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摘要:本文主要研究深基坑暗挖關鍵施工技術在建筑工程中的應用,主要通過該施工技術在工程項目的施工過程的具體應用進行研究,得出該施工技術的應用可以有效的保證施工工程質量,加快施工進度等作用,說明該施工技術值得推廣應用。
關鍵詞:深基坑暗挖;關鍵施工技術;應用
0引言
近些年來,我國城市建設速度和城鎮化建設頻率都在不斷的增加,建筑工程的地下部分展開施工的時候如果能夠使用深基坑暗挖技術就能良好的發揮建筑技術的功效,提高城市地鐵建設與居住建設聯絡通道的安全性和通行質量。
1工程概況
下面我們來對本次工程的大概情況做出基本的描述:
1.1圍護結構狀況
本次工程中的基坑總面積12495.87m2,呈長方形分布,東西長約66m,南北寬約184m,基坑周長約為500m,基坑的止水效果較好,能保證基坑周邊的建筑物及管線的正常使用,根據場地地質和周邊環境條件,基坑南側圍護結構采用密排樁+樁邊坡側設置2排三重管旋噴樁,其它三側圍護結構采用的咬合樁,咬合樁采用旋挖咬合施工工藝。本次工程項目場地地勢較平,場地自然地面標高為5.20,基坑坑底標高為-13.600,基坑深度為18.8m?;影踩燃壴O置為一級。前述內容為絕對標高,相對標高±0.000相當于絕對標高8.1m。本工程連通口設置在基坑南側,基坑南側地下室外墻距支護樁約1.5m,圍護結構采用密排樁+樁邊坡側的設置,安裝3排三重管旋噴樁,支護樁直徑為1.2m,旋噴樁直徑0.7m。地鐵側圍護結構為密排樁+樁邊坡側設置2排三重管旋噴樁,支護樁直徑為1.2m,旋噴樁直徑為0.7m[1]。
1.2地鐵連通口大致情況
本次工程預計在基坑南側地下二層1軸/C軸~E軸與前灣地鐵站建設連通口,地鐵側連通口已修建完成并留設了擋墻,因此還需要通過暗挖的施工技術去除支護樁并且與擋墻相互連通,工作人員還要及時進行相關防水施工、結構施工,連通口結構施工部位為地下室負二層1軸/C軸~E軸,連通口底標高為-5.600,連通口寬6.5m,高2.5m,長度共計4.8m;樁體需鑿除4.5m深,寬20m,高4.2m。連通口地鐵側為地鐵9號線,目前已完工交付使用。施工部位上部為公正北一街旁人行道位置,路面標高為7.900,冠梁頂到路面標高均為道路回填面層,厚度約2.68m,開挖的標高為-5.600,頂標高為1.450。
2本次工程重難點介紹
下面我們來對本次施工的重點和難點進行簡單的介紹,這次工程施工的重點和難點主要在于施工部位的場地較小,在初期施工之中,支撐施工和支護樁的切除具有較大的難度,還有可能在混凝土塊的運送過程中發生危險,同時聯通口處需要在地下室2層進行開挖,難度也是比較大,在開挖之后還需要連接聯通口,防止坍塌和沉降現象的出現,這也是本次工程容易出現的難點和重點,在開完之后一定要加強對聯通口的監測,做好安全應急工作。從大體的角度來講,針對以上重點和難點可以有以下幾個方面的解決措施:第一個方面要對施工現場的具體施工步驟和工序進行合理的部署,爭取有效利用施工空間和場地;第二個方面要選擇合理的開挖方式,可以利用邊切除并回撐的方式展開開挖工作;第三個方面需要對每次開挖的基坑深度進行控制,在開挖成具體的形狀之后及時進行支護框架的打造,確保不同的工序之間能夠快速銜接。有關工作人員要做好型鋼鋼架支撐,改變受力結構和受力條件,加強對地面情況的觀察,如果地質情況發生變化則要及時反饋找到相應的處理措施,確保施工過程安全有序進行;第四個方面要加強對施工過程的全程監測,尤其是要加強對聯通口上部的地表沉降情況的分析和觀察,以數據的形式呈現其變化狀況,及時作出反饋,如果發現輸出異常情況要快速上報,做好相應的預防對策。除此之外工作人員要儲備必要的應急物資,比如通道內儲存方木和鋼筋網片[2]。
