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目 录
1、工程概况
1.1地理位置
1.2地形地貌
1.3工程地质条件
1.4水文地质
1.5基坑设计情况
2、施工方案选定和主要工程量
2.1降水方法选定
2.2护坡方案选定
2.3基坑土方开挖方案选择
2.4主要工程量
3、施工部署
3.1施工准备
3.2施工组织机构设置
3.3施工任务划分
3.4工期安排
4、主要施工程序
4.1中央大厅加深段基坑工程施工程序
4.2北指廊基坑工程施工程序
4.3土钉墙护坡地段坑工程施工程序
5、主要分项工程施工方案
5.1降水施工方案
5.2土钉墙施工方案
5.3支护桩施工方案
5.4地下连续墙施工方案
5.5土方开挖施工方案
6、施工技术措施
6.1质量保证措施
6.2施工安全技术措施
7、施工现场管理
7.l施工现场管理
7.2材料管理
7.3机械设备管理
7.4消防保卫管理
7.5环保环卫管理
1、工程概况
1.1地理位置:该工程位于首都机场现正运营的候机楼东侧,其东、南、北临飞机跑道及滑行道。
1.2地形地貌:场内原有建筑物大部分已拆除,场内已用围墙围护,但北侧结构位于正在运行的飞机跑道处停运前暂不能施工,基坑土方开挖边坡距围墙仅1.5米左右。
1.3工程地质条件:
拟建场地位于永定河洪冲击扇末端,温榆河及潮白河之间的平原地带。场地地形基本平坦,地面标高在32.28~34.40米之间,地层分布如下:见地层柱状剖面图。
1.3.1现状地面至30.44米之间为人工填土;
1.3.2标高27.51米~30.44米之间为粘质粉土及砂质粉上;
1.3.3标高27.51米~30.44米之间及8.1米~15.31米为粉质粘土及重粉质粘土;
1.3.4标高15.31米~18.1米以及6.51米~11.14米之间为粘质粉土和粉质粘土;
1.3.5标高6.51米~11.14米以及3.65米~4.71米之间为细粉砂层:
1.3.6标高3.66米~4.71米之间为细中砂层。
1.4水文地质:根据勘察报告,地下水位较高,一般在标高28.48米~33.16米之间,1995年IO月22日现场挖坑探明的水位在标高自南向北为30.82米~32.1米。
1.5基坑设计情况:建筑平面呈南北工字型,长747米,宽343.1米,建筑±0.0=34.5,基坑开挖深度-8.5米,局部-15.2米。本次施工为基坑开挖工程,包括土钉墙、支护桩、地下连续墙、降水工程和土方开挖等。由于9#跑道现在正运行,没有拆迁,故在一个月以后开始作业北指廊部分。
2、施工方案选定和主要工程量
2.1降水方法选定
从基坑深度和水文地质条件考虑,该工程施工降水的主要内容应是疏干②层、③层中的潜水,由于该两层为弱透水地层,渗透系数小,从技术、经济、管理及对周围环境的影响等多角度的反复讨论后,认为:
2.1.1若采用大口井降水,井间距需设为5—8米,基坑内管井布置密度大,势必加大降水用电和排水管理难度,同时对地基土层扰动过大。
2.1.2若采用电渗井降水,经测算用电量将超过1600千瓦,而当时现场总供电容量仅为1400千瓦,难以满足要求。
2.1.3若采用辐射井降水,主井制作周期长,降水对基底扰动相对较大,且主井所在位置与周围拟建项目场地冲突。
综合上述三种降水方法,都有其局限性,不适合于现场实际情况。
经分析比较,认为:本工程中采用轻型井点(局部喷射井点配合)的降水办法较为合适。首先,轻型井点适合于弱透水地层中降水,单级井点降水深度3─6米,而本次降水工程降水深度为5—6米,正适合于采用这种方法降水;其次,轻型井点制作方便,布置灵活,施工周期短,一组水泵带动几十个井点,便于施工用电、排水、维修、检查等管理;最后,井中充填砂石,对基底扰动小,降水影响范围较小。
通过方案论证,最后确定以轻型井点为主,局部喷射井点配合,北指廊地下连续墙挡水的“外封闭、内疏干”的降水方案。
2.2护坡方案选定
新航站楼北指廊紧邻“九号滑行道”,北侧相距最近处仅6米,北指廊西侧与机场指挥塔台相距60米,东侧与停机坪及滑行跑道相距55米。护坡方案的设计要充分考虑、并避免因施工对“九号滑行道”和指挥塔台的影响。
