论文部分内容阅读
摘要:某基坑工程由于周边环境良好,周边无重要建筑物,基坑工程可選择了二级放坡方案,坡边及坑内采用轻型井点降水;由于厚层填土及明、暗浜较多,需要适当加强围护结构;因基坑地下水不稳定,选择了有效的降水方案;坑底以下的淤泥质粉质粘土,对基坑稳定性不利,土方开挖过程中可能产生隆起,选择了分层开挖形式。同时,该基坑施工全过程进行了质量控制,采取了信息化监测技术,确保了基坑及周边环境的安全。
关键词:基坑;安全;工艺选择;施工;质量控制;喷射混凝土;降水;开挖
引言:
基坑工程的建设应当针对其主要特点,在注重安全因素的同时,兼顾所选工艺的经济合理性与施工便捷性,最终确定的工艺在实际施工中,能够极大地节省工期、降低施工造价,取得良好的施工质量与经济效益。本文将结合具体工程实例,对基坑工程工艺的选择及其施工质量展开具体探讨与论述。
一、工程概况
上海纳诺医药化工设备有限公司1#标准厂房地下车库基坑工程由1#、2#标准厂房、1幢办公楼、1幢门卫及一座地下车库等组成。地下车库基坑设计总深4.0m,基坑开挖面积约4074m2,周长约273m。
二、基坑的特点分析
(一)周边环境良好
拟建场地均为空地,周边环境较为简单。东侧为本工程规划用地范围,地下车库距该侧基地用地红线最近距离约48.0m,目前此范围内无任何建筑(构)物。南侧为本工程规划用地范围,地下车库距该侧基地红线最近距离约8.70m。北侧为本工程待建2#标准厂房(5F),地下车库距其最近约约12.0m,2#厂房无地下室,与1#标准厂房地下车库基坑高差约2.70m。西侧为空地,地下室基础距离用地红线约6.70m。
(二)地质条件不良
暗浜:场地分布有暗浜,现已换填,主要由粘性土组成,夹碎石子、碎砖块等,厚约3.20~3.70m,土质松散、不均,对本工程基础施工和基坑围护有较大影响。
坑底软土:对本基坑有直接影响的为浅部土层中的地下水属于潜水类型,其水位动态变化主要受控于大气降水和地面蒸发。勘察期间,实测地下水稳定水位埋深在0.90~1.30m之间,相应标高为2.34~2.88m。基坑坑底以下的第③层淤泥质粉质粘土,该层土呈饱和流塑状,对基坑稳定性不利,土方开挖难度较大。
(三)开挖安全与施工质量要求较高
安全、合理有步序的进行土方开挖是基坑围护成败的关键因素之一,本工程基坑开挖范围内土质较差,应分层开挖,分层厚度不大于1.5m。由于工程质量要求较高,在施工中,必须进行有效的质量控制。
三、基坑支护结构的工艺选择
针对上述工程特点与潜在的施工难点,对基坑支护体系选择了科学合理的设计方案,采取了高效的施工工艺。
(一)基坑支护体系的选择依据
1.支护结构设计的整体思路与原则
基坑支护结构是个系统工程,不仅要保证受力合理,而且要施工方便、工期节省。基坑围护方案设计遵循以下原则:
⑴安全原则。安全是基坑支护结构设计与施工的首要原则,一旦存在重大安全隐患,则很有可能为基坑带来巨大的经济损失;
⑵经济合理原则。在注重安全因素的同时,基坑支护结构应当能够有效节省造价,过于安全但太浪费的方案也不符合市场经济要求。
⑶施工方便原则。除安全与经济原则植物,还应当考虑施工的方便性,施工的方便性可以在施工中节省工期、降低施工造价。
2.围护体系的选型
由于周边环境良好,对于开挖深度为3.50m、局部4.00~5.00m左右的基坑,考虑周边无重要建筑物,故本设计采用二级放坡方案,坡边及坑内采用轻型井点降水。
3.围护体系方案的确定
由于地质条件不良,整个基坑采用二级放坡,第一层坡高1.50m,第二级坡高2.50m,坡比均为1:2;2#厂房基础与本基坑高差2.5m,采用一级放坡,坡比1:2,坡面喷射60mm厚C20混凝土,铺设?6.5@250双向钢筋网片。基坑支护方如图1。
本工程采用轻型井点降水,共计13套降水井,其中基坑二级平台上设置一封闭降水系统,共计7套,基坑内设4套降水井,井点管间距1.20m,基坑内布置8口深井降水井,井深10.0m,用于土方开挖期间的疏干降水及地下结构施工期间的地下室抗浮。
四、基坑围护体系的施工工艺
(一)喷射混凝土面层施工工艺及其质量控制
1.喷射混凝土面层施工工艺
