一.前言
隨著我國經濟建設的快速發展,國防建設的發展要求也日益突出,人防工程的建設是新時期國防建設的一個重要內容,人防工程與民用工程兩者在建設施工中往往縱橫交錯,相互聯系。特別是在地下隧道的施工中,面臨著同樣的施工條件和技術難題,例如,在地下采用暗挖方式進行的新舊結構結合施工的工況,這種施工情況比較少,但又是不可避免的。對于這一類施工工況,傳統的施工條件有所限制,并不是很理想,需要在施工中根據周圍施工環境、地質條件、施工技術基礎等因素,合理的確定施工技術方案,制定詳細的施工技術,以確保在大跨度、變截面隧道的施工中,保證施工質量和安全,并滿足施工中的各項技術條件要求,建設高質量的人防工程。
二.工況
由中鐵上海工程局市政工程有限公司承建的南京市人防606工程為坑道式人防指揮所,位于南京市溧水縣宋家水庫北側,無想山西南坡。地面高程在55~159m之間,場地地貌單元為丘陵。本工程為平面呈“U”型的隧道,主體結構為坑道式一層,局部二層鋼筋混凝土被復結構,坑道主軸線長度1131.275m,主要由口部穿廊、通道段,車輛掩蔽所,主體段,大跨度大廳段及電站防護段組成,工程等級為二等。根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010),震設防烈度為七度,設計基本地震加速度為0.1g。
工程場地位于復合火山穹窿西南側的東廬山喚醒噴發帶上,由巨厚的熔結凝灰巖所組成,原生流動構造極為發育,局部巖體破碎。巖土層分布自上而下為雜填土、殘坡積土、全風化安山巖、強風化安山玢巖、中風化安山玢巖、中風化凝灰巖,場地地下水類型為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。場地地表水和地下水對混凝土結構具微腐蝕性;對混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性。
三.施工中存在的技術難點及采取的對策
針對工程的地質水文特點,施工中存在以下難點:
1. 坑道口部斷面小,初支后斷面寬度3m,給施工運輸造成了很大不便。
2. 主坑道內的拐彎處、支坑道較多,不利于坑道施工通風。
3. 各口部均為淺埋,地質條件差,覆土厚度4m左右,施工風險較高,對進洞前的地表加固和超前支護質量要求高。
4. 指揮大廳大跨度段的開挖、被復施工是重、難點。
5. 結構復雜,斷面較多,變截面施工條件較多,無法用整體式被復臺車,被復的及時跟進是重、難點。
根據施工中的存在難點,經過詳細分析設計,確定的相應施工對策為:
1. 利用102、201口邊墻有預埋風管進行擴挖,擴挖后斷面寬度4.2m,作為運輸專用通道。
2. 以101、202口作為通風專用通道,安裝4臺75kW軸流風機,同時在坑道拐彎處安裝射流風機,加快洞內空氣流通。
3. 對口部地表進行注漿加固,采用雙層注漿小導管超前支護進洞,加強初期支護,鋼拱架加密。
4. 采用三臺六步法開挖,根據現場地質和地下水情況調整分部開挖順序;拱、墻被復分層分部澆筑。施工前編制專項施工方案,進行專家認證。
5. 坑道主體段采用門架+型鋼拱架組合模板支撐體系,確保主體段的被復跟進,口部穿廊、通道段被復采用滿堂腳手架支撐體系,施工前編制專項施工方案。