北指廊护坡同时要考虑帷幕隔水,否则,坑内降水可能引起坑外地下水位下降和地面沉降。北指廊基坑护坡可供选择的方案是:密排桩护坡,地下连续墙护坡。密排桩较地下连续墙经济,但隔水效果难以保证。所以保险的方案是采用地下连续墙护坡,墙体嵌固深度适当加深,以隔绝基坑内外地下水力联系,基坑内疏干地下水,不影响坑外的水位,不出现降水引起的坑外地面沉降。
连续墙护坡设计采用静止土压力理论计算土体侧压力,用连续梁平衡理论设计锚杆拉力,确保墙体稳定不位移。
局部加深段部位,槽底标高19.3米(槽深15.2米),可供选择的方案是:地下连续墙护坡,护坡桩护坡,土钉墙护坡。采用地下连续墙护坡方案,兼起到隔住侧向水压力补给作用。这个方案成本高,而且对下一步的地下二层的地铁出入口通道的施工带来很多困难。由此,采取以下经济合理的方案:加深段西侧采用支护桩护坡,桩外侧3米处设喷射井点降水。加深段的东、南、北三侧,从26.0米标高到19.3米标高,采用土钉墙护坡。为满足降水需要,在24.0米标高留置一个平台,做轻型井点,进行降水施工。
基坑其余部分边坡支护方案选择(从自然地面到26.0米标高):边坡全长2400延米,基槽开挖深度不足8.5米,场外60米范围内无特别重要的构筑物,采用连续墙和支护桩护坡显然不够经济。综合考虑后,采用土钉墙护坡方案较为合适,为配合降水施工,在31米标高处留置一个平台,设置轻型井点降水。
2.3基坑土方开挖方案选择
土方开挖既要考虑护坡、降水工程的施工程序,又要考虑冬期施工对基槽的保护,北京地区冬期土层1.5米深度范围内,可能受冻,所以,土体分三层开挖(加深段分四层开挖),第一层,从自然地面到31米标高,第二层从31米标高到28米标高,第三层开挖到26米标高,局部加深段第三层开挖到24米标高,第四层开挖到19.3米标高。土钉墙护坡的边坡8米范围内土体,分层开挖,每层厚度1.5米左右。
2.4主要工程量
地下连续墙511延长米、钻孔支护桩101根、土钉墙29000平方米、轻型井点80组(每组40根井点)、喷射井点2组(每组40根井点)、观测井35孔、土方开挖89.3万立方米。
主要工程数量表
序号
工程项目
单位
工程数量
1
土方开挖工程
m3
892577
2
土钉墙
m2
29000
3
Φ130土钉
根
10500
4
Φ600支护桩
根
101
5
Φ130锚杆
根
151
6
地下连续墙工程
m/ m3
511延米/4650 m3砼
7
轻型井点
组/根
80/3200
8
喷身井点
组/根
2/60
9
观测井点
个
45
3、施工部署
3.1施工准备
3.1.1现场施工总平面布置(详见施工总平面布置图)。
施工用电:基坑降水、边坡支护、土方开挖施工用电量为1400千伏安,要求甲方在基坑东、西各提供一台800千伏安的变压器,由安装项目经理部负责施工围绕基坑布置的临时供电线路和电闸箱,指挥部统一管理,各分项工程项目经理部根据各自需要,接临时电线路满足施工。
施工用水:根据甲方提供水源。整个现场安装一条Dl50mm上水干管,每100米作一供水井供各单位施工用水使用。
施工道路:土方施工期间,在基坑东侧和北侧修一条7米宽运输道路,供出土车辆和其他车辆使用。
施工排水:基坑东、西各作一条D325mm钢管排水管道,与甲方提供的机场下水系统贯通,以解决基坑降水及雨水的及时排除。
现场临设布置:基坑东侧甲方提供2栋计31间平房,由指挥部统一分配给各项目经理部现场办公和值班使用,基坑西侧甲方提供的二层小楼作为指挥部办公用房。
3.1.2施工技术准备工作。
组织技术干部认真审查开挖图纸。吃透各部位尽寸和标高。
测量放线,根据甲方交桩资料,由指挥部统一编制测量控制方案,并现场施测。各项目经理部按照各自分工编制出细部放样方案交指挥部审核后实施。
技术交底,指挥部统一编制的施组经甲方、监理审定后给各项目经理部作详细技术交底,各作业队在总施组指导下编制分项施工方案,并组织技术交底后实施,其中降水方案、支护方案要求进行详细的计算和设计,确保降水效果和边坡稳定,并报送指挥部审核批准。
3.1.3机具设备及材料准备。
要求各项目经理部按照各自分工根据施工先后,认真组织进场,详见机具设备清单。
主要机械设备数量表
序号
机械设备名称
数量
单位
序号
机械设备名称
数量
单位
1
冲击钻机
15
台
