资源描述
技术交底记录
表式(C2—1)
编 号
工程名称
交底日期
2011—5—18
施工单位
分项工程名称
脚手架
交底提要
脚手架施工
交底内容:
一、材料要求
1、钢管:
钢管采用48×3.5mm的管材。钢管平直光滑,无裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道。钢管应有产品质量合格证,钢管必须涂有防锈漆并严禁打孔。
2、扣件:
采用可锻造铸铁制作的扣件,新扣件必须有产品合格证有裂缝、旧扣件使用前应进行质量检查,变形的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换。脚手架采用的扣件,要求在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时,不得发生破坏。
3、脚手板:
采用钢、木、竹材料制作,每块质量不宜大于30kg。木脚手板应采用杉木或松木制作,脚手板厚度不应小于50mm,两端应各设直径为4mm的镀锌钢丝箍两道。
二、技术要求
1、安装技术要求
⑴对于顶板:立杆间距为0.9×0。6m,立杆横距为0.6m,横杆:底板以上3排和顶板以下2排的横杆间距均为0。6m,立杆两端采用可调顶托支撑。
⑵剪刀撑采用2根6m长(φ48×3.5mm)钢管,纵向每4m设置一道剪刀撑,斜杆与地面成450~600。斜撑杆的间距超过三步高度时,每隔三步应绑一道马梁,并设反斜撑杆。斜杆与地面的夹角应为45°。
⑶顺水杆应绑在立杆内侧,绑第一步顺水杆时,必须检查立杆是否垂直,绑至四步时必须绑临时抛撑和剪刀撑.
⑷扣件安装应符合下列规定:
①扣件规格必须与钢管外径相匹配;
② 螺栓拧紧扭力矩不应小于40N·m,且不应大于65N·m;
③ 在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm;
2、拆除技术要求
1)拆除脚手架的准备工作应符合下列规定:
⑴应全面检查脚手架的扣件连接、连墙件、支撑体系等是否符合构造要求;
⑵顶板拆除脚手架时,混凝土强度达到100%。⑶应清除脚手架上杂物及地面障碍物.
2)拆除脚手架时,应符合下列规定:
⑴拆除作业必须由上而下逐层进行,严禁上下同时作业;
⑵各构配件严禁抛掷至地面;
⑶运至地面的构配件应按规范要求及时检查、整修与保养,并按品种、规格随时码堆存放。
三、构造要求
1、纵向水平杆的构造要求:
⑴纵向水平杆宜设置在立杆内侧,其长度不宜小于3跨;
⑵纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接,也可采用搭接。对、接、搭接应符合下列规定:
①纵向不平杆的对接扣件应交错布置:两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内1;不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm;各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3;
②搭接长度不应小于1m,应等间距设置3个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm;
③当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时,纵向水平杆应作为横向水平杆的支座,用直角扣件固定在立杆上;当使用竹笆脚手板时,纵向水平杆应采用直角扣件固定在横向水平杆上,并应等间距设置,间距不应大于400mm。
2、横向水平杆的构造要求:
⑴主节点处必须设置一根横向水平杆,用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。
⑵作业层上非主节点处的横向不平杆,宜根据支承脚手板的需要等间距设置,最大间距不应大于纵距的1/2;
3、立杆的构造要求
⑴每根立杆底部应设置底座或垫板;⑵立杆上的对接扣件应交错布置:两根相邻立杆的接头不应设置在同步内,同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm;各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3;
⑶搭接长度不应小于1m,应采用不少于2个旋转和扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。
4、剪刀撑的构造要求
⑴每道剪刀撑跨越立杆的根数宜按表1的规定确定。每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不应小于6m,斜杆与地面的倾角宜在45°~60°之间;
⑵ 剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上,旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm.
