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摘要:现代社会的发展进程突飞猛进,而交通运输在整个社会建设中有着举足轻重的作用,为满足社会的进步发展需要,桥梁工程的建设逐渐增加。本文将根据以往的经验,结合实际的工程案例,着重对桥梁工程中的深基坑开挖技术进行讨论和说明。
关键词:明挖扩大基础;深基坑工艺;工程质量
Abstract:The modern social development make a spurt of progress, and transportation in the whole social construction play a decisive role, in order to meet the development needs of social progress, bridge engineering construction gradually increased. This paper will be based on past experience, combined with the actual engineering cases, focusing on the bridge engineering excavation technology for deep foundation pit are discussed and illustrated.
Key words:Open-cut foundation;Deep excavation process;Engineering quality
中图分类号:TV551.4文献标识码: A 文章编号:
前言
交通运输的能力和状况,在一定程度上代表着社会的文明和经济发展的程度,而桥梁的建设,是公路施工中的主要环节。如今,深基坑放坡施工工艺已经在桥梁工程的施工中被大面积的使用。本文将根据以往的经验,结合实际的工程案例,着重对桥梁工程中的深基坑施工工艺进行讨论和说明,希望对桥梁的建设和交通运输的发展,作出贡献。
1工程概况
某大桥的总长度为401.23m,桥墩部分采用了圆柱形的砼结构和预应力砼梁的设计。在工程的设计中,有部分位置的桥墩为沉井基础,为满足工期的需要,按预定时间完成工程,又将这部分的桥墩施工工艺修订为明挖扩大基础。重新设计之后的桥墩基础的底部,与原来地面之间的相隔长度达到8.5m~10.2m,在规格上已经达到了深基坑的施工标准。
该大桥施工所在地区的地质情况,为河谷地形,地势比较平坦。土质情况有粘土、碎石、风化岩等。并有地下水存在。在本工程的施工中具有如下较为显著的特点:首先,在开挖的强度方面,体现出面积大,高度大的特点,所处地理位置的地质情况也不乐观,并且由于地下水的存在,使工程施工中,需要在操作的过程同时进行排水作业,同时地下水位的高度也会对疏松的边坡土质造成不良影响,使其稳定性大附下降。
2施工方案
(1)支护方案
由于大桥施工所在的地理位置为河谷地形,施工的场地为大片的较为开阔的地形,根据这一特点,工程技术部门作了有针对性的设计方案。结合本工程的水文地质条件和基坑深度以。为保证基坑开挖时对地下结构和对周边环境的影响和防止塌方,在开挖前对基坑采用钢板桩进行围堰支护。钢板桩采用拉森式U形钢板桩,考虑到本工程对基坑的要求,钢板桩应沿基坑四周设置成连续封闭的挡土止水结构;由于工程支护悬臂最高高度达到10.2米,为保证基坑安全,钢板桩可沿四周设置一道连续的工字钢或槽钢围檩,以增强其整体结构的刚度和稳定性;为避免钢板桩悬臂过长可能导致的变形过大或失稳,采用锚杆来提供水平支撑,这样也可便于现场的大型机械施工。
(2)开挖方案
对于本工程的基坑施工,以放坡并两步阶层的形式进行操作,将首阶层的挖深设计为5.2m,另一阶层的挖深设计为3m~5m,在两层土阶之间设计有宽约1.6m的平台,以便进行开挖操作中临时进行开挖土方的存放。在基坑的自身宽度之外又加挖操作平台以及排水通道设施等。
3基础开挖
3.1准备工作
(1)对施工现场的清理
将所有有碍工程施工的杂物包括碎石等都进行清理,在施工现场还涉及到一些通信线路,经过与有关方面的协商和协调后,将线路都更改位置重新进行了架设。
(2)进行工程开挖的准备