14
吊车
6
台
2
长螺旋钻机
6
台
15
推土机
10
台
3
压风机
11
台
16
挖土机
10
台
4
反循环钻机
3
台
17
运输车
100
台
5
高压水冲设备
2
套
18
铲车
10
台
6
轻型井点设备
66
套
19
锚杆机
10
台
7
喷射井点设备
2
套
20
砼喷射机
5
台
8
配电箱
10
台
21
注浆机
10
台
9
发电机
4
台
22
搅拌机
6
台
10
排污泵
40
台
23
钢筋切断机
3
台
11
潜水泵
10
台
24
卷扬机
2
台
12
电焊机
20
台
25
对焊机
1
台
13
气焊机
5
台
3.2施工组织机构设置
现场成立北京城建集团首都国际机场工程指挥部,设指挥长、副指挥长和总工程师,下设工程部、技术部、经营部、财务部、保卫部、办公室等五部一室。详见组织机构框图。
首都国际机场新航站楼基础工程管理机构框图
北京城建集团首都国际机场
工程指挥部指挥长
财务部
经营部
技术部
工程部
办公室
保卫部
总工程师
副指挥
城建道桥公司机场项目部
土方作业队
土钉墙作业队
地下连续墙作业队
降水作业队
城建三公司机场项目部
土方作业队
降水作业队
土钉墙作业队
城建一公司机场项目部
土方作业队
土钉墙作业队
城建二公司机场项目部
土方作业队
土钉墙作业队
城建地铁地基公司机场项目部
土方作业队
土钉墙作业队
支护桩作业队
降水作业队
北京市地质工程公司机场项目部
轻型井点作业队
喷射井点作业队
3.3施工任务划分
新航站楼基坑工程共安排城建一、二、三、道桥、地铁地基及北京市地质工程公司等6家公司进场,组建了4个土方挖运作业队、3个轻型井点作业队、1个喷射井点作业队、1个地下连续墙作业队、1个支护桩作业队、5个土钉墙作业队。
工程项目施工分工表
段号
工程名称
施 工 单 位
I
地下连续墙
城建道桥公司地下连续墙作业队
轻型井点降水
城建道桥公司降水作业队
土钉墙
城建道桥公司土钉墙作业队
土方开挖
城建道桥公司土方挖运作业队
II
轻型井点降水
北京市地质工程公司降水作业队
东侧土钉墙
城建三公司土钉墙作业队
西侧土钉墙
城建地铁地基公司土钉墙作业队
土方开挖
城建道桥公司土方挖运作业队
III
轻型井点降水
北京市地质工程公司降水作业队
喷身井点降水
北京市地质工程公司降水作业队
砼支护桩
城建地铁地基公司支护桩作业队
东侧土钉墙
城建三公司土钉墙作业队
西侧土钉墙
城建地铁地基公司土钉墙作业队
土方开挖
城建三公司土方挖运作业队
Ⅳ
轻型井点降水
城建三公司降水作业队
东侧土钉墙
城建三公司土钉墙作业队
西侧土钉墙
城建地铁地基公司土钉墙作业队
土方开挖
城建三公司土钉墙作业队
Ⅴ
轻型井点降水
城建三公司降水作业队
土钉墙
城建一、二公司土钉墙作业队
土方开挖
城建一、二公司土方挖运作业队
3.4工期安排
根据建设单位提供施工现场情况和工期要求,整个航站楼土方工程工期安排为:整体控制工期从95年11月1日开工,到96年3月底完。具体分部工期:第一层土方(标高31.00米)控制在95年11月底挖完。12月份进行轻型井点施工,第二层土方根据机械设备能力本应一次完成,为考虑结构施工,防止冻槽只挖3米(标高28.00米)控制在96年元月底完成,留下的2米待结构施工前开挖,工期控制在96年3月底前完成。加深段基坑第三层土方开挖标高定为24.00米,工期控制在96年元月底完成,剩下的第四层土方一步挖完,工期控制在3月底完成。
(1)~(8)轴基坑工程,待12月份开始施工,从地下连续墙、降水到土方开挖要求在1996年2月底以前完成,这里,主要是加快降水和地下连续墙工程进度。
详见施工进度计划图。
4、基坑工程施工程序
4.1中央大厅加深段基坑工程施工程序,详见框图
中央大厅加深段基坑工程施工程序框图
钢筋砼灌注桩
喷射井点
制作和降水
第一层土方开挖
自然地面到31米标高
第二层土方开挖
(31到28米标高)
第一级轻型井点
第一步土钉墙
(自然地面—31米)
拆除坑内
一级井点
第三层土方开挖
((28到24米标高)
第三步土钉墙
(28—24米标高)
第四步土钉墙
(26—19.3米标高)
二级轻型井点
制作和降水
加深段土方开挖
(26到19.3米标高)