⑶满堂模板支架四边与中间每隔四排支架立杆应设置一道纵向剪刀撑,由底至顶连续设置;
⑷高于4m的模板支架,其两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。表1
四、注意事项1、底座、垫板均应准确地放在定位线上;
2、严禁将外径48mm与51mm的钢管混合使用;
3、开始搭设立杆时应每隔6跨设置一根抛撑,直至连墙件安装稳定后,方可根据情况拆除;
4、剪刀撑、横向斜撑搭设应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设,各底层斜杆下端均必须支承在垫块或垫板上。
五、安全要求
1、登高作业人员(架子工)必须经过安全技术培训并通过考核,持证上岗。架子工不得患有高血压、心脏病、贫血、癫痫病、恐高症、眩晕等禁忌证。非架子工不得单独进行作业。
2、脚手架搭设前应清除障碍物、平整场地,支搭脚手架作业前应对杆、扣件及其配件进行检查,包括杆件及其配件是否存在焊口开裂、严重锈蚀、扭曲变形情况,配件是否齐全,符合要求后方可使用。
3、作业中分工明确,听从指挥,协调配合。
4、严禁赤脚、穿拖鞋、穿硬底鞋作业。严禁在架子上打闹、、休息,严禁酒后作业。正确使用安全防护用品,必须系安全带,着装灵便,穿防滑鞋。作业时精力集中,团结合作,互相呼应,统一指挥,不得走“过档”和跳跃架子。
5、架子组装、拆除作业必须3人以上配合操作,必须按照程序支搭、组装和拆除脚手架。严禁擅自拆卸任何固定扣件、杆件及连墙件。
6、作业场地应平整、坚实,无杂物。夜间作业时,作业场所必须有足够的照明。
7、风力六级以上(含六级)、高温、大雨、大雪、大雾等恶劣天气,应停止露天高处作业.风、雨、雪后应对架子进行全面检查,发现倾斜、下沉、脱扣、崩扣等现象必须进行处理,经验收合格后方可使用。
审核人
交底人
接受交底人
技术交底签到表
交底内容
交底时间
交底地点
交底人
接收人
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姓名
单位
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姓名
单位
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河南五建建设集团郑东新区综合交通枢纽区地下道路工程
施工第四标段项目部
技 术 交 底 书
编号:
项目名称
郑东新区综合交通枢纽区地下道路工程施工第四标段(G、H匝道)项目部
交底部门
工程部
接收单位
土方施工队作业人员人
交底人
接收操作人
复核人
交底时间
深基坑土方开挖施工技术交底
交底内容:
一、 工程概况
本工程除过七里河段外,其余节段均采用放坡大开挖法,施工遵循“边开挖、边防护”的施工原则,基坑边坡稳定安全系数按K≥1.2控制。开挖深度4。5m以内采用一级放坡开挖,坡率1:0.5;开挖深度大于4。5m小于7.7m时也采用一级放坡开挖,坡率1:0.6;开挖深度大于7。7m小于10。67m时采用二级放坡开挖,坡率1:0.5,第一级开挖深度6m,第二级小于6m,两级之间平台宽度1.5m;开挖深度大于10.67m小于13.31m时采用二级放坡开挖,坡率1:0。6,第一级开挖深度6m,两级之间平台宽度1。5m;开挖深度大于13.31m小于15。79m时采用二级放坡开挖,一级坡率1:0.8,二级坡率1:0。6,第一级开挖深度8m,两级之间平台宽度2m.基底开挖宽度较结构总宽长2m,坡顶设置不小于2m平台,并设置截水墙。坡面均采用8cm厚C20钢筋网混凝土面层防护,在部分里程采用土钉锚杆与预应力锚杆进行坡面加固.
为了减少对现状七里河桥的影响,G匝道、H匝道过七里河段基坑采用排桩+内支撑支护,钻孔灌注桩桩径0.8m,间距1。1m,沿G匝道与H匝道两侧设置;开挖采用“先支撑、后分层开挖”的方式.
根据基坑涌水量的理论计算和降深验算的结果,结合本工程的特点,降水井采用管井,钻孔直径为600mm,管井内径300mm,外径400mm。在支护平台处成井,井深20.0m.外侧管井沿基坑平台布置,间距18.0m,管井共布置60眼.基坑降水控制指标为将坑内地下水位降低到坑底0。5~1.0m.
二、 施工准备
主要施工机具准备
(1) 施工机械:挖掘机、装载机、推土机、自卸汽车、洒水车、反循环钻机、水泵等;
(2) 一般机具:测量仪器、铁锹(尖、平头两种)、手推车、小白线和钢卷尺.
施工现场准备
(3) 先测量放线,依据设计挖深与边坡坡率推算测出开挖边界并做好标记。
(4) 清理场地,接通电源、水源,修筑施工便道,以保证施工车辆正常行驶。
(5) 查明基坑范围的各类构筑物及各类地下设施位置和埋深,并用灰线标出位置和结构轮廓,避免在施工过程中损坏地下埋藏物。
(6) 在基坑顶部3m外修筑≮1。5的土埂或在1m外砌筑0.5m高的挡水墙,防止地表水流入基坑。
人员准备
所有作业人员到位后必须经岗前培训合格后方能上岗,施工过程中要根据施工进度及时增减作业人员,确保施工工期.