制订有关的图表:包括平面图设计图纸、开挖操作的图纸;确定基坑的线路位置、底部至地面的高度、开挖后边坡的安全坡度的大小、地下水的排出路线、集中位置以及挖出土石的存放位置等等;对设计中的施工基线、中轴、水准点位置都经过测算后予以确认,施工环境得到清理之后,进行网桩的设置,和高程的测量,把开挖后以及需要回填的土方数量进行了预计,对操作的线路放线,并且要在施工区域内设置宽5m,深5m的临时性截水沟,防止和拦截地面雨水进入施工区域,完成准备工作后经监理单位审查确认,作为操作的根据。
(3)生活区的搭建
搭建工程现场管理和施工人员人员所需的休息及生活设施,施工中所需要的水、电、网络、通信等设施进行控制室的搭建以及线路的架设,对工程工具存放而所需要的仓库等进行搭建,并修建临时运输通道,方便工程设备车和运输车辆的出入。
3.2开挖施工
(1)基坑开挖施工技术
对于开挖的步骤以接续的形式,分成了两个阶段,首先由一台开挖机械在地表进行施工,挖深程度到达5m后,将开挖产生的土石利用运输机械存放至预计的堆放场地。然后,由其他的开挖机械从5m的挖深位置处继续操作,开挖的程度一直到达设计要求的基坑底部,并将开挖产生的土石放置于上部挖掘机械的操作范围内,由上部的机械进行装车并运送至设计的堆放场地。
在开挖的作业中,没有完全使用挖掘机械进行全盘的操作,而是利用挖掘机械开挖主体部分,两侧距离设计宽度处约25cm的土层,以人工的形式进行开挖和边坡的修整,以保证开挖程度不会大于原设计的数值,以及保证基坑边缘的完整和边坡的安全。同时,由专业人员对操作中的边坡进行检查和测量,以保证坡度能够達到原设计的要求。
对于开挖中产生的土石,以实际施工的需要进行了区分,哪些需要放置,哪些需要预留为回填利用,堆放土石的位置都控制在了边坡外4m~5m的位置。以保证不会回落,影响施工的安全。对于已经开挖完成的基坑部分,由专业的技术人员进行了验收,对于超出设计宽度的位置以素灰等土料,重新进行补充,并且进行夯击以使密度达到与周围相一致的程度,对于底部不平整的位置,进行修正。并且,为了保证开挖的部分不会受到二次破坏,尽最大可能减小与下一施工程序之间的时间。对于因种种原因不能及时进行下一工序的操作的部分,都进行了一定厚度的土层的预留,等到下一工序开始时再同时清除。与此同时,要特别注意对于开挖完成的基坑的保护。
3.3基坑施工中的降排水处理
在雨季施工的环境下,基坑内部很容易会出现一定程度的积水,在积水的作用下,很容易导致基坑或边坡位置的倒塌破坏,应该酌情考虑钢筋网的架设并于保护网之上,埋盖相应数量的混凝土,并且作排水口的设置。而对于正在操作的基坑部分,因为作业中对含水层的破坏,会使地下水得到渗出,所以,有关的工程技术参与人员,要及时的考虑对应的方法,来控制地下水的破坏,保持基坑的相对干燥。
对于基坑排水的措施有许多可以考虑,如集水井、排水通道等。根据实际的工程需要,在本工程中,所利用的措施为集水井法,以达到高效和经济实用的目的,具体的操作过程是,首先在底部50cm的位置开挖50cmx50cm的排水通道,于对角的位置再设置100cm×100cm的集水井,从而就能够将地下的渗出水以及雨季的自然降水,通过集水井处水泵的使用而排出。在水泵的选择中有以下一些形式可以考虑,如机动水泵,电动水泵,真空水泵等。当进行排水机械的选用时,通常要以机械的排水能力为坑中的存水的1倍以上。如果,当渗出水量小于20m3/h,就可以考虑用潜水泵进行操作,如果坑中的渗中水量20m3/h~60m3/h时,就可以考虑选用,离心泵操作。在水泵的选用中,也可以同时考虑排水机械的性能等参数,如隔膜式水泵的排水量虽然很小,但是它的优势是对于泥沙含量较大的污水却有很好的适应能力。而针对本工程的实际情况,体现出了水位高,涌水程度大的需要,而采用了二部离心泵同时作业的排水形式,排水的情况非常适合本工程的实际需求。
在进行基坑内部排水工作的同时,在基坑外部也进行了,相应的排水工作,首先,在位于基坑的外侧约100cm的位置,进行了排水通道的挖设,并且选择合适位置设置了集水井,集水井的底部深度超过排水沟的底部。并以排水机械进行抽水排出,有效的阻止了地表水向基坑内的涌入。
3.3 基坑開挖防护及处理措施
(1)出现流沙、淤泥等不良土质时的处理
