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特殊部位基坑支護(hù)加固工程的控制工學(xué)論文
摘要:由于國(guó)家城市人口不斷增加,城市土地成為稀缺資源,工程建設(shè)向空中、地下發(fā)展成為一種必然。
關(guān)鍵詞:基坑支護(hù);鋼塔加固;變形監(jiān)測(cè)
1工程概況
施工區(qū)域臨近主樓18層主體施工已完成,主樓東側(cè)有7.5米雙向地庫(kù)汽車(chē)坡道出入口;由于前期施工場(chǎng)地相當(dāng)狹窄,開(kāi)挖對(duì)東側(cè)高壓電線鋼塔安全影響未知、且加固方案未定等問(wèn)題的限制,該部分坡道以及部分地庫(kù)長(zhǎng)度32米未進(jìn)行開(kāi)挖;由于主樓開(kāi)挖對(duì)該部分地質(zhì)情況十分熟悉,從上到下依次,現(xiàn)場(chǎng)表層1.5-2.0米為垃圾回填土,1.5米厚粉土層,0.5米粘土層,以下為粉土層,在車(chē)庫(kù)出入口東側(cè)為高壓入地電纜盤(pán)曲部分,電纜盤(pán)曲向西3.0米向東連接22米、25米2座高壓鋼塔;地庫(kù)及坡道開(kāi)挖深度在1-6米,鋼塔處開(kāi)挖深度4米左右;坡道底部為地庫(kù),該部分深度6米;在開(kāi)挖4-6米范圍東側(cè)為已建成小區(qū)道路、地庫(kù)出入口,該路面標(biāo)高低于本工程開(kāi)挖面1.2米,道路下走有電纜、排水管;且開(kāi)挖面緊鄰隔壁圍墻,由于該部位特殊、地質(zhì)且不均勻,土層有夾雜粘土層,遇水容易滑坡,為保證基坑安全以及隔壁圍墻、道路安全,主樓開(kāi)挖時(shí)在圍墻內(nèi)側(cè)采用微型樁加鋼筋網(wǎng)砼支護(hù)形式,但不理想,圍墻局部出現(xiàn)較大裂縫,隔壁道路出現(xiàn)輕微變形;對(duì)于現(xiàn)在坡道施工,為保證開(kāi)挖臨邊高壓鋼塔、基坑、以及道路安全,對(duì)施工方案進(jìn)行了多次討論、對(duì)比;在鋼塔附近埋有110千伏高壓電纜,該部位采用土釘支護(hù)安全隱患太大,且放坡使基坑外沿向鋼塔、電纜靠近,對(duì)鋼塔結(jié)構(gòu)安全有影響;鋼塔南側(cè)基坑開(kāi)挖如果采用素噴砼,放坡按照1:0.4放坡,現(xiàn)場(chǎng)尺寸無(wú)法滿足;用土釘墻支護(hù)形式,土釘?shù)拈L(zhǎng)度會(huì)伸入臨近道路排水管、電纜區(qū)域,安全隱患較大,無(wú)法保證施工安全;經(jīng)過(guò)對(duì)鋼塔結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀了解,鋼塔基礎(chǔ)為獨(dú)立鋼筋砼灌注樁,直徑2.2米,埋深9米。
2工程施工方案的選擇、分析
通過(guò)采用土釘支護(hù)或采用13米400微型樁加鋼筋網(wǎng)的支護(hù)方案的對(duì)比,由于鋼塔頂部鋼絞線相拉,鋼塔基礎(chǔ)受力大小無(wú)法預(yù)計(jì),僅靠基坑土體受力計(jì)算顯然不符合實(shí)際,在結(jié)構(gòu)安全和施工安全方面都沒(méi)有把握,由于該部位較為特殊,一旦影響電線高塔的安全對(duì)社會(huì)影響較大,施工工藝選擇不妥會(huì)造成施工安全事故;經(jīng)多方面考慮、推敲和借鑒其他類(lèi)似項(xiàng)目,在保證不影響高塔使用安全和坡道施工安全的前提下,設(shè)計(jì)安全系數(shù)適當(dāng)提高;根據(jù)JGJ120-99和GB50202-2002的相關(guān)規(guī)定,基坑側(cè)壁鋼塔處安全等級(jí)1級(jí),其他部位為3級(jí);設(shè)計(jì)類(lèi)型采用懸臂樁結(jié)構(gòu),用北京理正軟件對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)抗拉、內(nèi)部穩(wěn)定、外部穩(wěn)定性進(jìn)行設(shè)計(jì),安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求;并通過(guò)結(jié)構(gòu)、巖土、電力等方面的專(zhuān)家對(duì)該施工方案的論證。
3方案主要內(nèi)容
