资源描述
下穿式隧道施工监理细则
6.1 隧道工程基坑支护和止水帷幕施工
本项目地基承载力较低,地下水位高,地基属严重液化等级,结合地质资料,本项目下穿式隧道工程采取钻孔灌注桩及钢板桩支护加止水帷幕方案。止水帷幕采取双层深层搅拌桩及单排高压旋喷桩外,其它区间均采取双层深层搅拌桩处理方案。基坑支护结构施工质量,将直接关系到基坑开挖施工安全和防水效果,同时深层搅拌桩属隐蔽工程,也是轻易发生偷工减料地方,给工程建设留下隐患,组成本项目标关键节点。结合工程特点,本企业分别制订了深层搅拌桩、高压旋喷桩、钻孔灌注桩、钢板桩监理工作关键点以下:
6.1.1深层搅拌桩
6.1.1.1审核承包人水泥品种、标号等应符合设计、协议相关要求,必需时需对水泥厂家进行考查,材料进场后施工单位和监理工程师应按规范要求频率进行自检和抽检,符合技术标准规范,检验合格后方可使用;
6.1.1.2经过试桩确定水泥搅拌桩施工工艺步骤和各项施工技术参数,确保能满足搅拌桩设计质量要求。工艺试验过程中或完成后,必需按相关要求安排相关质量检验工作,立即对工艺试验过程中暴露问题进行评价,并提出改善意见或提议,有必需进行二次试验;
6.1.1.3严格检验孔位偏差钻和机钻杆垂直度误差需符合设计及规范要求,垂直度偏差不得大于1.5%,孔位偏差不得大于5cm;
6.1.1.4开机搅拌钻进,逐层加速,检验压力不能小于施工参数、下沉速度不能大于施工参数,下沉深度大于设计要求;水泥搅拌桩必需全部穿过软土层,并按设计要求深度进入持力层;当打入深度发觉和设计深度相差很大,应立即上报业主、设计单位进行深入地质详勘,并作变更处理;
6.1.1.5提升钻杆喷浆搅拌,检验喷压不能小于施工参数、提升速度是否满足设计施工参数,喷浆量不少于设计量;反复搅拌,压力和下沉速度必需满足施工参数,并达成设计及规范要求深度;
6.1.1.6为确保搅拌桩质量,确定搅拌次数为四次喷浆四次搅拌,且最终一次提升搅拌宜采取慢速提升,提升速度应小于0.8m/min。当喷浆口达成桩顶标高时,宜停止提升,搅拌数秒。
6.1.1.7一旦因故停浆,应将搅拌头下沉到停浆点0.5m以下,待恢复供浆后再喷浆搅拌;如停浆40min以上,必需立即进行全方面清洗,预防水泥在设备和管道中结块,影响施工;
6.1.1.8需加强水泥搅拌桩施工检验验收工作,应立即抽取一定数量桩进行钻芯取样、发觉问题立即整改。
6.1.1.9止水帷幕搅拌桩要确保加固体连续性,严格按设计要求桩体搭接一定厚度,标准上每一施工段宜连续施工,相邻桩体施工间隔时间不得超出二十四小时(壁状)。
6.1.1.10深层搅拌桩施工常见质量问题及预防方法
(1)基坑开挖后,深层搅拌桩止水帷幕出现漏水涌砂,坑外地面下陷,危及邻近建筑及道路,无法进行基坑开挖施工。其原因分析为:
① 施工质量差是未作成截水帷幕关键原因。
② 基坑开挖后发觉深层搅拌桩垂直度偏差过大,部分桩没有按要求进行搭接,桩间形成缝隙及孔洞。
应采取预控方法是:
① 严格根据设计方案和规范对截水桩搭接宽度要求组织施工,经过试桩确定有效搭接宽度;
② 必需严格按规范要求施工,确保深层搅拌桩垂直度。
(2)深层水泥搅拌桩体强度不足。
现象是加固土桩,桩体加固剂剂量少于室内试配要求剂量,使桩体强度达不到设计强度要求。其原因分析为:
① 制桩过程中供粉不足,没有形成连续供粉;
② 钻头提升过快,超出成桩试验所标识提升速度;
③ 操作失误,倘没有喷粉即进行提升作业;
④ 使用固化剂品种不一样于试验标定要求;
⑤ 土质发生改变,和试桩时土质不一样。
应采取预控方法是:
① 加固剂(喷粉)必需连续供料,拌和必需均匀。储料罐容量应大于一根桩用量加备用量。当储量不足时,不得进行水泥搅拌桩施工;
② 施工工程中,操作人员必需统计压力、喷入量、提升速度等相关参数改变,当发觉喷料不足时,立即下沉复喷,至满足设计要求为止;
③ 严格控制喷粉标高和喷粉标号,不得无故中止、停喷。严禁尚没喷粉就进行提升操作;
④ 成桩后经检测强度不足,按强度损失情况给予降级处理,必需时给予补打。
(3)深层搅拌桩体施工搅拌不均匀。
原因分析为:
① 机械故障或供电中止,施工中止,影响作业;
② 钻头提升速度均衡,而软土基各层次喷入阻力有差异,深度愈深,则阻力愈大,造成喷入量差异;
③ 施工操作时未根据规程进行桩头部分复拌,即提升出地面,桩头部分不均匀。
