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地下管廊深基坑施工技术大全!!!钢板桩应用详解

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地下管廊深基坑施工技术大全!!!钢板桩应用详解

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基坑定义:

   是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。基坑属于临时性工程,其作用是提供一个空间,使基础的砌筑作业得以按照设计所指定的位置进行。一般来说,深基坑是指开挖深度大于等于5m的基坑,开挖前应根据地质水文资料,结合现场附近建筑物情况,决定开挖方案,并作好防水排水工作。

    基坑一般分三级:一级,重要工程或支护结构做主体结构的一部分,开挖深度大于10米,与临近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑,基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需要严加保护的基坑;二级,介于一级基坑、三级以外的基坑;三级,开挖深度小于或等于7米且周围环境无特殊要求的基坑。


基坑施工、方法和细节

施工准备→场地清理、平整→测量定位→土方挖、填方→土方压实→垫层、基础整型→验收。

1.工程测量

流程

测点交接→测点复测→布控制点→测定位置、场地(或沟槽)开挖或回填深度→放样做好标志→作业队交底说明。

方法

开工前对业主和设计单位移交的水准点进行闭合复测,复测合格并经业主和监理工程师签认后方能施工。

细节

除建立三级测量复核制度外,工程还将成立专职测量小组,以确保测量工作高效、优质。

要求专业人才,专职测量;专业工具,如:DS3高精度水准仪、电子经纬仪和电子全站仪,全程监控跟踪测量。另外在工地施工队要求配备专职测量员,配合项目部测量工程师进行测量控制工作,其余各施工组要求有一名兼职测量员,配合测量工程师(如立前视、标识控制点等)跟进测量工作。

2.放线施工

流程

根据施工的平面线形,测定好桩位,并在施工前复核。

方法

在程开工前,会同监理对业主及设计单位提供的平面坐标及高程控制点、网进行闭合复测,测量记录及结果由业主及监理审核签认后方可进入正式施工。

根据已有的控制点、网,结合施工线路走向及需要,加密布置施工控制网,施工控制网各点之间应保持良好的通视状况,以方便随时进行闭合复测,所有的测量记录及结果应在报送监理审核签认后方可使用。

做好各施工控制点的保护工作,竖立明显的标志牌,以防止损坏。

根据施工控制点测放出中线控制桩位置,并进行各部位水准测量。

细节

施工中应尽量保护所有标志,对施工中不移动的中桩及距中桩较近的中线

水准固定点用石堆或浇注砼或其它措施予以保护。对于施工中无法保留的标志和水准固定点,将其移至施工范围之外。

施工期间应定时对轴线、高程控制网进行复测,保证其位置没有发生位移。 具体测量方法和使用的仪器以简练、实用、保证精度为原则,建立复核制度,复核人员可用不同的方法进行检查。

          另外测量放样在工序施工完成后,必须按监理要求进行报验复测,工程验收的测量资料必须报送监理工程师,以便校核审查和归档整理。

3.基坑开槽施工

流程

施工准备→场地清理、平整→测量定位→土方挖、填方→土方压实→垫层、基础整型→验收。

方法

土方施工要结合设计挖、填情况,先以挖作填,平衡后再将多余土运出场外。

a、开挖

采用混合式开挖法,先沿横向坡面挖掘,增加开挖面,加快施工进度。由于开挖深度不大,因此注意不要超挖,土方挖好后应立即进行下一工序施工。弃土应及时清运,不得乱堆放,以尽量减少对交通及周围环境的影响为原则,根据现场实际情况确定堆土位置,运土路线、机械转运路线等。

b、碾压、整平

挖方土方压实度标准应符合有关规定。地下水位较高或土质湿软地段的土方其压实度达不到规定要求时,可采用晾晒、换土或合同设计人员及监理现场解决。土方面整修应结合挖最后一层土时进行,其土方允许偏差应符合有关规定。

细节

(1)、管位红线范围内原有的地下管线,如需拆迁,尽量争取在该路段工程开

工前拆迁完毕。对于须保留的地下管线,如需在其周边开挖沟槽或取填土,应考虑不因施工而影响其稳固,必要时采取加固措施。

(2)、土方填方施工,须选用易干、透水的土料,如采用透水性不良或不透水的土料,须在含水量接近最佳含水量时再进行压实。

(3)、土方填方施工,原则上应选用同类土料,如采用不同种类的土料填筑时,应按不同种类土料分层填筑,不得任意乱填,以免形成水囊或滑动面,另外,透水性较差的土料,如被填筑于透水性较好的土料下层时,其表面须自路中向两侧做出2~4%的横坡。

(4)、各种井、孔周边的填土须特别留意,应在控制好所填土料的最佳含水量的同时,严格掌握好填土的分层厚度,碾压机械的重量和碾压遍数,对于碾压机碾压不到的部位,采用打夯机进行补夯。

(5)、土方土方工程施工过程,如遇雨天,必须坚持集中力量分段突击的原则,完成一段再开一段,绝不允许在全线进行大挖大填。

4.基础换填碾压施工

流程

施工前准备→土方土方开挖→基底碾压→土方土换填、碾压→填土方土至设计高程。

方法

1、换填料采用中粗砂或砂质粘土。


2、基槽开挖及强夯

根据场地地质条件,工程采用强夯加固上部填土层,施工前,应在填土层厚度小于6m区域及大于6m区域各选取不少于一个试验区进行试夯施工以确定本场地具体施工参数,试夯面积不应小于20m*20m。应根据不同土质条件待试夯结束一至数周后对试夯场地进行测试并与夯前测试数据进行对比检验强夯效果确定工程采用的各项强夯参数。

