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摘要:基坑工程是建筑工程的一个重要组成部分,基坑工程的成败事关工程全局。随着高层建筑的发展,基坑工程的规模也迅速发展,我国基坑工程技术也取得了重大进展。
关键词:基坑工程砼施工支撑土方开挖
1工程概况
某广场工程为钢筋砼框筒结构,I期Tl主楼高16层,箱形基础,基础底板厚3.3m,内配主筋φ40,砼方量为8000m3,B4箱体高度4.0m,内配主筋φ32,砼方量5900m3。Ⅱ期裙房五层,底板厚2m,内配主筋φ32,砼方量为19888m3。钢筋全部采用锥螺纹接头配合少量冷压套筒连接,底板砼强度等级C40,抗渗S8,裙房与主楼以及裙房各区基础之间,留有后浇带。后浇带宽度按设计要求分别为5.6m和3m,详见图1。各块基础底板砼浇筑均采用一次性连续浇捣方案。
图1
本工程地处闹市中心,四周高层众多,西侧20m、西南面35m都为大酒店,东侧20m为在建已接近封顶的商城。基坑距道路相当近,行人众多,地下管线复杂,包括各种电缆线、雨水管、蒸汽管和煤气管等,尤其北侧农贸市场,其地下煤气管距基坑仅6~8m,基坑开挖后如何确保这些管线的安全性,显然很重要。
2基坑支撑及土方开挖施工
有围护的基坑开挖,是一项集降水、开挖与支撑三者交叉施工的综合工程,一定要按照事先设计的工况要求和施工组织设计要求精心施工。土方开挖的顺序和方法必须与设计工况相一致,并遵循“开槽支撑、先撑后挖、严禁超挖”的原则。同时,应当尽量缩短基坑无支撑暴露的时间。对于大宽度、不规则的深基坑开挖,考虑时空效应,宜采用盆式开挖,在每层开挖中先开挖中间土方,留下基坑内侧一圈抵住挡墙的土堤,在开挖好中间部分的土体后,及时安装好中间部分的支撑,再依次将其中一根支撑两端处对称的两段一定长度的土堤,同时在限定时间内挖除,并将该支撑两端接长至顶住挡墙,这样可使大宽度不规则的深基坑也可利用时空效应规律控制基坑变形。根据上述原则和要求,对于某深基坑施工的各个工序采用了相应的措施,具体如下:
2.1降水
本工程地下水位较高,为满足整个基坑各挖土阶段的降水要求,基坑降水采用浅层降水与深层降水相结合的方法,通过采用深井井点对深层土体的长期降水和采用喷射井点及轻型井点对浅层土体的短期降水,降低基坑范围內的地下水位,固结土体,使地下水位降至坑底以下lm左右。根据基坑面积和单口井点作用范围,坑内共布置51口深井泵,7口喷射井点、轻型井点。全部井点打设结束后,经过两个星期的预降水,在挖土之前,拔除喷射井点及轻型井点,保留深井井点,待工程完工后封闭。
2.2支撑施工及土方开挖
2.2.1钢栈桥安装
因基坑的开挖深度较大,且占地面积较大,故在挖土前打设三座栈桥,供挖土机械使用。在栈桥钢平台四周及放坡区进行压密注浆,加固土体。栈桥待第一层土方开挖后,露出立柱就可安装,将立柱割至设计标高后,烧焊钢梁、路基箱,形成第一跨。栈桥架设同支撑施工同步进行或在支撑砼养护期内进行,以减少对挖土工期的影响,随挖土深度的增加逐跨架设向前延伸,剪刀撑做到随挖随撑,保证栈桥稳定。
2.2.2支撑施工及土方开挖