3.1采用直徑600mm的鉆孔灌注樁,樁入土深度自地表以下12米,有效樁長(zhǎng)11米,嵌固深度6.5-9.5米,樁身采用C30砼,主筋10根HRB400級(jí)16鋼筋均勻分布,箍筋¢8@150,加強(qiáng)箍筋¢14@2000,樁間距在電線桿處為1.0米,其它地段為1.2米;冠梁500*800,10根HRB400級(jí)18,箍筋、拉鉤¢8@200,采用C30砼。
3.2坡道邊坡、鋼塔變形監(jiān)測(cè)。
4現(xiàn)場(chǎng)施工組織安排
由于現(xiàn)場(chǎng)狹窄,大型機(jī)械無(wú)法進(jìn)入施工,且施工區(qū)域地下、地上均有高壓電纜;對(duì)砼灌注樁成孔、鋼筋籠安裝、砼澆注較為困難;經(jīng)多方面考慮、討論決定按照以下組織實(shí)施:
①在施工前詳細(xì)了解高壓地下電纜走向、埋深以及接電線的輻射范圍;
、陧殴嘧斗啪:為了盡最大可能遠(yuǎn)離高壓地下電纜,樁位緊靠車(chē)庫(kù)剪力墻外皮;
、塾捎诖驑段恢锚M小無(wú)法使用大型機(jī)械進(jìn)行砼樁施工,采用人工機(jī)械洛陽(yáng)鏟成孔工藝,機(jī)械選用1T卷?yè)P(yáng)機(jī)配三木塔、活底吊桶、雙輪手推車(chē)等。
、茕摻罨\加工:由于鋼筋籠11米,鋼筋長(zhǎng)度9米,需接長(zhǎng)2米,計(jì)劃采用雙面焊接工藝,用25噸吊車(chē)在地庫(kù)頂安裝,但最北側(cè)4-5根鋼筋籠受1#樓主樓位置影響,無(wú)法使用吊車(chē),該部位鋼筋主筋連接采用直螺紋一級(jí)連接,接頭鋼筋在場(chǎng)外加工后進(jìn)場(chǎng);
⑤砼澆注:為保證基坑、鋼塔安全,砼澆注樁成孔采用隔二打一,每三根樁澆注砼一次;
、拮冃伪O(jiān)測(cè):委托有測(cè)量資質(zhì)的單位進(jìn)行變形監(jiān)測(cè),砼灌注樁強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,組織土方開(kāi)挖,土方開(kāi)挖后一周內(nèi)每天觀測(cè)1次,以后每三天觀測(cè)1次。
5主要施工工藝和質(zhì)量控制措施
5.1灌注樁放線定位:利用原1#樓主體定位,定出灌注樁中心位置,樁外側(cè)與坡道剪力墻只留30mm空隙。
5.2機(jī)械洛陽(yáng)鏟成孔:
5.2.1采用600mm機(jī)械洛陽(yáng)鏟在在樁位中心,利用卷?yè)P(yáng)機(jī)提升及下落進(jìn)行挖土和垂直運(yùn)輸,閉合抓土,至地面卸土,依次循環(huán)成孔,直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。
5.2.2灌注樁施工部位為前期基坑開(kāi)挖土釘支護(hù)面,在自然地坪以下1.5米和3.0米處有土釘,影響到洛陽(yáng)鏟的施工;有土釘?shù)牟课粯稄骄鶖U(kuò)大到700mm,用電焊切除;
5.3鋼筋籠制作安裝:
5.3.1鋼筋原材經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證取樣試驗(yàn)合格后,方準(zhǔn)予加工;
5.3.2鋼筋受力筋按照50mm保護(hù)層下料,鋼筋主筋搭接采用雙面電弧搭接焊,焊頭錯(cuò)開(kāi)50%;個(gè)別樁鋼筋籠接頭采用一級(jí)直螺紋連接,接頭可在同一個(gè)平面上;
5.3.3鋼筋保護(hù)層用50砂漿墊塊每組4塊水平對(duì)稱(chēng)排列與主筋固定牢固,間距1000mm; 5.3.4鋼筋籠吊裝:用25T吊車(chē)吊裝鋼筋籠;吊裝鋼筋籠時(shí)要對(duì)準(zhǔn)孔位,直吊扶穩(wěn),緩慢下沉,避免碰撞孔壁,鋼筋籠放到位置立即固定;吊車(chē)不能直接吊裝的鋼筋籠,分兩段鋼筋籠施工,第一段5米,加強(qiáng)箍筋采用¢14@1500,成型后人工放入樁孔,臨時(shí)固定后,用一級(jí)直螺紋機(jī)械連接其余主筋鋼筋。
5.4砼施工。
砼采用10-20mm粒徑、砼塌落度80-100mm商品砼,灌注前再次校核鋼筋籠標(biāo)高、孔深,檢查有無(wú)坍孔現(xiàn)象,符合要求后即可開(kāi)盤(pán)灌注。由于砼灌注樁深度較深,混凝土采用溜管用手推車(chē)向樁孔內(nèi)澆筑。灌注開(kāi)始后應(yīng)緊湊連續(xù)地進(jìn)行,嚴(yán)禁中途停灌,樁頂以下6米范圍采用插入式振動(dòng)棒進(jìn)行振搗密實(shí)。