放坡坡面挂网喷护:坡面喷射C20砼,厚度见各剖面,分2次喷射,细石砼面层,建议配合比(重量比)为:水泥:砂子:细石=1:2:2,以配合比通知单为准,细石最大粒径不大于12mm,喷射压力为0.3~0.5Mpa。
为确保喷射作业的安全,保证混凝土与围岩成为一体,喷射时喷头与受喷面保持垂直,距离宜为600~1000mm;从喷嘴中喷出的混凝土以适当冲击速度,与受喷面直角喷射,压缩性最佳。对软土层,采用钢筋网进行加强,坡面钢筋网与一次喷射混凝土壁间间隙宜为30mm,确保联合支护体系的安装稳定、牢靠。
基坑顶部设置1.5m的宽喷射混凝土护顶,喷射作业应分段分片依次进行,喷射顺序应自下而上。喷射砼终凝2h后喷水养护,养护时间5~7天。
2.喷射混凝土面层施工质量检测
喷射混凝土面层厚度进行检测,每500平米喷射混凝土面积的检测数量不应少于一组,每组的检测点不应少于3个;全部检测点的面层厚度平均值不应小于厚度设计值,最小厚度不应小于厚度设计值的80%。
(二)降水施工工艺
1.轻型井点降水施工工艺
轻型井点具有成本低、施工布置比较便捷的优点。考虑到本基坑的面积较大,需要设置多套轻型井点降水系统。降水施工过程中应注意以下问题: (1)挖土施工时,必须对井管進行保护,以保证降水。(2)施工过程中必须保证各连接部位密封、可靠不漏气。(3)降水过程中应注重观测坑内外水位的变化,如有因为地下围护结构渗漏或其他不明原因而引起的坑外水位下降超过规定值时,应立即控制抽水力度或者停抽。(4)在坑底混凝土垫层浇捣前后,根据降水实际效果,即可拆除降水井点和输水管路,滤头拔除后的滤孔洞用砂石碎块填平夯实。
2.深井降水施工工艺
基坑中部布置8口深井降水井,一方面起到疏干土体作用,另一方面防止地下室施工期间的抗浮要求。(1)拟200m2设置一口疏干井,疏干井降水应在基坑开挖前15~30天或更早进行,以保证有效降低开挖土体中的含水量,确保基坑开挖施工的顺利进行。(2)根据开挖进度,井内水位应控制在基坑开挖面以下0.5m深度内。(3)管井采用直径315mm波纹管(管壁开孔直径10mm,间距100*100,呈梅花状布置),间距约12m,共布设8口井;降水井深10.0m,井壁空隙内填1~5mm绿豆砂。(4)待地下室施工至0.00后方可进行封井。
3.土方分层开挖工艺及其质量控制措施
基坑开挖应按照分层、分段、分块、对称、平衡、限时的方法确定开挖顺序,基坑开挖前,支护结构、基坑土体加固、降水应达到设计和施工要求,见图2。土方挖掘机、运输车辆等直接进入基坑进行施工作业时,应采取保证坡道稳定的措施,坡道坡度不宜大于1:8,坡道宽度应满足车辆行驶要求。采用全面分层开挖或者台阶式分层开挖的方式,基坑内部临时坡体应不大于1:2,且在土方开挖过程中挖土高差不得大于2m。
机械进出口通道应铺设路基箱扩散压力或局部加固地基。除井点降水措施外,地面及坑内应设排水措施,及时排除雨水及地面流水。机械挖土时,坑底以上200mm~300mm范围内的土方应采用人工修底的方式挖除。基坑开挖至坑底标高应及时进行垫层施工,垫层应浇筑到基坑围护墙边,围护墙无垫层暴露长度不得大于25m。
五、基坑信息化施工,确保周边环境安全
为有效防范基坑工程施工对工程周边环境及基坑围护本身的危害,采用先进、可靠的仪器及有效的监测方法。在围护结构施工前,测得初读数。基坑降水及开挖期间,主要对边坡水平垂直位移、土体深层水平位移、周边道路、地表沉降、地下水位等进行了观测,一日一测,在基坑施工期间的观测间隔,可视测得的位移及内力变化情况加长或减短。对基坑围护体系和周围环境的变形情况进行监控,为工程实行动态化设计和信息化施工提供所需的数据,从而使工程处于受控状态,确保基坑及周边环境的安全。
六、结语
上海纳诺医药化工厂房地下车库基坑工程通过采用上述施工工艺,确保了基坑的安全,极大地提高了施工效率,避免了不必要的返工现象,控制了人工成本,取得了良好的施工质量与经济效益。本文对这一成功案例的分享,期望能为今后此类工程的施工提供一定的案例借鉴与参考。
参考文献:
[1]刘涛,杨国伟,刘国彬.基坑围护结构施工方案的优选[J].岩土工程学报.2011(S1)