3深基坑暗挖關鍵施工技術在建筑工程中的應用方法
3.1確定大體施工步驟
搭設盤扣式作業腳手架→防護措施/警戒措施布設→支護樁左右測量放線→支護樁水鉆開定位孔→分塊鑿除支護樁→清渣→搭設型鋼鋼架回頂→地鐵側擋墻水鉆開定位孔→放擋墻分塊線→繩鋸由上至下分塊切割→運出切割塊→清理。大體上的施工步驟按照以上順序進行。
3.2支護樁鑿除技術
運用從大體上來講,根據以往開鑿的經驗,在支護樁鑿除的工作之中需要考慮到施工具有的難度,確保安全性。有關工作人員需要先確定測量水位之后,采用水鉆進行開孔和定位工作,用人工分層的形式對支護樁進行破除,繼續向前挖掘,一直挖到接近地鐵口剪力墻的位置進行開孔測量,控制邊緣線。在測量無誤之后設置分塊線和線角點,控制線放好之后需要把鑿除的范圍進一步確定,分為若干的板塊之后展開拆除,聯通地鐵口結構設計的洞口。在鑿除之前需要做好一系列準備工作,首先要做到的就是盤扣式作業腳手架的放置,正確的安排腳手架搭建的步驟,施工前需搭設雙排落地盤扣式作業腳手架,架體分別在負二層及負二層夾層,搭設架體高3m,寬27.35m,參數設置應該為步距為2m,縱距為1.5m,排距為0.9m,操作架體縱向、橫向均應設置掃地桿,高度為350mm,作業層腳手架立桿于0.5m及1m處設有兩道防護欄桿,底部側面設20cm高的擋腳板。操作架體需經掛牌驗收后方可使用,如果未經驗收不得繼續進行作業[3]。其次要做好警戒防護措施。工作人員要在地面使用舊模板及輪胎鋪設防護網絡,防止砼塊掉落對現有結構產生影響,減小噪聲、粉塵等一系列污染。工作人員在施工作業區域周圍需設置安全防護攔,并在一定區域內設置安全標志,不得讓閑雜人等進入施工作業區域。作業人員要正確使用個人防護用品,按要求佩戴安全帽、安全帶等物品。此外,還要做好支護樁測量放線工作。工作人員需要利用軸線定位確定需鑿除支護樁的部位,鑿除面寬20.6m,高7.15m。鑿除支護樁原則為采用中隔壁法,由外向內、由上而下依次鑿除,邊鑿除邊回撐。整個連通口分為A區、B區、C區三個區,先施工A區,再施工B區,最后施工C區,A區寬5.2m,B區寬11.35,C區寬3.65m。開挖從開挖頂標高開始從外向內挖,挖至地鐵擋墻位置,之后要截除支護樁,每次截除支護樁1m,繼續向下鑿除1m再進行截樁,以此類推直至標高達到-5.600。鑿除過程要加強對細節的關注,提高支護樁結構的穩定性,快速回撐型鋼鋼架。除此之外,灌注樁破除的過程中可以采用人工配合機械方法,旋噴樁采用人工鑿除達到可穿繩部位。該部位可以選擇繩鋸切割法,當然這種方式僅用于灌注樁切割及連通口擋墻,加快施工速度的推進,縮短施工周期,節約人力資源成本。這種方式在具體運作的時候要嚴格控制混凝土塊重量,要小于3t,樁長最長不能超過1m。支護樁鑿除平面圖如圖1所示。
3.3切割快運輸技術