三、 施工方法
1. 土方开挖原则
基坑土方开挖遵循“分层、分段、分块、对称、平衡、限时"和“先撑后挖、限时支撑、严禁超挖"的原则.根据设计工况施工,开挖与网喷混凝土遵循时空效应,施工主要技术要点是“沿纵向按限定长度的开挖段逐段开挖,并做好基坑排水,减少基坑暴露时间”。
2。 土方开挖方法
根据基坑的深度、长度和开挖的运输距离,本标段基坑开挖采用横向分区纵向分层开挖法.根据基坑开挖特点,横向分区内进行纵向分层开挖时配备相应施工机械先沿基坑纵向挖掘通道,然后将通道向两侧拓宽,开挖时两侧边坡根据基坑开挖深度进行放坡.上层通道拓宽至相邻工作区或基坑边坡后,再开挖下层通道,如此逐级放坡开挖至基底,需注意土方分层开挖时应该给土钉锚杆施工留有足够宽度,保证边坡支护随基坑开挖同步进行。
机械开挖同时,要配合少量人工清土,将机械挖不到的地方运到机械作业半径内,由机械运走。机械开挖在接近槽底时,用水准仪控制标高,预留30cm土层人工开挖,以防止超挖、保持坑底土体的原状结构.开挖至基底标高时,对基底地基承载力进行检测试验,达到容许值后立即施工素砼垫层,严禁长时间暴露基坑,浇筑砼前基底不得留有浮土、杂物和建筑垃圾。
3. 降水井施工方法
(1)测量定位
通过测量仪器定出井位,并严格按照设计井位成孔。钻机就位时必须对准所定孔位,机架水平、正直,井位误差不超过10cm。
(2)成孔
采用正循环钻进工艺,成孔直径为600mm,钻进过程中,根据不同的地层合理选用钻压、转速、泵量等技术参数,采用自然造浆护壁,成孔垂直度偏差小于1%。钻孔时一径到底不留沉渣,井孔要求正、圆、直、孔斜率〈1%。
(3)清孔
清孔的目的是将成孔后的稠泥浆及孔内的泥浆冲出。
(4)下管
清孔完毕应立即下φ300水泥砾石(无砂)滤水管。下管前要用竹片绑紧,采用钻机卷扬下管,下管时要垂直居中,不偏不斜。下管时所有深井的底部要通过测量控制在一个水平面上:为了保证井管不靠在井座上和填砾厚度,在井管上加设扶正器(门形钢管架)。
(5)填砾
填砾所用材料为3~15㎜砾石。填砾高度至孔口2m处,填砾时采用管外返水快投法,封闭井口从管内送入清水,当送入的水从孔中返回时,即可快速均匀的沿着井管四周撒入砾料,如此砾料中的杂质和细砾可顺循环槽排走。井滤料从井口四周均匀回填,防止将井管挤偏,井顶离地面1.0m用粘性土回填至地面,井口要加盖。
(6)洗井
洗井工作必须在下管填砾后及时进行,拖延的时间越长,泥浆与砂土、砾料一起凝固后洗井越困难,洗井时必须用清水冲洗,直到洗出清水为止.
(7)下泵、抽水
抽水采用潜水泵,水泵下至距井底1.50米,其下部作沉淀用。
(8)封井
在结构出±0.00且土方回填完成后,及时用粘土封井。
四、 施工要求
1. 所有现场施工人员必须严格听从管理人员的指挥和安排,严禁打骂管理人员,如有违反将立即开除当事人并重处施工队负责人。
2。 所有人员进入施工现场必须戴合格安全帽,系好下颚带,锁好带扣。
3。 土方开挖必须严格按照施工组织设计和土方开挖方案进行。
4。 基坑开挖前,应将地面建筑垃圾全部清除运走,严禁放火焚烧清除的丛草、树木,以防引起火灾.
5。 在开挖基坑过程中,必须在基坑周边设置防护栏杆,所有人员不得趴在栏杆上往坑底看.防护栏杆采用Φ48钢管搭设,分上、下栏杆和杆柱,上杆离地1。1m,下杆离地0.4m,用扣件将上、下杆锁定杆柱上;杆柱高1.2m,间距2m,距离基坑边缘0.5m,护栏由上而下采用安全网进行封闭.
6. 开挖施工期间,在开挖点设置安全梯供人员上下基坑用。安全梯以Φ48×3.0钢管为梯梁,其上焊接两道φ20钢筋作支承,再往上固定防滑板,安全梯宽800mm,步阶高300mm,宽300mm,安装倾斜角度60°,钢步梯两侧、底部满挂密目式安全网。
7。 挖土应自上而下,逐层进行,严禁先挖坡脚或逆坡挖土。
8. 基坑开挖应严格按要求放坡,操作时应随时注意土壁的变动情况,如发现有裂纹或部分坍塌现象,应及时放坡或支撑处理,并注意支撑防护的稳固和土壁的变化,确定安全后,方可进行下道工作。
9. 挖机司机要随时保持与测量人员的联系,听从测量人员的指挥,坑底以上30cm采用人工清除,严禁超挖。
10. 基坑清土时,应从中央开始,退向坑边,已清理好的地方不能再上机械或做与工程无关的作业,尽可能减少对基底土的扰动.