5.5質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)機(jī)械洛陽(yáng)鏟砼灌注樁施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)文件和建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50202-2002以及砼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50204-2002相關(guān)規(guī)定。
5.5.1機(jī)械洛陽(yáng)鏟成孔檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)辦法:樁位小于10mm,孔深+300mm,垂直度10mm;
5.5.2鋼筋籠安裝質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)辦法:鋼筋籠主筋間距±10mm,鋼筋籠箍筋間距±20mm,鋼筋籠直徑±10mm,鋼筋籠長(zhǎng)度±100m,用尺量;
5.5.3砼灌注樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)辦法:樁體質(zhì)量檢驗(yàn):無(wú)樁身斷裂、裂縫、縮徑、加泥、空洞、蜂窩、松散;砼強(qiáng)度:大于30MPa;樁徑:-20mm;樁頂標(biāo)高:+30mm,-50mm;沉渣厚度:小于100mm。
6變形監(jiān)測(cè)
6.1變形觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置。
6.1.1在基坑邊沿設(shè)置4個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)C1、C2、C3、C4,3個(gè)位移觀測(cè)點(diǎn)w1、w2、w3;
6.1.2在高壓鋼塔上東西各設(shè)2個(gè)位移觀測(cè)點(diǎn)南塔w4、w5;北塔w6、w7。
6.2變形監(jiān)測(cè)儀器。
沉降觀測(cè)采用DS1型儀器,按照二等水準(zhǔn)測(cè)量,水平位移變形觀測(cè)采用全站儀測(cè)量。
6.3變形測(cè)量控制。
水平位移觀測(cè)為平面控制測(cè)量,必須先在測(cè)區(qū)內(nèi)建立平面控制網(wǎng)。水平位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)根據(jù)實(shí)際情況,采用如下方法:
先在場(chǎng)內(nèi)選好位移觀測(cè)點(diǎn)兩端的固定觀測(cè)點(diǎn),BM1、BM2,埋在場(chǎng)內(nèi)穩(wěn)定不動(dòng)的位置,并經(jīng)常檢查有無(wú)移動(dòng),并有保護(hù)措施;將在邊坡處位移變形點(diǎn)w1、w2、w3設(shè)在的冠梁上為一條直線,并做好標(biāo)記。高壓鋼塔水平位移點(diǎn)南塔設(shè)w4、w5;北塔設(shè)w6、w7觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)時(shí),在一個(gè)端點(diǎn)BM1上安置全站儀,在另一個(gè)端點(diǎn)BM2設(shè)置固定覘牌,并在每一個(gè)位移點(diǎn)上安置固定標(biāo)志,全站儀先后視固定覘牌進(jìn)行定向,然后再觀測(cè)冠梁、鋼塔上的觀測(cè)點(diǎn),并讀取數(shù)據(jù),經(jīng)計(jì)算即可得到各點(diǎn)位移量。測(cè)量中的主要誤差:對(duì)中誤差<0.1mm;整平誤差:<0.3mm;瞄準(zhǔn)誤差:<0.4mm;方法誤差:<0.3mm;
6.4監(jiān)測(cè)成果。
從土方開(kāi)挖到觀測(cè)變形結(jié)束,除開(kāi)挖當(dāng)天1個(gè)觀測(cè)點(diǎn)變形最大3mm,(報(bào)警值為5毫米/天),其余變形觀測(cè)為1-2毫米/天,累計(jì)最大6mm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足規(guī)范30mm要求;對(duì)臨近建筑、道路沉降觀測(cè)未發(fā)現(xiàn)明顯變形。
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