根据目前现场的施工条件及现场地质情况,北侧采用自然放坡,东、南、西侧考虑先去除表层土2.5米,然后浇筑混凝土灌注桩+水泥搅拌桩止水帷幕垂直开挖,拟定以下施工顺序:测量放样→布置位移和沉降观测点→水泥搅拌桩施工→混凝土灌注桩施工→管井降水施工→第一层土方开挖→第一层坡面喷浆加网支护→冠梁施工→第二层土方开挖到设计标高→第二层坡面喷浆加网支护→坑底排水沟施工→坡顶排水沟施工→基坑周边防护
2、施工方法
2.1标高轴线控制:根据规划局提供的水准点和轴线控制点,结合施工图纸的要求,根据轴线控制点引侧每栋楼的四角控制点,依据施工图纸及放坡要求引测出基坑开挖边坡线,在施工场地内较稳定的地方,设立三个水准基点,用二等水准仪闭合与水准点联测,得出水准点的高程,做为本测区的水准基准点,根据这三个水准点,测设每层挖土标高。
2.2地面及地下水控制措施
①根据勘察资料,为避免降水期间地表及地下水对土体产生影响,及时排出边坡渗水及基坑内积水,在开挖到基底后沿坡脚设一道300×300排水沟,在基坑转角及适当位置设集水井,以利水泵下泵抽水。同时在坡顶设置300×300截水沟,基坑顶角设置沉淀池。基坑汇集水排入市政管网前需进行三级沉淀池进行沉淀。此外基坑顶地面5M范围内,宜采取厚100mmC15砼硬化的防渗护面措施。
②在基坑顶部设置300×300的截水沟,沟内坡度大于0.5%。沟底采用60厚C15素混凝土垫层,侧壁采用120厚砖砌,内抹20厚1:2水泥砂浆。基坑顶沉淀池布置两个。
③基坑底设置300×300的排水沟,沟内坡度大于0.5%。沟底采用60厚C15素混凝土垫层,侧壁采用120厚砖砌,内抹20厚1:2水泥砂浆。基坑底集水井布置6个。集水井800×800×1000,底部采用100厚C15素混凝土垫层,侧壁采用120厚砖砌,内抹20厚1:3水泥砂浆。根据地下水的流量,配备足够的抽水设备。
④基坑四周边坡设泄水管,泄水管采用内径φ40mmPVC管,外倾坡度为8%,坡顶下1m处开始设置,间距2.5(水平)*2.0m(竖向),梅花形设置。泄水管作法:采用内径φ40PVC管,长500mm,穿梅花状小孔φ6@50,外包一层双向钢筋网和一次呢过网格密度1mm*1mm塑料滤网纱网。
⑤抽降:连续抽水,不应中途间断,需要维修更换水泵时,应逐一进行。开始抽降时要间隔地逐一启动水泵。抽水开始后,应逐一检查排水管道是否畅通,有无渗漏现象,如接头处或排水管渗漏应返工或维修。当集水井出水含砂量过大,可将水泵上提,如含砂量仍然较大,应重新洗井。
⑥分层开挖时,在基坑四个角挖较深的坑,坑的深度须超过开挖层50cm以上,在大面开挖前先进行排水。若降水坑降水无法满足施工要求时,应采用深井降水方法。在抽水过程中,必须经常对四周环境进行观测,若发现异常情况,及时与有关单位进行协商,共同及时解决。
2.3防护栏杆施工
防护栏杆采用φ48壁厚3.0mm的钢管组装而成。栏杆立柱采用钢管立柱,每3米设置1根,埋深0.3米,露地面高度为1.2米。防护栏杆设置在排水沟与坡顶边线中间,即坡顶边线往水沟方向0.25米。栏杆设置上、下两道横杆,上杆离基准面1.2m,下杆离基准面0.7m,并张挂密目式安全网。临边防护栏杆或栅门应当能经受任何方向1000N的外力。
2.4土方开挖施工