应采取预控方法是:
① 施工时,必需按要求进行桩头部分复拌,使喷粉和地基土均匀拌和;
② 因故停机超出3h,粉体中止,应下沉反复搅拌,复拌重合孔段应大于1m;
③ 成桩后经检测,拌和不均匀时,应关闭发送器,再次将钻杆沉至要求深度,再次搅拌提升至地面,以确保拌和均匀。
6.1.1.11深层水泥搅拌桩质量监理程序框图
熟悉设计文件,监理人员岗前培训
审批开工汇报,检验机具状态
制订检测方法和外委检测单位
验收原地面情况,同意试验桩开工
旁站试验桩施工,试验桩抽检
试验桩总结,同意正式开工
监理按要求频率抽检原材料
全过程旁站水泥搅拌桩施工
触探、取芯、承载力试验及完工检测
签认质量检验汇报单及中间交工证书
深层搅拌桩监理程序框图
6.1.2 高压旋喷桩
6.1.2.1将使用钻机安置在设计孔位上,使钻杆头对准孔位中心,为确保钻孔达成没汁要求垂直度,钻机就位后作水平校正,使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置,旋喷注浆管许可倾斜度不得大于1%。
6.1.2.2在设计桩位中心先用钻机钻一为旋喷管插入用导孔,钻孔位置和设计位置偏差不得大于50mm,孔深须达成预定深度。实际孔位、孔深和每个钻孔内地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及和岩土工程勘察汇报不符等情况均应具体统计。
6.1.2.3贯入注浆管即插管是将旋喷注浆管插入地层预定深度。插管和钻孔两道工序合二而一,钻孔完成,插管作业即完成。
6.1.2.4高喷管下井前需在井口试验检验,预防喷嘴堵塞。高喷管下至距孔底0.5m时,应先启支浆泵送浆,同时旋转下放,下至于孔底(开喷深度)后,再开启高压泵和空压机,各项参数正常后方可提升。
6.1.2.5浆液配制必需严格根据配比均匀上料,常常检验测定浆液比重,并做好统计。
6.1.2.6当喷射注浆管贯入土中,喷嘴达成设计标高时,喷射注浆参数达成要求值后,即可喷射注浆。水泥浆经过高压泥浆泵形成高压水泥浆,以>20MPa压力,经过喷射管由喷嘴向土中喷射,钻杆一边旋转,一边向上提升,喷射水泥浆一边切削四面土体,一边和土体搅拌混合,形成圆柱状水泥和土混合加固体即旋喷桩。高压喷射注浆完成,应快速拔出喷射管,为预防浆液凝同收缩后产生顶部空穴影响桩顶高程,在原孔位采取冒浆回灌。
6.1.2.7分节拆卸高喷管时,动作要快,尽可能缩短停机时间。因故停机(卸管或处理故障)时,需快要高喷管下放至超出原高喷深度0.1-0.5m处,重新开机作业,以避免回结体出现新层。
6.1.2.8较大砾石层或较硬地层应降低提升速度,高喷参数不正常孔段应进行复喷。
6.1.2.9采取两序施工(间隔一个)预防串孔。
6.1.2.10高压喷射注浆完成,把喷射管等机具冲洗洁净,管内机内不得残余水泥浆。通常把浆液换成水,在地面上喷射,以使把泥浆泵,喷射管内浆液全部排出。
6.1.2.11高压旋喷桩施工常见质量问题及预防方法
(1)基坑开挖后,止水帷幕不截水。
分析其原因为:
① 高压旋喷桩和灌注桩在通常地质情况下,能够结成帷幕,但在砂质很不均匀层中就会产生问题。相同压力下,高压旋喷桩在不一样砂层中成形情况相差悬殊,在砾砂层中所形成桩径很大,高压水泥浆在孔隙中流出很远,有统计达4m远。如钻机拔杆速度较快,则形成桩体不密实,有裂缝、空洞等缺点。在中细砂中,孔隙小,浆液难扩散,但往往出现局部缩小,和灌注桩结合不好现象。
② 在桩较长情况下,要做到控制垂直度,使两种桩结合组成帷幕,确保不渗水,含有较高施工难度。
应采取预控方法:
① 制订施工方案时应具体研究场地勘察汇报,如有不均匀砂层时,应汇报业主、设计单位是否改用其它方法或施工工艺。
② 在采取高压注浆法时,灌注桩施工应统计每根桩垂直度,偏向何方,方便作高压旋喷桩施工参考。施工过程中,立即修整桩体偏移,使两桩有良好结合,形成止水帷幕。
③ 旋喷桩质量控制关键在于施工过程中进行控制,即对操作者和操作工艺在操作过程中控制。工程质量控制实施施工单位自检和监理单位抽检双控制,对关键工序:喷杆下设深度、注浆压力、提速、转速等全部实施旁站监理,对每根桩技术参数作具体统计。
(2) 加固体强度不均、缩颈。
其原因分析为:
①旋喷方法和机具未依据地质条件进行选择。