4.2北指廊基坑工程施工程序,详见框图
北指廊基坑工程施工程序框图
一级轻型井点
第一层土方开挖
(地面到31米标高)
地下连续墙
第三层土方开挖
(28到26米标高)
第二层土方开挖
(31到28米标高)
拆除坑内
一级井点
一层锚杆作业
(32.5米标高)
4.3土钉墙护坡区段基坑工程施工程序,详见框图。
土钉墙护坡区段基坑工程施工程序框图
一级轻型井点
制作和安装
第一层土方开挖
(地面到31米标高)
拆除坑内
一级井点
第三层土方开挖
(28到26米标高)
第一步土钉墙
(地面到31米标高)
第三步土钉墙
(28到26米标高)
第二层土方开挖
(31到28米标高)
5、主要分项工程施工方案
5.1降水施工方案
5.1.1降水工程概况
根据岩土工程勘察报告和现场实地挖坑勘测,该工程地下水位标高基本从北向南局部减低,而基坑挖至基底标高分别为26.00米和19.30米标高,土质大部为粉质粘土和粘质粉土。
场区内②~⑥层为含水层,上部②~④为透水性较弱的粘性土含水层,水位在30.82~32.10米标高之间。要把土方顺利挖运出去,降水是关键工序,使基坑内地下水位下降至槽底以下0.5米处。
5.1.2降水工程设计
5.1.2.1降水方法选定
本次降水疏干②层,主要是③层中的地下水,该地层渗透系数小。从技术、经济、管理及对周围环境的影响等角度的反复讨论后,认为:采用轻型井点(局部喷射井点配合)的降水办法较为合适。
5.1.2.2降水设计方法
应用有限元技术进行降水设计。
(1)水文地质条件分析
场区内②~⑥层为含水层,其中,②~④层概化为弱透水层,含水层厚度从9米标高到自然水位高度,渗透系数K=0.065m/d,给水度μ=0.038,初始水位标高30.5米。⑤、⑥层为细中砂层,概化为强透水层,含水层厚度从15米标高到9米标高,渗透系数K=6.5m/d,给水度μ=0.075,初始水位标高30.5米。上述两个含水层由不同透水性质的单一含水层叠合而成,初始水位一致,当某一层中的水位下降时,另外一层中的水就会补给,存在着水量交换和统一的流场。
基坑降水设计有效时间
开始抽水
停止抽水
抽水时间
有效抽水时间
南指廊70-88轴
95年12月10日
96年2月10日
60天
50天
北指廊1-20轴
96年1月15日
96年2月10日
25天
20天
中央大厅20-70轴
95年12月10日
96年2月10日
60天
50天
加深段37-52轴
96年3月10日
96年4月5日
25天
20天
(2)中央大厅基坑降水设计
中央大厅设有加深段,分两级降水考虑,一级降水开挖基槽到26.0米标高,二级降水开挖基槽到19.3米标高。
一级井点降水,大厅周边150米范围内无特别重要的建筑物,基坑最大跨度340×128m,降水设计有效时间50天,在基坑四周用土钉墙护坡,并布置一排井点,基坑内布置三排井点,井排之间的间距33米。
二级井点降水考虑如下:大厅西侧有一个120×18米(平面南北×东西)的加深段,深度15.2米(槽底标高19.3米),其西侧用钻孔支护桩护坡,采用喷射井点降水,其余三侧用土钉墙护坡,用二级轻型井点降水,自24.0米标高钻井,降水到17.5米标高,该部分降水设计时间20天。
计算结果表明,中央大厅基坑四周布置一排井点,基坑内布置三排井点,降水40天,基坑内大部分区域水位降到25.5米以下,但大厅南北的局部水位仍维持在25.5~26.0米。持续降水50天后,坑内所有地区的地下水位下降到25.5米标高以下。其中西侧加深段处,受喷射井点降水影响,降水40天后,水位下降到24.0米标高以下,二级井点降水20天后,局部加深段水位下降到18.8米标高以下。基坑外的降水影响范围73米(东侧)和110米(西侧)。
(3)南指廊基坑降水设计
南指廊周边100米范围内无特别重要的建筑物,利用土钉墙护坡,基坑降水设计时间50天,基坑跨度为41~70米,为确保降水效果和便于土方开挖,在基坑四周和内部各布置一排井点。
(4)北指廊基坑降水设计
考虑到机场正常运行的绝对重要性,北指廊的东、西、北三侧采用地下连续墙护坡,并适当加深墙体的嵌固深度,墙体底标高21.0米,局部20.0米,与轻型井点井底标高一致,使其起到隔水帷幕的作用。
