深基坑支护是对地下结构的施工安全以及基坑周边环境安全所实行的保护措施,通过支挡、加固和保护对深基坑的侧壁和基坑的周边进行防护,是近年来城市高层建筑的中常见的一种新型实践工程学理论,尤其是如今城市建筑数量不断增加,相邻工程的深基坑支护形式也有着互相影响的作用,因此对于深基坑边坡的支护需要特别重视,避免边坡事故。本文主要围绕深基坑边坡支护的设计方式、施工方法和维护管理方法进行阐述,加深对深基坑边坡支护的认识,提升其安全性和合理性。
1.深基坑边坡支护的设计思路与安排
由于深基坑边坡支护工程通常应用于城市的中高层建筑,而目前我国的城市建设速度不断加快,土地利用率也在逐步增加,因此相邻工程的深基坑距离通常较近,所以施工的安全性成为其中尤为重要的问题。其次则是需要依据工程设计的要求,首先保证工程质量,其次保证工程设计的成本优化和施工效率的优化。可以将施工过程分为三个大的步骤来进行。
首先,勘察施工场地的情况,尤其是了解地下管线的分布,对于现场的支护段界限进行了解,并对施工基坑的`情况进行调查,收集场地的土质情况,结合勘察报告总结场地的地下水层状况。
其次,确定工程的具体施工步骤,通常按照钢管桩施工和后期的土方开挖、锚杆和混凝土施工。喷锚的施工阶段可以与土方开挖相结合,在将土方开挖深度进行大致的层级划分后,依据实际的开挖情况安排具体的锚杆排距,而喷锚的施工需要在喷锚工作面成形后第一时间进行,避免深基坑的边坡受天气等外界因素的严重影响。一般在施工的过程中,依据土方开挖的层级进行施工,喷混凝土施工的时间应当尽量与水泥浆的强度成形状况相联系。
最后,在施工的后期,要通过适当的监测系统来进行现场的位移和沉降情况的监测,并在土方开挖的层级加深时进行实施的土层状况调查,在监测的过程中要支护桩顶部水平位移、支护桩深层位移、竖向沉降值等等,在出现一些相对较大的数据变动时,要及时寻找并发现影响因素,例如土层状况、水土合力作用等,从而采取有效的措施来保证施工的效果和安全性。
2.深基坑边坡支护的施工方法
基坑的支护施工主要分为钢管桩施工、土方开挖、预应力锚杆施工和普通锚杆施工四个部分。
钢管桩的施工主要集中在基坑边坡上,尤其是与电缆相交出的支护和加固,通常的施工工序是先进行孔位制定,然后在制定的孔位上实施钻孔,在钻孔机开始施工前要先对垂直度、机位等进行细致的调节,从而保证与孔位的严格吻合,钻孔完成后进行下管、清孔、灌浆、补浆等一系列施工后确定根桩,其他根桩同样按照次步骤来进行。钢管桩通常采用110钢管,在施工前对钢管底部进行处理,保证出浆孔的正常。管内采用压浆,水灰比例应在左右,灌浆时的浆压应维持在左右,避免气体等的混入,最后可以通过补浆来进行加固。
土方的开挖应当提前确定出大致的开挖层级,通常在开挖前将每2m确定为一个挖深层级,即分段式开挖。挖掘过程与边坡锚喷要求互相配合,保证机械开挖距符合实际的施工要求。并且在每个层级的开挖结束后进行及时的清土作业,保证施工场地的正常运行,及时的采用运输车辆对挖出的土方进行外运,尽量使用自卸车在基地内进行土方的外运。
预应力锚杆的施工是与其结构直接相关的,预应力锚杆本身对于支护的机构起到支挡和土层稳定的作用,通过穿孔的滑动面将钢筋固定在土层中,再借助钢筋的拉伸形成一定的回弹力,从而对土层加固,形成支挡结构。其具体的施工工序应当首先进行平台的架设,在确定打孔位置后调整钻机的位置和角度,之后的施工过程与钢管桩的施工过程较为类似,差别仅在于最后的张拉锁定处理,这是预应力锚杆施工的关键,也是其支挡作用形成的关键,因此在设计之初应当合理的估算预应力的损失,从而调整应力,在一些特殊情况下,还可以依据实际情况进行补偿张拉,因此在封孔时可以考虑采用沥青等防渗材料来进行。
常规锚杆的作用就是对土层进行常规的拉伸加固,其一端连接工程建筑,另一端深入土层,在深基坑的支护中起到侧面的加固和牵拉作用,其基本施工步骤与预应力锚杆的施工过程类似,但在施工的最后也需要通过压浆、补浆等方式保证其应力标准。
3.深基坑边坡支护的施工管理及维护方法
深基坑边坡支护的施工管理及维护主要集中在后期的测试和安全维护两个重要的方面。在监测方面,应当注意将监测过程全面覆盖到工程施工直至工程完工,借助信息化的管理和监测系统,对于土层结构、土层受力情况、土层变形情况,对周围土层形成的结构位移、沉降、受力等情况进行适时的分析,在沉降和位移监测上要借助专用的精密仪器进行测量,从而保证监测数据的准确性,还要加入人工监测,保证对于明显的土层和深基坑周边影响的及时发现。在发现问题后,要及时的对于沉降、位移等情况进行分析,从而调整施工方法,保证工程的总体效用。
总结学者的研究经验可以发现,深基坑的安全威胁主要存在于土体内的水位变化,可以通过土钉混凝土面层的隔水作用降低对基坑边坡的影响,或者通过打泄水孔来进行泄水处理。另外要注意天气等因素的影响,避免在雨水较为集中的季节施工。在整体的施工规划中,要严格进行开工前的障碍物清理,树立施工标示,在机械施工的过程中,明确操作规范,并要求现场常驻专业的指挥员,在深基坑施工工地周围设防护栏,并保证防护栏的稳固,避免滑移,还要尤其注意地表水向施工基地的渗漏或者流入,避免一些不必要的工程隐患。
一、常见基坑支护分类及适用条件
深基坑工程是一项风险性工程,是一门综合性很强的新型学科,它涉及工程地质、土力学、基础工程、结构工程、结构力学、施工技术、土与结构的共同作用以及环境岩土工程等多门学科,是理论上尚待进一步发展的具有综合性和交叉性的技术学科。