对于基底开挖出现流沙、淤泥等不良土质时,应及时和监理、业主汇报情况,及时与设计单位联系现场查看,以便及时采取相应处理措施。沟槽开挖时,如遇其他管线、电缆或文物等障碍,应及时了解查明其情况并予以保护,立即与有关单位联系,严防事故发生造成不必要的损失。基底机械开挖时,挖至设计基底以上20cm以内时,为避免基底土质扰动,应停止机挖,采用人工进行修坡捡底核对设计标高,及时请监理、业主、设计、质监的相关人员进行已开挖基底的验槽,作好验槽记录并签字确认,是否可进行下道工序施工。若经检查基底土质较差不能满足设计要求。应及时报方案并请设计单位作出相应的加强处理措施。
(2)地下管线和周围构筑物的保护
为了有效地防止桥梁基坑开挖时发生意外情况,在基坑施工过程中,地面及附近建筑物均设置沉降观察点。落实专人观察,并做好记录。挖土时不得将余土堆入在建筑物一侧,以减轻基坑边压力。
(3)安全监护措施
施工过程中应有安全管理人员督促深基坑的开挖、围护是否符合安全规定,作为专项施工组织设计要求的监护责任人。主要负责监护:基坑开挖宽度和标高;深基坑的沉降及位移;深基坑的边坡稳定性。
监护的频率每天上午下午各一次。由检查人记录在《施工日记》中,遇到雨天或连续的雨天中,应增加检查次数。如发现异常情况及时报告业主、设计院、监理。由相关人员决定采取何种应急技术措施来消除隐患。
4施工中的安全管理工作
为了有效保障工程的顺利进行,避免一切不必要的意外损失,在工程的施工中,制订了一系列的安全管理措施以及安全施工规范。如进行基坑的开挖作业时,要密切注意不可因施工大意而使边坡底部受到破坏,而使边坡的稳定受到破坏,土方堆放场地的位置一定要与基坑相隔3m-5m的距离,以防止堆积过重而压坏边坡;开挖机械的施工要分层操作,放坡等工序要以技术交底为标准严格操作,严防滑坡、设备歪倒等事故的发生,进行回填土作业的时候,机械的任何部位不可越过坑沿,当在坡度较陡的位置进行施工时,要安排专门人员进行设备的指挥作业。不可在坡度较大的位置直接转弯;当一部以上的开挖机具,在同一时间,于同一工段进行施工时,必须要保持一定的间隔距离,最少控制在9m之上,开挖机械在同一时间段不同的阶层进行操作时,要事先进行边坡稳固能力的测算,对安全距离有事先的预计,从而避免机械的倒覆事故;施工场地要有明显的警示标志,根据现场情况在有必要的地段进行保护网或临时围栏的设置。
5结语
经过以上的施工程序以及管理的方法,本工程于设计计划的工期内准时完工,通过各项检测程序的检查结果显示,本工程的工程质量达到各方要求,能够正常交付使用,经过本次工程的经验积累,证实了深基坑放坡开挖的施工工艺具有操作容易,技术可靠、经济实用的明显优势。为满足工程进度的要求作出了保障,为工程施工的最大经济效益的取得作出了贡献。
参考文献:
[1]李斯涯,深基坑开挖与支护过程的平面有限元模拟 [J],岩土工程学报,2007(03)135
[2]刁月轩,浅议桥梁基坑工程施工 [J] 河北工程技术高等专科学校学报2005(03):34
[3]俞三溥,基坑支护结构内力及变形动态分析 [J],四川建筑科学研究,2005,21(3):129—130
关键词:明挖扩大基础;深基坑工艺;工程质量
Abstract:The modern social development make a spurt of progress, and transportation in the whole social construction play a decisive role, in order to meet the development needs of social progress, bridge engineering construction gradually increased. This paper will be based on past experience, combined with the actual engineering cases, focusing on the bridge engineering excavation technology for deep foundation pit are discussed and illustrated.