北指廊基坑降水有效时间为20天,井排布置考虑如下:北侧井排距离地下连续墙10米,其余井排间距20米,基坑内设置一排到三排井,基坑南侧周边用土钉墙护坡,并布置一排井点。
(5)整体降水设计概述:综上所述,新航站楼基坑降水设计结果为:北指廊1-8轴的东、西、北三侧采用地下连续墙护坡,并作为隔水帷幕,其南侧基坑边布置一排井点,基坑内部布置一到三排井点。中央大厅加深段西侧采用钻孔支护桩护坡,喷射井点降水,基坑其余部分均采用土钉墙护坡,周边布置一排轻型井点降水,基坑内布置三排井点降水。加深段的东、南、北三侧布设二级轻型井点降水。南指廊的基坑采用土钉墙护坡,周边布置一排轻型井点,基坑内布置一排轻型井点降水。
同时,为及时了解基坑内和基坑外地下水位动态变化情况,在基坑内外布置水位观测井,基坑内观测井布置于井排中央,每隔3~4组泵设置一个;基坑外以三个为一组,每个间距10米,共布置观测井48眼。
整个基坑共设计78组水泵抽水,基坑内40组,基坑四周38组,每组的有效井点为35个。
5.1.3.降水工程实施
5.1.3.1施工顺序
基坑一层土方开挖至31.0米标高,然后实施轻型井点降水,地下水位下降至26.5米标高后,开挖井排中间的土方,待水位下降至25.5米标高后,拔除基坑内井点,开挖剩余土方至26.0米标高。局部加深段处二步土方开挖至24.5米标高,布设轻型井点降水,待水位下降至18.8米标高后,开挖土方至19.3米。
5.1.3.2井点制作和运行
轻型井点间距为1.5米,每40根左右井点管为一组,井点管采用40mm直径的钢管,长10米,其中滤水管长1.5米,滤水管采用钢管上钻孔外包尼龙纱网和棕丝用铅丝缠紧,滤料采用0.5~1mm的粗砂或2~4mm的豆石。采用射流真空泵抽水,泵中的真空度保持在-0.70,确保井中水位在-6.5米。
在中央大厅西侧布置一排喷射井点,为避免支护桩与喷射井点的矛盾,将井点设在桩的中间,每两棵桩设一个。喷射井点的井点管采用12.5mm钢管,长18.0米,其中滤水管长3米,滤料采用2~4mm的豆石。井点间距2.4米,每30根一组。泵中的真空度保持在-1.70,确保井中水位在-15.5米。
轻型井点泵组剖面示意图
5.1.3.3降水施工管理
(1)成井和降水时间
95年11月中旬,9~88轴开始钻井成孔,9~51轴于12月6日始抽水,52~88轴于12月12日正式降水,1~9轴于12月中旬开始钻井成孔,12月下旬正式降水。
(2)冬期降水管理
降水工程跨越整个冬季,当气温下降至0℃以下时,降水设备就会受冻而影响降水效果,其中最易受冻的是弯连管和集水钢管,需要用岩棉被包裹采水管和弯连管保温。
(3)水位、水量观测
降水前观侧一次自然水位,降水开始后10天内,每天早晚各观测一次,以后每天观测一次。Q—T(水量—时间)、H—T(水位—时间)见下图。
(4)降水井点调整
96年1月中旬开始,开挖基坑内两排井点中间的土方,由31.0米开挖至27.3米标高,井点两侧6米内不开挖,作为车行道。2月下旬,基坑内地下水位下降至25.5米标高以下,根据降水观测和深入的水位预测、预报分析,拔除基坑内降水井点,保留基坑四周井点降水,同时加强降水管理工作,确保井点内水位在25.00米标高以下。
5.2.1.土钉墙施工方案
5.2.1.1土钉墙工程概况
在新航站楼基坑工程中,在基坑的四周大部分边坡采用土钉墙支护(除了北指廊东、西、北侧采用地下连续墙护坡,中央大厅局部加深段西侧采用钻孔支护桩护坡外),应用土钉墙2370延长米,面积29000平方米。
5.2.1.2土钉墙护坡设计
从自然地面到31米标高,采用1:0.5放坡,制作打入式土钉,采用φ16钢筋,长度1.5米,间距0.7×0.7米。在31.3米标高处,设置一道2.5米的注浆土钉。
在31.0米标高处留设1.8米宽的平台,从31米标高到26米标高采用75°边坡,做深度7—8米的注浆土钉,其水平间距1.5米,垂直间距1.3米,注浆土钉孔直径135mm,内置一根φ22钢筋。坡面和平台上上设置φ6间距200×200mm的钢筋网片(单层),然后喷射100mm厚的C10豆石混凝土。
土钉墙护坡坡脚与主体结构外皮预留2m间距。
5.2.1.3施工流程
土方开挖-→修坡-→定钉位-→成孔-→安设土钉-→注浆-→绑钢筋网-→焊井字连接钢筋-→喷射混凝土。
