论文部分内容阅读
摘 要:铁路桥梁建设中,承台深基坑是常见施工项目,也是一大施工难点。经过3年的哈大客运专线铁路建设,我们总结了一套深基坑处理的有效施工经验,在此和大家进行探讨。
关键词:深基坑;地表水;降水井;钢板桩;流砂;开挖
一、工程概况
哈大铁路客运专线第二松花江特大桥位于吉林省德惠市境内,大桥全长54公里,由中交一航局负责承建。其中428-508#墩位于饮马河河道内,承台尺寸大、开挖深度大,每个承台的混凝土方量在300m3左右,最大挖深近 7m。
二、施工难点
(一)必须进行冬季施工。吉林地区属于北温带,冬季寒冷而漫长,春季极端温度可达-20℃。但为确保2009年8月1日饮马河段能够顺利架桥,不影响整个工程进度,同时考虑避开饮马河的汛期影响,该段下部构造必须进行冬季施工。
(二)浅层地质情况复杂。该河道内浅表地层主要为粉质粘土(0-2.0m)、淤泥质粘土(2.0-3.5m)、粉质砂(3.5-7.0m)、板砂(7.0-12.0)。因此基坑施工时极易发生坍塌、流砂等现象,同时由于板砂的存在,给钢板桩的打设也增加了难度。
(三)地下水位变动频繁。由于该段浅层地表存在砂层,整个河道内地下水基本上与河水串通,地下水位受河水位影响,每天变动数次,施工时极难控制水位。
(四)基坑支护设备陈旧。项目所使用的拉森钢板桩小口均已损坏,无法小口咬合,起不到“闭水”作用,这就要求我们必须采取其他措施补救。
(五)机械操作性能不足。由于基坑开挖深度过大,卡特320挖机无法一次挖至设计标高,若分两层开挖先去掉上层粘土,则挖机坐在砂层上根本无法稳固,同时受基坑大小影响,挖掘机在基坑内根本无法旋转。
(六)作业场地狭小。由于墩柱间距是固定的(32m),而每个基坑的开挖量就在600方以上,加之钢板桩、几台挖机设备,场地根本周转不开,这也给我们的施工增加了难度。
三、采取的应对措施
(一)冬季施工措施。(1)改进开挖工艺。每年春季吉林地区的地表冻土层一般都在80cm厚,挖掘机根本无从下手。因此项目部在租赁挖掘机时,要求每台挖掘机必须配带破碎锤,开挖前先用破碎锤破穿冻土层,后用挖斗开挖至设计标高。(2)加大设备保养。机械设备均使用-35#柴油,且要求所有设备油箱处必须加设保温被包裹。为避免天气过冷所有设备打火困难,要求任何时候必须有一台挖机、吊车处于着火状态,以便应对突发事件。同时将小型设备(如发电机、空压机等)集中放置在保温棚内,以免第二天影响施工。(3)增强冬季保温。为确保工程质量和进度,承台混凝土浇注前,必须搭设保温棚对模板进行预热保温,浇注完成后养护期内同样采取暖棚保温养护。
(二)基坑支护措施。(1)基坑放坡开挖。对于基坑开挖深度不大,我项目部采取二级放坡开挖的方式进行开挖,在坡脚处堆砂袋进行护脚。(2)钢板桩支护。对于流砂严重、开挖深度过大的基坑采取钢板桩支护的措施。但由于钢板桩无法进行小口咬合,因此其对流砂、水无法做到彻底防护,同时受到打桩锤性能的影响,钢板桩无法打设到安全的入土深度,为此我项目部采取了如下措施:①派专人监视钢板桩打设质量,对其线形、垂直度、紧密性、入土深度进行严格控制;②焊接内围囹,使整个钢板桩形成一整体,围囹层数根据开挖的深度而定;③在钢板桩10m以外打设地锚,用6分钢丝绳锚拉结钢板桩结构;④开挖完成后,对钢板桩漏水、漏砂处,人工塞土工布处理;⑤施工过程中派专人对钢板桩变形进行监护,确保施工安全。