本次工程在地下室結構內部施工,因此施工人員要加強對于施工難度及安全性等要素的考量,主要以人工配合小型起重設備為主,分塊體積不易過大。機械拆除的支護樁樁長最大不得超過1m,混凝土塊容重按照25.1kn/m3計算,每塊為2.8t,單塊重量要基本控制在3噸左右。切割塊由小型叉車從切割位置與送至外墻外側肥槽處,由80t吊車吊出,吊車停放在公正北一街的位置。切割快運輸位置示意圖如圖2所示。汽車吊卸車點隨汽車吊移動,控制在汽車吊吊裝范圍內,并且根據《吊繩計算書》本工程選取6×19(b)每股外層12根,中心絲外捻2層鋼絲,直徑為12mm的鋼絲繩。選擇6×19,直徑為23mm的鋼絲繩(抗拉強度為1570MPa)的破斷拉力總和為281.5kN,折減系數取0.85,破斷拉力為281.5×0.85=239.275kN,取折舊系數0.75,計算得出鋼絲繩能夠承受的拉力為239.275×0.75=179.46,大于計算值60.6kN,所以要選取Ø23mm6×19的鋼絲繩,選擇四個4.75t(D=19.1mm)的卸扣,連接鋼絲繩和套架內標準節。
3.4對于叉車行駛區域的劃分和確定
為全面提升支撐拆除叉車行駛區域結構板的安全性,工作人員需對下層樓板進行回頂加固,叉運混凝土支撐塊在結構外部,要禁止叉運混凝土塊進入樓層,叉車輪間距按照2m計算,軸間距按照3m計算,占地面積大致為6m2,可變荷載標準值考慮8.4kN/m2。叉車從下沉式廣場經吊車吊運至負二層板,在樓板上行駛至連通口位置,回頂采用盤扣式鋼管支撐架搭設,立桿橫向間距與縱向間距為1.2m,步距均為1.5m左右。
3.5初期支護施工技術
在初期支護施工之中,工作人員需要注重對于回頂型鋼架的制作。初期支護采用噴混凝土、鋼筋網和鋼架組合的支護型式。采用φ609*16mm鋼管作為型鋼鋼架的立柱,立柱縱向間距設置為5m,橫向間距設置為1m,橫梁橫梁使用I22a工字鋼,間距設置為1m??v向連接筋為φ22,間距設置為300mm,內側進行單層布置。鋼筋網為φ6.5,間距是150×150,內側單層布置,噴射砼為C20,厚200mm。具體而言,首先要做好型鋼鋼架施工,鋼架按設計尺寸預先在連通口外加工成型并完成試拼,連通口內安裝在初噴混凝土前進行,用螺栓連接成整體并與定位系筋焊接。立柱腳雜物清理干凈,鋼架需安放在穩固的基礎上,在每榀鋼架安裝前,工作人員需要準確設置出鋼架安裝的中線、標高及立柱腳設計位置,采用連接筋按設計間距將各榀鋼架焊接成整體。其次,要縱向連接筋焊接,φ22縱向連接筋沿鋼支撐內緣單層鋪設,焊搭的搭接長度最好大于規范長度,焊縫必須飽滿。此外,鋼筋網先在鋼筋加工場地要按設計要求加工成網片,現場展開人工手動安裝,安裝時將網片點焊在型鋼鋼架上,網片間搭接長度≮20cm。
3.6型鋼鋼架安裝技術
型鋼鋼架安裝技術主要運用在開挖至設計斷面尺寸后,鋼材質量和接頭位置必須符合規范和設計要求,加工好的鋼架必須經過檢查驗收,確保每榀鋼架無漏焊、開焊的情況出現。對于已經驗收合格的鋼架要分類堆碼、并作好標識,保證鋼架的穩定和整體受力,設置縱向連接鋼筋,與已施工相鄰鋼架連接牢固??v向聯接鋼筋網與鋼架要確保聯結牢固,不能發生晃動現象。在初期支護形成閉合結構之前,要不斷的減少初期的支護下沉量,每個臺階安裝鋼架時要在基底安裝一塊托板,提高基座的牢固性,增大受力面積,減少下沉量。
4質量管理驗收措施