5.2.1.4施工工艺
(1)土方开挖与修坡:坚持分层分段开挖与快速支护的原则,自然地面到31.0米标高土体分两层开挖支护;从31米到26米标高,设计土钉共5层,土体分5步开挖河护坡。基坑支护周边采取多层次、小流水段的支护施工作业控制措施,每段20~40m,这样可以有效地在最短时间内完成对暴露出来的边坡进行喷锚支护。另外,在同一坡面分多层次支护,可以使边坡形成一个阶梯状,充分利用原状土对边坡的一定程度的支撑作用。挖土时应根据土质的不同情况,边坡预留0.1~0.3m厚的土体,由修坡人员用铲移至喷射混凝土的底面处。
(2)定位放线:孔位水平和竖向误差均不宜大于100mm;另外,每完成3层支护后,应对边坡斜率和进槽宽度进行控制性测量,以保证坡脚不吃建筑物外皮,并留有一定的施工作业空。
(3)土钉成孔:根据不同情况,采用螺旋钻、洛阳铲成孔,钻孔水平倾角13°~5°,遇障碍物时,倾角适当调整。
(4)安设土钉:在土钉上每隔2m焊接1组用φ6.5mm钢筋制作的对中支架,以确保土钉位于针孔中央,注浆管用细铁丝绑在距土坡面250~500mm处,成孔后及时插入土钉及注浆管。
(5)注浆:浆体用水泥浆,425普通硅酸盐水泥,水灰比1:0.5‰三乙醇胶早强剂。注浆采用VBJ-3型挤压式灰浆泵。注浆时在孔口部位设置止浆塞。在注浆过程中,边注浆边将注浆管向外拍出,并始终保持注浆管出口理于水泥浆体内,待浆液满溢后,重新在孔口进行封堵后及时进行压力注浆。注浆压力不小于0.3Mpa。待水泥浆自封堵外侧溢出时一面拔出浆管,一面再一次迅速封堵土钉孔口。
(6)挂钢筋网:本工程采用的是直径6.5mm单排双向、间距200mm的钢筋网片。钢筋网片按照每层支护高度也为1.5米。根部纵向钢筋插入全中200mm左右,以便在下1层钢筋网片铺设时保证有150mm的搭接长度。钢筋网捕好后,在土钉处焊上制作好的井字形连接钢筋架,井字架尺寸300mm×300mm,压住纵横方向全少3根钢筋网的钢筋。
(7)喷射混凝土:采用干作业喷射法,干拌合料在拌和时预加一定量的水,便于输送及喷射,并且喷出的混凝土基本上不出现粉尘,混凝土表面较光滑。喷嘴与受喷面距离技混凝土的回弹量和强度来确定,在0.6~1.2m之间,正常风压在0.15~0.20MPa之间。空压机风量不小于9m3/min,以防止堵管。为了保证施工时的喷射混凝土厚度达到规定值,在坡壁上垂直打入短钢筋段作为标志。配合比采用水泥:砂:石为1:2:2。采用425号普通硅酸盐水泥,中砂及粒径为10mm的击碎石,通过外加剂(减水剂和速凝剂)来调节所需的工作度和早强时间,混凝土的初凝时间和终凝时间分别控制在5min和10min左右。
(8)养护:本工程施工季节在秋冬季节,日环境最低温度高于5℃时,喷射混凝土采用自然养护;冬季施工,环境最低温度低于5℃,采用混凝土中掺加防冬剂,面层用岩面被覆盖保温养生。
5.3.钻孔支护桩施工方案
5.3.1.钻孔支护桩概况
在中央大厅的局部加深段部位,槽深15.2米,加深段西侧的边坡采用钻孔支护桩护坡,采用压浆桩做法。共有120延长米范围需要支护桩护坡,施工压浆桩101根。
5.3.2桩锚体系设计
钻孔桩的桩体直径600mm,桩顶位于31.0米标高,桩底位于15.0米标高,桩间距1.2米。采用两道锚杆拉结的桩锚体系,第一道锚杆位于29米标高,间距1.2米,长度21.6米,第二道锚杆位于23.5米标高,间距2.4米,长度20.0米。
桩体主筋配置为:向基坑外侧5φ25;向基坑内侧7φ25。箍筋为φ6.5@200。
5.3.3.支护桩施工安排
安排一台长螺旋钻机成孔作业,采用压浆桩工艺成桩。日夜作业,平均每24小时完成8根桩,完成全部101根桩,需要13天时间。支护桩施工劳动力安排,一个打桩作业机组共33个人(其中:项目经理1人,钻机司机2人,泥浆泵或黄河注浆车司机2人,倒灰搅水泥浆8人,清土8人,运填石子10人,补浆2人)。
施工钻孔桩时,从原始地面开始成孔,而桩顶位于地面以下-3.5米处(31.0米标高)。因此,要求桩体平面定位准确,-3.5米以上部位不得形成混凝土体,以免增加后期剔除混凝土的工作量。
5.3.4施工流程
清理现场-→支立钻机-→钻进成孔(同时水泥浆护壁)-→放钢筋笼-→投放石子-→压浆成桩。