②旋喷设备出现故障(管路堵塞、串、漏、卡钻等),中止施工。
③拔管速度、旋转速度及注浆量未能配合好,造成桩身直径大小不匀,浆液有多有少。
④没有依据不一样设计要求和不一样旋喷方法,部署不一样桩位点。
⑤旋喷水泥浆和切削土粒强制拌和不充足、不均匀,直接影响加固效果。
⑥穿过较硬粘性土,产生缩颈。
应采取预控方法是:
①应依据设计要求和地质条件,选择不一样旋喷法、不一样机具和不一样桩位部署。②族喷浆液前,应作压水压浆压气试验,检验各部件各部位密封性和高压泵、钻机等运转情况。一切正常后,方可配浆,准备旋喷,确保旋喷连续进行。
③配浆时必需用筛过滤,过滤网眼应小于喷嘴直径,搅拌池(槽)浆液要常常翻动,不得沉淀,因故需较长时间中止旋喷时,应立即压入清水,使泵、注浆管和喷嘴内无残液。
④对易出现缩颈部位及底部不易检验处,采取定位旋转喷射(不提升)或复喷扩大桩径措施。
⑤依据旋喷固结体形状及桩身匀质性,调整喷嘴旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量。
⑥控制浆液水灰比及稠度。
⑦严格要求喷嘴加工精度、位置、形状、直径等,确保喷浆效果。
6.1.2.12高压旋喷桩施工监理控制程序框图:
·检验钻机定位、垂直度
·检验导孔孔位、孔深及插管过程
·检验高压泵压力、浆液比重、旋喷时间
·检验安全生产环境保护落实情况
·审查承包人施工工艺,生产安全规程
·确定泥浆废弃方案
·复核放样资料,桩志
专业监理工程师、试验检测工程师
联合组织成桩质量检验
签认中间交工
检 验 单
监 理 旁 站
同意分项工程开工
4.1.3 钢板桩
6.1.3.1钢板桩施工通常要求
6.1.3.1.1钢板桩设置位置要符合设计要求,便于基坑开挖施工,即在基础最突出边缘外留有支模、拆模余地。
6.1.3.1.2基坑护壁钢板桩平面部署形状应尽可能平直整齐,避免不规则转角,方便标准钢板桩利用和支撑设置。各周围尺寸尽可能符合板桩模数。
6.1.3.1.3整个基础施工期间,在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中,严禁碰撞支撑,严禁任意拆除支撑,严禁在支撑上任意切割、电焊,也不应在支撑上搁置重物。
6.1.3.2钢板桩施工次序
依据施工图及高程确定沉桩定位线→实施表层回填矿渣土剥离→依据定位线控设沉桩导向槽→整修平整施工机械行走道路→沉设围护桩→将围护桩送至指定标高→焊接围囹支撑→基坑开挖→结构施工→填土→拔除钢板桩。
6.1.3.3钢板桩检验、吊装、堆放
6.1.3.3.1钢板桩运到工地后,需进行质量检验。本工程钢板桩采取鞍Ⅳ型拉森式钢板桩,每延米板桩截面积A=236m2,每延米板桩壁惯性矩I=31950m4,每延米板桩抗弯模量W=2043m3。
6.1.3.3.2清除锁口内杂物(如电焊瘤渣、废填充物等),对缺点部位加以整修,锁口检验方法:用一块长约2米同类型、同规格钢板桩作标准,将全部同型号钢板桩做锁口经过检验。检验采取卷扬机拉动标准钢板桩平车,从桩头至桩尾作锁口经过检验。对于检验出锁口扭曲及“死弯”进行校正。
6.1.3.3.3为确保每片钢板桩两侧锁口平行。同时,尽可能使钢板桩宽度全部在同一宽度规格内。需要进行宽度检验,方法是:对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度,使每片桩宽度在同一尺寸内,每片相邻数差值以小于1 为宜。对于肉眼看到局部变形可进行加密测量。对于超出偏差钢板桩应尽可能不用。
6.1.3.3.4钢板桩其它检验,对于桩身残缺、残迹、不整齐、锈皮、卷曲等全部要做全方面检验,并采取对应方法,以确保正常使用。
6.1.3.3.5锁口润滑及防渗方法,对于检验合格钢板桩,为确保钢板桩在施工过程中能顺利插拔,并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片钢板桩锁口全部须均匀涂以混合油,其体积配合比为黄油:干膨润土:干锯沫=5:5:3。
6.1.3.3.6装卸钢板桩宜采取两点吊。吊运时,每次起吊钢板桩根数不宜过多,并应注意保护锁口免受损伤。吊运方法有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采取钢索捆扎,而单根吊运常见专用吊具。