四. 變截面施工優選方案及技術措施選擇
1.多線大跨段隧道開挖、支護
1)方案的確定
爆坑道開挖施工主軸線為口部穿廊段開挖坑道主體開挖指揮大廳開挖,支通道、豎井開挖穿插施工。
2)施工工藝
坑道開挖采用新奧法施工,切口要小,坑道開挖采用YT-28風動鑿巖機進行鉆眼,炮眼φ42mm,采用2#巖石乳化炸藥,周邊眼采用φ25mm藥卷不偶合裝藥,其他炮眼用φ32mm藥卷連續裝藥,采用炮泥封堵炮眼。為減少對圍巖擾動及減少超挖,采用光面爆破技術。不同斷面的開挖施工技術,如小斷面變大斷面,剖面圖如下4-1:
圖4-1小斷面變大斷面開挖剖面示意圖
大斷面變小斷面的變截面處開挖后修整成斜坡并打設錨桿掛鋼筋網噴砼支護,防止掉塊傷人。主體段與指揮大廳坑道主體開挖至指揮大廳后暫停通道Ⅰ、Ⅱ、Ⅱ'三個工作面的開挖,通道Ⅰ'工作面繼續以主體斷面向前開挖至貫通,并按照主體段支護措施作臨時支護。掘進至變截面處時,拱部和側墻開始以一定的坡度向上、向外擴挖,經過10~15m擴挖至大斷面設計尺寸后,反向爆破開挖預留部分至變截面處,使之達到設計尺寸。剖面示意圖如圖4-2:
圖4-2 指揮大廳開挖剖面示意圖(單位:mm)
大跨段采用復合式襯砌,二次襯砌應在圍巖和初期支護變形基本穩定后操作,防水層采用無釘掛設,以保證襯砌質量。口部施工采用超前小導管注漿預支護,梅花型布置小導管;上臺階施工采用弱爆破輔以人工風鎬開挖,為保證施工安全,加強洞口段的支護強度,洞口段10m鋼拱架間距0.5m,鋼架拱腳各設4根長3m,掛C6(C12)鋼筋網間距20×20cm,打設C18(C20)砂漿錨桿, L=3.0m ,間距1.0m×1.0m梅花型布置,鋼架間采用C22縱向連接鋼筋,環向間距1.0m,噴砼至設計厚度12cm(15cm)厚。按此順序施工每掘進1.0m進行一次循環。待上臺階進洞10m后進行下臺的開挖。施工中應遵循“先預報,管超前,嚴注漿,短開挖,強支護,勤量測,早封閉”的原則。
2. 不同斷面被復混凝土澆筑技術措施
因本工程結構復雜,斷面多,無法用整體式被復臺車,考慮到拆裝及改裝方便,模板支撐采用簡易臺車及拱架拼裝而成。口部穿廊、通道段,豎井、支通道段被復采用碗扣式滿堂紅模板支撐體系,對邊墻、拱部進行分部分層澆筑。
1)被復混凝土施工流程
(毛洞開挖)復測斷面尺寸進行超欠挖整修排除基坑內積水、棄碴及雜物整平層施工測量放樣拼裝簡易臺車復測、檢測臺車安裝情況鋪設復合土工布防水層設置橡膠止水帶、環向排水管綁扎鋼筋安裝小鋼模板澆筑混凝土養護拆模、整理埋設盲溝澆筑底板及排水、電纜溝砼。
2)注意事項
由于工程中涉及專業較多,為了保證混凝土強度,一旦成型后嚴禁進行鉆洞、敲打作業。施工前組織各專業技術人員認真閱讀圖紙,對圖中預留預埋問題進行歸總并制作成圖。施工過程中,對預留預埋件進行檢查,對發現漏埋、誤埋及時糾正,檢查無誤后報監理工程師檢驗,在監理工程師檢查合格并批準后才可進行混凝土澆筑。
3.監控測量
根據業主提供的坐標點、水準點高程,建立坑道口部平面控制網和高程控制網,并將測量數據報監理工程師。為了保證工程的測量精度,項目部配備了1臺尼康520全站儀,1臺手動安平水準儀及其它相應測量儀器。根據現場測量的需要,對導線點進行加密,水準點復測與加密測量,按水準路線往返測閉合差進行精密評定。主要對洞口外地表沉降位移觀測、洞內圍巖收斂變形監控測量,實施信息反饋,是隧道施工的重要工作內容,對大跨度變截面、復雜地質隧道安全施工更具有特殊的保護作用。本工程中測量的重點是圍巖現場觀察和素描、拱頂下沉、周邊收斂等。