5.3.5施工工艺
5.3.5.1施工范围内的地上、地下空中障碍物必须清理或改移。
5.3.5.2现场场地平整,保证钻机行走的安全,稳妥地支立钻机。
5.3.5.3按设计放线,定好桩位,钻孔前还应复核桩位,用长螺旋一次钻孔至预定深度,钻孔的垂直度偏差小于l%;在提钻的同时通过设在钻头的喷嘴向孔内压力喷浆至浆液达到没有塌孔危险的位置止;
5.3.5.4起钻后向孔内放置钢筋笼,用25钻机的起吊设备吊起钢筋笼,本放置于钻孔中央;随钢筋笼,设有一根直通孔底的压力注浆管;
5.3.5.5钻孔内投粗骨料,直到-3.5米位置(31米标高),投放粒料的粒径一般为2~5cm。粒料和浆液的体积比为石子:水泥浆1:0.77;
5.3.6利用压浆管,打入水泥浆,从孔底作多次补浆,直至浆液达到孔口不下降止。通常情况下首次注浆压力0~0.35MPa之间,多次补偿压力在0.0~0.7Mpa之间。
5.4地下连续墙施工方案
5.4.1地下连续墙概况
为避免新航站楼北指廊基坑降水和土方开挖影响九号滑行道和指挥塔台正常运行,拟在北指廊的东、西、北三侧采用地下连续墙护坡,连续墙起到挡土护坡和隔水帷幕的作用。地下连续墙共511延长米,4650立方米混凝土。
5.4.2.地下连续墙设计
为确保边坡土体的稳定,按照静止土压力理论计算土体侧压力,利用连续梁平衡法设计地下连续墙支护体系。进行墙体最大弯矩、嵌固深度和所需锚杆拉力计算,进行墙体配筋和锚杆拉力、配筋与长度设计。
设计结果如下:连续墙厚600mm,墙顶位于33.5米标高,墙底位于20或21米标高。墙体配筋为:基坑内侧φ25@200,基坑外侧φ18@200。土层锚杆直径135mm,内设3φ22的拉结筋,设在32.5米标高,其中北指廊东西两廊头的北侧94 延长米的墙体嵌入槽底以下6米,锚杆间距设为1米,锚杆长15米,其余部分的墙体嵌入槽底以下5米,锚杆间距1.5米,长度16米。
地下连续墙支护不预留肥槽,连续墙与地下室外墙净空间距仅10cm,这10cm内要做防水找平层、防水层和防水保护层,设计要求地下连续墙的施工垂直度要高于1.5‰。
地下连续墙一般按6米划分为一个槽段,间隔跳槽施工作业。
5.4.3 施工安排
安排一台液压抓掘机进场作业,采用BH—7液压抓斗,平均按每天完成三槽(每槽6延米,合计18延长米)计算,全部完成,需要29天工期。连续墙作业的专业人员组成如下:
地下连续墙主要作业人员
职 务
人 数
职 务
人 数
职 务
人 数
职 务
人 数
工程负责
1人
电气焊工
12人
测量人员
2人
搅浆机司机
4人
技术工程师
4人
对焊工
2人
抓斗司机
8人
顶升机司机
4人
质量工程师
2人
钢筋工
14人
起重机司机
6人
砼工
20人
总计人数: 69人
5.4.4施工流程:
施工准备
钢筋笼制作
泥浆制作
导墙制作
挖 槽
清槽换浆
安装接头管
吊放钢筋笼
泥浆处理
清洗导管
水下浇注混凝土
接头管顶拔
5.4.5施工工艺
5.4.5.1导墙设计与施工:
采用倒“L”型的钢筋砼导墙,导墙深1.5米,厚度0.2米,采用C20砼,导墙高出地面200mm,导墙侧面配筋为纵向筋f14@200,横向筋φ12@200;导墙顶面配筋f14@200×φ12@200,与侧面墙配筋顺接。
5.4.5.2护壁泥浆配合比设计及其测试。
新鲜泥浆配合比为: 膨润土6~10%,纯 碱1%,CMC0.1%。新制配泥浆储24小时,测试合格方可使用。储存泥浆每8小时,用空压机搅动一次。
使用泥浆过程中,随时注意泥浆液面,槽内泥浆面必须高于地下水位1.0m以上,并且不低于导墙顶面0.5m。发现漏失和粘度下降及时报告,以便及时补漏和补浆。
在清槽过程中应不断置换泥浆。清槽后测定槽底以上0.2~1.0m处的泥浆比重应小于1.2,含砂率不大于8%,粘度不大于28S。
5.4.5.3抓挖成槽
由于场地为粘粉土层,适合常规的BH-7液压抓掘机掘进成槽。抓槽前先进行单元槽段划分,基本单元槽段长6m,根据具体情况,合理调整。单元槽段编号,标注在导墙顶面。导墙顶面下注明“泥浆面”位置。
抓掘机就位,其履带与导墙轴线垂直。要求场地平整,主机位平稳,确保抓斗垂直。先开槽段抓挖宽度为7.5米,采取先两端后中间的顺序,挖槽抓斗对准导墙中心位置。