6.1.3.3.7钢板桩堆放地点,要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形平坦而坚固场地上,并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意:
Ⅰ 堆放次序、位置、方向和平面部署等应考虑到以后施工方便;
Ⅱ 钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放,并在堆放处设置标牌说明;
Ⅲ 钢板桩应分层堆放,每层堆放数量通常不超出5根,各层间要垫枕木,垫木间距通常为3-4米,且上、下层垫木应在同一垂直线上,堆放总高度不宜超出2米。
6.1.3.4导向架安装
在钢板桩施工中,为确保沉桩轴线位置正确和桩竖直,控制桩打入精度,预防板桩屈曲变形和提升桩贯入能力,通常全部需要设置一定刚度、坚固导向架,亦称“施工围檩”。导向架采取单层双面形式,通常由导梁和围檩桩等组成,围檩桩间距通常为2.5~3.5m,双面围檩之间间距不宜过大,通常略比板桩墙厚度大8~15mm。
安装导向架时应注意以下几点:
①采取经纬仪和水平仪控制和调整导梁位置。
②导梁高度要适宜,要有利于控制钢板桩施工高度和提升施工工效。
③导梁不能伴随钢板桩打设而产生下沉和变形。
④导梁位置应尽可能垂直,并不能和钢板桩碰撞。
6.1.3.5钢板桩打设
钢板桩施工要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划分,方便使打设后板桩墙有足够刚度和良好防水作用,且板桩墙面平直,封闭合拢,以满足基础施工要求。
6.1.3.5.1先由测量人员定出钢板桩围堰轴线,可每隔一定距离设置导向桩,导向桩直接使用钢板桩,然后挂绳线作为导线,打桩时利用导线控制钢板桩轴线,在轴向法向要求搞情况下,采取导向架。
6.1.3.5.2准备桩帽及送桩:打桩机吊起钢板桩,人工扶正就位。
6.1.3.5.3单桩逐根连续施打,注意桩顶高程不宜相差太大。
6.1.3.5.4在插打过程中随时测量监控每块桩斜度不超出2%,当偏斜过大不能用拉齐方法调正时,拔起重打。
6.1.3.6钢板桩常见质量问题及预控方法
6.1.3.6.1基坑挖土过半时,发觉钢板桩渗漏,关键在接缝处和转角处,有地方还涌砂。
原因分析是:
①钢板桩旧桩较多,使用前禾进行矫正修理或检修不根本,锁口处咬合不好,以致接缝处易漏水。转角处为实现封闭合拢,应有特殊型式转角桩,这种转角桩要经过切断焊接工序,可能会产生变形
②打设钢板桩时,两块板桩锁口可能插对不严密,不符合要求。
③桩垂直度不符合要求,造成锁口漏水。
预控方法:
①旧钢板桩在打设前需进行整修矫正。矫正要在平台上进行,对弯曲变形钢板桩可用油压千斤顶顶压或火烘等方法矫正。
②作好围擦支架,以确保钢板桩垂直打入和打入后钢板桩墙面平直。
③预防钢板桩锁口中心线位移,可在打桩进行方向钢板桩锁口处设卡板,阻止板桩位移。
④为确保钢板桩垂直用2台经纬仪从两个方向控制锤击人土。
⑤因为钢板桩打入时倾斜,且锁口接合部有空隙,封闭合拢比较困难。处理措施一是用异形板桩(此法较困难);二是采取轴线封闭法,此法较为方便。
6.1.3.6.2钢板桩倾侧,基坑底土隆起,地面裂缝
原因分析关键是:
①这些钢板桩施工全部在软土地域,设计嵌固深度不够,所以桩后地面下沉,坑底土隆起是管涌现象。
②挖土作业时挖土机及运土车在钢板桩侧,增加土地面荷载,造成桩顶侧移。
③钢板桩没有满足以圆弧形滑动嵌固深度,而且整体稳定性不合格。
预控方法
①钢板桩嵌固深度必需严格根据设计深度进行打入施工。
②挖土机、运土车不得在基坑边作业,如必需施工,则应将该项荷载增加计算入设计中,以增加桩嵌固深度。
③钢板桩设计时尚须考虑地基整体稳定
6.1.3.7钢板桩施工质量监理程序框图:
审查承包人施工工艺
同意承包人施工方案、材料检验及测量放线
交 工 验 收
监理旁站、 专业监理工程师巡视
总监理工程师随机抽查
合格
合格
6.1.4 钻孔灌注桩
本项目下穿式隧道施工场区地基承载力较低,地下水位高,地基属严重液化等级,所以,隧道结构承载力低和抗浮问题是本工程一个关键。为有效处理承载力低和抗浮问题,在隧道主体结构采取钻孔灌注桩基础;同时,为有效处理基坑明挖施工支护,基坑采取钻孔灌注桩支护。钻孔灌注桩监理关键点详见本细则桥梁桩基础监理关键点。