(三)浅层流砂、管涌措施。(1)打设降水井。通过打设降水井,降低砂层中的水含量,从而降低砂子的流动性,同时减压降低管涌的发生。但由于部分降水井要穿过河边的冰层,打井非常的困难,项目部先用振动锤打设一根600的螺旋钢管穿过冰层,后在钢管内打设降水井的办法。(2)压砂袋、混凝土。对于局部出现的管涌,首先采取砂袋堵压的办法,效果不佳时,再采取塑料布铺底、混凝土加压的办法。(3)对于流入基坑内的流砂,要派专人及时装袋清理,确保坑内水路的畅通无阻。(4)土工布止砂。为了阻塞钢板桩外侧流砂流向基坑内的路径,我分部采取将土工布垂直打入砂层中的办法,在实践中取得很好的效果。
(四)阻隔地表水流入措施。(1)由于砂层的存在,河水与基坑是贯通的。为此我们在靠近河道、基坑外侧用优质粘土换填了一道3m深的防水墙。开始效果很好,但随着河水的慢慢渗透,水还是会大量灌进基坑。我项目部采取振动锤插拔螺旋钢管的方法不停的密实这道防水墙,效果甚好。(2)对流入基坑内的地表水采用泥浆泵及时抽出,保证坑内不要有积水。同时要备有2台6泥浆泵,以备紧急情况抢险用。(3)要求施工队伍日夜赶工,以最快的时间完成这些高风险承台。
(五)基坑开挖措施。受当地机械资源限制,深基坑仍旧采取普通卡特320挖机开挖,仍旧分两层开挖。先将顶层粘土挖除,后在基坑内打设钢管桩平台,以稳定挖机基础。挖机开挖时,采取直进、直退的办法克服场地旋转受限的问题。
(六)场地狭小措施。项目部采取跳跃性施工的办法解决场地狭小的问题,同时将开挖出来的土方及时拉走回填到其他承台。
四、经济分析
施工中我们遇到了很多问题,但也节省了很多成本。首先节省了购买闭水钢板桩的费用,其次也节省了租赁长臂挖机的费用,仅此两项就为项目节约上百万元。
五、结语
深基坑施工一直是施工的难点和高风险点,通过多举措并用的方式,项目部按期、保质、保量的完成了桥梁下部施工任务,希望所述的经验可以给大家带来一点帮助。
关键词:深基坑;地表水;降水井;钢板桩;流砂;开挖
一、工程概况
哈大铁路客运专线第二松花江特大桥位于吉林省德惠市境内,大桥全长54公里,由中交一航局负责承建。其中428-508#墩位于饮马河河道内,承台尺寸大、开挖深度大,每个承台的混凝土方量在300m3左右,最大挖深近 7m。
二、施工难点
(一)必须进行冬季施工。吉林地区属于北温带,冬季寒冷而漫长,春季极端温度可达-20℃。但为确保2009年8月1日饮马河段能够顺利架桥,不影响整个工程进度,同时考虑避开饮马河的汛期影响,该段下部构造必须进行冬季施工。
(二)浅层地质情况复杂。该河道内浅表地层主要为粉质粘土(0-2.0m)、淤泥质粘土(2.0-3.5m)、粉质砂(3.5-7.0m)、板砂(7.0-12.0)。因此基坑施工时极易发生坍塌、流砂等现象,同时由于板砂的存在,给钢板桩的打设也增加了难度。
(三)地下水位变动频繁。由于该段浅层地表存在砂层,整个河道内地下水基本上与河水串通,地下水位受河水位影响,每天变动数次,施工时极难控制水位。
(四)基坑支护设备陈旧。项目所使用的拉森钢板桩小口均已损坏,无法小口咬合,起不到“闭水”作用,这就要求我们必须采取其他措施补救。
(五)机械操作性能不足。由于基坑开挖深度过大,卡特320挖机无法一次挖至设计标高,若分两层开挖先去掉上层粘土,则挖机坐在砂层上根本无法稳固,同时受基坑大小影响,挖掘机在基坑内根本无法旋转。
(六)作业场地狭小。由于墩柱间距是固定的(32m),而每个基坑的开挖量就在600方以上,加之钢板桩、几台挖机设备,场地根本周转不开,这也给我们的施工增加了难度。