基坑开挖必须遵循先设计后施工的原则;应按照分层、分段、分块、对称、均衡、限时的方法,确定开挖顺序。土石方开挖应防止碰撞支护结构。基坑开挖前,支护结构、基坑土体加固、降水等应达到设计和施工要求,结合本基坑共有3栋楼,且每栋楼的中部后浇带分段开挖,分层开挖先开挖土层的2.5M的表层土,然后再分2~3层开挖,出土通道设置:基坑1、8#楼之间和8、9#楼之间各设置设置一条8m宽的主运土通道。9#楼从西向东开挖,1#楼从东向西开挖,8#楼结合现状可以从西或者东两侧分别开挖。
①在支护结构施工及土方开挖前,应查明核对地下管线埋设位置及深度,确保管网安全。开挖前做好施工方案,采取措施防止碰撞支护结构,确保支护结构的安全,选定开挖机械,开挖程序,机械和运输车辆行驶路线,地面和基坑内排水措施,雨季或台风汛期预案。
②基坑土方开挖应与支护施工、降水配合进行,土方开挖首先将基坑四周场地清理整平,有利于坡顶排水沟设置和坡顶交通。
③土方开挖应严格遵循先支护后开挖的原则,采取分段分层开挖,每段开挖长度不宜大于20m,不得超挖或欠挖。其中桩支护段挖土顺序应与设计工况相吻合,使支护结构受力均匀,自然放坡段应严格分层,工程桩出露处应沿工程桩周边均匀卸载,确保工程桩安全,每层挖土高度不超过1m。
④由于基坑面积较大,土方开挖应分块进行,合理安排开挖顺序,使基坑坡面暴露时间最短。土方外运时应注意避免损坏排水沟等设施。分块临时开挖边坡坡率不小于2.5,每块土方挖到位后应及时浇筑垫层砼,尽量缩短基坑裸露时间,避免基底泡水软化使边坡失稳,垫层必须是土层随清随做,特别是混凝土灌注桩部位,应做到灌注桩边。
⑤每开挖一段作业面,宜在24小时内完成铺设钢筋网、喷射混凝土等支护工作。
⑥根据本工程围护结构的施工特点,基坑土方开挖应在支护桩的强度达设计强度的100%后方可开挖下一层土方。开挖过程中,挖斗严禁碰撞支护结构。
⑦为避免扰动基底原状土,应预留不少于20cm厚的覆盖土层,待基础底板垫层施工时人工挖除。
⑧土方开挖完成后应立即对基坑进行封闭,防止水浸和暴露,并应及时进行地下结构施工。土方开挖顺序及速度应根据监测结果及时调整。
⑨土方开挖时,出土坡道的设置应尽量使支护结构受力均匀。严禁在悬空的支护顶面行走挖土机械,造成边坡失稳,出现基坑安全事故。
⑩土方开挖应避开雨季,开挖过程中应做好坑内滞水及大气降水的疏导工作,确保坑内不积水,开挖结束后应马上施工垫层砼,使基坑暴露的时间应尽可能短。土方开挖施工过程中应注意保护排水设施。在开挖过程中,遇到异常情况时,要配合勘察单位、建设单位、监理单位、设计单位、质监部门等有关单位进行协商解决,并做好有关记录。
2.5喷面施工
①分层分段挂设钢丝网。喷锚支护应分段施工,每段施工长度不宜大于20m,并采用间隔跳槽施工。插筋φ16,L=1.0m,间距1.0m×1.0m。钢丝网应牢固固定在坑壁上,坑壁上的钢丝网搭接采用绑扎,钢丝网搭接长度应大于300mm。每一层人工土钉、钢花管土钉施工完后,随即挂上φ6@250双向钢筋网,层喷射砼施工,喷射厚度达到设计要求50mm;
②喷射砼分两层施工。每层厚25mm,喷射砼前,钢筋网应牢固固定在边坡上并满足15mm保护层要求。上层土钉喷射砼面层达到设计强度的70%后方可开挖下层土方及下层土钉施工。
③喷射砼原材料宜采用新鲜的P.O42.5R普硅水泥,干净的中粗砂和粒径小于15mm的砾石,配合比宜为水泥:砂:石子=1:2:2.5(根据现场配合比实验确定),喷料应搅拌均匀,随拌随用。喷射时,应控制好水灰比,保持混凝土表面平整,呈湿润光泽,无干斑或滑淌现象。为加速凝结可掺入速凝剂,掺入量可按水泥用量4.5%(若为碱性速凝剂,不得使用含活性二氧化硅的石料)。
④钢筋网网格边长误差±20mm,坡面上下段钢筋网搭接长度不小于200mm。