11. 基坑上口周边必须做挡水墙和排水沟,确保排水畅通,地表水不流入基坑,保证边坡的稳定。
12。 夜间挖土时,施工场地应有足够的照明。
13. 开挖土方时,应有专人指挥,防止机械伤人或坠土伤人,挖掘机的工作范围内,不准进行其它工作;严禁挖掘机铲斗从运土车的驾驶室顶上越过,且铲斗范围内严禁站人。
14。 在机械挖不到的土方,应配合人工随时进行挖掘清理,并用手推车把土运到机械能挖到的地方,以便及时用机械挖走。
15。 用手推车运土时,应先平整好道路,不得放手让车自动翻转。
16。 基坑边1M以内不得堆土、堆料、停置机具,不得搭设临时工棚设施.
17。 重物距边坡应有一定距离,汽车不小于3M,起重机不小于4M,土方堆放不小于1M,堆土高度部不超过1.5M,材料堆放应不小于1M。
18。 挖掘机挖土施工时,应离坡边有不小于1~1。5M安全距离,以防塌方,造成翻车事故。
19。 基坑开挖时,两人操作间距应大于2。5M。多台机械开挖时,挖掘机间距应大于10M。
20. 基坑外施工人员不得向基坑内乱扔杂物,向基坑下传递工具时要接稳后再松手;坑下人员休息要远离基坑边及放坡处,以防不慎。
21。 挖土过程中,若遇有古墓、地下管道、电缆或其它不能辨认的异物、液体、气体时,应立即停止工作,并报告现场施工负责人或项目部有关部门,待查明处理后,方可继续施工.
22。 土方运输道路应派专人打扫,并配备洒水车,确保道路干净整洁、无扬尘.
23。 土方开挖时,禁止酒后作业,严禁嬉戏打闹,禁止操作与自己无关的机械设备。
第 23 页 共7 页
超深基坑施工技术 张 峰 陈 伟 朱继文
上海市第二市政工程隧道施工分公司
工程师 助理工程师 工程师
引言
超深基坑的施工手段繁多,涉及到基坑的围护,基坑支撑与开挖、封底及环境的保护等各个方面的工艺,施工难度和风险极大,有很多失败的先例,特别是在承压水的作用下,实施干封底的例子还是比较鲜见.本文从复兴东路220KV电缆砼顶管越江隧道工程工作井基坑施工中克服离黄浦江近,受承压水作用,周围环境复杂等困难,成功进行了基坑制作并实施干封底的实例,来分析说明超深基坑的施工工艺。
工程概况
我们市政二公司于99年元月承建了复兴东路220KV电缆砼顶管越江隧道工程。本工程工作井在浦东,接收井在浦西,顶管为Φ2600钢筋混凝土管,长度为530米;其工作井为圆形,外径为18。574米,有效内径为16米,采用钢筋混凝土地下墙作围护结构,墙厚0.8米,连续墙入土深度44.30米,基坑开挖深度为32.45米,钢筋混凝土底板厚2米。内衬采用逆作法施工。这样的工程在上海市来说应当属于难度较大的深基坑施工工程,其难度有以下几点:
(1)连续墙施工.连续墙深度达44米,按地质资料土表下18米内有流沙层,且要穿越坚硬的第⑥层暗绿色粘土层以及第⑦层草黄色粉砂层(即上海市第一承压含水层)。
(2)基坑封底。基坑深度32米,要挖穿第⑥层暗绿色粘土层,2米厚钢筋混凝土底板坐落在⑦层承压含水层中,承压水水头标高可达—4.46米,压力约为273KN/M2.