深基坑工程大多是临时性工程,经费限制很紧,而影响因素、不确定性因素又很多,例如地质条件、水文情况、具体工程要求、气候变化的影响、施工顺序及管理、场地周围环境等等。深基坑工程的设计与施工既要保证整个支护结构在施工过程中的安全,又要控制支护结构及其周围土体的变形,保证周围环境(相邻建筑物及地下公共设施等)的安全。
在保证安全前提下,设计要合理,又能节约造价、方便施工、缩短工期。要提高基坑工程的设计与施工水平,必须正确选择土压力、计算方法和参数,选择合理的支护结构体系,同时还要有丰富的设计和施工经验。
基坑工程的主要作用与目的在于:满足地下工程施工空间要求及安全;保证主体工程地基及桩基安全;保证基坑周边的环境安全。
基坑工程施工问题应该是由来已久,现代深基坑工程施工技术的大发展则是从20世纪80年代开始的,经过近三十年的发展,当前常用的深基坑支护技术如表。
纯粹从深基坑工程的施工技术来看,虽然当前的施工技术已取得了很大的发展,但以下的施工技术与管理问题还是经常遇到。首先是对深基坑工程施工的认识问题,总认为它是临时工程,因而就能省则省,思想上也重视不够;其次是对施工方案的编制上较为马虎,往往内容不全,可操作性不强;再就是对施工技术及其质量要求的认识不够,对应急预案及应有的抢险措施准备不充分。
二、深基坑工程施工方案的编制
施工方案的优劣是决定深基坑工程成败的关键,因此深基坑施工方案的编制十分重要。
施工方案的编制依据:
(1)深基坑工程设计方案;
(2)工程地质、水文地质勘察报告;
(3)工程设计图纸;
(4)建设方招(投)标文件、工程合同及有关要求;
(5)场区周边建(构)筑物、道路、地下管线等分布情况及结构特征;
(6)国家、地方现行有关标准、规范及有关的管理规定等。
施工方案的主要内容:
(1)工程概况。主要是描述清楚深基坑工程的基本情况以及地下结构部分的设计情况。
(2)周边环境情况及工程地质、水文地质情况。
(3)深基坑工程设计方案应已通过专家论证审查,此处应概括性地加以介绍,以明确基坑支护设计涵括的主要内容。
(4)工程实施目标管理和施工部署,包括工程实施目标、项目组织机构、施工部署。
(5)施工准备:包括施工机械、主要材料设备、劳动力组织。
(6)主要施工方法及质量保障措施,含支护结构、止水帷幕、降排水、土方开挖与回填、支撑安装与拆除等。
(7)施工进度计划及工期保证措施。
(8)施工监测及应急抢险措施。
(9)其他的技术与管理组织措施,如安全生产、文明施工、环境保护等。
(10)其他所应附的详细专项方案。
需要特别强调的几个专项施工方案
虽说已经编制了深基坑工程施工方案,但对深基坑工程的土方开挖、施工塔吊的布置及运行控制、基坑监测以及深基坑施工过程的应急抢险等还必须编制详尽的专项施工方案,以上这些专项施工方案都是对深基坑施工具有重大影响的,必须十分认真地对待。
(1)深基坑工程土方开挖专项方案
几乎所有出现险情的深基坑工程都与土方开挖不符合要求或不完全符合要求有关系,因此说,我们必须树立基坑土方开挖是保证深基坑工程施工顺利进行的关键程序之一的意识。
首先基坑开挖应根据基坑工程设计文件要求(如支护结构型式、降排水等),该工程的结构形式(如工程桩类型、承台布置情况等),基坑深度、工程地质水文条件、气候条件、周边环境、施工方法、施工工期和地面荷载等有关资料,确定切实可行的基坑开挖方案。
其次基坑开挖方案的主要内容应包括:支护结构的龄期、机械设备的选择、基坑开挖时间的安排,分层开挖深度及开挖顺序、坡道位置和车辆进出场道路,施工进度和劳动力组织安排,质量和安全措施等。土方开挖应充分考虑时空效应,合理确定土方分层开挖层数、每层分段数量,分段开挖的时间限制等,且注意必须与基坑支护的设计工况保持一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则。
最后基坑开挖过程中,除应严格按照制定的经过审批的方案执行外,尚应注意如下的几个关键点:
一是基坑开挖时,应对平面控制桩、水准点、基坑平面布置、水平标高、边坡高度等经常复测检查;
二是基坑周围地面应进行防水、排水处理,严防雨水等地面积水浸入基坑周边土体;
三是基坑底及坑壁应留150~300㎜厚土层,由人工挖掘修整,开挖层应设集水坑,及时用泵排除坑底积水;
四是软土基坑必须分层均衡开挖,层高不宜超过1m,在开挖至支撑立柱桩和工程桩附近时,应注意对立柱和工程桩的保护,如采用人工清除立柱或工程桩四周的土体,避免其受到附加的侧向压力,还应注意对上层支撑、支护结构、降水设施等的保护;
五是开挖到底后,应及时清底验槽,减少其暴露时间,防止地基土原状结构受到破坏。
(2)施工塔吊的布置
对布置在基坑边坡上的塔吊,除满足塔吊设计的基本要求外,尚应充分分析其对边坡的影响,此点往往是容易被忽视的。
(3)深基坑监测专项方案
基坑监测是指在基坑开挖和地下工程施工过程中,对基坑岩土性状、支护结构变位和周围环境条件的变化,进行各种观测及分析工作,并将观测结果及时反馈,以指导设计与施工。基坑开挖前应作出系统的开挖监测方案。其主要内容应包括:监测目的、监测项目、监控预警值、监测方法及精度要求、监测点的`布置、监测周期、工序管理和记录制度以及信息反馈系统等。
