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【图文讲解】掌握这些施工工艺与质量要求再也不担心深基坑案例题

深基坑工程施工包括各种支护结构、隔渗设施、降水井及抽排水和土方开挖的实施。总体而言,基坑工程的各部分施工工艺与我们的正常的施工工艺是相同的,当然由于是用作基坑支护,也还具有一些不同的特色,以下主要就此方面进行概要性的总结。


一、 一般应掌握的施工要点:


(1) 深基坑工程施工前应了解基坑周边的地表水以及场地的地下水情况,做好坑周及坑内的明水排放,以及坑周边地面防水保护措施。对有可能排入或渗入基坑的地面雨水、生活用水、上下水管渗漏应设法堵、截、排,并在土方开挖前结合路面硬化作好排水工作,尤其在老粘土分布区严防各种地表水渗入边坡土体和基坑内。


(2) 基坑工程施工前应了解基坑周边建(构)筑物的基础型式与埋置深度,上部结构情况,基坑周围地下市政管网的位置与走向,市政道路等周边环境,明确需要保护的坑内基础工程,确保基坑施工对建筑物场地及周边环境的使用安全。


(3) 基坑工程施工前必须编制详尽的、切实可行的施工组织设计,对可能发生的问题要有充分的预见和周密的对策。


(4) 在降水施工过程中,必须先施工具有代表性的1~2口井进行抽水试验,校核水文地质设计参数后,方可进行其它降水井施工。管井施工应按CJJ10《供水管井设计施工质量验收规范》等规定进行施工与质量验收,实管、滤水管的长度及井管外侧回填料的高度应根据降水井的深度、地层结构及降水要求而定。管井抽水开泵后30min取水样测试,其含砂量应小于1/50000,如抽水时间在3个月以上含砂量应小于1/100000。在降水维持运行阶段,应配合土方开挖和地下室施工时对抽排水量、地下水位、环境条件变化进行控制。



(5) 基坑土方开挖应分段进行,严禁超深度开挖,符合基坑工程设计工况的要求。充分考虑时空效应,合理确定土方分层开挖层数、时间限制,尽可能减少基坑临空边的长度和高度。分层开挖深度在软土中一般不宜超过2m,较好土质也不宜超过5m。对设有支护结构和隔渗、降水系统的基坑,必须在支护结构和隔渗结构的强度达到设计要求,降水系统运用正常,满足施工要求后,方可进行土方开挖。



(6) 基坑工程施工过程中应搞好各分项工程的协调管理,注意工序衔接,合理安排工期,使得支护结构能够按设计要求运行。


(7) 采用内支撑的基坑必须按“由上而下,先撑后挖”的原则施工。设置好的内支撑受力状况必须和设计计算的工况一致。拆除支撑应有安全换撑措施,由下而上逐层进行。注意拆除下层支撑时严禁损坏支护结构主体、立柱和上层支撑,吊运拆除的支撑构件时不得碰撞支撑系统和结构工程。


(8)对设计有锚杆的基坑工程,应正确选择锚杆成孔机械和成孔工艺,严格执行CECS22:90《土层锚杆设计与施工规范》的有关规定。必要时,应按设计要求事先进行成锚工艺及极限抗拨力试验,并根据试验结果对设计进行必要的调整。


(9) 基坑工程实施阶段必须采用信息化施工,实时跟踪监测基坑支护结构和地下水治理系统的工作性状以及周围环境的动态变化,并及时采取有效应变应急措施,确保环境安全。


(10) 基坑工程施工过程中必须进行监测,制定切实可行的详细的监测方案,并通过监测数据指导基坑工程的施工全过程。


(11) 基坑工程应按有关技术标准规范进行,做好施工过程中各工序质量控制及施工记录。基坑工程验收按分项工程进行。验收时应提供以下资料:施工测量放线定位图;基坑工程竣工图;各种主要材料的合格证、复验报告;隐蔽工程验收记录;设计变更通知;事故处理记录;有关试验及质量检测报告;基坑工程施工的管理资料以及其它有关资料。


二、 支护结构的施工


支护结构的施工按不同的基坑支护结构形式大体上常用的有护坡类、喷锚支护与土钉墙、灌注桩(墙)类、预制桩类、深层搅拌桩类、高压喷射注浆和基坑土体加固等。无论设计选用那种支护结构形式,其施工工艺均类同于其一般的正常工序施工。只是当其用于作为基坑支护结构后,由于其承受的主要是水平力为主,其施工技术要求与质量要求还是略有差别,这点是施工中应加以特别重视的。