[2]褚衍标.软土地区基坑施工工艺研究[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版).2012(04)
关键词:基坑;安全;工艺选择;施工;质量控制;喷射混凝土;降水;开挖
引言:
基坑工程的建设应当针对其主要特点,在注重安全因素的同时,兼顾所选工艺的经济合理性与施工便捷性,最终确定的工艺在实际施工中,能够极大地节省工期、降低施工造价,取得良好的施工质量与经济效益。本文将结合具体工程实例,对基坑工程工艺的选择及其施工质量展开具体探讨与论述。
一、工程概况
上海纳诺医药化工设备有限公司1#标准厂房地下车库基坑工程由1#、2#标准厂房、1幢办公楼、1幢门卫及一座地下车库等组成。地下车库基坑设计总深4.0m,基坑开挖面积约4074m2,周长约273m。
二、基坑的特点分析
(一)周边环境良好
拟建场地均为空地,周边环境较为简单。东侧为本工程规划用地范围,地下车库距该侧基地用地红线最近距离约48.0m,目前此范围内无任何建筑(构)物。南侧为本工程规划用地范围,地下车库距该侧基地红线最近距离约8.70m。北侧为本工程待建2#标准厂房(5F),地下车库距其最近约约12.0m,2#厂房无地下室,与1#标准厂房地下车库基坑高差约2.70m。西侧为空地,地下室基础距离用地红线约6.70m。
(二)地质条件不良
暗浜:场地分布有暗浜,现已换填,主要由粘性土组成,夹碎石子、碎砖块等,厚约3.20~3.70m,土质松散、不均,对本工程基础施工和基坑围护有较大影响。
坑底软土:对本基坑有直接影响的为浅部土层中的地下水属于潜水类型,其水位动态变化主要受控于大气降水和地面蒸发。勘察期间,实测地下水稳定水位埋深在0.90~1.30m之间,相应标高为2.34~2.88m。基坑坑底以下的第③层淤泥质粉质粘土,该层土呈饱和流塑状,对基坑稳定性不利,土方开挖难度较大。
(三)开挖安全与施工质量要求较高
安全、合理有步序的进行土方开挖是基坑围护成败的关键因素之一,本工程基坑开挖范围内土质较差,应分层开挖,分层厚度不大于1.5m。由于工程质量要求较高,在施工中,必须进行有效的质量控制。
三、基坑支护结构的工艺选择
针对上述工程特点与潜在的施工难点,对基坑支护体系选择了科学合理的设计方案,采取了高效的施工工艺。
(一)基坑支护体系的选择依据
1.支护结构设计的整体思路与原则
基坑支护结构是个系统工程,不仅要保证受力合理,而且要施工方便、工期节省。基坑围护方案设计遵循以下原则:
⑴安全原则。安全是基坑支护结构设计与施工的首要原则,一旦存在重大安全隐患,则很有可能为基坑带来巨大的经济损失;
⑵经济合理原则。在注重安全因素的同时,基坑支护结构应当能够有效节省造价,过于安全但太浪费的方案也不符合市场经济要求。
⑶施工方便原则。除安全与经济原则植物,还应当考虑施工的方便性,施工的方便性可以在施工中节省工期、降低施工造价。
2.围护体系的选型
由于周边环境良好,对于开挖深度为3.50m、局部4.00~5.00m左右的基坑,考虑周边无重要建筑物,故本设计采用二级放坡方案,坡边及坑内采用轻型井点降水。
3.围护体系方案的确定
由于地质条件不良,整个基坑采用二级放坡,第一层坡高1.50m,第二级坡高2.50m,坡比均为1:2;2#厂房基础与本基坑高差2.5m,采用一级放坡,坡比1:2,坡面喷射60mm厚C20混凝土,铺设?6.5@250双向钢筋网片。基坑支护方如图1。
本工程采用轻型井点降水,共计13套降水井,其中基坑二级平台上设置一封闭降水系统,共计7套,基坑内设4套降水井,井点管间距1.20m,基坑内布置8口深井降水井,井深10.0m,用于土方开挖期间的疏干降水及地下结构施工期间的地下室抗浮。
四、基坑围护体系的施工工艺
(一)喷射混凝土面层施工工艺及其质量控制
1.喷射混凝土面层施工工艺
放坡坡面挂网喷护:坡面喷射C20砼,厚度见各剖面,分2次喷射,细石砼面层,建议配合比(重量比)为:水泥:砂子:细石=1:2:2,以配合比通知单为准,细石最大粒径不大于12mm,喷射压力为0.3~0.5Mpa。