基坑监测的对象应包括:自然环境、基坑底部及周围土体、支护结构、地下水位、周围建(构)筑物、周围地铁、水管、排污管、电缆、煤气管等重要地下设施,以及与基坑相邻的周围城市道路上面等,一般情况下,至少应考虑到从基坑边缘以外1~3倍基坑开挖深度范围内需要保护的物体;另有深井降水时,尚应按抽水的影响半径进行考虑
基坑工程施工的前提是确保支护结构安全和周围环境安全,从而实现地下工程的安全施工,因此基坑变形的监控值当设计有指标要求时,以设计要求为依据,当设计无明确要求时,基坑变形的监控值应按表3执行。基坑监测应以仪器观测为主,目测为辅,多种观测方法互为补充,互相验证,保证现场监测结果能够及时、真实、准确地反映基坑工程的运行状况。此处需要特别强调的是,在基坑土方开挖和地下工程施工过程中,目测巡视往往是最容易发现险情预兆的,因此目测巡视必须要作为基坑工程施工过程中确保安全的一个重要管理手段来贯彻执行。
基坑工程施工结束时,负责基坑监测的单位应提交完整的基坑工程监测报告,报告内容包括:
(1)工程概况;
(2)基坑监测方案,包括监测依据、监测项目和各测点的平面和立面布置图;
(3)采用的仪器设备和监测方法,监测精度与监测周期等;
(4)监测数据处理方法和监测结果过程曲线;
(5)监测结果评价,以及对设计施工的反馈与建议。对那些施工周期较长的,或是特大型深基坑工程,或是遇有特殊情况下时,尚应在深基坑工程施工过程中视具体情况提供阶段性的基坑监测报告。
一、工程概况:
焦作明伦商业步行街工程位于焦作市新华街与大厦西街之间,建筑总高度,钢框结构,东西米,南北米,总建筑面积约33058平方米。地下一层为商场,工程为一类建筑,建筑使用年限50年。根据工程设计及现场实际情况,本工程场地自然地坪标高南为,坑底设计标高分别为,故基坑实际开挖深度为及。本工程基坑最大开挖深度达,根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》中关于土方开挖工程的边坡值的要求,本场地基坑开挖的边坡值应为1:1,根据基坑与临近建筑物的实际距离,大部分边坡无法满足1:1的边坡值要求,故本基坑按现有实际条件开挖后,必须对基坑采取有效的加固和护坡措施,方可进入下一道工序。
二、工艺流程:
1.加固工艺:土方开挖→撒线打桩→验收
2.护坡工艺:土方开挖→架设钢板网→喷细石混凝土护坡→施工位移监测→养护
三、主要施工方法:
1.加固工艺:
(1)土方开挖:根据图纸要求进行定位放线,确定位置后留出相应的工作面,撒白石灰定位进行土方开挖,先用机械进行大开挖,然后人工修坡,并随即清理虚土。
(2)撒线打桩:在现场用白石灰撒线,确定桩的位置,平面布置图见附图1。加固桩为无砂混凝土桩,桩分大小两种桩径。暂定编号ZH1的桩径为100mm,编号ZH2的桩径为200mm,桩长均为9米。成孔后立即下注浆管,投放石料。
2.护坡工艺:
(1)土方开挖:根据图纸要求进行定位放线,确定位置后留出相应的工作面,撒白石灰定位进行土方开挖,先用机械进行大开挖,然后人工修坡,并随即清理虚土。
(2)架设钢板网:先将锚筋打入坑壁,固定钢板网,详见附图2。
(3)喷细石混凝土护坡:分段分层,从下往上进行喷射细石混凝土。
(4)施工位移监测:在需支护坑体每边设位移、沉降观测点各二个。支护监测是支护设计中的重要组成部分,通过监测可随时掌握基坑周边环境的变化,以及支护土体的稳定状态、安全程度和支护效果,为设计和施工提供信息,通过信息反馈体系,可及时修改支护参数、改善施工工艺、预防事故发生。
(5)养护:喷射细石混凝土2小时后进行喷水养护。
四、操作要点:
1.加固工艺:
(1)坡面要注意垂直平整,不留虚土。
(2)ZH1的注浆管直径为25×,ZH2的注浆管直径为42×。
(3)ZH1的石子粒径不超过5mm,ZH2的'石子粒径为5~15mm。注浆水灰比为~,水泥浆中可掺入适量的水玻璃等速凝剂。水泥采用,注浆压力控制在~间。
(4)下注浆管时应保持注浆管在孔中心处。注浆时采用2次注浆法,第一次注浆浆液冒出孔口时立即用水泥砂浆封孔口,再次进行注浆。2次注浆压力不小于。
2.护坡工艺:
(1)钢板网离坑壁距离为处,坡顶钢板网连续弯折;也可以在喷射一层混凝土后再固定钢板网。
(2)喷射混凝土面层达到设计强度的70%后,方可进行下步喷射。
(3)喷水养护的间隔时间以保持混凝土表面湿润为宜。
五、质量保证措施:
(1)组织施工班组长了解加固和护壁工作的必要性,认真学习施工时的操作要点,领会其主导思想。
(2)做好技术交底工作,使每个施工人员能够熟悉施工过程,掌握操作要点,明白质量标准。
(3)严格控制原材料的质量,加强管理。
(4)注浆或喷射时派专人负责指挥。
(5)实行管理人员跟班作业制度,时刻检查砼施工质量情况,出现问题及时处理纠正。
(6)做好成品保护工作。
六、安全保证措施:
(1)凡施工人员在工作时内必须戴好安全帽及各种安全用品,应注意湿手不得接触开关,电源线不得破皮漏电。
(2)各种机械设备必须由专人操作,专人维修。
(3)各种机电设备要一机一闸一漏。
(4)如施工进度拖延到晚上,则必须要有足够的照明,照明路线严禁乱扯乱挂。
(5)电工、机修工要现场跟班作业。
一、路基土石方开挖施工技术方案
(一)、施工准备
1、施工测量
