论述深基坑支护工程施工技术要点

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  [摘要] 基坑支护工程是一项复杂的工程,既要挡土又要挡水,而且要控制变形,同时又要便于施工。本文结合工程实例就旋挖桩施工方法及技术措施方面进行了充分论述,以供同行参考!
  [关键字] 深基坑 施工 旋挖桩 钢筋笼
  [中图分类号] TD35 [文献码]B [文章编号] 1000-405X(2013)-1-216-2
  1工程概况
  珠海出入境检验检疫局综合实验楼于银桦路南侧;迎宾北路西侧,与迎宾北路相隔50米宽的绿化带;西面为18米宽规划路;南面紧临电信大楼用地。项目用地面积14877.47平方米。本项目由1栋27层的综合实验楼及一栋2层高的变配电房组成。综合实验楼地上27层、地下2层;总建筑面积48372.52平方米,地下9200.26平方米,占地面积3565.98平方米。
  本基坑周长约285m,约为102m×74m长方形状,占地面积约5078㎡。基坑开挖深度为8.3m;中南部消防水池区域挖深9.3m,电梯井区域挖深10.3m。
  2 地下水情况
  根据本次勘察揭露,拟建场地地下水位变化不大,勘察期间测得场地地下水混合水位埋深为1.10~3.00m,高程5.69~7.06m。
  3 旋挖桩施工方法及技术措施
  3.1 施工准备
  (1)调查场地及毗邻区域内的地下及地上管线、地下建(构)物及障碍物,可能受钻孔灌注桩影响时,提出相应的迁移及保障措施。
  (2)场地的地面要平整,坡度不大于1%,承载力要满足旋挖机稳定要求。平整度要求100m2范围内允许±10cm。
  (3)施工前要了解工程地质、水文地质情况,并向桩机操作人员作技术安全交底。
  (4)场区内如有钢筋混凝土旧基础时,必须先予以挖除并回填压实处理,以免影响成桩,一般的杂填土旋挖桩机均可直接挖除成孔,不需要作特殊处理。
  3.2 泥浆制作
  本工程钻孔灌注桩需穿过上部厚约3m的填土层,考虑下入长4m的钢护筒,尽可能穿过上部松散易塌孔的填土层,当4m以下仍有软弱土层时,则采用泥浆护壁,泥浆的供应能力与质量好坏直接影响成孔的进度和孔壁稳定,泥浆技术参数控制尤为重要,否则容易出现泥浆漏失及塌孔的事故。
  泥浆原材料:根椐钻孔灌注桩穿过砂层的特点,以及类似工程的施工经验,泥浆材料拟采用购买优质泥粉,通过对比试验选择厂家,泥粉的性能应满足:其粘粒含量大于50%,塑性指数大于20,含砂量少于5%,二氧化硅与三氧化二铝的比值为3~4。
  3.3 成孔施工
  桩位定好后,每台桩机分两序桩间跳施工,即先施工单号桩,再施工双号桩。
  3.3.1 成孔工艺选择
  (1)本工程钻孔桩基本不需要入岩,施工时直接采用旋挖斗开挖成孔。
  (2)成孔护壁采用孔口注入泥浆护壁。土层挖出孔口后可直接装车外运,比常规钻进方法减少泥浆的产出。因此,减少了泥浆对环境的污染,同时降低了泥浆处理的费用。
  3.3.2 桩机施工
  (1)采用旋挖桩机成孔,可根据实际地层情况采用跟管护壁或孔口补入泥浆护壁,按本工程的地层情况,采用孔口注入泥浆护壁完全能满足需要。
  (2)为了确保满足桩机行走需要,施工时每台旋挖桩机配一定数量的钢板备用。
  (3)旋挖桩机成孔时,采用旋挖斗钻进直至设计桩底。钻孔桩机在进入硬层后应适当加大给进压力,并提高转速。本工程设计桩径为1000mm,因此,配套使用的各类钻头均选用φ1000。
  (4)我单位投入的旋挖桩机可自动进行机架调平,故垂直度主要依据桩机电脑控制,并结合用铅垂线监测复核。
  3.3.3 终孔
  (1)本工程的支护桩有效桩长约11~15m;
  (2)我单位投入的旋挖桩机采用凯式钻杆,钻杆随孔深自动伸长并自动将孔深反映在随机的电脑控制显示屏上,因此只要确定各桩的有效桩长,当显示屏显示的钻孔深度达到设计桩长即可确定终孔。
  3.3.4终孔检测