(3)环境保护困难。工作井位于上海港务局东昌装卸公司的场区内,距黄浦江防汛墙约50米,场区附近有上海油脂一厂的厂房和若干油罐,及长江航运公司供应站的建筑物,工作井与相邻的煤气过江管工作井的中心距约为41m,与煤气仪表房距离不到2米。
工作井工程地质情况
浦东工作井工程地质情况参考上海市民防地基勘察院编制的工程地质勘察报告(1997年2月)。
土层
编号
土层名称
层底标高(米)
层厚(米)
渗透系数
(×10-5cm/s)
标准贯入度
(击)
地基土强度(KPa)
①1a
杂填土
1。11
3。8
—----
——--—
②1
粉质粘土
0。61
0。5
—---—
-—---
②2
粉质粘土
-0.09
0。7
0。09
—-——-
-——--
②3
粉质粘土
—2.69
2。6
2.3
80
③
淤泥质粉质粘土
—5。19
2。5
0.08
0.5
65
④
淤泥质粘土
-13.19
8
0。8
60
⑤1a
灰色粘土
-17。89
4.7
相对隔水层
2.4
70
⑤1b
粉质粘土
-20.89
3
2。7
80
⑥
褐绿色粉质粘土
-24.89
4
相对隔水层
16.3
160
⑦1b
草黄色粉砂
——--—
-———-
承压含水层
35。4
>200
⑦1b层为承压含水层,水位埋深9。12米,相当于标高—4。46米。
地下连续墙施工
本工程地下连续墙为正24边形,设计要求三抓一幅,每一幅接头采用常规的钢锁口管接头。地下连续墙深达44米,墙根深入⑦1B粉砂层(即上海市第一承压含水层)。这样,单幅成槽时间较长,易产生坍孔现象。且根据地质勘察报告提供的资料,本工程地坪下约4~5米范围内有块石、砼地坪等杂物,土表下18米内易产生流砂.由于工作井内衬无支撑,且是逆作法,仅靠地下连续墙作围护,因此,做好地下连续墙是先决条件。在施工前我们采取了以下措施来确保连续墙的质量。
地下连续墙施工
本工程地下连续墙为正24边形,设计要求三抓一幅,每一幅接头采用常规的钢锁口管接头。地下连续墙深达44米,墙根深入⑦1B粉砂层(即上海市第一承压含水层)。这样,单幅成槽时间较长,易产生坍孔现象。且根据地质勘察报告提供的资料,本工程地坪下约4~5米范围内有块石、砼地坪等杂物,土表下18米内易产生流砂。由于工作井内衬无支撑,且是逆作法,仅靠地下连续墙作围护,因此,做好地下连续墙是先决条件。在施工前我们采取了以下措施来确保连续墙的质量.
【1】换土
在施工导墙前进行换土。
根据地质勘察报告提供的资料,本工程地坪下约4~5米范围内有块石、砼地坪等杂物,且是杂填土。在杂填土中施工时,土体承载力差,又无法垂直自立,还会产生坍塌现象,势必影响导墙施工质量,且造成施工场地环境恶劣。在地下连续墙成槽时,由于槽段内有杂物,会跟随着成槽机带下去,引起土体位移造成槽壁坍方,影响地下连续墙的质量。为此我们进行换土.
回填土采用临近工地挖出3~4米层的黏土,清除杂物,分层夯实,在导墙施工时能垂直自立,充当外模。
导墙基槽开挖中发现的下水道给以严密封堵,防止其成为泥浆的泄露通道,在井位外另排一道排水沟。
【2】槽壁注浆加固
由于槽壁注浆加固属于标外工作量,考虑到注浆对槽壁质量的必要性,经设计、监理、业主认可后进行实施。
⑴分析原因
①地质条件复杂
地表下18米内有流砂,墙体深度44米,须穿越坚硬的第⑥层暗绿色粘土层以及第⑦层草黄色粉砂层(即上海市第一承压含水层),为上海市政行业地下连续墙施工所罕见.
②周边环境恶劣
距黄浦江防汛墙约50米,场区附近有上海油脂一厂的厂房和若干油罐,及长江 航运公司供应站的建筑物,工作井与相邻的煤气过江管工作井的中心距约为41m,与煤气仪表房距离不到2米,他们对沉降要求都较高.
③承受动荷载大
在地下连续墙施工中,场地上有三辆大型设备要运转,60吨重的成槽机在成槽时停靠在槽边,50吨、100吨吊车在起吊钢筋笼、预制接头时也须在槽边行走.
④施工周期长
设计要求三抓一幅。成槽时,按工艺要求,先两边后中间,挖上部土体只须4~5小时,挖第⑥层暗绿色粘土层须15小时以上,挖第⑦层草黄色粉砂层(即上海市第一承压含水层),用时也在15小时以上,这样,就是正常挖土也须35小时,虽有泥浆护壁,也极易产生槽壁坍塌现象,影响地下连续墙质量,也破坏周边环境。
⑵采取方法
为保证地下连续墙施工正常进行,不破坏周边环境,特对地下连续墙两侧进行双排注浆来加固土体,内排为双液注浆,外排为单液注浆,深度18米,孔间距1米,总孔数223孔,加固土体4032立方。地表下回填土范围内,施工时适当增加注浆量。
⑶注浆参数
浆液配比:
单液注浆(水:粉煤灰:水泥:膨润土=130:40:200:20)
双液注浆(水:水泥:粉煤灰:膨润土:水玻璃=152:200:40:4:60)
双液浆的粘度>35,比重1。3~1.5,初凝时间2~3min,凝固强度3~4Mpa/2h
注浆压力一般为0.2~0。5Mpa,初始时略高
注浆流量一般为每分钟10~15升
注浆加固后土体强度可达到0.8Mpa
采用砼榫式预制接头取代常规的钢锁口管
砼榫式预制接头在本工程中应用具有的优势:
⑴砼榫式预制接头是在地面上制作,其质量比水下浇灌砼有保证.