6.2 冠梁、内支撑施工
支护桩完成后,凿除桩头砼,桩顶上外露钢筋长度应达成设计要求。在支护桩浮浆和桩头砼凿除洁净后,安装冠梁钢筋,利用导墙做模板,浇筑冠梁和内支撑砼。冠梁钢筋安装时注意检验预埋件,不能漏埋。冠梁、内支撑施工监理关键点以下:
6.2.1桩基础验收合格后,整直桩顶预留搭接钢筋,将锈皮、水泥等污垢清扫洁净。
6.2.2土方开挖,按冠梁和内支撑轴线位置、设计尺寸加周围预留0.2m宽工作位进行开挖,开挖边坡为1:1.25。
6.2.3正确测量放出冠梁和支撑中心线,冠梁底中心要标出在桩顶面上,并做好抄平放线工作,标明冠梁水平标高和弹好尺寸线。
6.2.4绑扎冠梁和内支撑钢筋
6.2.4.1依据弹好线检验下层预留搭接钢筋位置、数量、长度。
6.2.4.2钢筋绑扎次序,通常情况下先长轴后短轴,由一端向另一端依次进行,操作时按图纸要求划线、铺钢筋、穿箍筋、绑扎、成型。
6.2.4.3受力钢筋搭接接头采取焊接,接头位置相互错开,上层钢筋接头位置在跨中,下层钢筋接头位置尽可能在桩顶处;每个搭接接头长度范围内,搭接钢筋面积不超出该长度范围内受力钢筋总面积25%,钢筋纵向焊缝采取搭接焊。
6.2.4.4在冠梁上、下两层钢筋间除设置架立筋外,采取Φ12~Φ14mm钢筋撑铁按合适间距进行支撑,以保持两层钢筋间距正确。
6.2.4.5最终垫好钢筋保护层水泥砂浆垫块,侧面垫块和钢筋绑牢,并检验有没有遗漏。
6.2.5安装冠梁和内支撑模板。
6.2.5.1冠梁及内支撑模板采取木模板。木模板制作依据模板设计进行划线下料和加工并以节省原材料为标准,做到拼缝严密,拼合板放在木枋上,以预防漏浆。使用前在模板和砼接触面上涂刷隔离剂,木模转角处加嵌条或做成斜角,方便于拆模。
6.2.5.2清扫基层,放好轴线、模板边线、水平控制标高,模板底口用水泥砂浆找平,预埋好地锚并检验、校正。
6.2.5.3把预先制作好模板按次序就位后临时固定,然后用铁钉将模板连接牢靠,安装冠梁模板纵横龙骨。
6.2.5.4沿冠梁和内支撑模板四面设置地笼和斜撑,斜撑和水平面夹角为45度。
6.2.5.5将模内清理洁净,封闭清理口,冠梁、内支撑模板底部外侧和垫层接口处用水泥砂浆封口。
6.2.5.6办理模板验收手续。
6.2.6冠梁、内支撑混凝土浇筑
6.2.6.1冠梁及内支撑采取商品搅拌混凝土,标号为C30。并按相关要求制作砼试件,以做强度检验。
6.2.6.2落实浇筑混凝土指挥系统、操作层岗位责任。在浇筑过程中配有专职技工,监控检验模板支架和钢筋,检修多种机具。
6.2.6.3分层浇筑、振捣混凝土,每层厚度约30cm。采取插入式振动棒振捣,振捣时,振动棒垂直插入,快入慢出,插入混凝土中深度不超出30cm,其移动间距小于振动棒作用半径1.5倍,即45~60cm。振捣时插点均匀,成行或交错式前进,以免过振或漏振,振棒振动时间约20~30s,每一次振动完成后,边振动边渐渐拔出振动棒。振捣时注意不碰松模板或使钢筋移位。
6.2.6.4指定专员填写混凝土施工统计,具体统计原材料质量、混凝土配合比、坍落度、拌合质量、混凝土浇筑和振捣方法、浇筑进度和浇筑过程出现问题等,以备检验。
6.2.6.5冠梁混凝土洒水养护时间为7天以上,天天洒水次数视环境湿度和温度控制,洒水以能确保混凝土表面常常处于湿润状态为度。
6.3 基坑开挖施工
6.3.1通常要求
6.3.1.1支护开挖前应审查承包人基坑开挖方案,对支护稳定性进行验算,审查基坑排水方法和方法。审查符合要求后方可许可开工;
6.3.1.2审查承包人编制基坑开挖监控方案,监控方案包含监控目标、监控项目、监控内容、监控报警值、监控方法及精度要求、监控点布设、监控周期、工序管理和统计制度及信息反馈系统。
6.3.1.3基坑开挖应符合图纸要求。开挖基坑时,应查对地基情况,检验基底土质均匀性,地基稳定性及承载力(通常采取直观或触探方法,必需时可进行土壤分析试验和试压试验);
6.3.1.4在隧道中间90米范围内,因为基坑开挖深度较深,在加大支护桩桩径和间距同时,在钻孔桩顶设钢筋混凝土冠梁,桩中设钢腰梁,横撑采取D=600mm,t=16mm,Q235钢管,因为横撑较长,横撑中间需设竖向支撑;