在开工前进行施工测量,包括平面位置、中桩、横段面、中桩高程等的复测。在开工之前在现场放出路基开挖边缘线、坡角线、填方坡角线并将复测成果资料签字后送监理工程师,经监理工程师批准开工后方可施工。
2、清理场地
路基土石方工程施工前应清除施工范围内的树木、灌木、垃圾、有机物残渣及原地面以下10~30cm内的草皮和表土。清除的垃圾、废料及不使用的材料和树木,集中堆放在监理工程师指定地点。并将路基范围的树根全部挖除,将坑穴填平夯实。取土坑范围内的树根亦全部挖除。用监理工程师批准的材料将树根、障碍物及建筑物移去后的坑穴回填至周围标高,并按规范要求压实。
(二)、路基挖方
路基开挖前,除考虑地形条件和配套的设备外,必须考虑土层分布和利用,把路基开挖和填方结合起来,根据填方土质的'需要,确定开挖的位置和程序。
1、土方开挖
路基挖土方利用挖掘机挖装,自卸汽车运输,推土机配合。对短而深的路堑,采用横挖法,按整个横断面从路堑两端挖掘。路堑较长,宽度和深度都不大时,采用分层纵挖法,沿纵向分层次挖掘。在较长、大的挖方段,采用混合式开挖,先顺路堑挖通道,然后沿横向坡面挖掘,增加开挖坡面,以提高开挖速度。开挖边坡时,预留厚度30cm左右由人工刷坡清除。
2、石方开挖
路基石方采用风钻和潜孔钻打眼,小型及松动爆破和深孔爆破,挖掘机和装载机装渣,自卸汽车运输,推土机配合。在开挖下方有道路及建筑物时,设置临时挡护,确保道路畅通和人员安全。
3、施工控制要点:挖方边线、坡比、深度标高及边坡稳定观测
(1)、路基挖方挖至完工断面时,如仍留有非适用材料时,应按监理工程师要求的宽度及深度继续开挖,用批准材料回填,并压实至设计压实度。回填前,将开挖断面报监理工程师批准。
(2)、填方区挖除低于原地表的非适用材料时(除规范规定外),其挖除深度及范围由监理工程师确定。在挖除前,测量必要的断面报监理工程师批准。
(3)、路基挖土石方工程施工工艺
路基中线桩放线、复测→测放边坡桩→坡顶开挖排水天沟→机械开挖土质弃方→弃土外运至指定地点→爆破开挖石质路堑→边沟、截水沟、排水沟开挖→弃石外运至指定地点→路基顶面石凿平→超挖部分填平、碾压→压实度检测→防护工程施工→交工验收。
二、 质量保证措施
1、严格遵守监理程序控制施工,未得到监理工程师的批准不得擅自组织施工。
2、进行施工放样复核制度,确保线形的顺适及坡比符合设计要。
3、质量控制实行“谁主管,谁负责”的原则,出现质量问题严格按“四不放过”的原则进行处理。
4、在施工中,以主管工程师为组长的质量检查小组,随时对挖方边坡进行检查督促。
三、 安全保证措施
1、实行安全生产检查制度。项目经理部每月,专业队每旬由安全生产领导组进行安全生产大检查,专职安检工程师和安全员负责日常安全检查,发现问题及时处理,堵塞漏洞,消除隐患。
2、开展安全教育,上岗前,由单位领导负责组织全体人员,认真学习有关施工安全规则和安全技术操作规程,提高全员安全生产意识。特殊工种进行岗前培训,持证上岗。工班每日由班长或安全员进行班前讲话,提出当天的安全生产具体要求和注意事项,做到预防为主,防治结合。
3、实行各项安全生产岗位责任制,明确责任,把安全工作落实到每个人。项目部与公司签订安全责任状,各专业队与项目部签订安全责任状,每个施工人员与专业队签订安全责任状。
4、施工现场做到布局合理,机械设备安置稳固、材料堆放整齐,用电设施安装触电保护器,场地平整,为安全生产创造良好的环境。施工现场设置醒目的安全标语和安全警示标志,提示工人注意安全。
5、施工人员进入现场必须戴安全帽,严禁赤脚、穿拖鞋或高跟鞋进入施工现场,严禁酒后上岗,严禁无关人员进入施工现场。对于被允许的参观和检查人员需佩带规定的防护用具。
6、夜间施工时,保证有足够的照明。
一、工程概况
鸿基西路污水泵站井基坑支护工程,基坑开挖深度为平面净尺寸.基坑安全等级为一级,使用期限为12个月。(介绍周边环境及为啥建设泵站)
二、地质情况
1、本次勘察查明,在勘测深度20m内,基坑深度范围内揭露的地层由上至下依次为:
①素填土:土质不均,含植物根系、砖屑等,局部厚度较大,疏松多孔隙,工程性能差。层厚。
②黄土:黄褐色,可塑状态,土质均匀,针、中孔发育,大孔稀疏分布,含姜结仁、白色钙质条纹、浊灰色钙质条纹稀疏分布,具湿陷性,属中压缩性土。层厚。
③古土壤:综红~红褐色,可~硬塑状态,土质均匀,针、中孔发育,大孔稀疏分布。含姜结仁,白色钙质呈条纹、网状稀疏分布,粗颗粒状,具棱形结构,具湿陷性,属中压缩性土。层厚。
④、黄土:黄褐色,可~硬塑状态,含姜结仁、块(d)20mm以上浊灰色钙质条纹稀疏分布,针、中孔发育,见少量大孔分布,属中压缩性土,局部具湿陷性,该层顶面均见有20~30cm厚的钙质结核层,呈散块状,局部呈半胶结状。层厚~。
⑤、古土壤:棕红色,可~硬塑,粗颗粒状,白色钙质条纹网状稀疏分布,含姜结仁,针、中孔发育,少量大孔,局部具湿陷性,属中压缩性土。层厚。
⑥、黄土:黄褐色,可~硬塑状态,少量浊灰色钙质条纹分布,针中孔发育,含姜结仁,局部具湿陷性,属中压缩性土。该层未穿透,最大揭示厚度。
2、地下水
勘察深度内未见地下水,故暂且不考虑地下水因素,个别基坑中出现的上层滞水,可采用坑内明排抽水。
三、编制依据
1、《鸿基西路污水泵站井基坑支护设计图纸》
2、《地质勘测报告》