第一,嚴格執行質量自檢制度。施工中每一道工序工班都必須自檢,自檢合格后,報經理部專職質檢工程師復檢;第二,嚴格執行工程監理制度。充分做好質量自檢工作的同時,有專職質檢工程師積極配合監理工程師和業主對工程進行的質量監督檢查。自檢合格后,及時通知監理工程師檢查簽證,隱蔽工程經監理工程師簽證后隱蔽;第三,嚴格執行質檢工程師“一票否決權”制度。經理部設專職質檢工程師,班組設兼職質檢員。保證施工作業始終在質檢人員的嚴格監督下進行。質檢工程師有質量否決權,發現違背施工程序、不按設計圖、規則、規范及技術交底施工,使用材料半成品及設備不符合質量要求者,有權制止,必要時下停工令,限期整改并有權進行處罰;第四,認真執行質量管理制。把施工圖審簽制,技術交底制,測量復核制,質量自檢、互檢、專檢“三檢制”,隱蔽工程檢查簽證制,安全質量檢查評比獎罰制,驗工計量質量簽證制,分項工程質量評定制,質量事故(隱患)報告處理制等行之有效的質量管理制度,貫穿到施工全過程,并落實到工班,使質量控制做到干群結合、上下結合、內外結合;第五,實行質量責任制,逐級落實到工班,責任到人。建立質量獎罰制度,明確獎罰標準,做到獎優罰劣,杜絕質量事故發生;第六;嚴格施工紀律,把好工序質量關,上道工序不合格不能進行下道工序的施工,否則質量問題由下道工序的班組負責。對工藝流程的每一步工作內容認真進行檢查,使施工作業標準化;第七,在施工中,對每道工序、每個工種、每個操作工人,做到質量工作“三個落實”,即:①施工前,每個施工操作人員明確操作要點及質量要求。②施工過程中,施工管理人員必須隨時檢查指導施工,制定工序流程圖,確定關鍵工序和特殊工序的關鍵點,進行連續監控,對比分析質量偏差,及時糾正質量問題,把質量隱患消滅在施工過程中。③每個工序施工結束后,及時組織質量檢查評比,進行工序交接,并根據檢查結果對施工班組及操作人員進行相應獎罰,強化施工人員的質量意識。
5結語
綜上所述,在建筑工程施工過程中深基坑暗挖關鍵施工技術的使用非常關鍵,工藝技術要求較高、綜合性較強的一種施工方法。經設計復核型鋼回頂冠梁受力結構可支撐冠梁位置的自身荷載要求,因此初支回頂近考慮冠梁以下至暗挖頂標高荷載,回頂荷載按混凝土重量考慮,回頂荷載為=(冠梁底標高4.130-暗挖定標高1.450)×2.51=6.73kN/㎡??紤]到施工難度及安全性,應加大施工過程信息化管理力度,盡力保護環境,對場區及周邊環境采取切實可行的保護措施,并將各種噪聲、粉塵、漿水等降到最低。涉及基坑支護、結構設計圖紙,施工前應具備主體圍護結構施工圖、內部結構施工圖,基坑支護施工圖,組織人員完成圖紙審查工作,由相關設計人員針對圖紙審查提出的相關問題進行圖紙會審及設計交底工作。確定施工步驟,合理的使用支護樁鑿除技術,對切割塊進行快速運輸,確定叉車行駛的區域,并且還要使用初期支護施工技術做好現場的安排,全面提高建筑工程的施工效率和質量。通過此次的成功實踐,雖然對深基坑暗挖關鍵施工技術發展有一定貢獻,但從未來社會、經濟發展趨勢來看,探索深層的地下空間開發更需要地下暗挖法施工技術的突破性發展。
參考文獻:
[1]冉龍寶.隧道明暗挖分界面基坑支護樁施工力學效應[D].重慶大學,2019.
[2]何林暄.鄰近深基坑地鐵暗挖區間隧道施工技術研究[D].石家莊鐵道大學,2018.
[3]李占峰.深基坑開挖對地鐵結構的影響研究[D].長安大學,2017.
作者:鄭榮豐 許廷志 單位:中國建筑一局(集團)有限公司 中建一局集團華北建設有限公司 中國建筑一局(集團)有限公司深圳分公司