6.3.1.5基坑顶面应设置预防地面水流入基坑方法。基坑顶有动载时,坑顶和动载间最少应留有1m宽护道,如工程地质和水文地质不良或动载过大,宜增宽护道或采取加固方法;
6.3.1.6基坑开挖施工时,施工围护结构12米范围内地面超载不得大于18Kpa;
6.3.1.7基坑内采取管井降水,地下水降至基坑开挖面以下1米,降水时应对周围建筑物进行监测,并做好紧急状态处理准备。
6.3.1.8隧道结构底板施工后,底板和支护桩间隙采取C15混凝土浇筑填充,形成刚性铰,混凝土达成强度后方可拆除第二道横撑,施工隧道立墙;
6.3.1.9隧道主体结构结构强度达成设计要求后,应立即回填粘性土。回填土要分层压实,分层厚度不得大于30cm,密实度要大于97%,回填至冠梁顶标高,方可拆卸第一道横撑。
6.3.2施工次序
施工必需严格根据下列次序实施:
①支护桩、止水帷幕和支承桩施工;
②开挖1米安装第一道横撑;
③开挖6米安装第二道横撑;
④开挖至设计基底标高,施工垫层及底板;
⑤采取C15混凝土填充底板和支护桩间隙,形成刚性铰;
⑥拆除第二道横撑,施工侧墙、中墙及顶板;
⑦回填粘性土;
⑧拆除第一道横撑。
6.3.3挖基和排水
6.3.3.1承包人应在基础开挖开始之前通知监理工程师,方便检验、测量基础平面位置和现有地面标高。在未完成检验测量及监理工程师同意之前不得开挖。为便于开挖后检验校核,基础轴线控制桩应延长至基坑外加以固定。
6.3.3.2开挖应进行到设计图纸或监理工程师所指定标高。最终开挖深度要依设计期间所进行钻探和土工试验,并结合基础开挖实际调查资料来确定。在开挖基坑未经监理工程师同意之前,不得浇筑砼或砌筑圬工。低于同意基底标高超挖或纵横向超出要求界线部分,应由承包人自费补填,并应使用同意材料处理到要求标准。
6.3.3.3在原有建筑物周围开挖基坑时,应采取有效防护方法,使开挖不致危及周围建筑物安全,所采取防护方法须经监理工程师同意。
6.3.3.4基坑开挖应竖向分层均匀开挖,层高不超出1米。当开挖至内撑设计标高下80cm时停止开挖并安装内撑,内撑安装完成后方可继续开挖,基坑开挖过程中,应采取方法预防碰撞支护结构;
6.3.3.5基坑内必需设置排水沟和集水井,雨季施工加强排水设施,确保工程安全;
6.3.3.6全部基础挖方全部应一直保持良好地排水,在挖方整个施工期间全部不致遭受水危害。凡低于已知地下水位地方进行开挖并进行基础施工时,承包人必需提交一份用于每个基础排水方法和为此而采取各项方法汇报,并取得监理工程师同意。
6.3.3.7在施工期间,承包人应维护天然水道并使地面排水通畅。
6.3.3.8全部从挖方中挖出材料,必需按监理工程师指示进行妥善处理,不得随意堆弃,污染环境。
6.3.4基坑开挖施工常见质量问题及预控方法
6.3.4.1地下水位降低深度不足
(1)现象
①地下水位没有降到施工组织设计要求,即挖土面以下1m,水不停渗进坑内。
②基坑内土含水量较大、较湿,不利于土方开挖,并引发基坑边坡失稳。
③坑内有流砂现象出现。
(2)原因分析关键是:
①降水方案设计有误,井点平面部署、滤管埋置深度、排水沟和排水井(坑)部署、设计降水深度不合理。
②对工程特点和降水设备性能缺乏了解。
③降水设备质量不符合要求,或是在运输、装卸、堆放、安装、使用过程中,零部件已经磨损,达不到要求精度,不能发挥应有作用。
④集水井和排水沟施工质量有问题,如井孔垂直度、深度和直径、井管沉放、砂滤料规格和粒径、滤层厚度,管线安装等质量不符合要求。
⑤井管和降水设备系统安装完成后,没有立即试抽和洗井,滤管和滤层被淤塞。
⑥排水沟未立即清理淤泥,妨碍排水。
⑦机电设备故障或动力、能源不能满足降水设备运转需要,造成地下水降低后回升。
⑧降水方案和挖上和基坑围护方案不相匹配,施工过程中因土方开挖和围护支撑拆除影响降水,甚至破坏降水设备。
(3)预控方法
工程地质和水文地质资料和降水范围、深度、起止时间和工程周围环境要求是制订降水设计方案、选择施工机具、计算涌水量、部署井点位置、确定滤管位置和标高等基础条件,应提前进行勘察或在现场进行相关试验。
6.3.4.2集水井(坑〕排水不畅或失效
(1)现象
集水井(坑)内水排不出,影响排水沟水流入集水井(坑),造成基坑降水效果差。
(2)原因分析为:
①选择拍水泵不能满足集水井(坑)排水需要,使水不能快速排出。
②集水并(坑)部署距离大大,不能满足地下水涌入量需要。
