埋地管道安裝軟弱土基坑支護(hù)技術(shù)|基坑局部軟弱處理
發(fā)布時(shí)間:2020-02-15 來源: 感恩親情 點(diǎn)擊:
保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及土體的整體穩(wěn)定性,確保支護(hù)結(jié)構(gòu)在施工期間安全可靠,在確;蛹爸車ǎ(gòu))筑物安全可靠的情況下,采用最簡明的支護(hù)手段,達(dá)到節(jié)省材料、方便施工、加快施工進(jìn)度、降低工程造價(jià)目的。
1.工程概況
本工程位于寧波某鋼廠廠區(qū),為生產(chǎn)生活污水管道,總長約3.5km,開挖深度在4m以內(nèi)。場地內(nèi)除分布有臨時(shí)建筑外,大部分地段為農(nóng)田和果林,場地北部有水渠通過,施工現(xiàn)場開闊。管道基坑土方開挖均分布在軟弱土上,要保障管道安裝的順利進(jìn)行,則基坑支護(hù)施工技術(shù)即成為首要解決的問題。基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式的選取必須綜合考慮基坑特點(diǎn)、周邊環(huán)境和地質(zhì)條件等因素,經(jīng)過周密的施工設(shè)計(jì)計(jì)算與驗(yàn)算,才能得到既安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理又施工方便的基坑支護(hù)方案,以圓滿解決埋地管道在軟弱土基坑內(nèi)的安裝工程施工技術(shù)難題。
2.地質(zhì)條件
1層:素填土
灰色、雜色,松散狀態(tài),土質(zhì)極不均一,主要有碎石、塊石、塊石夾砂土等組成,全址均有分布,層厚0.3~3.5m不等。
2――1層:粘土
灰黃色,可塑狀態(tài),厚層狀,中等偏高壓縮型,土質(zhì)不甚均一,自上而下土質(zhì)漸變差,局部地段為粉質(zhì)粘土,切面光滑,搖震反應(yīng)無,干強(qiáng)度高,韌性高。該層局部地段缺失,厚層0.4~0.7m,層頂標(biāo)高0.28~2.28m。
3――1層:淤泥質(zhì)粘土
灰色,流塑狀態(tài),厚層狀為主,高壓縮性,土質(zhì)不甚均一,局部為淤泥或淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,切面光滑,搖震反應(yīng)無,干強(qiáng)度高,可塑性高。全址均有分布,層厚3.1~19.6m,層頂標(biāo)高-1.13~1.21m.
3――2層:粉質(zhì)粘土
淺灰黃色,可塑,厚層狀,中等高壓縮型,土質(zhì)不甚均一,切面稍光滑,搖震反應(yīng)無,韌性中等,干強(qiáng)度高,該層僅局部分布,層厚1.0m,層頂標(biāo)高-11.95m。
因污水管道位置緊靠電纜隧道,計(jì)算參數(shù)采用電纜隧道勘察報(bào)告中有關(guān)技術(shù)參數(shù)。
根據(jù)以上所述基坑的特點(diǎn),經(jīng)過對(duì)沉管灌注樁、水泥攪拌樁及放坡大開挖等多種圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式的經(jīng)濟(jì)技術(shù)計(jì)算分析比較,決定采用多排水泥攪拌樁結(jié)合放坡加內(nèi)支撐形式進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式方案充分利用水泥攪拌樁重力式擋墻,具有施工方便、挖土方量小及放坡大開挖造價(jià)低等綜合優(yōu)勢,經(jīng)過多個(gè)工程實(shí)踐的應(yīng)用表明:該結(jié)構(gòu)形式造價(jià)低廉,施工方便,圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形小,極受建設(shè)單位歡迎。
3.基坑支護(hù)工程技術(shù)參數(shù)及其計(jì)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算
3.1基坑支護(hù)工程參數(shù)(見表1、表2)
3.2污水管道安裝基坑支護(hù)驗(yàn)算
3.2.1 3.0m挖深(2.5~3.0m)采用鋼板樁支護(hù)技術(shù),施工圖及其剖面如圖1所示。技術(shù)參數(shù)見表3、表4、表5,計(jì)算結(jié)果見表6?箖A覆安全系數(shù):1.028;
整體穩(wěn)定計(jì)算方法:瑞典條分法; 整體穩(wěn)定安全系數(shù):2.168;
滑移面圓心座標(biāo)(m):X=0.979Y=3.092 半徑(m):R=12.20;
抗隆起安全系數(shù):Prandtl :4.319;Terzaghi:1.544 ;隆起量(mm):18;
抗管涌安全系數(shù):2.466;T=30kN/m.