  (1)桩底检测。桩底检测主要利用设备自检,即主动钻杆位移来判断底部情况,现场施工管理人员和监理代表进行检测验收。
  (2)终孔检测。当钻至设计深度、直径后,机组人员、质检员会同监理检查孔深。
  3.4 清孔
  (1)在钻至设计桩底后,采用清渣装置进行清渣即可将孔内的钻渣清理干净。
  (2)清渣后孔底的沉渣不得大于200mm,孔底沉渣由具有丰富的施工经验的施工员用测绳及吊锤进行检测,并须通过业主及监理等部门验收确认。
  (3)清渣后,为避免塌孔造成孔底沉渣过多,应及时吊放鋼筋笼并灌注混凝土。
  (4)下入钢筋笼后在灌注混凝土前应对桩底沉渣进行复测,如孔底沉渣较厚,则采用"正循环泥浆清孔法"或"气举反循环法"进行二次清孔,直至孔底沉渣厚度达到设计要求方可灌注混凝土。
  3.5钢筋笼制安
  (1)钢筋笼制安必须按设计要求配筋,主筋接头应错开,保证在同一截面内,接头数目不多于主筋总根数的50%,两接头间距应大于50厘米。纵筋采用焊接,其焊接长度为大于10d。
  (2)钢筋骨架主筋中心线与直线偏差不大于长度的1%。
  (3)混凝土垫块按右图所示进行在现场预制并固定于主筋上,用以设置保护层,保护层的厚度不小于70mm,每2米设一道,每边沿圆周对称的设置四个垫块。
  (4)钢筋笼安装采用25t汽车吊机,吊装钢筋笼骨架,吊点选择须合理,均不得使其变形。
  (5)钢筋笼体下到设计位置后,立即用吊筋加以固定,固定时认真核对钻孔的桩顶标高、桩底标高,确保钢筋笼到位和灌注时不上浮。   (6)钢筋骨架制作时的允许误差:
  3.6 浇注水下混凝土
  3.6.1 水下砼材料选择与配合比要求:本工程采用商品水下砼,标号为C30,为保证灌注顺畅,砼要有良好的和易性和流动性。砼的坍落度为18~22cm,含砂率达到40%~45%。
  3.6.2 灌注水下砼
  (1)本工程灌注桩直径为1000mm,故采用直径219mm的导管灌注水下砼即满足要求,其最底一节长4~5米,内壁应光滑,导管使用前应试拼,并作封闭水压试验,在此应通过0.3~0.5Mpa时,15分钟不漏水为宜。
  (2)砼流动扩散规律,砼灌注时导管埋深过小,往往使管外砼面上的浮浆沉渣挟裹卷入砼内,形成夹层,埋深过大,导管口的超压力减少,管内砼不易流出,容易产生堵管,并给导管的起升带来困难。所以保持合理的导管埋深,对水下砼的灌注是非常重要的。正常灌注时,导管埋入混凝土内深度一般为2.5~3.5m,最小埋管深度为2.0m,最深不超过6米。
  (3)导管安装时其底端应高出孔底沉淀层面30~40cm,以便隔水栓能顺利排出,初灌砼导管埋深应控制在1.0~1.5D 。初灌量必须按各桩的桩径计算确定,保证初灌的埋管深度满足规范要求。
  (4)开始灌注时,先配制0.2~0.3m3流动性好的水泥砂浆倾倒入导管内隔水栓以上空间。然后,将首批砼倾入初灌斗内,剪断悬挂隔水栓的铁丝,使隔水栓、水泥砂浆和首批砼顺利到达孔底并上升,首批砼灌注完毕,立即转入连续灌注。
  (5)灌注水下砼过程中,孔内砼面连续不断上升,导管埋深也在不断增加,需要定时测量砼面的上升情况,记下灌入的砼量,测定坍落度。
  (6)测量砼面的标高需要用专业测量绳及测锤。在测量时,在导管与钢筋笼的中间部位下放测锤,至少测3~4个点,分别记入灌注记录本,然后取平均值,以此确定导管拆卸的数量。
  (7)导管提升时不得过快过猛,以防拖带表层砼造成泥渣浮浆的侵入,或挂动钢筋笼等。导管的拆装要干净利落,并防止工具、密封圈及螺栓落入孔中。拆下的导管应立即用清水冲洗干净,集中堆放整齐。
  (8)水下砼一经开始灌注,需连续进行,任何中断均不得超过30分钟,以保证砼的灌注质量。
  (9)因为水下砼为自密型砼,为了保证桩顶砼的质量,需要保持一定的超灌量,并考虑起拔钢护筒后砼面的下降量,确保拔起钢护筒后砼面应高出设计标高50cm,下道工序施工时将其凿除即可。1 编制监理细则