五.結語
人防工程的質量安全是隧道變截面工程施工的重點,在變截面施工中,如何處理好洞口注漿支護、變截面的開挖和被復混凝土澆筑成型,是人防隧道工程中的主要內容。
參考文獻:
[1]吳波,復雜條件下城市地鐵隧道施工地表沉降研究[博士學位論文],成都,西南交通大學,2003.8
關鍵詞:高陡邊坡 噴錨 柔性防護技術
中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0058-01
高陡巖質邊坡容易引發各種地質災害,越來越多的高邊坡防護引起了人們的注意。目前,高陡巖質邊坡采取的主要治理措施有放緩邊坡、支撐、加固和防護,但隨著邊坡高度增高,地質復雜性增大,對邊坡的處治技術要求也越來越高,以往的治理措施不能滿足工程的安全要求。
1 高陡邊坡的地質災害特點
高邊坡病害從病害體形成的時間以及與邊坡工程的關系等方面分兩種情況:第一類是在邊坡工程開挖之前,既己存在的老的斜坡病害,因邊坡工程活動而復活。第二類是在邊坡工程活動中,主要由于邊坡工程的開挖等原因引發的新的邊坡病害問題,包括邊坡開挖引起的坍塌、崩塌、滑坡等。
高邊坡在邊坡頂部常常產生平行于坡面的張性拉裂縫,表現為邊坡中上部極易失穩破壞,一旦失穩,造成的后果是比較嚴重的。因此,在高邊坡治理時,對于中上部應加大削坡減載的力度,放緩邊坡,并采取必要的加固處理措施,確保一次根治,不留后患。在現在邊坡治理過程中,越來越多的人開始注意到,在邊坡治理過程中,不僅要滿足邊坡穩定性的要求,還要使邊坡與周邊環境結合到一起,形成再造綠色人文景觀。
2 高陡邊坡常用防護方法
2.1 整體噴護
對于穩定性較好的巖質邊坡,可在其表面噴射一層素混凝土,防止巖石繼續風化、剝落,達到穩定邊坡的目的。整體噴混適用于以下幾種情況。
(1)適用于巖性較差強度較底易風化或堅硬巖層風化破碎節理發育其表層剝落的巖質邊坡。
(2)當巖質邊坡因風化剝落和節理切割而導致大面積碎落,以及局部小型坍塌、崩落可采用局部加固處理后,進行大面積噴漿(噴射混凝土)。
(3)對于上部巖層風化破碎下部巖層堅硬完整的高大路塹邊坡。
2.2 支擋加固
對于不穩定的邊坡巖土體,使用支擋結構(擋墻、抗滑樁等)對其進行支擋,是一種較為可靠的處治手段。它的優點是可從根本上解決邊坡的穩定性問題,達到根治的目的。
以上兩種治理措施過分的追求強度功效,破壞了多樣性自然生態的和諧,工程所到之處,綠色清溪一去不復返,取而代之的是堅硬呆板的水泥和混凝土,而且隨著時間的推移,混凝土表面會風化、老化,甚至造成破壞,后期整治費用高,生態環境效果極差。
2.3 植物防護
植物防護是在坡面上栽種樹木、植被、草皮等植物,通過植物根系發育,起到固土,防止水土流失的一種防護措施。植被防護的局限性是一般只適用于邊坡不高、坡角不大的穩定邊坡。
3 噴錨和立體柔性防護技術