⑵砼榫式预制接头强度比设计地下连续墙要高。预制接头的钢筋保护层为2。5cm,而地下连续墙钢筋保护层为9cm;预制接头的高度大于地下连续墙的高度;预制接头主筋同地下连续墙相同,并按预制构件要求增加相应的构造钢筋,这样同截面含筋量增加。
⑶从结构受力分析,本工程是环状多边形,受力是环向压力,由于预制接头强度比水下浇灌砼地下连续墙高,其受力就更具有优势.
⑷预制接头设计为H形,桩槽与地下连续墙咬合,桩连接采用钢板连接,接头端面间加橡胶止水条来保证防水。
⑸现场有大吨位的起吊设备,拼装后一次就位,对垂直度是有保证的。
⑹预制接头与地下连续墙是面接触,而钢锁口管与地下连续墙是点接触。在施工中预制接头与槽壁间是无空隙的,这对防绕流更有好处.
⑺拔钢锁口管须用大吨位的起拔器,且反力大,对导墙影响大。另拔管时间较难掌握,钢锁口管拔不出或拔断,将直接影响地下连续墙的质量.采用预制接头,就省去了该道工序,同时也克服了上述不足.
⑻预制接头底部为尖状,利于插入土层,确保根部稳定,接头背部回填土夹石,用冲杆捣实,确保预制接头在浇灌水下砼时不移位.
成槽机选型
考虑到槽段深度44米,底下有承压水,泥浆比重达到1。3,决定选用意大利进口的BN?2型成槽机,自重60吨,配备17吨重抓斗,宽度为0。8米,张开尺寸2。5米。若在第⑥层暗绿色粘土层、第⑦层草黄色粉砂层(即上海市第一承压含水层)施工中遇到难度时,采用GPS?5型钻机,先引孔再成槽,即两钻一抓法,确保成槽顺利实施。
由于采取了以上加固及改进措施,使连续墙施工总体上得以顺利进行。但在具体施工时还是或多或少遇到了一些问题,下面我们就一些主要问题进行详细介绍和分析以及采取的对策。
⑴ 施工机械损坏
由于连续施工,成槽机连续作业时间长,无保养间歇,极易造成设备的损坏,且地下土质较硬,由其是第⑥层暗绿色硬土,第⑦层含有丰富承压水的铁板砂层,故在第一幅、第二幅施工中,时间较短,而在DQ1第三幅成槽至35米时出现成槽机坏,抓土斗齿断裂等情况无法施工时,马上加重泥浆的比重来进行护壁。同时电召意大利专家赶过来检修,另一方面组织机械工程师抓紧修理。考虑到停顿时间较长,虽有泥浆护壁,仍有槽壁坍塌的危险,经与设计、业主、监理商量后,对该槽段进行回填,回填材料采用黄砂加石子,以利第二次成槽。当成槽机修理好后继续成槽时,决定调整成槽作业时间,每挖土5小时必须停机半小时~1小时,并组织专人进行保养,确保成槽机正常作业.
⑵ 钢筋笼无法就位
在吊放DQ1槽段钢筋笼时,确实出现钢筋笼放到38米时放不下去的现象.当DQ1成槽结束时,量测深度为44.5米,用超声波测试,槽壁虽有凹凸情况,存在少量塌方,但根据超声波测试图纸分析,钢筋笼应该放得下。出现这情况后,只得重新吊起,经测试,成槽深度为42米,估计是由于DQ1槽段回填后重新成槽对土体产生多次扰动,影响较大。用超声波重新测试,确实存在坍塌现象.经与设计、监理商量后,马上采取措施,一方面加重泥浆的比重,另一方面成槽机继续挖土,至设计标高后及时清底,终于将钢筋笼顺利放到位。
在吊放DQ5槽段钢筋笼时,也出现钢筋笼离设计标高1米时放不下去的现象.对超声波测试图纸分析,无异常情况。根据以往经验,估计是预制接头未放直的问题。就用100吨吊车拎高钢筋笼,用50吨吊车吊预制接头,重新放预制接头,再放钢筋笼,最终顺利就位。
总结:第一、槽壁注浆加固对成槽时引起的塌方问题能控制到最小,确保施工正常进行,达到设计要求的质量。第二、锁口管改预制桩解决了连续墙中钢锁口管吊拔及砼绕流等难题.
