隨著時間的推移,深基坑的工程項目變得日益普遍。在深基坑施工過程中存在很多風險因素,如地下水、降水以及圍護結構變形等。深基坑工程指的是那些挖掘深度超出5m或涉及到復雜地質狀況的地下空間挖掘項目。因此,在開展深基坑施工過程中,需要對各種影響因素有一個全面而深刻的了解,從而選擇合理且有效的支護方案來提高深基坑支護效果。為確保深基坑工程的施工過程既安全又穩定,必須實施有力的支撐策略。對深基坑的支護技術進行深入研究,并結合真實的案例進行詳細分析。
1 工程概況
深基坑施工過程中,需要制定科學的施工方案對施工過程中周邊的地質條件、水文條件和地下管網進行調查,并確定周圍建筑物的位置
1.1 工程基本情況
該工程通過新建一體提升化泵站及壓力管道,將郴州市北湖泉水引至燕泉河,減少郴州市第四污水廠溢流水量,同時對燕泉河進行補水。1.2 地勘資料
基坑開挖位置處上部地層為①雜填土,厚度約 4.2 m,4.2 m 以下為② -2 粉質黏土,
厚度大于 10 m,①雜填土自穩能力差,基坑開挖形成臨空面后,易產生局部垮塌。北湖水及上層滯水對基坑工程有一定影響。1.3 旁泵站設計情況
該工程新建一體化提升泵站基坑設計為圓形,直徑7m,周長 22m,面積 38.5m,基坑開挖深度7m?;硬捎媚孀鞣ㄖёo施工,工程重要性等級為二級?;娱_挖深度超過5m,屬于超過一定規模危險性較大的分部分項工程。
依據 JGJ120-2012《建筑基坑支護技術規范》相關要求,基坑護壁采用C30抗滲混凝土,抗滲等級為P6,施工前應充分考慮并計算出各階段護壁所受土壓力、地下水產生的水平荷載,并根據土壓力合力進行抗滑移、抗傾覆穩定性驗算。護壁井受力簡圖見圖1。
1.4周邊環境
1)臨近建(構)筑物、道路及地下管線與基坑的位置關系。①基坑位于北湖公園南側綠化帶中,周邊建筑物主要有商鋪、住宅小區、地上停車場等,基坑開挖工作面距離最近構造物約2m,基坑開挖前按規范、設計要求沿基坑周邊及建筑物外墻布置監測點,并留下周邊環境影像資料,施工過程中加強對周邊建筑物監測及安全巡查:2)基坑施工區域周邊有6處地下管線,包含高壓電纜、供電電纜、通訊光纜、給水管道等相關地下管線,距基坑開挖邊緣2~6m。
2)地下管線情況。根據設計單位及地下產權單位交底情況,基坑東北側有2條供電電纜,埋深0.2~0.3m;西南側有3條地下管線,其中,通訊光纜1條,埋深0.3m,供電電纜1條,埋深0.2~0.3m,高壓電纜1條,埋深03m;南側有1 根給水管道埋深 1.5 m。
3)北湖情況。北湖公園位于城區中心區,始建于1975年,占地面積 31.6 hm,北部為大片水面,面積12.47 hm。北湖平均水深2m,常水位標高154.80m,洪水位標高 156m,北湖水對基坑工程有一定影響,施工過程中需要做好支護及排水工作。
2 一體化泵站基坑開挖支護方案
開挖支護技術在選擇過程中,應該按照因地制宜的原則,從安全、經濟以及方便等角度出發,其中安全不僅包括支出系統的安全,也包括保證相鄰建筑、市政設施的安全以及可以正常使用;經濟指的是支護系統的造價,要從多個角度進行綜合分析,保證造價的合理;方便也是在施工中需要落實的重要原則[21
2.1 基坑開挖
1)基坑工作面準備完成后,進行基坑開挖,第一次開挖深度1.2m(人機配合),采用長挖機挖土下沉,挖土時從中間向四周對稱分層取土,每層取土厚度控制在 50cm 范圍內。一體化泵站基坑開挖示意圖見圖 2。
