基坑支护及土方开挖方案
6.2.2.1人工挖孔桩施工方案
6.2.2.1.1桩基概况
根据《基坑支护平面布置图》及2005年10月31日《设计变更/补充通知单》(编号:02)第二条内容,挡土桩共计65根,其桩径均为1000mm,挡土桩间距为2.5m、1.5m两种,主要分部在17轴及K轴外侧。挡土桩桩体混凝土强度等级为C25。挡土桩施工采用人工挖孔桩施工工艺。挡土桩桩底标高不同。桩身锚入桩顶冠梁5cm。挡土桩钢筋笼主筋均为Ф25螺纹钢,内环加强筋为Ф14@2000mm,外螺旋箍筋为φ10、φ12两种。
6.2.2.2施工工艺
(一)工艺流程
场地平整→放线→定桩位→由监理人员对桩位进行复测→开挖第一节桩孔土方→支护壁模板放护壁钢筋→浇筑第一节护壁混凝土→检查桩位(中心)轴线→架设垂直运输架→安装电动葫芦(卷扬机)→安装吊桶、照明、活动盖板、水泵、通风机等→开挖吊运第二节桩孔土石方(修边)先拆第一节、支第二节护壁模板→浇筑第二节护壁混凝土→检查桩位(中心)轴线→逐层往下循环作业→开挖至设计桩底标高→检查验收→吊放钢筋笼→浇筑桩身混凝土(高出设计桩顶标高50cm左右)。
(二)测量放线
施工前应首先复测好原始断面,然后按设计图纸中挡土桩位置在现场放出其中心位置,并放出挡土桩开挖边线,在基坑外侧设置延长控制点,以便在开挖过程中经常性的测量开挖的边线和高程,以防超欠挖。在桩孔口开挖完成后,先在桩孔口标注高程,按设计尺寸放出桩孔开挖边线,之后进行桩孔开挖。井挖量测采用中心吊点、环向量测方式。
(三)施工方法
根据施工总体安排,挡土桩施工安排如下:
所有桩基在机械开挖至接近设计高程后开始进行;挡土桩间距为1500mm、2500mm,桩径为1000m,开挖时采用间隔跳挖。挡土桩开挖采用人工挖孔桩形式进行开挖。
挡土桩开挖出土均堆放在基坑内,并远离挡土桩3m,待挡土桩施工完成继续进行基坑开挖时运出。
为便于桩孔开挖出土、方便作业人员和材料、设备运输,每个挡土桩井口布置一座三角提升架和一台电动葫芦。出土时,由人工在井下装料,料斗提升至井口后,将渣土倒在基坑内。桩基挖深大于5m时,采用小型通风机或空压机向井内压风,进行通风排烟和保证井内出渣人员不缺氧。
(四) 施工过程控制:
挡土桩施工是制约整个基坑支护施工直线工期的关键项目。我们在基坑开挖至接近设计桩顶标高后,开始进行挡土桩开挖,便于随后进行基坑支护施工,并确保基坑开挖施工安全。由于挡土桩间距较小,为保证施工安全,挡土桩开挖时,必须采用跳挖。
(1) 挡土桩开挖及护壁施工
①放线定桩位及高程:在场地三通一平的基础上,依据南宁市勘测院测量定位成果、建筑物测量控制网的有关资料和基础平面布置图,测定桩位轴线方格控制网和高程基准点。确定好桩位中心,以中心为圆心,以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部的圆周,撒石灰线并砌不低于自然地面20cm的混凝土井圈(井圈规格φ1000井为1400)作为桩孔开挖尺寸线,并由作业班组配合项目部测量人员在井圈上投射桩位控制点后方可进行开挖。
②开挖第一节桩孔土方:开挖桩孔应从上到下逐层进行,先挖中间部分的土方,然后扩及周边,有效控制桩孔开挖的截面尺寸,井径有效开挖尺寸不得小于桩径D+300)。每节的高度应根据土质的好坏、操作条件而定,一般以1.0m为宜;土质较差时,每节护壁高度不得大于0.5m。桩孔第一节挖深到约0.75m时,由作业班组自检,合格后安装护壁钢模板,并在桩位控制点上挂好线绳,报项目部技术人员进行复检(质量标准:护壁模板外径尺寸不得小于桩径尺寸,其误差必须控制在1cm之内,桩位中心偏差不得大于0.5cm),符合要求后方可进行护壁浇筑施工。(护壁砼浇筑厚度上口15cm,下口7.5cm) 。
③护壁施工采取一节组合式钢模板拼装而成,拆上节支下节,循环周转使用,模板用卡具、扣件连接固定,上下设两半圆组成的钢圈顶紧,不得有拼缝不严及跑模现象。