混凝土结构是现代建筑中最为重要的结构。然而,混凝土施工对施工技术、施工条件具有较高要求。冬季较低的温度对混凝土施工具有较大影响。如何在冬季进行混凝土施工,确保混凝土施工质量符合相关质量要求具有重要意义。对此,相关工作人员必须积极研究冬季施工技术以提高混凝土施工质量,为人们群众提供更为优质的建筑设施。
一、冬季对混凝土施工的分析
在全国各地都有较长的时间,不同地区的冬季拥有不同的。点。与此同时,各地冬季又拥有一些共同点,即环境自然温度较低、冷暖温差变化较大等特点。而混凝土施工对于环境温度的要求要对较高。这就给混凝土冬季施工带来了一系列问题。为满足工程建设的需要,混凝土冬季施工必须要采取科学合理的施工技术。在混凝土结构施工完成后必须经过一段时间的化学反应才能真正符合建设要求。而在这一过程中受到冰冻则会出现严重的质量问题。具体来说,冬季对混凝土施工的影响有以下几部分:
第一,在环境日平均温度达到5℃时或者日最低气温低于0℃后必须要采取特殊的施工技术。在这样的温度条件下,水与混凝土的化学反应速率相对较低,甚至完全停止反应,这就给混凝土的凝结、固化带来了极大困难。
第二,水泥发生固化的效率除了与材料配比有很大的关系外,还跟温度有较大的关系。当温度低于0℃后水泥固化的效率会变得极慢。制作的混凝土结构强度也会受到较大影响。
第三,当温度低于0℃后,混凝土结构的水会出现结冰现象。由此,参与水化反应的水量会受到极大影响。与此同时,水结冰后的体积会增大越9%,继而产生明显的冰胀应力。继而对混凝土结构造成巨大的损害,影响混凝土结构质量。
第四,混凝土结构中水结冰还会在钢筋、骨料等结构表面形成冰凌,继而降低混凝土与钢筋、骨料的粘合程度,从而对混凝土结构的质量产生严重影响。
二、提高冬季混凝土施工质量的技术措施分析
混凝土施工质量最直接的表现是其抗压强度。而影响混凝土施工质量的因素相对较多,一般来说影响混凝土质量的因素有材料品种及其质量、各类材料的搭配比例等。混凝土施工过程中所使用的原材料型号及其质量对混凝土强度具有最直接的影响。而水、水泥等材料的搭配比例也冬季混凝土施工质量具有较大影响。在研究混凝土冬季施工质量技术措施时必须也要充分考虑到以上内容。
1.做好冬季混凝土施工的准备工作
在对冬季混凝土施工技术进行研究的过程中,大部分工作人员都对具体的施工技术投入力度较大,而对施工准备阶段的研究不足。事实上,混凝土施工的准备阶段对于冬季混凝土施工质量控制具有重要意义。在具体的工作中需要做好以下几部分的准备工作:
第一,做好技术准备。对混凝土施工过程中所用到的各项施工技术进行充分准备。对各项工作进行科学细化与部署,确保每一项关键技术都由专业的工作人员进行控制。
第二,做好材料、设备的准备工作。在施工前根据当地的气候特点以及工程建设要求选择合适的原材料、设备,对厂家的生产资质与进场的物资进行严格的质量检验,确保其质量、性能符合工程建设要求。
第三,做好工作人员组织工作。根据工程项目选择具备相应施工资质的施工团队,并在施工开始前对其进行技术培训,使其在工作中可以充分按照相关技术规定进行操作。
2.做好冬季混凝土施工的技术保障工作
技术保障是提高混凝土施工技术的重要工作,也是提高混凝土施工质量最为重要的措施。在具体工作中需要做好以下几部分的技术保障工作:
第一,原材料保障工作。对混凝土施工中所涉及的水泥、碎石、砂、外加剂、水等物资进行严格的质量控制。具体来说,水泥应优先选择普通的硅酸盐水泥,也可以选择矿渣硅酸盐水泥,绝不能使用粉煤灰硅酸盐水泥以及火山灰质硅酸盐水泥。砂的含量不能高于3%的含泥量。碎石选择需要根据相关规定选择质地坚硬的材料。而施工中所用的`水则需要优先选择饮用水。
第二,做好搅拌工作中的技术控制。在施工过程中首先要做好材料的清洁,确保搅拌工作顺利进行。在温度处于0℃时需要加入适量的早强剂,并在操作前做好模拟工作。而在使用早强剂时决不能使用高铝水泥。对混凝土水灰比进行严格控制,将其他材料所带的水分考虑在内。
第三,做好混凝土浇筑工作中的技术控制。一般来说冬季混凝土施工必须选择在温度较高时进行。且在施工过程中需要配备足够的温度测量设备以加强对温度的监控。
第四,做好混凝土拆模过程中的技术控制。混凝土拆模也是混凝土施工过程中必须要严格控制的阶段。在这一过程中必须要确保混凝土结构的强度已经达到设计强度的70%。拆模的过程中,混凝土表面温度与环境温度的相差不能超过10℃。对于完成拆模操作的混凝土结构进行温度控制。
第五,做好混凝土结构养护过程中的质量控制。养护对于混凝土结构的质量具有极大影响。在具体的养护过程中需要严格关注混凝土结构的实际强度,并在此基础上开展养护工作。一般来说低于10℃的环境下时,其结构强度不得小于5MPa。养护过程必须保持混凝土结构的干燥,并严格控制外部温度。在进行保温工作时可以在结构上覆盖薄膜、麻袋等材料以增强其保温效果。
第六,严格控制温度,确保养护温度不超过80℃,而加热过程必须内外同步进行。
3.加强施工过程中的监督管理
为确保冬季混凝土施工技术得以贯彻落实,必须要加强施工过程中的监督管理工作。
第一,严格控制常规检查。对混凝土质量、预应力混凝土结构等项目进行严格的质量检查。对施工环境、混凝土结构施工以及养护过程中的温度变化等进行科学检查,以便相关技术人员及时制定科学合理的措施计划。