场地清理:设计强夯作业面高程为管廊设计底标高以上0.5m,试夯后根据实际情况校正此高度以满足管廊施工要求。施工前应根据现场情况进行开挖或回填施工。开挖形成的临时性基坑应进行支护处理,以保证坑底施工安全。场地平整度和表面硬度应满足施工设备安全行走要求。场地清理后复测场地标高,按施工图布置夯点,并用白灰标出夯印。

压实度要达到95%以上,达到要求后,通知监理工程师到现场检验合格后进行下一道工序。

多种支护方法的选择依据

一、浅基坑的支护


1、短柱横隔板支撑

2、临时挡土墙支撑

3、斜柱支撑

4、锚拉支撑等支护方式

深度不大的三级基坑,当放坡开挖有困难时,可采用以上支撑方式

5、放坡开挖

优势:只要求稳定,价钱最便宜。

劣势:回填土方较大。

适用不设围护,仅在基坑四周放坡的坑内土体开挖方法,适用于场地开阔,周围无重要建筑物的工程。


6、斜柱支撑

先沿基坑边缘打设柱桩,在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支顶,斜撑底端在木制撑桩上,挡土板内侧填土夯实。适于开挖较大型、深度不大的或使用机械挖土的基坑。

7、锚拉支撑

先沿基坑边缘打设柱桩,在柱桩内侧支设挡土板,柱桩上端用拉杆拉紧,挡土板内侧填土夯实,适用于深度不大、不能安设横(斜)撑的大型基坑。


二、深基坑的支护


8、围护墙深层搅拌水泥土

深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。


优势:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪声、污染少、挤土轻微。


劣势:位移、厚度相对较大,对于长度大的基坑,需采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;施工时需注意防止影响周围环境。

适用:闹市区工程。

9、高压旋喷桩

高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。


优势:施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪声也较低,不会对周围建筑物带来振动影响和产生噪声等。


劣势:施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。


适用:施工空间较小的工程。


10、钻孔灌注桩

钻孔灌注桩具有承载能力高、沉降小等特点。钻孔灌注桩的施工,因其所选护壁形成的不同,有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。

优势:施工时无振动、无噪声等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于施工组织、工期短。


劣势:桩间缝隙易造成水土流失,特别是在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题。


适用:排桩式中应用最多的一种,多用于坑深7~15m 的基坑工程, 适用于软粘土质和砂土地区。

11、地下连续墙

一般地下连续墙可以定义为:利用各种挖槽机械,借助于泥浆的护壁作用,在地下挖出窄而深的沟槽,并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗(水)、挡土和承重功能的连续的地下墙体。


优势:刚度大,止水效果好,是支护结构中最强的支护形式。


劣势:造价较高,施工要求专用设备。


适用:地质条件差和复杂,基坑深度大,周边环境要求较高的基坑。

12、土钉墙

土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。 优势:稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。

劣势:土质不好的地区难以运用;

适用:主要用于土质较好地区。

13、SMW工法

SMW是Soil Mixing Wall的缩写, SMW工法1976年在日本问世,是日本一家中型企业--成辛工业株式会社所拥有和开发的一项专利,现该法广泛应用于沿海地区地下连续墙和深基坑止水帷幕。


该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘,同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌,在各施工单元之间则采取重叠搭接施工,然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材,至水泥结硬,便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。 SMW工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机,其中钻杆有用于粘性土及用于砂砾土和基岩之分,此外还研制了其他一些机型。

优式:(1)挡水性强;(2)对周围地基影响面小;(3)多用途(能适应各种地层);(4)工期短;(5)造价低。

适用:城市高架桥下等施工,空间受限制的场合,或海底筑墙,或软弱地基加固。

14、钢板桩

钢板桩施工是指在运用钢板桩在施工的过程中到达基坑支护的作用的施工过程。槽钢板桩它的抗弯能力比较弱,所以通常多用于小于4米左右的沟槽。拉森钢板桩(项目部采用)是由正反扣搭接或并排组成的,抗弯能力较强,通常所见到的拉森钢板桩长有12米、15米、18米。

适用:钢板桩适用于埋深较浅的粘性土、砂土、淤泥等软弱地层基坑的支护。

排水方法

一、明沟排水法:

又称集水井排水法,是采用截、疏、抽的方法来进行基坑等施工的排水。即在坑内沿坑底周围或中央开挖排水沟,再在沟底设置集水井,使基坑内的水经排水沟流向集水井内,然后用水泵抽出坑外。如果坑较深,可采用分层明沟排水法,一层一层地加深排水沟和集水井,逐步达到设计要求的基坑断面和坑底标高。


二、人工降水方法主要有:


1、轻型井点:

沿基坑四周将井点管埋入蓄水层内,利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出,将地下水位降至基坑底以下。适用于渗透系数0.1-50m/d的土层中。


2、喷射井点:

是在井点管内设特制的喷射器,用高压水泵或空气压缩机向喷射器输入高压水或压缩空气,形成水气射流,将地下水抽出排走。其降水深度可达8-20m。


3、电渗井点:

以井点管作为负极,打入的钢筋作正极,通入直流电后,土颗粒自负极向正极移动,水则自正极向负极移动而被集中排出。本法常与轻型井点或喷射井点结合使用。


4、管井井点:

由滤水井管、吸水管和抽水机组成,井管埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数决定,一般间距10-50m,最大埋深可达10m,管井距基坑边缘距离≤1.5m(冲击钻成孔)或3m(钻孔法成孔),适用于降水深度3-5m、渗透系数20-200m/d的基坑中施工降水。管井法施工简单、排水量大、易于维护、经济实用。


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