挖土分I、H区施工,I区第一层挖土结束后,开挖H区第一层土,满足I、H区踏步形挖土放坡要求。挖第一层土时,挖土区全面开工,用路基箱铺设汽车道路,用2m3挖机直接装土外运,挖土面标高控制在每一道钢筋砼支撑底以上10cm,利用人工修平至设计标高,随后进行支撑的施工。待第一道钢筋砼支撑达到强度后,开始挖第二层土,先用土将砼支撑覆盖,铺上路基箱,2m,挖机在作业时,保证力不直接作用在支撑上。同时强调机械停在支撑上时,不允许掏空支撑底部土体。按以上方法逐层深入,完成上三层及主楼上四层的土体开挖及支撑施工。
最后,在挖的裙房第四层及主楼第五层土时,因工程桩的根数较多并且较
为密集(主楼区桩净距为1.6m,裙房区为4m,呈梅花形),故采用0.15m3挖机
在桩密集区域和转角处掏土,同时配合人工凿桩及铲土;lm3挖土机停在中间或
土墩上挖土接力,2耐挖机停在钢平台上装车,当机械挖不到时,配备大量人工
进行挖土。基坑挖土和支撑施工完成实景情况。
3基础底板大体积砼施工
3.1施工部署及材料供应
(1)所有砼均采用商品砼,利用汽车泵接水平管进行浇捣。所有商品砼由搅拌站集中提供,砼标号C40,抗渗S8,各个搅拌站在拌制商品砼时,统一使用同一种低水化热的水泥,同一种砼配合比,粉煤灰的掺量、品种、全部统一,确保到场的砼的一致性。
(2)砼浇捣前,在基坑边搭设临时砼浇筑总指挥台,对现场上的泵车、拌车供料及劳动力高度、砼质量控制,浇捣方量统计等各方面进行统一的有条不紊的指挥控制。同时对现场泵车及砼搅拌车进行统一编号,分清砼标号,做出标识,以利调度指挥。
(3)浇捣顺序及施工机械设备安排。
①整个底板砼浇导的施工流程如下:
主楼3.3m承台→B4箱体→H块2m承台→C块2m承台→B、D块2m承台→A块2m承台。
②主楼3.3m基础底板砼浇筑时采用6台汽车泵(另有二台备用泵)接水平管进行浇捣,85辆搅拌车进行砼运输,浇捣方向由南向北。
③裙房H块2.2m底板砼浇捣采用4台汽车泵接水平管进行浇捣,方向由东向西;C块浇捣采用3台汽车泵接水平管进行浇捣,方向由西向东;B、D块浇捣采用6台汽车泵接水平管进行浇捣,方向由南向北;A块砼浇捣采用9台汽车泵接水平管进行浇捣,方向由南向北。
3.2砼浇筑的技术措施
(1)砼泵送要求
①每台泵车正式输送砼前,应配置1:2的水泥砂浆0.5m3作为润滑输送泵管作用,并在泵车试车正常后方可供料。
②每台泵车有专人操作,服从指挥台统一指挥,按前台要求放慢或加快泵送速度。
③在砼供应不上时,不能长时间的停止泵送,(不超过十五分钟)一般作间隔推动,防止泵管阻塞。
④泵车出料口出料时,砼不得对准墙柱插筋冲击,避免插筋位移。使用振动器人员全部戴绝缘手套,穿橡胶鞋,电箱要装漏电装置。
(2)混凝浇筑方法
①本工程采用斜面分层的浇筑方法。对于3.3m厚和2m厚的基础底板分别分七步和四步浇筑到顶,斜面每层浇捣厚度不超过50OInln,并要保证上层砼覆盖已浇砼的时间不得超过砼初凝时间。通过将基础底板进行分段、分条、分层,使砼以同一坡度(1:6-1:10),薄层浇筑,循序推进,一次到顶。
②砼浇筑时采用高频插入式振捣器,每台泵车出料口设四个振点,均匀分布在砼流淌坡度范围,三个振点在钢筋面上,一个振点在二层钢筋之间。振捣时,振点呈梅花形,每点间距不大于50cm,振捣必须及时、到位,不得漏振,振上层砼时,震捣器须插入下层砼面内5cm。
③砼在浇筑振捣过程中的大量泌水必须及时排除。在砼浇捣时,有意识的向东北角收头(H区为西北角)在此部位已事先挖好集水井,集中将泌水抽至坑外。