3.2.23.5m挖深(3.0~3.5m)采用水泥攪拌樁支護(hù),施工圖及其剖面如圖2所示。技術(shù)參數(shù)見表7,計(jì)算結(jié)果見表8。
3.2.34.0m挖深(3.5~4.0m)采用水泥攪拌樁支護(hù),施工圖及其剖面如圖2所示。技術(shù)參數(shù)見表11,計(jì)算結(jié)果見表12。
截面驗(yàn)算取彈性支點(diǎn)法計(jì)算結(jié)果。
截面抗壓驗(yàn)算:1.25•rcs•γ0•Z+M/N=0.2≤fcs=1.00(N/mm2)(抗壓強(qiáng)度滿足!);
截面抗拉驗(yàn)算:M/W-rcs•Z=-0.14≤0.06•fcs=0.06(N/mm2)(抗壓強(qiáng)度滿足!);
抗滑移安全系數(shù):1.165;抗傾覆安全系數(shù):1.389;
整體穩(wěn)定計(jì)算方式:Bishop法;整體穩(wěn)定安全系數(shù):1.37;
抗隆起安全系數(shù):Prandtl:1.106 Terzaghi:1.332;隆起量(mm):29;
抗管涌安全系數(shù):2.600;
穩(wěn)定性驗(yàn)算:技術(shù)參數(shù)見表13,計(jì)算結(jié)果見表14。
4.基坑支護(hù)施工
4.1攪拌樁施工
基坑圍護(hù)樁施工質(zhì)量的好壞,直接影響施工開挖的順利進(jìn)行,應(yīng)予以充分重視。如圖1、圖2所示,水泥攪拌樁主要施工要求如下:
(1)水泥攪拌樁樁徑為Φ700,樁間搭接為200,采用普通32.5級(jí)水泥,水泥摻和量為15%,水灰比0.5~0.55。
。2)在水泥攪拌樁施工前,需進(jìn)行水泥土強(qiáng)度試驗(yàn)。
(3)施工前需根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況對(duì)樁位進(jìn)行排障或排障換土處理。
(4)施工時(shí)應(yīng)做到樁樁咬和,上下均勻不漏水。
。5)參照《寧波市軟土深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工暫行規(guī)定》中第5.2.3條和《軟土地基深層攪拌樁加固技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行施工。
4.2 基礎(chǔ)開挖施工
基礎(chǔ)開挖施工是整個(gè)地下工程施工的關(guān)鍵共序,施工時(shí)必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及《寧波市軟土深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工暫行規(guī)定》要求進(jìn)行。
。1)水泥攪拌樁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,挖坑內(nèi)四周土體至設(shè)計(jì)標(biāo)高,邊修土邊設(shè)護(hù)坡面層及排水明溝。
。2)挖至墊層底標(biāo)高。邊挖邊設(shè)墊層。
。3)挖土以機(jī)械開挖為主,人工開挖為輔。
。4)機(jī)械開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,立即進(jìn)行人工修土和墊層,并必須在24h內(nèi)完成。
(5)用機(jī)械開挖時(shí)必須注意,挖土深度嚴(yán)禁超過設(shè)計(jì)標(biāo)高,避免擾動(dòng)開挖面以下的坑內(nèi)土體原狀結(jié)構(gòu),不得損壞圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
。6)坑內(nèi)土體開挖是不得留陡坡,以免基坑內(nèi)土體滑移而引起土體擾動(dòng)。
(7)基坑挖土應(yīng)做到“五邊”即:邊挖、邊鑿、邊鋪、邊澆、邊砌的施工方法,保證基坑土體不長期暴漏,確保基坑穩(wěn)定。
(8)基坑內(nèi)挖出的土方及時(shí)外運(yùn),基坑四周6m范圍內(nèi)不得堆載,否則會(huì)使圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大,危及基坑安全。
4.2.1 挖土
挖土施工參照《寧波市軟土深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工暫行規(guī)定》中第5.3.1至5.3.7條要求進(jìn)行。
4.2.2地表及坑底排水
沿基坑外側(cè)1m左右設(shè)排水明溝,并根據(jù)實(shí)際情況每隔20m左右設(shè)地表集中排水井;觾(nèi)根據(jù)實(shí)際施工情況設(shè)縱橫向排水溝,并每隔20m設(shè)集中排水井。做好基坑內(nèi)外有組織的排水工作,確;觾(nèi)土體不受水浸泡。
4.2.3 回填
待污水管安裝完畢驗(yàn)收合格后回填,回填前及時(shí)清除坑內(nèi)的積水和有機(jī)雜物,并分層回填夯實(shí)。
4.3防滲漏措施