2)沿護壁井外邊緣采用人工配合機械開挖基坑,高度 1.5 m,基坑開挖完成后立即施工基坑鎖口及護壁拱墻,防止地表水流人孔內,沖刷孔壁從而影響基坑邊坡的穩定性?;游挥诠珗@綠化帶中場地受限,混凝土罐車無法直接靠近基坑,護壁拱墻混凝土需借助汽車泵泵送入倉。
3)拱墻在垂直方向進行分層開挖施工,一般土層每節高度不大于1m為1個循環,在不利地質區域段每節高度不大于0.5m(即挖好1節澆筑1節,前1節澆筑完成后2d,開挖下1節)。4)基坑開挖方式選用:坑內微型挖機挖土,吊車吊運裝土,小型環保汽車棄土。5)為保證施工進度,在混凝土中加人早強劑提高混凝土初期強度值,以便提早開展下一模的施工
6)每次拱墻施工前,對基坑平面位置及垂直度復核,確?;邮┕M足設計要求。
7)嚴格控制井底的開挖標高,設專人指揮,分層開挖,確保不超挖、不擾動基坑土層面,設計基底標高以上03m土層,在設計基坑底高程以上預留 0.3m厚的土層暫時不挖,待大面積土方開挖完畢時用人工清理挖至設計標高,同時修整基坑底,如果已經超挖,應進行砂石回填[4;井坑開挖完成后及時綁扎鋼筋澆筑混凝土。
8)澆筑混凝土時要加強振搗,確?;炷僚c孔壁間聯結密實。開挖和澆筑過程中應清除坑壁松弱部分,確保施工作業人員安全。
2.2 護壁鋼筋施工
護壁拱墻鋼筋采用HPB300光鋼筋HRB400帶肋鋼筋,材料進場檢驗、加工出廠檢驗焊接接頭檢查均應符合現行國家標準規定。
鋼筋采用 25T 汽車吊將已經加工好的半成品鋼筋吊人井下綁扎。采用同強度水泥砂漿墊塊作為鋼筋保護層,先綁扎鎖口梁鋼筋,均勻地在井壁上打人錨筋,然后先把1根水平筋固定在錨筋上,并在水平筋上劃出立筋的分檔位置,根據畫好的分擋標志綁扎立筋,然后在立筋上畫好豎向水平筋的分檔線,按照豎向分檔標志綁扎水平筋。先綁扎外層鋼筋,再綁扎內層鋼筋。綁扎立筋時,上節護壁立筋伸人下一節護壁的搭接長度不小于200mm。適當位置預埋好上下扶梯預埋筋。預留孔洞處鋼筋若需截斷,截斷鋼筋彎成直角后與洞口加強筋焊接。
2.3 護壁模板安裝
1)完成鋼筋綁扎之后,通過監理單位及建設
單位驗收合格后,可進行模板安裝。2)護壁井施工模板采用 15 mm 厚竹膠復合模板,60 mmx80 mm 木方進行加固,間距200 mm,φ20 mm 環向鋼筋作為內楞,φ48mmx4mm鋼管采用傘狀結構進行支撐。
3)每節模板及支架的拆除應在灌注混凝土3d之后進行。模板拆除后應及時進行維修、清理堆碼整齊,以利下一節護壁施工使用。
2.4 護壁混凝土澆筑
1)采用汽車泵將混凝土均勻對稱的泵人基坑護壁拱墻中,混凝土分層澆筑,分層厚度30- 40 cme
2)應根據天泵出料口口徑確定好澆筑口寬度、采用插入式振動器分層搗實混凝土,插入形式為垂直式;振搗時要求“快插慢撥”,有序振搗,保證不漏振、不過振。
3)分層處采用插入式振動棒與混凝土面成斜角斜向插人振搗,振動過程中必須插人下層混凝上10cm 以上直至上表面泛漿,確保上下層混凝土聯結密實[1,振搗棒插入間距在 40cm 以內,振搗時間為 50~60s混凝土澆注應連續進行。
2.5 基底驗收
基坑開挖至設計標高后,盡快組織相關人員開展基底驗收,基底地基承載力不小于150 kPa,若地基承載力不滿足設計要求時,對基底超挖50cm,超挖部分采用粒徑小于40 mm 的碎石并拌和粗砂分層壓實整平至基底高程,每層虛鋪厚度不大于20cm,壓實至地基承載力符合設計要求。2.6 封底和底板