三、采取的应对措施
(一)冬季施工措施。(1)改进开挖工艺。每年春季吉林地区的地表冻土层一般都在80cm厚,挖掘机根本无从下手。因此项目部在租赁挖掘机时,要求每台挖掘机必须配带破碎锤,开挖前先用破碎锤破穿冻土层,后用挖斗开挖至设计标高。(2)加大设备保养。机械设备均使用-35#柴油,且要求所有设备油箱处必须加设保温被包裹。为避免天气过冷所有设备打火困难,要求任何时候必须有一台挖机、吊车处于着火状态,以便应对突发事件。同时将小型设备(如发电机、空压机等)集中放置在保温棚内,以免第二天影响施工。(3)增强冬季保温。为确保工程质量和进度,承台混凝土浇注前,必须搭设保温棚对模板进行预热保温,浇注完成后养护期内同样采取暖棚保温养护。
(二)基坑支护措施。(1)基坑放坡开挖。对于基坑开挖深度不大,我项目部采取二级放坡开挖的方式进行开挖,在坡脚处堆砂袋进行护脚。(2)钢板桩支护。对于流砂严重、开挖深度过大的基坑采取钢板桩支护的措施。但由于钢板桩无法进行小口咬合,因此其对流砂、水无法做到彻底防护,同时受到打桩锤性能的影响,钢板桩无法打设到安全的入土深度,为此我项目部采取了如下措施:①派专人监视钢板桩打设质量,对其线形、垂直度、紧密性、入土深度进行严格控制;②焊接内围囹,使整个钢板桩形成一整体,围囹层数根据开挖的深度而定;③在钢板桩10m以外打设地锚,用6分钢丝绳锚拉结钢板桩结构;④开挖完成后,对钢板桩漏水、漏砂处,人工塞土工布处理;⑤施工过程中派专人对钢板桩变形进行监护,确保施工安全。
(三)浅层流砂、管涌措施。(1)打设降水井。通过打设降水井,降低砂层中的水含量,从而降低砂子的流动性,同时减压降低管涌的发生。但由于部分降水井要穿过河边的冰层,打井非常的困难,项目部先用振动锤打设一根600的螺旋钢管穿过冰层,后在钢管内打设降水井的办法。(2)压砂袋、混凝土。对于局部出现的管涌,首先采取砂袋堵压的办法,效果不佳时,再采取塑料布铺底、混凝土加压的办法。(3)对于流入基坑内的流砂,要派专人及时装袋清理,确保坑内水路的畅通无阻。(4)土工布止砂。为了阻塞钢板桩外侧流砂流向基坑内的路径,我分部采取将土工布垂直打入砂层中的办法,在实践中取得很好的效果。
(四)阻隔地表水流入措施。(1)由于砂层的存在,河水与基坑是贯通的。为此我们在靠近河道、基坑外侧用优质粘土换填了一道3m深的防水墙。开始效果很好,但随着河水的慢慢渗透,水还是会大量灌进基坑。我项目部采取振动锤插拔螺旋钢管的方法不停的密实这道防水墙,效果甚好。(2)对流入基坑内的地表水采用泥浆泵及时抽出,保证坑内不要有积水。同时要备有2台6泥浆泵,以备紧急情况抢险用。(3)要求施工队伍日夜赶工,以最快的时间完成这些高风险承台。
(五)基坑开挖措施。受当地机械资源限制,深基坑仍旧采取普通卡特320挖机开挖,仍旧分两层开挖。先将顶层粘土挖除,后在基坑内打设钢管桩平台,以稳定挖机基础。挖机开挖时,采取直进、直退的办法克服场地旋转受限的问题。
(六)场地狭小措施。项目部采取跳跃性施工的办法解决场地狭小的问题,同时将开挖出来的土方及时拉走回填到其他承台。
四、经济分析
施工中我们遇到了很多问题,但也节省了很多成本。首先节省了购买闭水钢板桩的费用,其次也节省了租赁长臂挖机的费用,仅此两项就为项目节约上百万元。
五、结语
深基坑施工一直是施工的难点和高风险点,通过多举措并用的方式,项目部按期、保质、保量的完成了桥梁下部施工任务,希望所述的经验可以给大家带来一点帮助。