抓斗开始抓土时,随着深度增加注入泥浆,使泥浆面始终位于导墙顶面下0.3m。槽段开挖完毕,应检查槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度,合格后方可进行清槽换浆工作。
槽段开挖精度应符合下列要求:测定泥浆面下1.0m及槽底以上0.5m处泥浆比重,如比重大于1.2时,则进行清底,置换泥浆,清理槽底和置换泥浆结束1h后,检测槽底沉渣厚度,小于100mm为合格。
退出BH-7液压抓斗进行跳槽开挖。
5.4.5.4钢筋笼的制作与安装
钢筋笼应在槽段接头清刷、清槽、换浆合格后及时吊放入槽,并应对准槽段中心线缓慢沉入,不得强行入槽。
主筋混凝土保护层厚度不小于65mm。钢筋笼应设定位垫块,其深度方向间距为3~5m,每层设置2~3块。为保证钢筋笼的保护层厚度,可采用预制混凝土垫块绑扎在钢筋笼外侧的设计位置上。
为保证钢筋笼在起吊过程中具有足够的刚度,可采用加设斜撑和横撑补强,所有钢筋连接处应焊接或采用卡扣连接,确保在吊装和插入时不致变形和破坏。
为保证槽壁不塌,钢筋笼应在清槽换浆合格后3~4h以内完成吊装。钢筋笼底端应在0.5m范围内的厚度方向上做收口处理。
5.4.5.5水下混凝土灌注
设计砼标号C25,水灰比不大于0.6。砼具有良好的和易性,入孔时的坍落度宜为180~220mm,扩散度宜为340~380mm。每立方米混凝土中水泥用量为采用卵石时不宜少于370Kg,采用碎石时不宜少于400Kg。
在一个槽段内同时使用两根导管灌注时,其间距应不大于3m,导管距槽段端头不宜大于1.5m,槽内混凝土面应均衡上升,各导管处的混凝土表面的高差不宜大于0.3m,终浇混凝土面高程应高于设计要求0.5m,待凿去浮浆后使其能符合设计要求标高。
采用直径250mm的专用导管,导管总长度应大于槽深加槽孔上部高度,导管顺直、密封,使用前应试拼试压,试压压力0.6-1.0Mpa,灌注混凝土的隔水栓选用球胆。钢筋笼沉放就位后应及时灌注混凝土,导管储料斗内混凝土储量应保证开始灌注混凝土时埋管深度不小于500mm;
水下混凝土灌注应均匀连续,因故中断灌注时间不得超过30min;导管随灌注应逐节提升,其埋入混凝土深度应为2~4m,混凝土灌注速度不小于2m/h;
应有专人每30min测量一次导管埋深及管外混凝土面高度,每2h测量一次导管内混凝土面高度。混凝土应连续灌注不得中断,间歇时间任何情况下不得超过30min。
随着混凝土的上升,要适时提升和拆卸导管。提升导管时应避免碰撞挂钢筋笼;置换出的泥浆应及时处理,不得溢出地面;
5.4.5.6施工接头
地下连续墙各墙幅间竖向接头采用圆型钢制锁口管,其直径为600mm。在先开槽段抓掘完成后,吊放锁口管,采用50吨起重机吊放,锁口管紧贴槽端,垂直、缓慢沉放,不得碰撞槽壁和强行入槽,锁口管沉入槽底300~500mm。
采用专门的起拔千斤顶,起拔锁口管。在混凝土灌注2~3h后应进行第一次起拔,以后每30min提升一次,每次50~100mm,直到终凝后全部拔出。锁口管起拔后应及时清洗干净。
灌注混凝土时不得位移和发生混凝土绕管现象。后继槽段开挖后,应对前槽段竖向接头进行清刷,清除附着土渣、泥浆等物。
5.5土方开挖工程
5.5.1土方挖运工程概况
基坑土方开挖分三层(局部加深段分为四层),第一层从自然地面挖到31米标高,第二层从31米挖到28米标高,第三层从28米挖到26米标高,局部加深段的第三层土方从28米挖到24米标高,第四层从24米挖到19.3米标高。基坑开挖土方总量84万立方米。
5.5.2马道设置。由于土方量大,为及时将土方运出,整个基坑分5个区段,设置8处马道挖运。因为土方运输出入口设于基坑东南角,因此,马道主要设于基坑东侧。
5.5.3分层开挖。由于基坑内地下水位高,为配合降水,基坑分层开挖,共分三层开挖,局部加深段分四层开挖。
5.5.3.1第一层:摘帽、挖至标高31.00米,采用全面摘帽的方法。
5.5.3.2第二层:挖至标高28.00米,中间没有摘帽的土方也一次挖至同一标高。边坡附近为配合土钉墙施
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