④砼表面处理。采用二次抹压,闭合砼初期出现的裂缝,浇筑后1-2h,开始进行表面处理,先按标高用刮尺刮平,初凝前用木蟹打磨,待砼收缩后,再用木蟹施以二次抹压搓平,以闭合收缩裂缝,然后覆盖塑料薄膜和草袋养护。实践证明,二次抹压是防止砼表面干燥与收缩裂缝的较好方法。
(3)砼的保湿控温养护
基础底板砼养护采用上下两层不透水、气的塑料薄膜和中间两层草袋进行保湿和控温养护。当人走上无鞋印时,即可覆盖薄膜和草包,薄膜搭接15cm,
草包交错搭接覆盖。砼表面按先一层薄膜、再两层草袋、在加一层薄膜进行覆盖。包括墙柱插筋中间部分均仔细覆盖,并按实际测温情况调整覆盖要求,砼中心由水化热产生的温度与砼表面温度温差控制在25℃以内。
4总结
随着经济建设的发展和人们生活水平的提高,近年来我国的各类建筑工程得到了飞速发展。为保证深基坑施工、主体地下结构的安全与周围环境不受损害,都要进行基坑支护、降水和开挖,并进行相应的勘察、设计、施工和监测等工作,这项综合性的工程就称为深基坑工程。基坑工程是土力学基础工程中一个传统课题,同时又是一个综合性的岩土工程问题,既涉及土力学中典型的强度、稳定与变形问题,同时还涉及土与支护结构的共同作用问题。总体上,深基坑工程应当满足以下基本的技术要求:
(1)安全可靠性。要保证基坑工程本身的安全以及周围环境的安全。
(2)经济合理性。要在支护结构安全可靠的前提下,从工期、材料、设备、人工以及环境保护等多方面综合研究其经济合理性。
(3)施工便利性和工期保证性。在安全可靠和经济合理的条件下,最大限度地满足施工便利和缩短工期的要求。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:基坑工程砼施工支撑土方开挖
1工程概况
某广场工程为钢筋砼框筒结构,I期Tl主楼高16层,箱形基础,基础底板厚3.3m,内配主筋φ40,砼方量为8000m3,B4箱体高度4.0m,内配主筋φ32,砼方量5900m3。Ⅱ期裙房五层,底板厚2m,内配主筋φ32,砼方量为19888m3。钢筋全部采用锥螺纹接头配合少量冷压套筒连接,底板砼强度等级C40,抗渗S8,裙房与主楼以及裙房各区基础之间,留有后浇带。后浇带宽度按设计要求分别为5.6m和3m,详见图1。各块基础底板砼浇筑均采用一次性连续浇捣方案。
图1
本工程地处闹市中心,四周高层众多,西侧20m、西南面35m都为大酒店,东侧20m为在建已接近封顶的商城。基坑距道路相当近,行人众多,地下管线复杂,包括各种电缆线、雨水管、蒸汽管和煤气管等,尤其北侧农贸市场,其地下煤气管距基坑仅6~8m,基坑开挖后如何确保这些管线的安全性,显然很重要。
2基坑支撑及土方开挖施工
有围护的基坑开挖,是一项集降水、开挖与支撑三者交叉施工的综合工程,一定要按照事先设计的工况要求和施工组织设计要求精心施工。土方开挖的顺序和方法必须与设计工况相一致,并遵循“开槽支撑、先撑后挖、严禁超挖”的原则。同时,应当尽量缩短基坑无支撑暴露的时间。对于大宽度、不规则的深基坑开挖,考虑时空效应,宜采用盆式开挖,在每层开挖中先开挖中间土方,留下基坑内侧一圈抵住挡墙的土堤,在开挖好中间部分的土体后,及时安装好中间部分的支撑,再依次将其中一根支撑两端处对称的两段一定长度的土堤,同时在限定时间内挖除,并将该支撑两端接长至顶住挡墙,这样可使大宽度不规则的深基坑也可利用时空效应规律控制基坑变形。根据上述原则和要求,对于某深基坑施工的各个工序采用了相应的措施,具体如下:
2.1降水
本工程地下水位较高,为满足整个基坑各挖土阶段的降水要求,基坑降水采用浅层降水与深层降水相结合的方法,通过采用深井井点对深层土体的长期降水和采用喷射井点及轻型井点对浅层土体的短期降水,降低基坑范围內的地下水位,固结土体,使地下水位降至坑底以下lm左右。根据基坑面积和单口井点作用范围,坑内共布置51口深井泵,7口喷射井点、轻型井点。全部井点打设结束后,经过两个星期的预降水,在挖土之前,拔除喷射井点及轻型井点,保留深井井点,待工程完工后封闭。
2.2支撑施工及土方开挖
2.2.1钢栈桥安装
因基坑的开挖深度较大,且占地面积较大,故在挖土前打设三座栈桥,供挖土机械使用。在栈桥钢平台四周及放坡区进行压密注浆,加固土体。栈桥待第一层土方开挖后,露出立柱就可安装,将立柱割至设计标高后,烧焊钢梁、路基箱,形成第一跨。栈桥架设同支撑施工同步进行或在支撑砼养护期内进行,以减少对挖土工期的影响,随挖土深度的增加逐跨架设向前延伸,剪刀撑做到随挖随撑,保证栈桥稳定。
2.2.2支撑施工及土方开挖
挖土分I、H区施工,I区第一层挖土结束后,开挖H区第一层土,满足I、H区踏步形挖土放坡要求。挖第一层土时,挖土区全面开工,用路基箱铺设汽车道路,用2m3挖机直接装土外运,挖土面标高控制在每一道钢筋砼支撑底以上10cm,利用人工修平至设计标高,随后进行支撑的施工。待第一道钢筋砼支撑达到强度后,开始挖第二层土,先用土将砼支撑覆盖,铺上路基箱,2m,挖机在作业时,保证力不直接作用在支撑上。同时强调机械停在支撑上时,不允许掏空支撑底部土体。按以上方法逐层深入,完成上三层及主楼上四层的土体开挖及支撑施工。
最后,在挖的裙房第四层及主楼第五层土时,因工程桩的根数较多并且较
为密集(主楼区桩净距为1.6m,裙房区为4m,呈梅花形),故采用0.15m3挖机
在桩密集区域和转角处掏土,同时配合人工凿桩及铲土;lm3挖土机停在中间或
土墩上挖土接力,2耐挖机停在钢平台上装车,当机械挖不到时,配备大量人工
进行挖土。基坑挖土和支撑施工完成实景情况。
3基础底板大体积砼施工
3.1施工部署及材料供应
(1)所有砼均采用商品砼,利用汽车泵接水平管进行浇捣。所有商品砼由搅拌站集中提供,砼标号C40,抗渗S8,各个搅拌站在拌制商品砼时,统一使用同一种低水化热的水泥,同一种砼配合比,粉煤灰的掺量、品种、全部统一,确保到场的砼的一致性。
(2)砼浇捣前,在基坑边搭设临时砼浇筑总指挥台,对现场上的泵车、拌车供料及劳动力高度、砼质量控制,浇捣方量统计等各方面进行统一的有条不紊的指挥控制。同时对现场泵车及砼搅拌车进行统一编号,分清砼标号,做出标识,以利调度指挥。
(3)浇捣顺序及施工机械设备安排。
①整个底板砼浇导的施工流程如下:
主楼3.3m承台→B4箱体→H块2m承台→C块2m承台→B、D块2m承台→A块2m承台。
②主楼3.3m基础底板砼浇筑时采用6台汽车泵(另有二台备用泵)接水平管进行浇捣,85辆搅拌车进行砼运输,浇捣方向由南向北。