④浇筑第一节护壁混凝土:桩孔第一节护壁混凝土高出自然地面不少于20cm,挖成校准后应立即浇筑混凝土。护壁混凝土采用人工浇筑,人工捣实,混凝土强度为C25,坍落度控制在3~5cm,成型后护壁内径不得小于设计尺寸,且不允许有蜂窝麻面及孔洞现象,以确保孔壁的安全性、稳定性。
⑤检查桩位(中心)轴线及标高:每节桩孔护壁作好以后,必须将桩位十字轴线和标高测设在护壁的上口,然后用十字线对中,吊线坠向井底投设,以半径尺杆检查孔壁的垂直平整度。随之进行修整,井深必须以基准点为依据,逐根进行引测。保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。
⑥第一节桩孔开挖深度不得大于1m,从第二节开始,利用提升设备运土,桩孔内人员应带好安全帽,吊桶离开孔口上方0.5m时,推动活动安全盖板,掩蔽孔口,防止卸土的土块、石块等杂物坠落孔内伤人。吊桶在小推车内卸土后,再打开活动盖板,下放吊桶装土。
⑦挖好后先用支杆检查桩孔直径及井壁圆弧度,上下应垂直平顺,修整孔壁。经项目部检查符合要求后,再支第二节护壁模板,放附加钢筋,护壁模板采用拆上节支下节依次周转使用。模板上口超高50mm留作混凝土浇筑口,砼拆模强度要求必须达到1Mpa以上,且浇筑完成间隔不少于24小时后,方可允许拆模。
⑧浇筑第二节护壁混凝土:混凝土用吊桶运送,小型震动棒振捣密实;视具体情况,混凝土可由实验室确定掺入适量早强剂,以加速混凝土的硬化。上下节护壁的搭接长度不得小于50mm。
⑨每挖好一节孔壁都必须检测桩位中心轴线及标高:以桩孔口的定位轴线为依据,逐节校测。桩身直径偏差不应超过桩长的3‰,且最大不超过33mm。
⑩逐层往下循环作业,将桩孔挖至设计深度,清除虚土,检查土质情况,桩底应支承在设计所规定的持力层上。
⑾当地下水量不大时,随挖随将泥水用吊桶运出。地下渗水量较大时,吊桶已满足不了排水,先在桩孔底挖集水坑,用高程水泵沉入抽水,边降水边挖土,水泵的规格按抽水量确定。
⑿对于稳定性较差的桩孔及其它异常桩孔,每节成孔深度不得大于0.5m,护壁砼必须加配不小于φ8竖向主筋,间距200钢筋,并配以φ6@150横向环绕筋,以增强护壁的强度和整体性。所施工桩孔,每挖成一节要及时浇捣护壁砼,不得隔夜,以免被水浸泡。
⒀加强对孔壁土层涌水情况的观察,如发现流泥、流砂、透水等异常情况时,应及时报告现场施工人员,会同项目技术人员及现场监理工程师研究制定特殊处理方案,尽量避免地下水长时间浸泡孔壁土体,以免事态扩大。
⒁对于地质条件较差的桩孔,尤其是含水量较大,且有极不稳定的淤泥质存在时,所以必须采取切实有效的处理方法,以保证成孔质量和作业人员施工安全具体处理方法如下:
1)缩短每节掘进深度,以每节500mm为宜。
2)在孔壁外斜向50左右下插Ф14@100,L=1000mm的钢筋,并在外侧嵌入稻草或编织竹席片做为过滤层阻隔流质泥沙。
3)在护壁混凝土中加入早强剂以提高混凝土早期强度,并在原有护壁砼标号的基础上,将护壁混凝土等级提高到C30等级。
4)在孔壁上埋设ø25PVC渗水管,以缓解护壁侧压力。
5)在土质较差含水量较大区域设置降水深井,并加强抽水,以有效降低水位。
6)在孔底设置钢筛网超前排水降水。
7)对于情况比较严重的桩孔采取在混凝土中掺加水玻璃(比例为水泥:水玻璃=1:0.08kg)使混凝土能够快速凝固,保证护壁的稳定性,确保工程施工能够连续进行。
⒂检查验收:成孔以后必须对桩身直径、扩底尺寸、孔底标高、桩位中线、井壁垂直、虚土厚度进行全面测定。作好施工记录,全部符合要求后,方可办理隐蔽验收手续。
⒃施工人员必须按照质监部门及工程竣工资料归档要求,对每一根桩孔做好所有施工记录,并按规范要求留置标准养护混凝土试块、同条件养护混凝土试块,整理好全部桩孔技术资料,提交有关部门检查验收。
(2)钢筋笼的制作与安装
采用现场加工制作,然后再吊入桩内的施工方法,主筋驳接采用双面搭接焊,焊接长度≥5d。螺旋箍筋及环行加强筋与主筋点焊。