第二,加强施工过程中的技术落实检查。在施工开始前进行严格的技术交底、技术培训工作。而对于没有按照相关技术要求进行施工的工作人员、施工单位进行严肃处理以提高施工过程中的标准化才做意识。
冬季混凝土施工是混凝土施工过程中最为常见的问题,处理好冬季施工过程中的技术控制工作,对于提高冬季混凝土质量具有重要意义。面对冬季混凝土施工环节中的、工序复杂等问题,相关技术人员必须加强施工技术研究工作,在具体的工作中采取各种有效措施提高冬季混凝土施工质量。
一、基坑特点
本工程为六合天寓房产二期项目,基坑东临银色港湾住宅区,北临北环路,南临联庄居民区,地下管线均已拆除。主要以杂填土、砂土、粉砂土为主。地下水位高,建筑物及地下室车库边线靠近围墙,开挖深度在米、米、局部在米,土方开挖量大,需在基坑周边做围护结构(详见浙江大学岩土工程科技开发有限公司编制的基坑围护工程专项施工组织设计)。
二、基坑土方开挖施工
1、施工前准备
为了便于施工及有利于基坑边坡稳定,土方开挖前先做好定位放线工作,及时配合基坑围护单位做好边坡及井点降水设备的布设,各级井点先预抽水4—5天,待坑内水位下降至作业面标高下1米后开始挖土。
按基坑围护图纸要求,沿基坑开挖面放好开挖边线,临基坑围护线放坡,放坡系数具体各断面详见基坑围护图,基坑边工作面放800宽,沿工作面周边做300×300排水沟,转角处做1000×1000×1000集水井。
2、基坑开挖顺序
首先从5#楼及至4#楼间地下车库、4#楼的基坑及临近围墙处开挖,待4#楼5#楼±完成后再做二期地下车库处开挖。
土方开挖由专人指挥,采取分层分段对称开挖,每层开挖长度不起过20米。下层土在上层土钉墙及喷锚网支护施工完毕一天后,才可继续开挖。并严格遵循“分层开挖、严禁超挖”及“大基坑小开挖”的'原则。当挖至标高接近基础底板标高时,边抄平边配合人工清槽,防止超挖,并按围护结构要求及时修整边坡及放坡,防止土方坍塌。桩体周围300土方采用人工清理,然后用挖机带走。
基坑开挖施工至基础底板标高时,在24小时内必须完成素砼垫层,垫层延伸至围护结构边,在前一块完成土方后开挖及垫层施工后,才能进行下一块相邻区块的土方开挖。
3、车辆行车及机械配备
车辆行车主要经过地下车库及4#楼上部区域内场地,铺设临时道路,从东向西边挖边退。车辆远离围护疆构边行走。配置3台挖掘机及30辆自卸车,视天气及交通情况增减机械。
三、组织、协调管理及工期
1、开挖由项目经理直接负责,控制好人员、机械,确保开挖工序的稳步进行,施工员做好测量放线,控制好边坡的稳定,由专职安全员组织人员及时检查安全情况,边坡稳定情况由专业检测单位全天候检测,并及时上报检测数据。
2、现场协调由施工负责人负责,主要协调土方开挖和井点降水及土钉墙的施工。
3、工期:Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#、区块土方开挖计划20天,Ⅳ#区块计划8天。
四、应急措施及注意事项
1、应急措施
在基坑开挖期间,设专人检查基坑稳定,发现问题及时能报有关施工负责人员,便于及时处理。
在施工中如发现局部边坡位移较大,须立即停止开挖,能知围护单位做好加固或加密锚杆处理,进行边坡喷砼,待稳定后继续开挖。
如施工过程中发现水量过大,及时增设井点处理。
2、注意事项
坑边不准堆积弃土,不准堆放建筑材料、存放机械、水泥罐及行车。基坑边外部荷载不得大于15kpa。
坑边不得有常流水,防止渗水进入基坑及冲刷边坡,降低边坡稳定。
五、基坑四周的安全围护
采用48钢管连接做护栏,立杆打入土层中深600以上,基脚用素砼浇实,间距2000,高1200,上下用涂有黄黑色漆的钢管连接,并用密目网封闭。
六、安全文明施工
1、操作安全技术措施
①现场施工人员必须进行技术交底,并持证作业,挂牌负责,定机定人操作。
②所有进场机械必须进行严格的检查,保证机械设备完好。
③夜间施工配备足够照明,主要通道不留氓点。
④加强基坑监测,发现问题及时能报各施工方,并会同维护单位做好应急处理。
2、文明施工措施
①施工场地进出口设置专门车辆冲洗及沉淀系统,派专人冲洗,严禁出场车辆带泥及污染物上市政道路。
②努力降低施工噪音对周边环境的影响。
一、基坑支护专项施工方案的主要内容
1、工程概况
工程概述;地下室结构概述;工程地质水文地质条件(特别是不良地质反映);周围环境情况,特别要说明需重点关注的建筑物、地下管线等的状态。
2、基坑支护设计概述
基坑支护设计方案、降水方案、支护设计对施工提出的特殊要求
3、编制依据
4、基坑工程的难点、重点和关键点
5、施工组织管理机构、人员配置及职责
6、资源配置计划
机械设备配置、劳动力配置、材料配置、监测仪器配置
7、总体施工部署
施工准备工作、总体施工顺序(各工序交叉施工顺序)施工进度计划、施工进度计划实施的风险及预防措施分析
8、施工方法及技术措施
各类桩墙施工技术措施(钻孔桩、搅拌桩、旋喷桩、振动灌注桩、人工挖孔桩、预制桩、咬合桩、地下连续墙等)土钉墙施工技术措施、压顶梁(围檩)内支撑、锚杆施工技术措施、格构柱施工技术措施、土方开挖施工技术措施, 这是关键施工措施(特别是软粘土)。降水与排水措施(轻型井点、深井、明排等),砂性土层中是关键施工措施。传力带施工(拆除)支撑拆除、土方回填等施工技术措施。
9、基坑支护监测
10、危险源辨识及应急措施
11、工程质量保证措施
质量保证体系、关键工艺或工序质量保证措施、材料和设备保证措施