为确保喷射作业的安全,保证混凝土与围岩成为一体,喷射时喷头与受喷面保持垂直,距离宜为600~1000mm;从喷嘴中喷出的混凝土以适当冲击速度,与受喷面直角喷射,压缩性最佳。对软土层,采用钢筋网进行加强,坡面钢筋网与一次喷射混凝土壁间间隙宜为30mm,确保联合支护体系的安装稳定、牢靠。
基坑顶部设置1.5m的宽喷射混凝土护顶,喷射作业应分段分片依次进行,喷射顺序应自下而上。喷射砼终凝2h后喷水养护,养护时间5~7天。
2.喷射混凝土面层施工质量检测
喷射混凝土面层厚度进行检测,每500平米喷射混凝土面积的检测数量不应少于一组,每组的检测点不应少于3个;全部检测点的面层厚度平均值不应小于厚度设计值,最小厚度不应小于厚度设计值的80%。
(二)降水施工工艺
1.轻型井点降水施工工艺
轻型井点具有成本低、施工布置比较便捷的优点。考虑到本基坑的面积较大,需要设置多套轻型井点降水系统。降水施工过程中应注意以下问题: (1)挖土施工时,必须对井管進行保护,以保证降水。(2)施工过程中必须保证各连接部位密封、可靠不漏气。(3)降水过程中应注重观测坑内外水位的变化,如有因为地下围护结构渗漏或其他不明原因而引起的坑外水位下降超过规定值时,应立即控制抽水力度或者停抽。(4)在坑底混凝土垫层浇捣前后,根据降水实际效果,即可拆除降水井点和输水管路,滤头拔除后的滤孔洞用砂石碎块填平夯实。
2.深井降水施工工艺
基坑中部布置8口深井降水井,一方面起到疏干土体作用,另一方面防止地下室施工期间的抗浮要求。(1)拟200m2设置一口疏干井,疏干井降水应在基坑开挖前15~30天或更早进行,以保证有效降低开挖土体中的含水量,确保基坑开挖施工的顺利进行。(2)根据开挖进度,井内水位应控制在基坑开挖面以下0.5m深度内。(3)管井采用直径315mm波纹管(管壁开孔直径10mm,间距100*100,呈梅花状布置),间距约12m,共布设8口井;降水井深10.0m,井壁空隙内填1~5mm绿豆砂。(4)待地下室施工至0.00后方可进行封井。
3.土方分层开挖工艺及其质量控制措施
基坑开挖应按照分层、分段、分块、对称、平衡、限时的方法确定开挖顺序,基坑开挖前,支护结构、基坑土体加固、降水应达到设计和施工要求,见图2。土方挖掘机、运输车辆等直接进入基坑进行施工作业时,应采取保证坡道稳定的措施,坡道坡度不宜大于1:8,坡道宽度应满足车辆行驶要求。采用全面分层开挖或者台阶式分层开挖的方式,基坑内部临时坡体应不大于1:2,且在土方开挖过程中挖土高差不得大于2m。
机械进出口通道应铺设路基箱扩散压力或局部加固地基。除井点降水措施外,地面及坑内应设排水措施,及时排除雨水及地面流水。机械挖土时,坑底以上200mm~300mm范围内的土方应采用人工修底的方式挖除。基坑开挖至坑底标高应及时进行垫层施工,垫层应浇筑到基坑围护墙边,围护墙无垫层暴露长度不得大于25m。
五、基坑信息化施工,确保周边环境安全
为有效防范基坑工程施工对工程周边环境及基坑围护本身的危害,采用先进、可靠的仪器及有效的监测方法。在围护结构施工前,测得初读数。基坑降水及开挖期间,主要对边坡水平垂直位移、土体深层水平位移、周边道路、地表沉降、地下水位等进行了观测,一日一测,在基坑施工期间的观测间隔,可视测得的位移及内力变化情况加长或减短。对基坑围护体系和周围环境的变形情况进行监控,为工程实行动态化设计和信息化施工提供所需的数据,从而使工程处于受控状态,确保基坑及周边环境的安全。
六、结语
上海纳诺医药化工厂房地下车库基坑工程通过采用上述施工工艺,确保了基坑的安全,极大地提高了施工效率,避免了不必要的返工现象,控制了人工成本,取得了良好的施工质量与经济效益。本文对这一成功案例的分享,期望能为今后此类工程的施工提供一定的案例借鉴与参考。
参考文献:
[1]刘涛,杨国伟,刘国彬.基坑围护结构施工方案的优选[J].岩土工程学报.2011(S1)
[2]褚衍标.软土地区基坑施工工艺研究[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版).2012(04)