③集水井(坑)深度和大小不能满足抽水要求,或结构不合理,如滤水层选择错误、井壁处理不好,造成塌土使水泵不能抽水。
(3)预控方法是:
①集水井(坑)直径应大于0.5m,深度为1m,部署在基坑四面,通常每隔20~40m设置一个。
②水泵型号和数量应依据涌水量选择。
③集水井(坑)井壁四面要采取预防井壁塌方方法,而且要有滤水层;护壁可用竹篱笆、竹箩筐、铁皮桶等,滤水层可用块石、卵石等,使水能渗进集水井(坑)。
④常常派人清理集水井(坑),将井内淤泥及垃圾清理洁净;并指定专员对每个集水井(坑)进行观察,发觉有一定量积水立即开泵抽水。
6.3.4.3 钢支撑失稳
(1)现象
大直径灌注桩,钢支撑支护,水泥搅拌桩作截水帐幕,基坑深8m、9m不等,当土方挖到设计标高时,一根支撑连杆断裂,围护桩大幅度位移,距坑5m远路面出现裂缝。
(2)其原因分析为:
①设计支撑系统截面偏小。
②未考虑长细比影响,安全度严重不足,伴随基坑开挖深度加大,支撑系统承受压力增大,造成杆件失稳破坏,支护桩大幅度位移。
(3)预控方法是:
① 支撑系统设计计算应按《建筑基坑支护技术规程》支撑体系计算要求设计。
②视工程具体土质情况,施工水平等,设计时在安全系数方面给予合适考虑。
6.3.4.4 钢管支撑弯曲破坏
(1)现象
淤泥质粘土地质基坑深10m,φ800灌注桩,校长16m,两道φ914×11钢管支撑。基坑挖土到设计标高时,在宽度方向发生整体滑动,坑底大量土体隆起,地面、道路开裂,钢文撑多处弯曲破坏,桩折断。
a) 其原因分析为:
①钢管支撑失稳破坏是关键原因,因为围护桩体、支撑体系和土体三者相互作用组成基坑工程整体,支撑体系失稳就会造成整体破坏。
②灌注桩人土深度(嵌固深度)偏小,只有6m,即嵌固深度和开挖深度之比为0.6,使坑底被动土区土体抗力不足,引发坑内土隆起,整体滑动破坏。
(3)预控方法是:
①钢支撑设计和施工应按附录各条实施。
②灌注桩嵌固深度应进行核实,即核实被动土区水平抗力是否满足,不足时将产生土体隆起整体滑移。
6.3.4.5拆除支撑时,邻近建筑物开裂
(1)现象
基坑深7.2m,钢板桩及两道钢筋混凝土支撑。拆除钢板桩及支撑时,基坑边建筑物产生开裂,但基坑开挖设置支撑时未发觉裂缝。
(2)其原因分析为:
拆除混凝土支撑时应先换支撑,仍应支撑钢板桩,不然钢板桩成为悬臂而加大位移,造成施工场界周围建筑物随土位移地基下沉,建筑物开裂。
(3)预控方法是:
①拆除钢筋混凝土支撑时,应先作好牢靠支撑。
②肥槽施工时应回填扎实后才能拔出钢板桩。
6.4 基坑支护开挖施工监控量测
佛山市顺德区红旗路下穿式隧道工程主体结构采取明挖法施工。基坑开挖施工中对地层产生扰动,有可能引发地表变形或沉陷,危及周围建筑物安全。因为隧道工程地质条件较差,且在镇区,施工沿线有较多浅基础老房或大型高层建筑,为确保工程施工顺利进行,降低施工过程中对周围建筑物影响,采取施工监测方法,经过监测搜集多种数据正确掌握施工期间结构各部位实际工作情况及临近地面建筑安全情况,指导基坑开挖和支护,有利于立即采取应急方法, 确保工程建设安全可靠。
6.4.1 基坑支护开挖监测项目(见下表):
序
号
监测项目
测点部署标准
监测目标和要求
测量频率
1
地表水平位移及沉降,地下管线水平位移及沉降
在基坑四面地表上设置纵向测点
监测基坑开挖引发地表及地下管线水平位移沉降以确保安全
围护结构施工中1次/天
开挖过程2次/天
主体施工1次/周
2
支护结构水平位移及沉降监测
在围护结构内有代表性位置埋设测点
监测基坑开挖引发围护结构变位情况
开挖过程2次/天
3
周围土体水平及竖向位移监测
在基坑四面土体埋设测点同上对应埋设
监测基坑开挖引发周围土体变位情况
同序号l
4
地下水位监测
(竖向变形)
在基坑四面地表设水位监测孔若干组
监测水位改变确保临近构筑物安全
围护结构施工l次/2-3天土方开挖l次/天
主体施工l次/2-3天
5
内支撑梁强度、稳定
在内支撑横梁上设置
监测内支撑横梁是否变形失稳、应力改变
围护结构施工中1次/天
6
周围房屋稳定性
在建筑物承重墙或柱上
监测建筑物承重墙或柱平面位移和水平沉降
隧道施工过程中1次/天
在工程开工前立即敷设观察点,方便工程施工前(初始读数)和施工中进行观察。同时采取高精度水准仪(S1级)、经纬仪(J2级)、孔隙水压力计、测斜仪、收敛仪、测力仪等仪器。