①进场钢筋应对其种类、型号、钢筋的合格证、外观应仔细检查,并按规定批量进行材质检验(复检),合格后方可使用。
②钢筋加工在现场设置的钢筋加工棚内制作加工。钢筋班根据施工图纸及成孔后桩长编制钢筋配料单,经项目技术组审核无误后,严格按照配料单对钢筋进行下料和加工,下料前先放出大样,确保各项指标均符合要求后,方可进行大批量加工制作。
③钢筋加工场内加工成型后的成品、半成品钢筋须经专人验收,并按照规格、品种、尺寸挂牌分类堆放。不合格品禁止进入工作面,并由质检人员进行确认,按不合格程度作报废或重新加工处理。
④盘圆钢筋在加工前必须进行冷拉调直、除锈,冷拉过程中注意严格控制冷拉速度和钢筋的伸长率。
⑤钢筋的切割盘圆筋采用砂轮切割机切割,其他钢筋采用钢筋切断机切割,不得采用电焊和氧气焊切割。
⑥用钢筋弯曲机对下好尺寸的钢筋进行弯曲,严格按照下料尺寸进行加工,必须达到设计要求的外形尺寸。
⑦将钢筋放置于绞盘上加工制作成螺旋筋,然后将螺旋筋套入骨架上,按图纸要求进行绑扎。为保证其牢固性,每隔1.5m用电焊机将螺旋箍筋与主筋按梅花型点焊牢固。同时,要严格控制电焊焊流,避免烧伤钢筋。
⑧钢筋笼制作按设计要求在主筋内侧每隔2m设一道直径为Ф14mm的环行加强筋,将长纵筋与加强筋焊接在一起组成骨架。
⑨对于较长的钢筋笼(9m以上的),为便于吊运,采取分二节制作,钢筋笼的主筋为通长钢筋,其接头采用单面或双面搭接焊,接口按规范要求错开35d,同一截面接头数量不超过钢筋总截面的50%。主筋与箍筋间隔点焊固定,控制平整度误差不大于5mm,钢筋笼四侧主筋上每隔4m设置耳环,耳环采用φ8钢筋制作,焊接必须牢固,符合焊接规范要求,耳环直径应小于5cm,除做保护层控制外,可在钢筋笼吊装时使用,钢筋笼主筋混凝土保护层厚度不宜小于50mm,保护层厚度可采用预制混凝土垫块或铁垫件,绑扎或焊接在钢筋笼外侧的设计位置上。钢筋笼外形尺寸比孔小100mm,其允许误差范围±10mm。
⑩钢筋笼吊装就位采用汽车吊进行,先将第一节钢筋笼放入桩孔内,整个钢筋笼用槽钢支架悬挂在井壁上,再将第二节钢筋笼按要求焊接(接驳焊缝及接头数量应符合国标GB50204-2002的要求),借自重保持垂直度正确,二次焊接后,按设计要求对钢筋笼进行验收,检查钢筋种类、间距、焊接质量、钢筋笼直径、长度及保护块的安置情况,填写验收记录。由监理工程师现场验收,满足要求后方可安放钢筋笼。吊放钢筋笼入孔时,要避免碰撞孔壁。
⑾将钢筋笼主筋固定在支架上,将槽钢固定在地面上,避免因浇筑混凝土可能造成的钢筋笼上浮和偏移现象。
(3)桩孔混凝土工程
桩孔砼工程:挖孔桩的砼分为护壁砼及桩体砼两部分。
①护壁砼
本工程护壁是一个上大下小的楔形圆环,在开挖过程中逐段在桩孔内捣制,在较稳定的土层中,护壁的前段高度取900mm,当桩通过强透水层时,每段高度应在500mm左右;如遇含水量丰富,出现流砂的情况,可在钢筋处塞稻草以挡泥砂流出;若遇严重情况时,可在护壁位置的四周打入Ф14@100,L=1000mm的钢筋,不至于造成桩孔的四周塌方。
护壁砼水泥采用南宁五象水泥有限责任公司生产的“五象”牌32.5R普通硅酸盐水泥拌制,为C25自拌砼。坍落度为8-10cm,采用1~2.0cm细石进行拌制,保证其密实早强,用人工扦插捣实,避免用插入振动器振捣,以免影响模外的土体稳定。上下护壁间预埋纵向钢筋加以连结,使之成为整体,如遇渗水层,在上下节护壁连接部位周边设置孔径不小于25mm的渗(排)水管。
②桩体砼
当挖孔桩至设计要求的土质后,将井底残渣清除干净,由设计、勘察、质检和建设单位联合组织桩孔验收,达到设计要求,再进行钢筋笼吊装,浇灌桩体砼。
1)浇灌桩体砼前的准备工作
堵漏和积水的排除,浇砼前及时将砼护壁上的渗漏处堵塞,然后把桩内积水抽干,以保证桩体砼质量,堵漏的方法,大面积堵成小面积的、小面积堵成点漏而最后完全堵塞。
溜斗、溜槽和串筒的准备:砼经过串筒而达到浇筑面,其自由落下的高度不宜大于2m,否则会造成砼的分层离析和不均匀,影响砼的质量。