12、安全生产、文明施工、环境保护保证措施
13、附件
(1)基坑围护设计专家论证意见书和设计院对论证意见的回复
(2)基坑支护专项施工方案专家论证意见书
(3)企业相关技术标准
(4)基坑围护设计平面图、典型剖面图及节点大样图
(5)典型地质剖面图及土工指标一览表
(6)基坑环境平面图
(7)基坑降、排水平面布置图
(8)施工平面布置图
(9)土方开挖平面流向图、剖面图、工况图、运输组织图
(10)进度计划网络或横道图
二、基坑支护专项施工方案的审查要点
1、方案的审批情况
检查方案的编制、审核、审批手续是否齐全。是否经施工单位技术负责人审批签字,加盖公司一级图章,不得有代签的现象。
2、专家论证的情况
土方开挖深度超过5m(含5m),或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线极其复杂的工程,其基坑支护设计方案必须经过专家论证。检查须经过专家论证的方案是否有书面基坑支护专项施工方案专家论证意见书,以及专家论证意见书中提出的问题是否有设计院对论证意见的回复,以及是否在方案中得到修改。
3、方案的完整性情况
方案应包含十三个方面的内容,详见本文第一部分。很多方案的内容都不完整,有的方案对许多重要的内容都没有描述。
4、方案的设计情况
基坑围护的设计单位应具有相应资质条件,其中深基坑设计方案应经专家论证取得专家意见书,设计单位再根据专家论证意见出设计变更联系单,连同设计方案一起去市建委办理备案手续。
5、周边环境的描述
许多方案对周边环境的描述很简单,有的甚至完全没有。基坑周边的建筑物、构筑物、重要管线、围墙、临时设施、塔吊位置、出土口、施工道路等都要描述清楚,越详细越好。特别是周边有河流和池塘的更应该描述清楚。
6、重点难点的情况
基坑的重点难点是否描述清楚,如砂性土中的土钉墙支护,基坑降水的处理就是一个关键点。对井点降水等要有详细的叙述,要有确保降水成功的措施,还要有备用井点、备用发电机等。在软粘土中的挖土也是一个关键点,应有详细的措施,确保工程桩不歪斜、不断裂,确保支护结构的安全性等。
7、资源配置计划
资源配备要考虑基坑支护的整体,而不是只考虑挖土。有的方案只安排了挖土的劳动力和机械设备。应该把支护桩、土钉墙、内支撑、井点降水、监测等工程的劳动力和机械设备都考虑进去,统一列表。
8、总体部署的问题
有的方案很详细的写了围护桩、土钉墙、降水、挖土等施工工艺,但对总体的部署和施工流程却没有交代。基坑支护中土钉墙、降水、挖土等是交叉穿插进行的,应有总体的施工流程。还要有总体进度计划的安排,各工序开始时间、交叉时间、结束时间,总进度计划表。安排的管理力量、劳动力、机械设备能否满足总进度计划的要求等。
9、土方开挖施工流程
土方开挖是基坑支护中很重要的一道工序,应该进行详细的叙述,而有的方案只是原则性的写了土方开挖的情况,但具体如何开挖却没有叙述。围护桩支护、土钉墙支护土方开挖的流程是不同的。大型的土方工程更应该详细说明土方开挖的平面流向、分层分段的情况、出土口的布置、机械设备的配备、对工程桩及围护结构的保护措施和施工组织、进度计划等。有内支撑的基坑还应有对内支撑和格构拄的保护措施以及局部内支撑下面大型挖掘机无法工作部位的土方的开挖措施。还有深浅基坑高低跨处的处理、出土坡道处的处理等。
10、传力带、支撑拆除和土方回填
许多方案都没有传力带、支撑拆除和土方回填的内容,应予以完善。传力带、支撑拆除时应有确保安全的`措施。土方回填中应有如何保证密实的措施以及对地下室外墙防水层的保护措施等。
11、基坑监测的情况
经过专家论证的方案一般都有专门的基坑监测方案,而自行编制的方案中往往较简单。而基坑监测又是非常重要的。一个完整的监测方案应包括监控目的、监测项目、监测仪器、监控报警值、监测方法、监测点的布置、监测周期、信息反馈等。检查监测项目是否齐全,监测点的布置、监测周期是否合理。施工单位应有专人进行监测,除了专业的仪器监测外,每天专人巡回目测是更简捷而更有效的监测。每天反馈信息以及一旦超出报警值所采取的措施。
12、应急措施
应急措施是方案中极其重要的部分,方案中要有对危险源的辨识,可能发生的险情,以及针对各种险情采取的应急措施。还应有应急领导小组成员名单及分工,及应急抢险材料物资机械设备的准备要求等。
一、引言
混凝土是一种应用极其普遍的建筑施工材料,也是组成建筑物主体的主要组成部门。由于受工期制约,许多工程的混凝土冬季施工是不可避免的。因混凝土的自身特点,施工情形和温度对其质量的影响又较大。温度是除了混凝土组成材料及配合比之外影响混凝土水化浸染速度的最首要的身分,而水泥与水之间的水化浸染是最终抉择混凝土强度的首要身分之一。
此外,混凝土工程在交通、水电、民用等建筑工程中,混凝土工程施工的质量直接关系着后续工程的顺利进行。而影响着混凝土施工质量的因素又很多,在冬季主要是由于气候较低,受到冻害会导致混凝土的强度降低,甚至还能出现返工的现象。只有采取适当的措施,才能够保证施工得到良好的效果。
二、混凝土冬季施工质量问题综述
冬季进行施工,混凝土施工受到四周情形及温度的影响是不成避免的,这就要求施工的相关人员必须运用更为复杂的施工工序和手艺,尽量避免各类质量问题的出现。冬季施工出现的大量质量问题都是不易发现的,并且具有隐藏性和滞后性,一旦发现需要进行实时的修补。