1)、护坡类支护施工


挂土工布


对采取放坡开挖的基坑工程,首先是要确定开挖放坡坡度及坡高,以确保基坑的稳定性与安全;其次要注意开挖时要注意对边坡不要扰动原状土,要预留150~300㎜厚的坑壁土层采用人工修理边坡;再者是要对坡面进行保护处理,以防止渗水或风化碎石土的剥落。保护处理的方法有水泥抹面、铺塑料布或土工布、挂网喷水泥浆、喷射混凝土护面以及浆砌片石等;然后是要注意对坡脚处的加固处理,常用的有在坡脚处堆砌草袋或土工织物砂土袋、砌筑砌石墙体以及土锚杆等加固方法。


2)、喷锚支护与土钉墙支护施工


此类支护结构的施工除满足放坡开挖的要求之外,尚应注意的事项主要有:一是基坑开挖一定要按设计要求分段分层进行,严禁超深超长度开挖。二是上下层面板及锚杆(或土钉)的施工间隔应满足养护期要求。三是锚杆施工除应注意根据边坡土质条件、含水情况选用适当的成孔设备之外,成孔深度应超过设计长度的0.3~0.5m,对孔隙较大的杂填土、砂性土等不适宜预成孔的边坡,可选用打入式花管,形成注浆式锚杆。四是对面板设置有钢筋的喷射混凝土,应分二次进行喷射混凝土施工,并应确保喷射混凝土的强度及厚度满足设计和规范的要求。


3)、灌注(桩)墙支护结构施工



无论是人工挖孔灌注(桩)墙,还是机械成孔灌注(桩墙的施工,均要注意采取间隔施工;桩位偏差、轴线和垂直轴线方面均不宜超过50㎜,垂直度偏差不宜大于0.5%;非均匀配筋的(桩)墙的钢筋笼在绑扎、吊装和埋设时,应保证钢筋笼的安放方面与设计方向一致;施工完成后在进行下层土方开挖之前,应采用低应变动测法检测桩身完整性,检测数量不宜少于总桩数的10%,且不得少于5根。此外,还应注意对土方开挖后出露的桩间土的保护和排水的处理。


4)、预制桩类支护结构施工


此类支护结构有预制混凝土桩和钢板桩。首先是要对运到现场的成品桩进行外观检验和材质检验,保证其符合相应的质量标准的要求。其次是要确定合理的沉桩施工顺序与施工工艺。钢板桩接长可采用剖口对焊或加鱼尾板焊接,相邻桩的焊缝宜间隔设置,错开1m以上;对混凝土预制桩则应是单节桩,不宜接长。


5)、深层搅拌桩施工


深层搅拌桩施工可采用浆喷或粉喷,施工中应根据设计要求和地质条件选用合适的施工方法和施工机械、施工工艺,正式施工之前应先试施工以确定施工的各项技术参数。深层搅拌施工应满足设计的搭接要求,每一施工段应连续施工,相邻桩体的施工间隔时间不宜超过24hrs。施工开始和结束处的搭接应采取加强措施,设计要求插入型钢等材料时应在搅拌完成后及时插入。为了保证桩体的完整性和均匀性,应合理划分施工段,宜尽量减少段数,缩短施工段之间的间隔时间,若间隔时间过长,应采取补桩或其他加强措施。施工期间应对桩位、桩长、提升速度、水泥浆(粉)用量等作出如实记录。


6)、高压喷射注浆施工


高压喷射注浆形式有旋喷、摆喷、定喷,可采用单管法、二重管法和三重管法。应根据不同的地质条件和技术要求选择机具设备、喷射参数和浆液配方,并应通过现场试喷确认后方可正式施工。高压喷射注浆孔应间隔施工,且应在注浆施工24hrs并初具强度后,再施工相邻的注浆孔,同时还要特别注意对标高的控制,施工过程中的安全防范措施也应给予充分的重视。


7)、基坑土体的加固施工


基坑土体加固有坑内被动区土体加固和坑外主动区土体加固,常用的方法有注浆法、高压喷射注浆法以及深层搅拌法等。应严格按照现行《地基处理技术规范》(JGJ79)的要求进行施工。除进行应急抢险加固的项目外,基坑土体加固施工宜在围护结构施工完成后,基坑开挖前进行。在确定施工方案时,应充分评估其施工对地基土扰动及对相邻结构的不良影响并加强对环境影响的监测。