Key words:Open-cut foundation;Deep excavation process;Engineering quality
中图分类号:TV551.4文献标识码: A 文章编号:
前言
交通运输的能力和状况,在一定程度上代表着社会的文明和经济发展的程度,而桥梁的建设,是公路施工中的主要环节。如今,深基坑放坡施工工艺已经在桥梁工程的施工中被大面积的使用。本文将根据以往的经验,结合实际的工程案例,着重对桥梁工程中的深基坑施工工艺进行讨论和说明,希望对桥梁的建设和交通运输的发展,作出贡献。
1工程概况
某大桥的总长度为401.23m,桥墩部分采用了圆柱形的砼结构和预应力砼梁的设计。在工程的设计中,有部分位置的桥墩为沉井基础,为满足工期的需要,按预定时间完成工程,又将这部分的桥墩施工工艺修订为明挖扩大基础。重新设计之后的桥墩基础的底部,与原来地面之间的相隔长度达到8.5m~10.2m,在规格上已经达到了深基坑的施工标准。
该大桥施工所在地区的地质情况,为河谷地形,地势比较平坦。土质情况有粘土、碎石、风化岩等。并有地下水存在。在本工程的施工中具有如下较为显著的特点:首先,在开挖的强度方面,体现出面积大,高度大的特点,所处地理位置的地质情况也不乐观,并且由于地下水的存在,使工程施工中,需要在操作的过程同时进行排水作业,同时地下水位的高度也会对疏松的边坡土质造成不良影响,使其稳定性大附下降。
2施工方案
(1)支护方案
由于大桥施工所在的地理位置为河谷地形,施工的场地为大片的较为开阔的地形,根据这一特点,工程技术部门作了有针对性的设计方案。结合本工程的水文地质条件和基坑深度以。为保证基坑开挖时对地下结构和对周边环境的影响和防止塌方,在开挖前对基坑采用钢板桩进行围堰支护。钢板桩采用拉森式U形钢板桩,考虑到本工程对基坑的要求,钢板桩应沿基坑四周设置成连续封闭的挡土止水结构;由于工程支护悬臂最高高度达到10.2米,为保证基坑安全,钢板桩可沿四周设置一道连续的工字钢或槽钢围檩,以增强其整体结构的刚度和稳定性;为避免钢板桩悬臂过长可能导致的变形过大或失稳,采用锚杆来提供水平支撑,这样也可便于现场的大型机械施工。
(2)开挖方案
对于本工程的基坑施工,以放坡并两步阶层的形式进行操作,将首阶层的挖深设计为5.2m,另一阶层的挖深设计为3m~5m,在两层土阶之间设计有宽约1.6m的平台,以便进行开挖操作中临时进行开挖土方的存放。在基坑的自身宽度之外又加挖操作平台以及排水通道设施等。
3基础开挖
3.1准备工作
(1)对施工现场的清理
将所有有碍工程施工的杂物包括碎石等都进行清理,在施工现场还涉及到一些通信线路,经过与有关方面的协商和协调后,将线路都更改位置重新进行了架设。
(2)进行工程开挖的准备
制订有关的图表:包括平面图设计图纸、开挖操作的图纸;确定基坑的线路位置、底部至地面的高度、开挖后边坡的安全坡度的大小、地下水的排出路线、集中位置以及挖出土石的存放位置等等;对设计中的施工基线、中轴、水准点位置都经过测算后予以确认,施工环境得到清理之后,进行网桩的设置,和高程的测量,把开挖后以及需要回填的土方数量进行了预计,对操作的线路放线,并且要在施工区域内设置宽5m,深5m的临时性截水沟,防止和拦截地面雨水进入施工区域,完成准备工作后经监理单位审查确认,作为操作的根据。
(3)生活区的搭建