⑤喷射砼喷射时须严格控制喷射厚度和平整度,做到外表面平整、美观,厚度误差±3mm,喷射砼作业在同一层段内按自上而上的顺序进行,并控制好水灰比,保持砼表面平整,呈湿润光泽而无干斑或滑移流淌现象。
⑥喷射砼终凝2小时后进行喷水养护,养护时间为5~7天,对砂层出露的坡面应先预喷20mm砼后再铺设钢丝网。
⑦施工用空压机风量不宜小于9m/min,以防堵管,喷头水压不应小于0.15MPa。喷头与受喷面尽量垂直,距离0.6~1.0m,喷射顺序应自下而上进行,喷头运动一般按螺旋式轨迹一圈压半圈均匀缓慢移动,喷射搭接长度300mm。
⑧桩间土连续防护构造做法应严格按图集11SG814第30页施工。
2.6管井降水施工
施工顺序:设备进场—井点定位—管井施工—试抽水—开始降水—基础施工—基础回填—管井封闭—设备退场。本工程基坑内共布置38口降水管井,基坑外侧布设17口观察井,坑内布设4口观察井。
①管井定位:根据轴线控制点,用经纬仪、钢卷尺定位。
②成井:采用泥浆护壁高压水枪冲击成孔。成孔后要洗井冲净孔底沉渣,并连续下入井管和滤料。
③安装管井:井管采用400无砂管井,每根长度为1米。在管身上面用尼龙网布均匀缠绕在滤管上并绑牢,用铅丝扎紧。井管外填滤料,滤料采用黄沙灌至地面。摆放无砂管时要扶正,确保井管整体垂直度。
④洗井:管井安装后,及时放入1.5千瓦的高扬程水泵抽水洗井,防止时间闲置,使滤管堵塞。
⑤抽水:洗井12—24小时后,流出清水,即可连续抽水。如出现出水混浊并大量含有粉粒成分时,要调细滤料粒径。
⑥降水井保护措施:降水井成井后在井口周围施作混凝土井台,井台上口直径800mm,下口直径900mm,井台高500mm;井台上覆盖混凝土盖板,混凝土盖板为正四方形边长400mm,厚80mm。防止行人跌入降水井井内,也可防止杂物掉入井内污染地下水资源。基坑开挖时降水井位置应做好标识,安排专人看护,勿让挖机破坏井管。
⑦施工控制:降水过程中注意地下水位观测。可以根据水位观测情况及天气状况适当调整降水井数。管井内水泵位置置于井底以上1米处,当管井内水位低于水泵时,停止抽水,当水位高于水泵位置,继续抽水。
⑧基坑开挖时间:待正常抽水一周后方可进行基坑开挖,如遇雨天顺延。
2.7水泥搅拌桩施工
水泥土搅拌桩长13.5米,固化剂42.5水泥,水泥浆液水灰比0.6~0.8,水泥掺入量约15%。
①搅拌桩机:深层搅拌桩机及相应的辅助设备(灰浆泵、灰浆搅拌机等)。
②制备水泥浆:按设计确定的配合比拌制水泥浆,待压浆前将水泥浆倒入集料斗。
③预搅下沉:待搅拌机的冷却水循环正常后,启动搅拌机电机,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导架搅拌切土下沉,下沉的速度可由电机的电流监测表控制(一般为0.38~0.75m/min),工作电流不应大于40A。搅拌机下沉时开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,边喷边旋转。搅拌机预搅下沉时,不宜冲水;当遇到较硬土层下沉太慢时,方可适量冲水,但应考虑冲水成桩对桩身强度的影响。搅拌时不允许出现搅拌桩头未到桩顶浆液已拌完的现象。一旦因故停浆,为防止断桩和缺浆,搅拌机应下沉停浆点以下0.5m,待恢复供浆后再喷浆提升。