基坑開挖至基坑底時,通知業主、設計、勘察監理進行現場驗收,符合地勘要求并檢查合格后,應及時封底[61,進行墊層施工,墊層初凝后,在墊層上彈出各種鋼筋安裝定位線,底板鋼筋將根據彈出的定位線進行安裝,驗收合格后澆筑底板混凝土,底板厚度為 500mm、混凝土強度等級均為C20.混凝土澆筑前24h內對墊層進行酒水潤,混凝土澆注采取"平面分層、薄層澆筑、依次推進、整體澆筑"方法澆筑,澆筑方向從底板中間開始向兩頭推進!,不留任何施工冷縫,振搗密實后用刮尺修平,初凝后為了防止板面出現收縮裂縫,再用灰匙壓抹表面。
2.7 爬梯施工
把成品鋼爬梯分段焊接在井壁預埋件上,鋼爬梯欄桿外掛密目網。
2.8 基坑排水
1)根據地勘報告顯示,新建泵站處地下水不豐富,為確?;幼o壁工作開展及基礎底板時作業面呈疏干狀態,需要在開挖基坑內設置2處0.8mx0.8mxlm集水坑收集臨時積水,同時采用抽水泵對基坑內的積水進行抽排,隨挖隨排,且必須保證抽水的連續性,不得長時間停頓。澆筑基坑底板時,在底板上預留1處1mxlmx05m集水井,確保基坑積水能夠連續排放,不影響下一步工序施工。工程全部完工后方能停止抽水。
2)基坑周邊設置三級沉淀池,基坑排水經過沉淀后通過排污車抽排至污水管道中。
3)準備足夠的注漿、堵漏材料,以及足夠的沙袋放在基坑內以備搶險使用[81
3 基坑施工安全措施
1)基坑周邊渣土、工器具堆放距基坑邊距離應不小于2m,高度不超過1.5m,對基坑周邊的堆載物,應設專人負責,隨時核對基坑周邊的堆載物是否超載。加強日常監測、巡視,并建立相應制度,納人常態管理工作。發現問題立即采取措施,并報告項目部,超出設計允許的堆載,必須撤出現場,必要時停止基坑內作業。
2)施工人員進人施工現場必須按要求配戴好安全帽,高處作業系好安全帶,對發現違規者子以罰款處理,屢教不改嚴替進入施工現場。施工機械操作人員應遵循有關機械操作安全管理規定不得違章作業。
3)機械開挖土方時應按照規定進行施工,挖掘機前沿距工作面邊緣至少應保持1~15m的安全距離,以防塌方,造成翻機事故。禁止機械開挖與人工開挖同時進行,人工基坑清理時,兩人操作間距應大于2.5m,挖掘機進場工作時,首先應該鳴笛示意,提醒施工人員和場外觀望者注意避讓。機械指揮人員應全神貫注,隨時注意觀察施工區域有無異常,指揮手語清晰果斷。安全員要在現場進行全程監控,對于違反有關安全方面的行為堅決予以制止。
4 實施效果
使用上述方案,一體化泵站基坑開挖自開工之日起至封底混凝土施工完畢,實際工期為1個月,平均施工效率為1.75m/周。為保證基坑開挖施工安全,在基坑開挖施工過程中第三方監測機構對基坑變形進行持續性監測,土體最大沉降量5.5 mm,最大沉降速率 0.4mm/d;支護結構沉降最大2.8 mm,最大沉降速率為0.6mmd。支護結構水平位移數據在允許值范圍內波動,屬于誤差范圍。根據以上數據可知,整個基坑監測的位移沉降值遠遠小于報警值,相對穩定。
5 結束語
與一般的基坑工程相比,深基坑工程具有較大的危險性,必須采用合適的開挖支護方式才能保證工程的安全性[9]。對深基坑開挖與支護技術進行了深人探討,并結合實際案例進行分析。
本文標題:毗鄰湖岸一體化提升泵站深基坑開挖支護施工技術研究
責任編輯:弘泱機械科技編輯部
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