搭建工程现场管理和施工人员人员所需的休息及生活设施,施工中所需要的水、电、网络、通信等设施进行控制室的搭建以及线路的架设,对工程工具存放而所需要的仓库等进行搭建,并修建临时运输通道,方便工程设备车和运输车辆的出入。
3.2开挖施工
(1)基坑开挖施工技术
对于开挖的步骤以接续的形式,分成了两个阶段,首先由一台开挖机械在地表进行施工,挖深程度到达5m后,将开挖产生的土石利用运输机械存放至预计的堆放场地。然后,由其他的开挖机械从5m的挖深位置处继续操作,开挖的程度一直到达设计要求的基坑底部,并将开挖产生的土石放置于上部挖掘机械的操作范围内,由上部的机械进行装车并运送至设计的堆放场地。
在开挖的作业中,没有完全使用挖掘机械进行全盘的操作,而是利用挖掘机械开挖主体部分,两侧距离设计宽度处约25cm的土层,以人工的形式进行开挖和边坡的修整,以保证开挖程度不会大于原设计的数值,以及保证基坑边缘的完整和边坡的安全。同时,由专业人员对操作中的边坡进行检查和测量,以保证坡度能够達到原设计的要求。
对于开挖中产生的土石,以实际施工的需要进行了区分,哪些需要放置,哪些需要预留为回填利用,堆放土石的位置都控制在了边坡外4m~5m的位置。以保证不会回落,影响施工的安全。对于已经开挖完成的基坑部分,由专业的技术人员进行了验收,对于超出设计宽度的位置以素灰等土料,重新进行补充,并且进行夯击以使密度达到与周围相一致的程度,对于底部不平整的位置,进行修正。并且,为了保证开挖的部分不会受到二次破坏,尽最大可能减小与下一施工程序之间的时间。对于因种种原因不能及时进行下一工序的操作的部分,都进行了一定厚度的土层的预留,等到下一工序开始时再同时清除。与此同时,要特别注意对于开挖完成的基坑的保护。
3.3基坑施工中的降排水处理
在雨季施工的环境下,基坑内部很容易会出现一定程度的积水,在积水的作用下,很容易导致基坑或边坡位置的倒塌破坏,应该酌情考虑钢筋网的架设并于保护网之上,埋盖相应数量的混凝土,并且作排水口的设置。而对于正在操作的基坑部分,因为作业中对含水层的破坏,会使地下水得到渗出,所以,有关的工程技术参与人员,要及时的考虑对应的方法,来控制地下水的破坏,保持基坑的相对干燥。
对于基坑排水的措施有许多可以考虑,如集水井、排水通道等。根据实际的工程需要,在本工程中,所利用的措施为集水井法,以达到高效和经济实用的目的,具体的操作过程是,首先在底部50cm的位置开挖50cmx50cm的排水通道,于对角的位置再设置100cm×100cm的集水井,从而就能够将地下的渗出水以及雨季的自然降水,通过集水井处水泵的使用而排出。在水泵的选择中有以下一些形式可以考虑,如机动水泵,电动水泵,真空水泵等。当进行排水机械的选用时,通常要以机械的排水能力为坑中的存水的1倍以上。如果,当渗出水量小于20m3/h,就可以考虑用潜水泵进行操作,如果坑中的渗中水量20m3/h~60m3/h时,就可以考虑选用,离心泵操作。在水泵的选用中,也可以同时考虑排水机械的性能等参数,如隔膜式水泵的排水量虽然很小,但是它的优势是对于泥沙含量较大的污水却有很好的适应能力。而针对本工程的实际情况,体现出了水位高,涌水程度大的需要,而采用了二部离心泵同时作业的排水形式,排水的情况非常适合本工程的实际需求。