  (1)测量依据包括本单位相关文件、招投标文件、验收标准、图纸、相关规范等。规范包括工程测量规范、公路桥涵的施工技术规范、混凝土路面的施工和验收规范、沥青路面的施工和驗收规范、沥青路面的施工技术规范、路面基层施工的技术规范、路基施工的技术规范、公路工程的施工监理规范等,与此同时,将公路工程质量检验的评定标准作为验收标准。
  (2)要根据实施工程内容,按照相关测量需检查的内容来确定测量监理的检查频率和内容。通常包括施工准备阶段、施工阶段、竣工验收阶段这三个阶段的监理内容。在施工准备阶段,它的监理内容包括:对测量监理规划进行编制、开工前进行交接桩、对控制点进行复测监理、对施工控制点进行加密、对放样进行检查验收、对土石方工程量进行审核等。在施工阶段,它的监理内容是整个测量监理规划的重点,通常状况下可以根据分项工程、分部工程、单位工程的划分来对监理检查的频率和内容加以确定,同时根据分项工程施工规范的要求来确定各工序里需进行测量检查的频率和内容,然后指定出沉降观测的方法。在竣工验收阶段,它的工作主要包括对工程平面的高程、尺寸、位置以及高程控制点和交工工程平面进行检查等。
  (3)一定要坚持监理抽检、施工单位自检的工作程序,同时大力抽检监理认为有怀疑或认为是重点的部位,在必要的时候也可以进行全面的检查。一定要制定出仪器校检和审核测量人员资质的制度。
  2 开工前的交接桩
  (1)一般应由业主、设计单位向测量监理工程师及承包商提供平面控制点(如路线控制的导线点及大桥控制网)及高程控制点,在交接桩位过程中一定要注意点位的完好及与交桩资料的吻合,同时要做好交接记录,交接记录中应注明桩的完好性,有破损或与点位与资料不符时应注明且需各方签字认可,如控制桩不能满足路线控制要求时必须要求业主、设计单位重新交桩。
  (2)要认真理解设计文件中有关控制点的等级要求及导线、桥梁控制网的精度,设计单位的测量精度及导线、桥梁控制网的布设是否满足勘测设计规范要求。如桥梁控制网的图形条件是否满足规范要求等。
  3 控制点的复测监理工作
  (1)测量监理要认真检查施工单位的用于复测的仪器、人员数量、人员资质,同时要对施工单位的复测的技术方案认真审查,一般应要求施工单位对设计单位提供的所有点位同精度复测,以确保在施工阶段的测量精度要求。
  (2)复测成果的检查:监理工程师应要求施工单位对复测资料进行整理,同时要求施工单位提供复测原始手簿,复测成果应分为三部分:①导线成果,应检查边长及转角与设计单位提供的成果的反算值的比较,差值应小于2倍的该级导线的测角中误差,边长应小于2倍的该级导线的测边中误差;②平面控制网,在应检查边长及角度与设计单位提供的成果的反算值的比较,差值应小于2倍的该级控制网的测角中误差,边长应小于2倍的该级控制网的测边中误差,同时应检查本身的角度构成的图形是否满足规范对图形闭合差的要求及相应等级的控制网的测角中误差的要求,水平角观测结束后,应按菲列罗公式估算测角中误差;③高程控制水准点的成果,应检查边长及转角与设计单位提供的成果的反算值的比较,差值应小于2倍的该级水准的高程中误差。
  平面控制复测成果与设计单位提供的成果的允许差值的要求等级 边长(S) 角度(″) 备注一级导线 S*2/15000 10 如设计边长太短,可以对边长要求适当降低。   四等平面控制网 S*2/40000 5三等平面控制网 S*2/70000 3.6高程控制复测成果与设计单位提供的成果的允许差值的要求等级 平地(mm) 山地(mm) 备注四等水准点 20*√L 6*√n 如连测两点仅为一测站时宜采用山地标准。
  三等水准点 12*√L 4*√n二等水准点 4*√L --三角测量水平角观测的技术要求等级 测角中误差(″) 三角形最大闭合差(″) 方向观测测回数(DJ2)。
  四等 ±2.5 ±9 6三等 ±1.8 ±7 9監理工程师在复测过程中,应对重要桥梁的控制网及相邻标段的导线点、水准点及过河水准点进行复测,作为抽检,同时对施工单位的复测成果与设计单位提供的成果相差较大的点也应复测,应做到在对施工单位的成果可以确认的基础上向设计单位反映情况,要求解决。
  4 施工控制点的加密