④提升喷浆搅拌,搅拌机下沉到达设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,边喷边旋转,同时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌机(一般为0.3~0.5m/min)。成桩要控制搅拌机的提升速度和次数,使连续均匀,以控制注浆量,保证搅拌均匀,同时泵送必须连续。
⑤重复上、下搅拌,搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时,集料斗中的水泥浆应正好排空,为使软土和水泥浆搅拌均匀,再次将搅拌机边旋转边沉入土中,至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面。这样便完成一根柱状加固体,外形呈现“8”字形。
⑥清洗,向集料斗注入适量热水,开启灰浆泵、清洗全部管线中的残存水泥浆,直到基本干净,并将粘附在搅拌头上的杂物清洗干净。
⑦移位,重复上述步骤,再进行下一根桩的施工。
2.8混凝土搅拌桩施工
混凝土搅拌桩长13.5米,冠梁、桩体混凝土强度等级为C30。
①测量定位:根据甲方提供的红线区和水准点资料,由专职测量员用全站仪依照设计图纸建立轴线控制网,并埋设永久性标志。
②护筒施工:护筒必须坚实、不漏水,护筒内径比桩径≥200mm,护筒顶端至少高出地面0.3m,护筒埋设中心位置与桩位允许偏差≤20mm,护筒倾斜度的偏差不得大于1%,埋设必须进入原状土20cm。
③泥浆:护筒内的泥浆顶面,应始终高出地下水位至少1.0m。固壁泥浆采用自然造浆法,比重采用现场抽检方法,针对不同地层及时调整泥浆性能。
④成孔施工:施工前安排专职施工员在现场负责操作,并给予要求,钻孔桩的施工才能开始。桩机就位必须稳固、周正、水平,先将机架底盘调到水平。回转钻机要求钻机底座应平衡、坚固,滑轮与钻盘中心孔、护筒的中心,必须在同一铅垂线上。钻机就位后,安装周正稳固,保持施工中不倾斜,不移位,并在钻孔过程中经常复检,当钻至软硬地层变异处时,缓钻进,并采取钻完一段再复扫一遍的方法。在提拔钻具时,发现有受阻现象的孔段,应指定专人进行纠正。复扫的工作,必须认真对待和操作、处理。接钻杆必须先将钻具稍提离孔底,待泥浆循环2~3分钟后再拧卸加接钻杆。除桩机安装稳固、开孔时主动钻杆轴线位于转盘中心外,钻进时每次加接钻杆单根之前,必须检查主动钻杆轴线是否对中转盘中心。如有偏位,必须及时调整桩机基台或修整孔壁纠斜。
⑤成孔检验:成孔后用测绳测量孔深,严格控制终孔深度不欠深、不超深,必要时采用桩孔检测仪或孔规用钻机吊绳吊入孔中检测桩径与孔斜。终孔后及时通知监理或业主,待监理或业主确定达到终孔条件后,方可终孔。
⑥清孔施工:第一次清孔,钻孔至设计深度后,停止进尺,稍提钻具离孔底10~20cm,保持泥浆正常泥浆循环,回转钻定时空转钻盘,以便把孔底残余泥块磨成泥浆排出,清孔时间≥30分钟。第二次清孔:为保证灌注砼前孔底沉渣达到设计规范要求,要求进行二次清孔。
⑦钢筋笼制作:钢筋笼制作前清除钢筋表面污垢、锈蚀,钢筋下料时必须准确控制下料长度。钢筋笼采用环形模制作,制作场地保持平整。钢筋笼桩身主筋10D单面焊连接,隔根错开,接头间净距≥35D且不小于500mm。钢筋笼焊接过程中,即时清渣,钢筋笼的加强箍与主筋必须全部点焊,焊接牢固,其余部分按设计要求进行焊接。钢筋笼主筋连接根据设计要求,采用单面焊接,焊缝长度≥10D。在每节钢筋笼(不少于二道)上、下各设置一道钢筋定位控制件,每道沿圆周布置4只。保护层厚度为50mm。为防止钢筋笼上浮,钢筋笼必须设置抗浮锚筋。成型的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的地面上,堆放层数不得超过2层。