说明:A、围护结构施工前作好场地及周围环境仔细调查和统计、拍照、录像等。
B、设置变形观察点并测得初始数据并作统计。
在工程开工前立即敷设观察点,方便工程施工前(初始读数)和施工中进行观察。同时采取高精度水准仪(S1级)、经纬仪(J2级)、孔隙水压力计、测斜仪、振弦式测力计、钢筋应力计等仪器。
6.4.1.1对隧道支护结构观察
①、在隧道支护结构有代表性位置设置观察点,包含桩体内力、后锚轴力等。
②、监测内容包含支护水平位移、竖向变形;桩体、后锚是否变形及应力改变和护壁桩结合处是否松脱。
6.4.1.2对隧道基坑周围建筑物进行变位监测
①、在建筑物承重墙或柱上部署观察点,观察点应通视良好、便于观察。倾斜观察在两个垂直方向设置最少4个观察点,用以监测大楼倾斜程度。
②、当位移超出许可值时即向相关单位反应并制订方法预防继续偏移。
6.4.1.3地面土体分层竖向位移监测
对隧道围护结构之外地面土体分层竖向位移进行监测。沿隧道纵轴线方向在隧道两侧路边布设观察点,每20m布设一横测线,该线上设3个点作观察之用。用水准仪对各点进行定时观察,和初始数据进行对比分析,若测得沉降值超出许可值,立即对地层进行加固处理。
6.4.1.4管线位移监测
对基坑周围管线进行沉降和水平位移观察。沿管线基坑表面上设观察点。当管线位移超出许可值时立即进行加固处理。
6.4.1.5地下水压力监测
①、监测开挖范围内地下水位标高及孔隙水压力。沿隧道结构两边缘(每15m设一观察孔,孔旁埋设水压力计,定时观察水位改变。
②、依据地下水位、水压改变情况,确定基坑开挖是否需要排水或补水。确保周围建筑物不因地下水位改变过大而下沉、倾斜。
③、本工程在基坑开挖过程中注意排水,使基坑形成过程中形成一个封闭排水系统,预防基坑外水流回基坑,并设置适量水泵将基坑内水排出基坑外。
6.4.1.6监测反馈
①、监测数据管理基准:
在信息化施工管理中,监测后应立即对多种监测数据进行整理分析,判定其稳定性、安全性,并立即反馈到施工中去指导施工。依据以往经验,仍推荐采取三级管理制度作为监测管理基准。
②、监测管理基准表
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅲ
U0<Un/3
可正常施工
Ⅱ
Un/3≤U0≤Un2/3
施工中应注意并合适加强支护
Ⅰ
U0>Un2/3
加强支护或采取特殊方法
表中 U0──实测累计位移值
Un──许可累计位移值
Un 取值,也就是监测控制标准
依据上述监测管理基准,可依据监测结果所处管理阶段来选择监测频率:通常在Ⅲ级管理阶段监测频率可合适放大部分;在Ⅱ级管理阶段则应注意加密监测次数;在Ⅰ级管理阶段则应亲密关注,加强监测,监测频率可达成1—2次/天或更多。
③、在取得监测数据后,要立即进行整理,绘制位移状态,在取得足够数据后,还应依据散点图数据分布情况,选择适宜函数,对监测结果进行回归分析,以估计该测点可能出现最大位移值或应力值,估计结构和建筑物安全情况,评价施工方法,确定工程方法。
④、为确保监测结果质量,加紧信息反馈速度,全部监测数据均由计算机管理,每次监测必需有结果,上报监测日报表,并按期向施工监理、设计单位提交监测日报,对当日施工情况进行评价,并附上相对应测点位移或应力时态曲线图。
6.4.2基坑支护开挖施工监测应注意三个问题:
(1)本项目基坑开挖支护监测通常是配合降水和开挖过程,含有鲜明时间性。因为测量结果是动态改变,一天以前(甚至几小时以前)测量结果全部会失去直接意义,失去监控目标。所以深基坑施工中监测需随时进行,通常是1次/d,在测量对象改变快关键时期,天天需进行早、中、晚三次。同时要求对应方法和设备含有采集数据快、全天候工作能力,甚至适应夜晚或大雾天气等恶劣环境条件。
(2)一般工程测量中误差限值通常在数毫米,为确保基坑施工安全,本项目对基坑施工中环境变形速率提升要求至0.1mm/d以下,要测到这么变形精度,一般测量方法和仪器是不能胜任,所以,要求施工单位在基坑施工中测量采取部分特殊高精度仪器(如:深层沉降仪、测斜仪、振弦式钢筋应力计、土压力盒、孔隙水压力计等)。
(3)基坑施工中监测通常只要求测得相
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