  (1)控制点的加密在高速公路建设中不可避免,由于高速公路勘察阶段,设计单位设的控制点一般间距500-600米左右,达不到建设过程中施工放样的点的密度要求,同时由于不可避免的少数点位的损坏、由于地物变化有些点位不通视、原有点位位置不理想等,也必须要通过加密来满足在施工过程中放样中对控制点的数量和密度的要求。
  (2)控制点的加密一般要求与原设计的控制点的精度相同,导线点的加密应采用附合导线,应附合到原设计单位提供的导线点上,同时要注意加密点位应离开高速公路中线的距离不宜过大或过小,一般离开路线中线的距离为80-100米左右。
  (3)水准点的加密应闭合到原设计的点位上,点位布置注意:1.在桥梁的两侧应加密;2.需要观测沉降的路段应加密;3.点位应布置在可靠、稳固的地方。控制点加密应采用严密平差,以检查点位的测设精度。
  常用水准测量的技术要求等级 水准仪的型号 水准尺 观测次数 往返较差、附合或环线闭合差(㎜)。
  与已知点联测 附合或环线三等 DS3 双面 往返各一次 往返各一次 ±12√L四等 DS3 双面 往返各一次 往一次 ±20√L注:L为往返测段、符合或环线的水准路线长度(km)。
  (4)对于桥梁控制点,应根据桥梁的形式、跨径及设计要求的施工精度,确定利用原设计网点加密或重新布设控制网点。
  常用的平面控制网测量等级控制网等级 桥梁规模二级小三角 <500m的大、中桥一级小三角 500~1000m的特大桥四等三角 1000~2000m的特大桥三等三角 2000~5000m的特大桥常用的三角测量的技术要求等级 平均边长(km) 测角中误差(″) 起始边边长相对中误差 最弱边边长相对中误差 测回数 三角形最大闭合差(″)
  DJ1 DJ2 DJ6二级小三角 0.3 ±10.0 ≤1/20000 ≤1/10000 1 3 ±30.0一级小三角 0.5 ±5.0 ≤1/40000 ≤1/20000 3 4 ±15.0四等三角 1.0 ±2.5 ≤1/100000 ≤1/40000 4 6 ±9.0三等三角 2.0 ±1.8 ≤1/150000 ≤1/70000 6 9 ±7.0对于测角和测边的主要技术要求可参考有关技术规范。
  监理工程师应检查施工单位的加密成果,检查内容及方法同控制点的检查类似,不再叙述。
  监理工程师应检查加密点位的可靠程度,如点位埋设是否牢固、有无松动,点位埋设的地方是否不易破坏、不易沉降等以保证满足以后施工的要求。
  5 放样检查验收及审核土石方工程量
  (1)验收施工单位施工定线,监理工程师应要求承包人对道路的路线进行定线,监理工程师应进行现场检查并复核认定。监理工程师应检查施工单位的定线数据是否正确,放样精度是否满足规范要求,定线桩位密度是否满足工地现场要求。
  (2)验收施工单位测定的地面线,测量监理工程师应要求施工单位对全部工程的原地面线进行实际测定,并对测定工作进行检查验收,以作为路基横断面施工图和土石方工程计量的依据。测定工作应在原始地面线未被施工扰动以前进行;测定所使用的仪器精度及操作方法符合勘测设计要求与规程,监理工程师的检查与复核应与施工单位同步或平行进行,复测频率应能判定测定结果是否可靠,3.监理工程师应要求施工单位提交根据测定的原地面线绘制的施工横断面图及实际的土石方工程数量,测量监理工程师根据检查、复测结果审核。
  6 结语
  由以上可知,测量监理工作中施工准备阶段的工作是整个监理工作的重点及难点,测量监理规划是测量监理准备阶段工作的重点,同时又是指导各阶段测量工作的纲领,施工准备阶段的测量监理工作既直接影响到路线的定线和高程系统的控制,又影响到施工过程中施工放样的可靠、便利,同时也直接影响到工程土石方的数量的计量,涉及业主、施工单位的直接经济利益,因此,做好施工准备阶段的测量监理工作十分重要,必须引起测量监理工作者的注意和重视。
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