三、 钢或混凝土内支撑结构施工


支撑系统包括围囹及支撑,当支撑较长时(一般超过15m),还包括支撑下的立柱及相应的立柱桩。常用材料有钢或钢筋混凝土。施工前应充分熟悉支撑系统的图纸及各种计算工况,掌握开挖及支撑设置的方式、预顶力及周围环境的要求,支撑结构的安装和拆除顺序应与围护结构的设计工况相一致。施工过程中应严格控制开挖的程序及时间,对支撑的位置(包括立柱和立柱桩的位置)、每层开挖深度、预加顶力、钢围囹与围护结构或支撑与围囹的密贴度应做周密检查。全部支撑安装结束后,仍应注意维持整个内支撑系统的正常运转直至支撑全部拆除,其质量检验应符合相应的标准规范规定和设计要求。


支撑结构的安装和拆除应符合以下规定:  


(1) 在基坑竖向平面内严格遵守分层开挖,先支撑后开挖的原则;


(2) 支撑安装应与土方开挖密切配合,在土方开挖到设计标高的区段内,及时安装并发挥支撑作用;


(3) 支撑安装应采用开槽架设,在支撑顶面需要运行施工机械时,支撑顶面安装标高应低于坑内土面200~300㎜,并在挖土机或土方车辆的通道处铺设道板;


(4) 钢结构支撑宜采用工具式接头,并配有计量千斤顶装置。千斤顶及计量仪表应由专人使用管理,并定期校验,使用中有异常现象应随时校验或更换;


(5) 有立柱时先焊好立柱支撑托架,再依次安装角撑、横向(短方向)水平支撑、纵向水平支撑;


(6) 钢结构支撑安装后应施加预应力。预应力控制值由设计确定,通常不应小于支撑设计轴向力的50%,也不宜大于75%;


(7) 支撑的施工与使用过程中应注意环境对支撑工作状态的影响,应对支撑内力进行必要的监控;


(8) 混凝土支撑必须在混凝土强度达到设计强度的80%以上,才能开挖支撑以下的土方;


(9) 支撑拆除前,应先完成替代支撑系统。替代支撑系统的截面和布置由设计计算确定。拆除应由下而上逐层均衡进行,过程中应注意严禁对支护结构、主体结构、立柱和上层支撑的损坏。采用爆破法拆除混凝土支撑结构前,必须对周围环境和主体结构采取有效的安全防护措施。


四、 锚杆施工


锚杆施工包括有成孔、锚杆制作与安装、灌浆、锚杆的张拉与锁定。如为可拆除式锚杆,尚应包括后续的锚杆杆体的拆除。施工前应正确选择锚杆成孔、灌浆、张拉锁定等的机械设备,确定相应的施工方法和技术参数。对重要工程、无经验以及采用新型锚杆时,应按设计要求事先进行成锚工艺及极限拉拔力试验,并根据试验结果对设计进行必要的调整。对于软弱粘性土、淤泥及淤泥质土层中的锚杆,尚应进行成锚工艺及蠕变试验。


锚杆成孔过程中应注意预防锚孔发生涌砂涌水,成孔深度应超过设计深度0.5~1.0m;锚杆制作应严格按设计要求下料,接长应采用机械连接或双面搭接焊,注意杆体轴线与原轴线保持一致;灌浆可选用水泥砂浆或纯水泥浆,强度不宜低于20MPa,采用二次压灌浆时,应在一次灌浆浆体强度达5.0MPa后进行;张拉应在锚固体强度大于15MPa且达到设计强度70%以上后方可进行,张拉顺序应充分考虑相邻锚杆的相互影响,锁定应保持达到设计规定的预应力,否则应进行补偿张拉。其他质量与检验要求应符合相应的标准规范和设计要求。


五、地下水处理施工


地下水处理包括侧向止水帷幕的施工,其目的在于防止基坑侧壁水大量渗入基坑内;坑内及坑外的排水处理,目的在于保护基坑内的正常作业和防止坑外地表水涌入基坑内和损伤基坑围护结构、坑壁土质;再就是基坑降水,基坑降水应满足:


(1)基坑开挖及地下结构施工期间,地下水位保持在基坑底下0.5~1.5m;


(2)深部承压水不引起坑底隆起,不产生突涌或管涌;


(3)降水期间临近建筑及地下管线的正常使用;


(4)基坑边坡的稳定性。


降水系统施工完毕后,应试运转,如发现井管失效,应采取措施使其恢复正常,如无可能恢复则应报废,另行设置新的井管;降水运行过程中应随时检查观测孔中的水位,加强对降水影响范围内的周边环境影响的监测,抽出的地下水应不定期检测其含砂量,确保满足设计要求,无论是降水的排水,还是集水明排的水,均应注意保证排出的水与市政排水管网的畅通。



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