2)桩身混凝土的浇筑
挡土桩桩身混凝土浇筑使用C25商品混凝土,施工用商品混凝土要求如下:
A.提前24小时通知商品混凝土公司,并根据浇筑方量、仓面等需要,组织好浇筑机械设备及搅拌运输车,确保混凝土快速不间断的供应。
B.由专门技术人员对混凝土供应商的混凝土数量、外观质量进行验收。
C.在施工现场混凝土搅拌车出口现场制作混凝土试块,每个台班不少于一组,每桩必须保证制作试块不少于一组。所有试件均按规范规定进行编号、养护和送样试验。
a.桩孔挖至孔底设计标高后,立即请甲方会同勘察设计及有关质检人员共同鉴定,符合设计要求后,清理孔底并办理好桩孔及钢筋笼隐蔽验收手续,得到监理下达的混凝土浇筑令后,随即浇灌混凝土。
b.桩身混凝土根据设计要求强度等级使用C25商品混凝土,浇筑前应检测其坍落度,并按规定每根桩并确定每浇注50m3必须有一组试块,小于50m3的桩,每根桩必须有一组试块。
c.浇筑前,由项目总工向施工技术人员进行二级技术交底;项目工长、安全工程师负责向作业班组进行三级技术交底,并对作业班组进行现场配合比、操作规程和安全技术交底。
d.浇灌封底混凝土后马上浇灌桩身混凝土,如因条件所限需要延迟时,要在浇灌前先抽清孔内积水,清理封底混凝土层的表面,然后再浇灌桩身混凝土。
e.混凝土的浇灌方法:按设计要求,浇灌封底混凝土时,先抽清孔底积水,保证积水深度不超过100mm;若渗水量较大,孔底积水深度大于100mm时,应采用水下混凝土施工方法浇灌。
f.挡土桩混凝土采用汽车泵进行浇筑,用汽车泵送混凝土时,可直接将混凝土泵管出料口移入孔内投料。混凝土软管应居桩孔中安放,严禁混凝土管下部出料口离混凝土面不得大于2000mm,且应连续浇灌、分层振捣。井下作业人员必须通过软梯上下。
g.挡土桩混凝土浇筑时,浅桩采取井上振捣,对于深度大于8m的桩,则安排井下振捣,采用Ф20尼龙绳索软梯并借助钢筋笼搭设振捣人员的操作平台,每灌入500-800mm高混凝土后(泵送混凝土投料时间不得大于50s),作业人员顺着软梯进入操作面进行振捣作业。
h.混凝土振捣采用DN150变频振动器进行振捣,浇筑中准确计算混凝土倒入量,砼分层高度在500-800mm之间,严格控制混凝土坍落度,防止骨料离析,振捣时要插入下一层50mm左右,以消除层面间接缝;震动棒在每个插点上的振捣延续时间,以混凝土表面泛浆呈现水平不再出现大量气泡为度,普通振捣器控制时间为20~30s,高频振捣器为8~10s,严防过振。混凝土振捣人员进入仓号作业必须系好安全带,脚底用木板借助混凝土护壁台口和钢筋笼设置操作安全平台进行振捣,振捣时采用梅花形插棒,逐点移动,顺序进行,移动间距不应超过30cm,确保振动棒作用半径交叉覆盖,要做到快插慢拔,严防漏振,欠振。
i.一根桩体一次连续浇筑完毕,中间不作停歇。浇筑过程中,严格控制振捣时间、振捣间距和插入深度。其移动间距不大于作用半径的1.5倍。尽可能排除混凝土泌水及在粗骨料下部生成的水分和空隙,提高混凝土与钢筋的握裹力,增强砼密实度,提高其抗裂性。
j.如遇特殊情况(如意外停电),使挡土桩浇筑不得不停止时,应先将未振捣的砼清除出作业桩号,桩内砼应待其初凝后剔凿至全部密实为止,恢复供电后应迅速进行补浇,浇筑前先拌制适量高一标号的砂浆铺底后,方可进行混凝土投料浇筑。
k.井下作业人员必须佩戴安全帽、系安全带,安全带用尼龙绳系至井口固定拴牢,同时井内须配置必要的照明设施
l.相距过近的桩孔(孔距小于2.5D)浇筑时,为避免混凝土侧压力对另一桩孔的影响,采用两桩同时浇筑的办法进行施工。
m.桩顶砼在初凝前抹压平整,避免塑性收缩裂缝或环向干缩裂缝的出现,砼面应高出设计标高100mm左右,作为浮浆凿除层,以保证与上部承台的良好结合。
n.施工员必须对每根桩做好一切施工记录,并按规定留取标准养护混凝土试块及同条件养护混凝土试块,做出试压结果将上列资料整理好,提交有关部门检查及验收,同时施工中要有专人负责混凝土制作、运输、浇筑和养护记录。。