大体上来说,冬季混凝土施工的质量问题包括这样几个方面:
1.混凝土结构松散:这种混凝土在为黄色的冰晶状体,骨料之寄粘滞浸染弱,抵御外部的浸染能力较弱;
2.混凝土裂痕:发生该裂痕主要原因有很多种,钢筋锈蚀引起混凝土体积的扩大,能够造成混凝土箍筋的目的产生大量的裂痕。此外,混凝土配制时水灰比过大,加上早期的混凝土强度低,从而会引起混凝土分歧水平裂痕的发生;
3.混凝土水分转移:当混凝土受到温度差、压力差及湿度差等多重浸染力的浸染时,就会造成其中的水分由边缘向中心转移,最终造成内部空位的发生;
4.混凝土概况起灰:因为混凝土配制时水灰比过大,这就造成了严重的离析及泌水现象,最后就导致了砂浆和骨料分手。
三、在冬季施工中混凝土的一般工作原理
混凝土工程冬季施工主要是研究混凝土在养护硬化期间遭受冻害,主要针对其抗压强度、抗拉强度、混凝土与钢筋的粘结强度及混凝土的密实性和耐久性等方面的损失,提出防止措施。众所周知,混凝土在负温作用下,会引起混凝土的冻害。因此,水的形态变化又成为了影响混凝土强度增长的关键因素。
此外,在混凝土化冻后仍然需要继续进行养护,对于预养期长,获得初期强度较高的混凝土受冻后,后期强度几乎没有损失。对于那些安全预养期短,获得初期强度比较低的混凝土受冻后,后期强度都有不同程度的损失。
(一)温度对混凝土强度增长的影响
混凝土的强度只有在正温养护条件下,才能持续不断的增长,伴随着温度的升高,当温度升高时,水化作用加快,混凝土的强度也加快增长。当温度降低到0℃时,存在于混凝土中的水有一部分会开始结冰,此时的水化作用开始减慢,强度增长也随之相应较慢。水变成冰后,结冰所产生的应力值常常大于水泥内部形成的初期强度值,使混凝土受到不同程度的破坏。当冰凌融化后,又在混凝土的内部形成各种各样的空隙,降低混凝土的密实性及耐久性。
(二)混凝土允许受冻临界强度
混凝土在早期遭受到冻害后,抗拉强度和抗压强度都有不同程度的损失,尤其是混凝土的粘结强度也受到了较大的损失,降低了混凝土的抗渗性和耐久性。混凝土允许受冻临界强度是指新浇注混凝土在受冻前达到某一初始强度值,随后遭到冻结,当恢复正常温度养护后,混凝土强度会保持持续的增长状态,这一受冻前的初始强化值叫做混凝土允许受冻临界强度。
(三)冻害对混凝土强度的影响
混凝土受到冻害之后,强度停止增长,解冻后的混凝土强度仍然能继续增长。当混凝土遭受到冻害后,内部就会产生大量的微裂纹,从而降低了混凝土的强度和耐久性。
四、混凝土冬季施工方法
在冬季混凝土施工中,重点解决的是三个方面的问题:一是防止混凝土早期冻害;二是确定混凝土最短的养护龄期;三是保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。在工程的实际施工中,还要根据施工时的气温情况、工程结构状况、水泥的品种及价格、减水剂、抗冻剂的.性能及价格等一系列条件来选择合理的施工方法。
(一)蓄热法
该办法是主要用于气温-10℃左右,且结构比较厚大的工程。采用这种方法十分简单,施工涉及的费用不高,但是要注意内部保温,还要延长养护龄期。
首先,对原材料进行加热,保证混凝土在搅拌、运输和浇灌以后还能留有热量,以使水泥水化放热较快,新浇混凝土具有足够的抗冻能力。
其次,加强保温。加强对混凝土的保温,保证在温度降到0℃以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力,还要避免角部与外露表面受冻,在使用蓄热法时,也可以与其他方法联合使用。此外,蓄热法具有经济、简便、节能等优点,混凝土在低温下硬化,强度损失小。
(二)调整配合比方法
冬季混凝土施工使用调整配合比的方法,主要是针对在0℃温度下混凝土施工的。具体做法是:
1.掺用引气剂
掺用引气剂是提高混凝土抗冻性的主要措施,保持混凝土配合比不变的情况下,加入引气剂后生成的气泡,也就相应增加了水泥浆的体积,缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力,提高混凝土的抗冻性。经过实践证明,掺有引气剂的混凝土比不掺有引气剂的混凝土后退10-15年出现表面剥落等冻害现象。
2.控制水灰比
尽量降低水灰比,稍增水泥用量,提高混凝土的密实性,缩短达到临界强度的时间。提高混凝土的抗冻性,必须从降低水灰比入手。当前较有效的方法是掺减水剂特别是高效减水剂,能使混凝土强度及抗冻性都提高。
(三)外部加热法
外部加热法主要是使用于气温在零下10℃以上的工程,通过加热混凝土构件周围的空气,将热量传给混凝土。
1.火炉加热
火炉加热比较简单,一般在较小的工地使用,比较干燥,并且所放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化,影响质量。
2.电加热
在施工过程中,将钢筋作为电极,或将电热器贴在混凝土表面,可以提高混凝土的温度。这种方法的热损失较少,但是电能消耗量大。
综上所述,混凝土在冬季施工中,必需重点节制混凝土温度。根据施工工地的条件和周围的环境,选用适合本工程的施工方法。此外,还要对各个环节严酷节制施工质量,使冬季混凝土施工达到最佳的效果。
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