工作井封底施工
根据设计图纸及地质资料可知:2m厚钢筋混凝土底板底标高为-27.5m,完全坐落在第⑦层草黄色粉沙层,即承压水层中。工作井地面标高为+5。00m,这样基坑开挖深度将达32米多。承压水静水标高可达-4.46m,也就是说一旦坑底发生管涌现象,极短时间内其水位就可上升二十几米高。同时在开挖过程中还要用逆作法进行内衬施工。因此要实现设计要求的干封底,施工难度与风险极大,选择何种封底方案将成为施工成败的关键.在施工前,我们走访了相类式的一些工程,根据我们自己的经验以及调查了解的情况,我们对以下几种封底方案进行了研究探讨,以决定其中一种方案实施。
第一种方案:高压旋喷注浆加固结合坑外深井降水封底方案。
为实现干开挖,干封底这一目标,采取的措施是:井底采用高压旋喷注浆加固和坑外采用深井降水卸压达到干封底的目的,同时坑内采用逐级轻型井点降水进行土体疏干,实现干开挖.具体如下:
井底高压旋喷注浆加固
井底部采用高压旋喷注浆加固在井筒底部形成一隔水层,以平衡承压水静水压力,高压旋喷桩加固顶标高为-32。3m,孔距均为900m,加固深度为—32.3~—42。3m,隔水层厚度普遍为10。0m,共计约252根,近靠地下连续墙内侧的孔位距离地下连续墙300mm,这样能使地下连续墙的底脚处加固更密实,同时可以减小由于降水引起地下墙的下沉,亦能提高被动区土体与墙体间的摩擦力,增加隔水层的整体抗浮和防水效果。
井底隔水层的稳定性、抗浮、抗弯验算:
验算井底隔水层稳定性:
拟在井筒底(—32。3~—42.3m)范围内通过高压旋喷注浆加固形成不透隔水层,以阻挡⑦1B层粉砂承压水,使基坑形成环形封闭的井筒。
抵抗承压水的坑底地基加固计算:
hrc≥Hrw
式中:h椏拥椎郊庸痰酌娓叨龋╩)
rc椉庸滩愕酌嬉陨贤敛慵尤ㄖ囟龋↘N/m3);
Hrw棾醒顾沽?/P〉
此处rc取19 KN/m3,rw取10 KN/m3
h取值按13m进行验算
则hrw=13×19=247 KN/m2
Hrw=(4。9+40。3-9.12) ×10=360.8 KN/m2
注:自然地坪标高+4.90m,9.12m为水头离地表面的高度
所以hrc-Hrw=247—360。8=-113.8 KN/m2
地下连续墙底脚水压为360.8 KN/m2,即0.3608Mpa,若取安全系数为1。5,则考虑筒底加固后强度不应小于1.5×0。3608=0。5412Mpa。
加固体抗浮力验算:
在考虑加固体的抗压强度之外还应考虑加固土层的整体稳定性,即整个加固层能否平衡承压水上浮力。
依据平衡条件按下式进行验算:
FsFHrw=f加固μh1+Frch+f砂μh2
式中:Fs棸踩凳?.5
F椌椎牡酌婊╩2)
rc椌准庸谈羲阋陨掀骄囟龋↘N/m3)
μ椌哪诒谥艹ぃ╩)
h1椉庸谈羲愫穸龋╩)
h2椀装宓郊庸滩愣ズ穸龋╩)
f砂、f加固椃直鹞?B层土体加固前后土体付着力,取(1/3)C(KN/m2)
h= h1+ h2
H=4.9+40。3-9.12=36.08m
f加固=(FsFHrw-Frch-f砂μh2)/ μh1
=(1。5×226×36。08×10—226×19×13-0.5×53.3×5)/53。3×8
=155.62Kpa
则C=3 f加固=466。86Mpa
若加固体土层厚度为8。0m,则其加固后土体除满足以上计算抗压强度为1.5Hrw=0.5412Mpa外抗剪强度C值不应小于10kg/cm2,即无侧限抗压强度为qU=10kg/cm2而C= qU/2=5 kg/cm2
f加固=C/3=5/3(kg/cm2)=166。7Kpa,根据上面的公式可反算需加固土体的厚度:
即:h1=(1.5FrwH-Frch— f砂μh2)μf加
=(1.5×226×10×36。08-226×19×13-0.5×53.3×5)/53。3×166.7
=7。46m
为确保高压旋喷注浆加固的效果,偏于安全取值为10m。即做10M厚高压旋喷注浆加固来抵抗承压水静水压力。
注浆加固体抗弯验算:
假之按a=17m的四边简支方板计算,应偏于安全.