o.混凝土浇筑完成后3小时内,在桩顶混凝土表面覆盖一层草袋保湿养护,不少于7天,以减少混凝土表面温度梯度。保证不因日晒、风吹、雨水的作用而影响砼的强度及外观质量。
孔桩施工必须严格按照《建筑桩基技术规范》JGJ94—94、《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002及《建筑基桩检测技术规范》JGJ106—2003进行施工。
6.2.2.2土方工程施工方案
6.2.2.2.1地下室基坑土方开挖方案
(一)本工程基坑开挖采用放坡明挖法施工,按照基坑开挖设计图纸,基坑底周长243.6m,基坑开挖深度8.9m~10.9m不等。东、北侧只进行一次放坡,西、南侧均采用二次放坡开挖。东、北侧边坡一级放坡采用喷射100厚素混凝土支护,并采用桩径为1000mm的挡土桩进行挡土支护,挡土桩共65根。西、南侧均采用两次放坡开挖。一、二级放坡面均采用喷射混凝土支护施工。一级放坡至-5.0m高程,其中一级放坡坡度有1:1、1:1.4、1:1.2三种,具体将根据设计图纸标示部位进行放坡,一级放坡面直接采用C25喷射砼护坡;二级放坡至设计基坑底标高(-9.2m、-10.1m两种),二级放坡坡度为3:1,对于二级放坡边坡,为防止边坡因雨水浸泡导致软化塌方,除进行护面施工外,在喷射砼面板内加挂φ6@250钢筋网,并设置孔径φ120,L=3000mm@2000×2000短土钉。土方开挖总量约32000m3,回填土方量约10000m3。
土方开挖时,做好标高标识,保证开挖底线控制的准确。
土方开挖与喷护按分层交叉进行。
(二) 基坑开挖支护施工部署
(1)该工程地势平坦开阔,周围建筑物稀少,无旧建筑及基础等障碍妨碍施工,施工条件较好。场地标高大部分在-0.3m左右(相对±0.00m标高)。
(2)地下室基坑场地在平面上分两部分,主楼为两层地下室,开挖深11m左右;地下停车场,挖深9m左右,整个基坑周长约326.1m,
(3)本工程项目管理将以ISO9002质量保证体系进行全面质量管理;安全管理,以“安全第一,预防为主”为方针,实行“四全”动态管理,并把信息化施工贯穿于施工全过程。整个工程项目施工以“精心组织、文明施工、合理统筹、高效安全、创优达标、用户至上”为指导思想,以安全保质量,以安全促生产。
(4)根据基础工程特点及实际情况土方及基坑支护施工工期尽量缩短,施工顺序为:工程测量→施工准备→挡土桩定位放线→挡土桩施工(降水井施工)→挡土桩冠梁施工→预应力锚索施工→基坑土方一期开挖(一次放坡开挖)→修整边坡→边坡喷护→基坑土方二期开挖(二次放坡开挖)→修整边坡→边坡喷护→基础垫层施工→基础底板施工。土方施工按建筑物平面布置进行基坑开挖,由于基坑深度较大,均按照设计图纸进行二次开挖。
(三)基坑土方开挖
开挖前认真领会施工图纸、地质勘察报告、测量资料,制定切实可行的质量保证措施,安全保证措施,施工管理制度和各类施工人员岗位职责。编制各类施工用图表,组织内部技术交底,拟编各周边典型地质剖面。
本工程在地貌上属丘陵地貌。平整前场地在地貌上属丘陵地貌。场地经平整后,场地较平坦,地面标高在95m左右。场地原始地形为东高西低的山坡。经地质钻探查明,本工程场地地处南宁向斜南翼,分布地层为第三系南湖组泥岩和粉质泥岩及砂岩,上覆第四系坡残积成因的粘性土、粉砂及人工填土层。第四系与第三系地层为角度不整合接触。东北部为拟建业务大楼场地,地势相对平整,首层±0.000相当于绝对标高95.600,整个土方开挖量约32000立方米左右,场内基本上无堆存场地,需联系外运堆存场地。
开挖前先进行挡土桩施工,成孔完成后,进行桩体混凝土浇筑时,穿插进行土方开挖,采用机械挖土、机械挖运为主,以人工清理、人工修整边坡为辅,开挖顺序为分层开挖,自东向西推进。预计土方开挖时间将持续30天左右,此时挡土桩成桩工作全部结束,待第一层土方开挖至挡土桩支护部位后,即开始进行预应力锚索施工。