對于巖層風化破碎嚴重、節理發育、破碎巖層較厚的情況可以采用噴錨的措施。它具有較高的強度,較好的抗裂性能,能使坡面內一定深度內的破碎巖層得以加強,并能承受少量的破碎體所產生的側壓力。對于軟質巖石邊坡或石質堅硬但穩定性較差的巖質邊坡,可采用掛網錨噴防護。掛網錨噴是在邊坡坡面上鋪設鋼筋網或土工塑料網等,向坡體內打入錨桿或錨釘將網鉤牢,向網上噴射一定厚度的素混凝土,對邊坡進行封閉防護。
邊坡柔性防護系統是以鋼絲繩網為主要特征構件,以覆蓋和攔截兩種基本形式來防治各類坡面地質災害和爆破飛石、墜物等危害的。土工格室植草護坡是指在展開并固定在坡面上的土工格室內填充改良客土,然后在格室上掛三維植被網進行噴灑施工的一種護坡技術。利用土工格室可以為草坪植物生長提供穩定良好的生存環境。將掛網與土工格室防護結合在一起,可以避免巖石邊坡飛石帶來的危害,又增加邊坡的美觀性,是一種典型的立體柔性防護技術噴錨技術與立體柔性防護技術相結合,發揮二者各自的優點,可有效解決邊坡工程防護與生態環境的矛盾,既保證了邊坡的穩定,又實現了坡面植被的快速恢復,達到人類活動與自然環境的和平共處,使邊坡不僅是一項工程項目,更形成與環境相結合的一個景觀。
4 工程實例與效果評價
4.1 工程概況
千靈山邊坡工程位于北京千靈山景區入口處,山坡臨空面面積約18154m2,其中邊坡度較緩區面積約8510m2,邊坡陡直區面積9644m2。該工程由3段邊坡組成,邊坡高度均在30m以上,最大高度為63.5m,屬于巖質高陡邊坡。
4.2 方案與措施
根據千靈山邊坡工程的實際情況,邊坡質地主要是巖石,落石較少。設計主要包括步驟和設計內容有以下幾點。
(1)根據工程需要,在小于70°的邊坡部分主要采用掛網攔截落石,同時運用土工格室植被防護技術。對于>70°的邊坡部分采用打入錨桿及噴護混凝土的措施進行防護。
(2)運用FLAC軟件計算初始狀態下的地應力及安全系數,得出、邊坡穩定所需要的錨固力。
(3)在邊坡表面加護網,護網采用10×10,之后噴護采色混凝土8cm~10cm。
(4)在坡體內施工預應力錨桿和一定數量的系統錨桿。根據計算,選擇錨桿直徑為20mm~33mm,錨固長度5m,錨桿間距2m×2.5m梅花型布置。錨桿采用M30防水水泥砂漿灌漿固定。
(5)運用FLAC計算加固狀態下的的地應力及安全系數,進行穩定性驗算。
(6)對驗算后不穩定的地段進行錨桿加固并根據滑動面的埋深,確定所需錨固力。
4.3 施工效果
結合坡度、高度、水文地質條件、邊坡危害程度合理選擇噴錨和立體柔性防護技術相結合,使其不僅提高了邊坡潛在滑移面的抗剪強度、加固了危巖同時與周圍環境相結合,形成了邊坡景觀。
5 結語
噴錨和立體防護技術相結合在此高邊坡中的應用,可以解決傳統邊坡防護措施難以解決的難題。在滿足穩定性的同時,使邊坡成為與周邊環境相結合的景觀。噴錨與立體柔性技術相結合可靠的安全保障性、施工的快速標準化和利于環保等綜合技術經濟優勢,及其新穎而巧妙的防護觀念和設計思想使邊坡柔性防護技術有著很好的推廣應用前景。
參考文獻
[1] 賀詠梅,彭偉,陽友奎.邊坡柔性防護系統的典型工程應用[J].巖石力學與工程學報,2006.
[2] 李寧,張鵬,于沖.邊坡預應力錨索加固的數值模擬方法研究[J].巖石力學與工程學報,2007.
[3] 王國體.以土體應力狀態計算邊坡安全系數的方法[J].中國工程科學,2006.
[4] 王恭先.高邊坡設計與加固問題的討論[J].甘肅科學學報,2003.