根據(jù)工程實(shí)際需要,可在一級(jí)坡底處設(shè)排水明溝和集中排水井。
4.4應(yīng)急措施
根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)及現(xiàn)場情況,若發(fā)現(xiàn)異,F(xiàn)象,可根據(jù)實(shí)際情況采取以下應(yīng)急措施:
。1)當(dāng)放坡面出現(xiàn)滑移時(shí),可用木樁加固。
(2)在水平變位最大部位設(shè)型鋼圍檁,并設(shè)鋼管角撐或斜撐。
。3)在基坑外側(cè)卸土(荷載)或坑底加設(shè)鋼筋混凝土支撐板帶及圍檁。
。4)在基坑內(nèi)快速用塊石或袋裝碎石回填。
。5)在攪拌樁樁頂堆載。
為確;蛹捌渲車ǎ(gòu))筑物的安全,須備有一定數(shù)量型鋼、編織袋等應(yīng)急材料。
4.5基坑監(jiān)測
基坑土體開挖施工期間應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、工程樁、臨近道路及管線的觀察,發(fā)現(xiàn)異常情況必須立即通知有關(guān)單位,以便及時(shí)采取有效措施,消除隱患,確保工程順利進(jìn)行。
。1)水平位移觀測
在水泥攪拌樁頂、放坡臺(tái)面上設(shè)點(diǎn)進(jìn)行水平位移觀測,隨時(shí)掌握圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變位情況。
。2)沉降觀測
在基坑內(nèi)外土體設(shè)點(diǎn)進(jìn)行沉降觀測,以掌握基坑開挖過程中支撐體系豎向變位、坑內(nèi)土體隆起、基坑外土體沉陷等情況。
(3)基坑監(jiān)測報(bào)警值
基坑監(jiān)測報(bào)警值可參考《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50292-1999第6.2.10條,由于該條文部分規(guī)定不詳,基坑設(shè)計(jì)和監(jiān)測的控制標(biāo)準(zhǔn)(詳見表15)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工動(dòng)態(tài)隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
結(jié)合寧波地區(qū)經(jīng)驗(yàn),本工程基坑開挖檢測變形報(bào)警值如下(詳見表16)。
5.經(jīng)濟(jì)效益
(1)圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式施工預(yù)算審批26萬元。實(shí)際發(fā)生費(fèi)用16萬元,節(jié)約費(fèi)用10萬元。
(2)按照合理的基坑開挖方案,減少挖土方量18000 m3。
計(jì)算:18000(m3)×17(元|m)3= 30.6(萬元)。
(3)提高吊車?yán)寐,?jié)約吊車臺(tái)班使用數(shù)量100臺(tái)班。
計(jì)算:100(臺(tái)班)×1200(元|臺(tái)班)= 12(萬元)。
(4)節(jié)約人工3660個(gè)工日。
計(jì)算:3660(工日)×65(元/工日) = 23.79(萬元)
以上四項(xiàng)合計(jì)共節(jié)約資金:10+30.6+12+23.79= 76.39(萬元)。
6.結(jié)束語
本工程遇到的軟弱土基坑支護(hù)技術(shù)難題,通過工程技術(shù)人員和廣大施工人員的共同努力,采用多排水泥攪拌樁并結(jié)合放坡加內(nèi)支撐形式進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工,圓滿完成軟弱土下埋地管道安裝任務(wù),在施工技術(shù)和施工實(shí)踐等方面積累了大量的寶貴經(jīng)驗(yàn),并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
[參考文獻(xiàn)]
[1]《寧波市軟土深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工暫行規(guī)定》[S];《軟土地基深層攪拌樁加固技術(shù)規(guī)程》[S];《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50292[S].
[2]《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204[S];《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205[S];《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50242[S].
[3]《建筑施工手冊(cè)》[M](第四版).
(作者單位:中國二冶集團(tuán)有限公司)
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