因为施工场地比较集中,施工准备阶段按照一个区域布设,施工时挖机、运输车辆均从南侧入口进入施工部位,出口设置在西侧中部。
前期进场人员主要是项目部管理人员,其它人员和机械待供电线路和临时设施完成后进场,机械设备进场后立即投入施工。根据土方工程量拟投入反铲挖掘机两台,运输车辆8辆。
施工现场设项目部下属专业工段和作业小组三级机构。项目部负责施工全过程和全方位的综合管理,专业工段负责各专业的施工管理,作业小组承担实际施工。根据基坑支护设计的要求,项目部下设质安管理组、施工调度组、机械设备维修组和后勤服务组。为保证土方开挖机械施工,项目部配置专职安全员1名,负责开挖现场的安全管理工作,同时,每天检查边坡土体稳定情况。
(四)基坑土方施工具体实施方案:
(1)基坑基本挖深至-9.2m,基坑最大挖深-11.5m。土方开挖分两步,首先基坑大面积开挖至-5.0m,然后进行二期开挖,二期开挖深度仍有4.2~5.1m,南侧、西侧边坡二期开挖采取进行边坡喷设砼支护方案。一级坡面采用100厚C25喷射混凝土进行护面;二级坡面布设L=3000mm@2000×2000的短土钉,并加挂φ6@250钢筋网,采用φ6钢筋按菱形联接各土钉,并压住铁丝网面。最后在其上喷100mm厚C25混凝土。
(2)喷护坡面喷射100mm厚C25混凝土,网筋为φ6@250mm×250mm,纵横交叉点绑扎,加强筋与拉杆尾端焊接。土钉拟采用Ф25螺纹钢,长3000mm,纵横间距2000mm,呈梅花型布置。土钉孔径为120mm,采用纯水泥浆灌注,水灰比为0.5,一次注浆成锚,注浆压力为0.5mpa,保压时间不小于3min。(坡顶、坡底均设排水明沟)
(3)施工工艺流程
设置坡顶、坡面和坡脚的排水措施→修整边坡→埋设喷射混凝土厚度控制标志→喷射第一层混凝土厚50mm→安设土钉→绑扎钢筋网→喷射第二层砼厚50mm→设置坡面和坡脚的排水措施
机械开挖后,应辅以人工修整坡面,坡面平整度允许误差±50mm。在开挖边线处进行机械开挖时,应预留30cm~50cm的厚度进行人工清基。开挖时要按规定尺寸进行施工,并随时注意检查。如发现井穴及埋设物等迹象,应及时处理。挖土一般分层分段平均往下开挖,每挖1m左右,即应检查并通直修边,随时控制纠正。为防止雨水冲刷,可在坑壁边坡上覆盖塑料薄膜,同时做好坑顶地表水的排水,以免影响边坡稳定。为防止基坑底土受到浸水或其他原因的扰动,基坑开挖后,应立即做垫层。否则,挖土时应在基底标高以上保留15~30cm厚的土层,待基础施工时,再行挖去。机械挖土时,另外为避免基底土被扰动,结构被破坏,不应直接挖至坑底,应在基底标高以上留出20~30cm,在基础施工前再用人工铲平修整。基坑不得超挖至设计标高以下,如个别处超挖,应根据设计要求用C15毛石砼填筑。
①本工程土方工程量较大,我们初步确定了分层、分步开挖的施工方案;土方开挖在16~17轴间依靠放坡地势自然修建两条并行运土通道(一进一出),这样可以保证基坑施工期间环向通道的畅通。土方开挖施工总的原则是:分层、分步、盆式开挖。第一层开挖要为第二层开挖创造合适的运输通道和作业面。目前现场自然地面标高相对建筑±0.00为-0.3m左右,设计地下室垫层底标高为-9.2 ~-10.1m。
②根据以往的施工经验,土方开挖过程中,第一层开挖挖土效率高,但第一层开挖过深,车辆运输爬坡大,反而导致效率降低;若第一层开挖过浅,余留二层开挖高差太大,挖机下挖强风化粉质泥岩,形成开挖坡面困难,并且有可能导致挖机倾翻。为了降低第二层挖泥作业的难度,发挥地面作业的优势;计划适当加大第一层开挖深度,根据反铲履带式挖机的一般开挖深度,第一层开挖深度确定为2.5~3.0m,第二步挖深2m左右,用挖机挖至第一级放坡控制平面后,进行第二级大面开挖,开挖控制厚度为3m。
③第一层按照盆式开挖、从中心向四周扩展,挖土全部采用履带式反铲挖掘机,反向倒退行进作业。向前向下取土,原位旋转向后装车;卡车空车倒车入位、重车正向开出。不需考虑坡道和出入口影响。