⑧钢筋笼安放:钢筋笼安放标高,可由护口管顶端处的标高来计算,安放时必须保证桩顶的设计标高,允许误差为±100mm。钢筋笼下放时,对准孔位中心,采用正、反旋转慢慢地逐步下沉,防止碰撞,放至设计标高后立即固定。钢筋笼安装入孔时和上下节笼或钢筋笼搭接施焊时,使钢筋笼保持垂直状态,搭接钢筋笼时两边对称施焊。孔口接钢筋笼完毕后,需进行中间验收,合格后方可继续下笼进行下一节笼安装。当提升导管时,必须防止钢筋笼被拔起。浇注混凝土时,必须采取措施,以便观察和测量钢筋笼可能产生的移动并及时加以处理。
⑨浇注水下混凝土:混凝土运至浇注地点时,核对其出厂合格证、配合比、强度、坍均度并检查其均匀性和坍落度。水下混凝土浇注必须连续进行,单桩浇灌时间不宜超过8小时。导管采用直径不小于250mm的管节组成,接头应具备装卸方便,连接牢固,并带有密封圈,保证不漏水不透水,目的为避免水进入导管,导致砼离析堵管。导管的支承应保证在需要减慢或停止混凝土流动时使导管能迅速升降。导管在任何时候必须保证在无气泡和水泡的情况下充满混凝土直到漏斗底部。出料口必须埋在已浇注的混凝土中2m以上,并应不大于8m。浇注混凝土的数量必须作记录,随时测量并记录导管埋置深度和混凝土的表面高度。浇注过程中,将孔内溢出的泥浆引流至泥浆池集中处理,防止周围的环境污染。混凝土灌注前、清孔完毕后,迅速安放混凝土漏斗与隔水胶球,并将导管提离孔底0.5m。混凝土初灌量必须保证能埋住导管0.8~1.3m。每次灌注,必须按规定测坍落度和孔口随机取样留置试块,试块上标明桩号、日期、砼标号等,并放入标养室内养护28d。灌注过程中,导管埋入深度宜保持在3m~8m之间,最小埋入深度不得小于2m。浇灌混凝土时随浇随提,严禁将导管提出混凝土面或埋入过深,一次提拔不得超过6m,测量混凝土面上升高度由机长或班长负责。混凝土浇灌中要防止钢筋笼上浮,在混凝土面接近钢筋笼底端时灌注速度应适当放慢,当混凝土进入钢筋笼底端1~2m后,可适当提升导管,导管提升要平稳,避免出料冲击过大或钩带钢筋笼。为了保证桩顶质量符合设计要求,混凝土实际浇灌高度应高出桩顶≥1m,保证桩顶混凝土达到设计要求,且要保证混凝土中不夹泥浆。混凝土浇灌完毕后,及时割断吊筋,等地面以上混凝土初凝再拔出护筒,清除孔口泥浆和混凝土残浆。导管使用后及时清除管壁内外粘附的混凝土残浆,以防再次使用时阻塞导管。
2.9信息化施工
①本基坑采用动态施工,根据施工现场的地质状况,施工情况和变形、对原施工方案及时校核、修改和补充。本基坑施工采用信息施工方法,应特别注意施工质量。
②建设单位在施工前,应当邀请市政、供电、供水、供气、通讯、城建档案等有关单位,就设计施工方案征询相关各方意见;对可能受影响的相邻建筑物、构筑物、道路、地下管线等作进一步检查;对可能发生争议的部位应拍照或摄像,布设记号,作好原始记录,并经双方确认。在建设过程中要确保相邻建筑物、构筑物、道路、地下管线等的安全及正常使用,本工程周边状态较好,未发现地下管线、暗沟等。
③配合监测单位实施监测,掌握基坑边坡工程的监测情况。编录施工现场揭示的地层现状与原地质资料对比变化图。建立信息反馈制度,当监测值达到报警值时,应立即向设计、监理、业主汇报,并根据设计处理措施调整施工方案。
④施工中出现险情时应做好边坡支护结构和边坡环境异常情况收集、整理及汇编等工作,并应查清原因,制定施工抢险方案。