在进行基坑内部排水工作的同时,在基坑外部也进行了,相应的排水工作,首先,在位于基坑的外侧约100cm的位置,进行了排水通道的挖设,并且选择合适位置设置了集水井,集水井的底部深度超过排水沟的底部。并以排水机械进行抽水排出,有效的阻止了地表水向基坑内的涌入。
3.3 基坑開挖防护及处理措施
(1)出现流沙、淤泥等不良土质时的处理
对于基底开挖出现流沙、淤泥等不良土质时,应及时和监理、业主汇报情况,及时与设计单位联系现场查看,以便及时采取相应处理措施。沟槽开挖时,如遇其他管线、电缆或文物等障碍,应及时了解查明其情况并予以保护,立即与有关单位联系,严防事故发生造成不必要的损失。基底机械开挖时,挖至设计基底以上20cm以内时,为避免基底土质扰动,应停止机挖,采用人工进行修坡捡底核对设计标高,及时请监理、业主、设计、质监的相关人员进行已开挖基底的验槽,作好验槽记录并签字确认,是否可进行下道工序施工。若经检查基底土质较差不能满足设计要求。应及时报方案并请设计单位作出相应的加强处理措施。
(2)地下管线和周围构筑物的保护
为了有效地防止桥梁基坑开挖时发生意外情况,在基坑施工过程中,地面及附近建筑物均设置沉降观察点。落实专人观察,并做好记录。挖土时不得将余土堆入在建筑物一侧,以减轻基坑边压力。
(3)安全监护措施
施工过程中应有安全管理人员督促深基坑的开挖、围护是否符合安全规定,作为专项施工组织设计要求的监护责任人。主要负责监护:基坑开挖宽度和标高;深基坑的沉降及位移;深基坑的边坡稳定性。
监护的频率每天上午下午各一次。由检查人记录在《施工日记》中,遇到雨天或连续的雨天中,应增加检查次数。如发现异常情况及时报告业主、设计院、监理。由相关人员决定采取何种应急技术措施来消除隐患。
4施工中的安全管理工作
为了有效保障工程的顺利进行,避免一切不必要的意外损失,在工程的施工中,制订了一系列的安全管理措施以及安全施工规范。如进行基坑的开挖作业时,要密切注意不可因施工大意而使边坡底部受到破坏,而使边坡的稳定受到破坏,土方堆放场地的位置一定要与基坑相隔3m-5m的距离,以防止堆积过重而压坏边坡;开挖机械的施工要分层操作,放坡等工序要以技术交底为标准严格操作,严防滑坡、设备歪倒等事故的发生,进行回填土作业的时候,机械的任何部位不可越过坑沿,当在坡度较陡的位置进行施工时,要安排专门人员进行设备的指挥作业。不可在坡度较大的位置直接转弯;当一部以上的开挖机具,在同一时间,于同一工段进行施工时,必须要保持一定的间隔距离,最少控制在9m之上,开挖机械在同一时间段不同的阶层进行操作时,要事先进行边坡稳固能力的测算,对安全距离有事先的预计,从而避免机械的倒覆事故;施工场地要有明显的警示标志,根据现场情况在有必要的地段进行保护网或临时围栏的设置。
5结语
经过以上的施工程序以及管理的方法,本工程于设计计划的工期内准时完工,通过各项检测程序的检查结果显示,本工程的工程质量达到各方要求,能够正常交付使用,经过本次工程的经验积累,证实了深基坑放坡开挖的施工工艺具有操作容易,技术可靠、经济实用的明显优势。为满足工程进度的要求作出了保障,为工程施工的最大经济效益的取得作出了贡献。
参考文献:
[1]李斯涯,深基坑开挖与支护过程的平面有限元模拟 [J],岩土工程学报,2007(03)135
[2]刁月轩,浅议桥梁基坑工程施工 [J] 河北工程技术高等专科学校学报2005(03):34
[3]俞三溥,基坑支护结构内力及变形动态分析 [J],四川建筑科学研究,2005,21(3):129—130