④第一层泥土开挖作业临空面高差达到3m左右,施工员要随时观测挖空面坡体、坡角及桩身的位移情况,发现异常立即采取回填压底或削披的措施。台班间或其它原因停工时,挖机要在收工前将开挖面修整出坡度不大于1:2.5米边坡,以减轻临空面土的主动侧压力。
⑤第一层开挖前保持连续排水一周左右,基本上排出地表杂填砂土层中的渗流水,保证场内地下水位线低于挖掘机作业面不少于0.5m。
⑥为加快基坑支护工序进度,在第一层进行中心开挖时,可同时在西侧、南侧等区域的外边缘插入以条形、分段开挖坡面,进行基坑支护喷设砼护坡施工。
⑦第二级挖深4.2m,计划第二层第一步开挖厚度3m左右,第二步补挖达到预定控制高程,然后人工修整至设计底标高,计划10天左右完成;基坑开挖完成后,随即转入垫层和筏板流水作业。
⑧第二层开挖仍然是按照盆式开挖、从中心向四周,最后从运土临时坡道处退出的顺序进行。
⑨基坑挖方工程中,一般可能出现的紧急情况主要在以下三个方面:一是施工机械设备事故;二是滑移塌方;三是排水。根据本工程实际地质情况,由于地质条件引起的冒水、流砂、场地液化等现场出现的可能性不大,暂不作考虑。
⑩主要机械设备包括挖掘机、装载机、自卸汽车。挖掘机、装载机和自卸车要根据每台机械的性能安排其负载能力,其作业机位倾斜度和稳定性要满足设备性能要求,每个司机都要做到心中有数。
⑾对于小范围滑动或地面隆起、沉降不超过50mm时,首先组织回填压住坑底,坡顶卸荷阻止塑性变形的进一步发展。对能采用刚性支撑加固的地方,可立即用空间支撑加固,没有条件的考虑采用其它相应的地基加固措施。对于出现受压土层回弹上涌或隆起,立即停止开挖回填压底,然后分析原因,降低卸落深度,分小片、小段开挖,并待回弹稳定后再施工坑底。根据本区域的地质情况,一般不会遇到挖空面边坡滑移、塌方会谈隆起的现象。
⑿外来雨水的影响对基础工程施工危害较大。对此一方面要作好应对暴雨的物资设备准备;另一方面要有专人每天搜集、记录气象信息,在暴雨到来前,撤出场内用电设备,装好大流量水泵;放缓各工作面边坡,疏通场内排水系统。
⒀基坑土方开挖采取分层开挖分层支护的施工方法,一次挖土至-3.2m后,进行二次挖土时,计划每层挖土1.0m,共分六层进行,先期开挖至第一级放坡平台。开挖深度分别为5.0m、4.2m,共分两级放坡,一级放坡采用坡率为1.0~1:1.4。边坡挖出后随即进行100厚C25喷射混凝土护面,以防雨水对边坡冲蚀。第二级放坡坡度按照设计要求进行,放坡坡度为3:1,坡面均采用挂钢筋网喷射混凝土进行护面。支护前,松动土体必须清除。
6.2.2.2.2土方堆放及外运
本工程土方开挖量较大,现场无场地堆放。为方便施工,基桩及护壁桩土方采取边挖边运,及时把挖出的土运离现场。地下室土方开挖后按指定地点集中堆放,待地下室及其防水层施工后机械运输回填。余土外运至甲方指定地点。
6.2.2.2.3土方施工中的清洁卫生及污水排放
⑴、在车辆出入口设洗车槽,所有出入工地的车辆派专人负责清洗。
⑵、汽车装泥不宜太满,防止泥土掉落城区道路。
6.2.2.2.4现场及基坑排水方案
为确保土方开挖及基础施工顺利进行,采用以下排水水方案:
⑴、地下室排水沿底板外边沿设排水沟,沟宽300,最浅处200,集水井设置在四个大角,集水井为0.9m× 0.9m×0.9m。
⑵、沿建筑物脚手架外侧1米挖设场地排水沟,每间隔约30米及最后出口设一沉砂井,施工污水必须经过沉砂井沉淀后方可排入原有排水系统。
⑶、现场搅拌站及、办公区设置排水沟和沉砂井,施工、生活用水必须经过沉砂井沉淀后方可排入原有城市排水系统。
6.2.2.2.5土方回填
地下室外墙防水层施工完后,应会同有关部门进行基础验收,并做好隐蔽记录,及时回填外侧土方。采用小压路机及蛙式打夯机夯实,夯填土层的每层厚度不大于30cm,回填土必须分层回填分层夯实,密实度须符合设计及施工验收规范要求。
6.2.2.3地下室基坑周壁支护及观测方案