③裙房H块2.2m底板砼浇捣采用4台汽车泵接水平管进行浇捣,方向由东向西;C块浇捣采用3台汽车泵接水平管进行浇捣,方向由西向东;B、D块浇捣采用6台汽车泵接水平管进行浇捣,方向由南向北;A块砼浇捣采用9台汽车泵接水平管进行浇捣,方向由南向北。
3.2砼浇筑的技术措施
(1)砼泵送要求
①每台泵车正式输送砼前,应配置1:2的水泥砂浆0.5m3作为润滑输送泵管作用,并在泵车试车正常后方可供料。
②每台泵车有专人操作,服从指挥台统一指挥,按前台要求放慢或加快泵送速度。
③在砼供应不上时,不能长时间的停止泵送,(不超过十五分钟)一般作间隔推动,防止泵管阻塞。
④泵车出料口出料时,砼不得对准墙柱插筋冲击,避免插筋位移。使用振动器人员全部戴绝缘手套,穿橡胶鞋,电箱要装漏电装置。
(2)混凝浇筑方法
①本工程采用斜面分层的浇筑方法。对于3.3m厚和2m厚的基础底板分别分七步和四步浇筑到顶,斜面每层浇捣厚度不超过50OInln,并要保证上层砼覆盖已浇砼的时间不得超过砼初凝时间。通过将基础底板进行分段、分条、分层,使砼以同一坡度(1:6-1:10),薄层浇筑,循序推进,一次到顶。
②砼浇筑时采用高频插入式振捣器,每台泵车出料口设四个振点,均匀分布在砼流淌坡度范围,三个振点在钢筋面上,一个振点在二层钢筋之间。振捣时,振点呈梅花形,每点间距不大于50cm,振捣必须及时、到位,不得漏振,振上层砼时,震捣器须插入下层砼面内5cm。
③砼在浇筑振捣过程中的大量泌水必须及时排除。在砼浇捣时,有意识的向东北角收头(H区为西北角)在此部位已事先挖好集水井,集中将泌水抽至坑外。
④砼表面处理。采用二次抹压,闭合砼初期出现的裂缝,浇筑后1-2h,开始进行表面处理,先按标高用刮尺刮平,初凝前用木蟹打磨,待砼收缩后,再用木蟹施以二次抹压搓平,以闭合收缩裂缝,然后覆盖塑料薄膜和草袋养护。实践证明,二次抹压是防止砼表面干燥与收缩裂缝的较好方法。
(3)砼的保湿控温养护
基础底板砼养护采用上下两层不透水、气的塑料薄膜和中间两层草袋进行保湿和控温养护。当人走上无鞋印时,即可覆盖薄膜和草包,薄膜搭接15cm,
草包交错搭接覆盖。砼表面按先一层薄膜、再两层草袋、在加一层薄膜进行覆盖。包括墙柱插筋中间部分均仔细覆盖,并按实际测温情况调整覆盖要求,砼中心由水化热产生的温度与砼表面温度温差控制在25℃以内。
4总结
随着经济建设的发展和人们生活水平的提高,近年来我国的各类建筑工程得到了飞速发展。为保证深基坑施工、主体地下结构的安全与周围环境不受损害,都要进行基坑支护、降水和开挖,并进行相应的勘察、设计、施工和监测等工作,这项综合性的工程就称为深基坑工程。基坑工程是土力学基础工程中一个传统课题,同时又是一个综合性的岩土工程问题,既涉及土力学中典型的强度、稳定与变形问题,同时还涉及土与支护结构的共同作用问题。总体上,深基坑工程应当满足以下基本的技术要求:
(1)安全可靠性。要保证基坑工程本身的安全以及周围环境的安全。
(2)经济合理性。要在支护结构安全可靠的前提下,从工期、材料、设备、人工以及环境保护等多方面综合研究其经济合理性。
(3)施工便利性和工期保证性。在安全可靠和经济合理的条件下,最大限度地满足施工便利和缩短工期的要求。
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