M=0.0368q˙a2
W=bh2/6
式中: q椌己稍兀╧g/cm2)
a棸宓淖畛け撸╩)
b棸宓暮穸龋╩)
则q=45-(40。3—27.30)×0。8=35t/m2
(其中加固厚度取值按8.0m,土体的比重取有效重度0。8t/m3进行验算均偏于安全)
故Q=M/W=0.0368×35×172/(bh2/6)
=0。0368×35×172×6/64
=34.9T/M2=3。4kg/cm2=0.34Mpa〈1Mpa 即抗弯能力OK.
设高压旋喷无侧限抗压强度qU =1Mpa=10kg/cm2,其抗压强度按qU /10计,则抗拉强度为qU /10=0.1Mpa。为使加固体局部不产生裂缝和渗水现象,按上述公式反算需降水的深度:
即M/W=10T/ M2
M=10×W=10×bh2/6=10×82/6=106.07t/m2
则q=Hrw-(40.3—27.3) ×0.8(式中土体的比重取有效重度0。8T/M3)
则Hrw=20t/m2
即:要使加固体局部不产生裂缝和渗水现象,需深井降水配合将水位降至约25M的深处。
由于⑦1B层为粉砂层,高压旋喷加固无侧限抗压强度有可能提高到qU =2Mpa,这样根据计算的结果,降水只需降深约15M左右。因此加固以后取R28进行检验,检测R28的qU值来验证高压旋喷加固计算的可靠性,从而推算水位所需降至的深度。
坑外深井降水:
按上述的计算,隔水层的抗浮、抗弯均符合要求.但要使隔水层抗拉验算符合要求,隔水层局部不产生裂缝和渗水现象,必须辅助于深井降水.沿基坑周边设四口大井,孔径Ф600mm,井管Ф325mm,深度约50m(包括15m的滤头),井内设扬程50m以上深井潜水泵,观测孔设3个,孔径Ф300,井管Ф108,深度32m,坑内2个,坑外1个,用于水位观测。依据设计要求,先进行扬水试验,测定实际的水文地质资料,进一步优化降水方案。
为确保周围环境的安全,坑外的深井降水随挖深增加而超前推进,以减小降水引起对地面沉降和周边环境的影响。降水期间应随时进行水位的跟踪观测,控制水位在满足井底卸压和井底加固抗拉要求即可,该部分水位沉降应根据抽水试验和岩芯取样结果应重新核实水位,待底板及内衬墙施工完7天后并在隔墙施工完后方可停止降水。
坑内设轻型井点降水:
井筒底通过高压旋喷注浆形成一层不透隔水层,使其形成封闭的井筒,坑内采用逐级轻型井点降水疏干坑内的土体,便于土方的开挖,坑内采用边降水边开挖的方法,轻型井点在坑内呈“十"字型布置,轻型井点间距为1.6m,对于2~4层土体由于每层开挖的土体厚度约10多米,每层土体应分两级降水,每次降水达到预期的效果后,拔出轻型井点,再开挖土体和逆作法施工内衬.
第二种方案:工作井封底冻结加固施工方案。
根据上海市民防地基勘察院编制的浦东工作井和浦西接收井的工程勘察报告(1997年2月),顶管所在地层第⑥层暗绿色粉质粘土层呈东高西低分布。自上而下,两井穿过的土层大致可分为七个层段,其中底板位于⑦1b的粉砂层,呈草黄色,饱和,中密~密实,天然含水量为22.1~30。8%,本层为第一承压含水层,层顶标高浦东井—24.89m,承压水位埋深9。12m,相当于-4.46m。鉴于该层位的性质,封底施工中必须采取有效措施,控制底板突水、涌砂。
本方案设想对底板进行人工地层冻结加固,人工地层冻结加固具有强度高,均一性好的特点,根据中国矿业大学与上海隧道施工技术研究所的试验资料,当冻结温度达到-20℃时,对于工作井底标的⑦1b土层,其强度可达6。5 Mpa,能满足封底要求,同时采用冻结加固,无需进行疏干排水措施,环境影响小。具体方案如下:
1、固封底
工作井连续墙施工结束后,进行井内开挖作业时,为了防止工作井底部开挖和钢筋混凝土底板作业过程中,由于下部土层失稳,地下水的涌入,出现管涌、、流沙或坑底隆起等破坏现象,必须创造一个具有一定强度、稳定的动土结构,以便封底工作顺利完成.该冻结加固封底方案的工艺过程为:
(1)工作井挖掘至地表以下22m即标高为-17m处,(在比较稳定的灰色粘土层中)停止向下开挖,,铺设混凝土封层,布设封口管准备冻结钻孔施工。
(2)自混凝土封层向下钻冻结孔(孔距1。0~1。4m,孔深15。3m),并布设冻结管.积极冻结形成冻结段总长度共15.3m,(标高-17.0m~—32.3),工作井底板上部冻结8.3m,底板下部冻结5m.(底板钢筋混凝土厚为2m),当温度检测表明冻土温度达
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