本工程基坑支护设计安全等级为II级,根据现场实际情况,基坑采用放坡和喷射砼(挂网、土钉)支护相结合的明挖法施工。开挖深度约为10m左右。基坑土方开挖分层进行,采取以放坡大开挖为主,基坑开挖随挖随护面,12~17轴间及A~K轴间采用桩锚支护方案。
(一)、放坡大开挖部分
(1)该工程施工开挖深度范围内存在强风化泥岩及粉砂质泥岩,放坡开挖面应随挖随护面,护面采用100厚C25喷射混凝土。对于二级放坡开挖粉沙质泥岩边坡,为防止边坡因雨水浸泡导致软化塌方,除进行护面施工外,在喷射砼面板内加挂φ6@250钢筋网,并设置孔径φ120,L=3000mm@2000×2000短土钉。
(2)土壁沿高度和水平方向梅花形布设带滤网φ50×400@3000×3000排水管。施工现场设置完善的截排水沟,及时排除各种积水,基坑顶周围地面用100mm厚C15混凝土进行表面硬化处理,基坑开挖至设计标高后,应及时封底,进行垫层混凝土浇筑,严防雨水浸泡土壁和基底。在垫层混凝土浇筑时,应保证地下水位距操作层0.5m。
(3)距坡顶边线以外2m允许堆载不得超过5kN/m2。
(4)基坑开挖采用放坡施工, A轴、12轴一、二级放坡面均采用随挖随护面施工。一级放坡至-5.0m高程,其中一级放坡坡度有1:1、1:1.4:1:1.2三种,具体将根据设计图纸标示部位进行放坡,一级放坡面直接采用C25喷射砼护坡;二级放坡至设计基坑底标高(-9.2m、-10.1m两种),二级放坡坡度为1:0.33,对于二级放坡边坡,为防止边坡因雨水浸泡导致软化塌方,除进行护面施工外,在喷射砼面板内加挂φ6@250钢筋网,并设置孔径φ120,L=3000mm@2000×2000短土钉。
土钉施工依据《岩土锚杆(索)技术规程 CECS22:2005》
面层喷护施工与土方开挖交替进行,分层开挖。
(二)、挡土桩部分
基坑K轴、17轴分别紧邻民族大道及青秀路,设计为挡土桩与喷射砼相结合的支护方案。一级放坡面采用直接喷射素混凝土,随后直接挖至设计基坑底部。挡土桩共计65根,其桩径为1000mm,挡土桩间采用100厚C25喷射混凝土土拱,内配φ6@200钢筋网支护。挡土桩桩体混凝土强度等级为C25。挡土桩施工采用人工挖孔桩施工工艺。
(三)、土钉
在基坑开挖过程中,对于二级放坡边坡,为防止边坡因雨水浸泡导致软化塌方,除进行护面砼施工外,在喷射砼面板内加挂φ6@250钢筋网,并设置孔径φ120,L=3000mm@2000×2000短土钉。土钉拟采用Ф25螺纹钢制作。
土钉施工时,用钻孔机钻制孔径为120的孔,钻出的孔洞用空压机风管冲洗孔穴,将孔内孔壁残留废土清除干净,安装L=3000mm@2000×2000短土钉。注浆时,采用孔底注浆法,注浆压力控制在0.3~0.4 Mpa。注浆采用P.0 42.5普通硅酸盐水泥配制的纯水泥浆,水灰比W/C=0.5。强度不得小于M10。注浆体的立方体强度不得低于20MPa。
(四)、预应力锚索
对于基坑A轴、12轴放坡面除进行挡土桩支护外,还进行预应力锚索施工。预应力锚索孔径为150,设计抗拔力P=550KN,索体采用1860MPa钢铰线,注浆体强度等级不低于M30,锚具采用OVM楔形锚具。二次注浆止浆压力为2.5~3.0MPa。预应力锚索注浆体及其面板混凝土强度达70%后,及时张拉锁定对开挖土壁预加反变形,张拉锁定力为350KN。
边坡支护和土方开挖施工必须严格按照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120—99、《建筑边坡工程技术规范》GB50330—2002、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086—2001、《岩土锚杆(索)技术规程》CECS22—2005要求进行施工。
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