深地坑倒施法施工工法

深地坑倒施法施工工法 1 前言 在实际的生产施工过程中 由于实际需求时常会出现一些较难施工的图纸内容 如在 周边环境较为复杂 场地狭小的情况下增加一个占地面积小且较深的地坑等 如何才能在 不影响周边结构稳定的情况下完成 可采用的施工方法有倒施法施工 沉井法施工 钢板 桩支护施工 地下连续墙法及钢筋砼护壁桩法等 几种施工方法对比如下 施工方法费用工期优缺点 倒施法较低中 1 施工面积小 安全系数较高 2 受力良好合理 围护结构变形量小 对临近构筑物影响小 3 倒施法如遇较深基坑 需另设临时水平支撑 沉井法低中 1 费用较低 2 施工技术难度大 施工过程影响因素较多 3 沉井过程对周边建筑物的影响很大 4 沉井施工对土质要求较高 钢板桩支护 法 中中 1 止水效果差 受地下障碍物影响较大 2 互换性良好 可重复使用 3 对于建设任务而言 能够降低对空间的要求 4 使用钢板桩能提供必要的安全性且时效性较强 地下连续墙 法 较高较长 1 地下连续墙施工震动小 噪声低 2 墙体刚度大 防渗性能好 3 施工时对周围地基无扰动 我公司施工的 XX 铝厂精矿过滤车间深地坑工程 开挖基坑位置距离厂房砼柱中心不到 3m 砼柱基础底标高远高于拟开挖深地坑底标高 并根据地质勘查报告及现场地质情况 土层为砂砾鹅卵石层 结合如此情况及上述表格 决定采用倒施法进行深地坑施工 本文主要介绍深地坑倒施法施工工艺在建筑中如何应用和相对施工工艺的相关措施 2 工法特点 采用倒施法对深地坑进行施工 用基坑内四周暂时保留的局部土方对四周围护结构形 成水平抵挡 抵消侧向压力所产生的一部分位移 既保证了周边结构的稳定性 又保证了 施工的安全和工期 3 适用范围 本工法适用于建筑地坑周边结构设置复杂 场地狭小 开挖深度较大 施工工序繁杂 造价大且工程工期要求紧张的地坑施工 4 工艺原理 地坑倒施法是在保证工人安全的前提下 采用分段施工 每段钢筋砼结构作为基坑支 护护壁 由上而下施工 从而避免对周边设备基础稳定性产生影响 5 施工工艺流程及操作要点 深地坑倒施法施工工艺及要点以我公司施工的 铝厂精矿过滤车间深地坑工程为例进 行说明 5 1 工艺流程 定位放线 机械开挖第一段土方 机械开挖人工修边第二段土方及砼挂座 第二段砼 坑壁施工 第三段土方开挖 第三段砼坑壁施工 底板砼施工 第一段砼坑壁施工 第一段土方开挖按 1 0 5 比例放坡划出定位线 利用反铲挖掘机开挖至 3 0m 然后 重新定位 机械开挖人工修理第二段土方同时开挖出挂座牛腿底模 第二段坑壁采用土带 模 土方开挖完成立即搭设满堂脚手架 绑扎钢筋 支设模板 浇注第二段坑壁砼 砼挂 座施工砼标号与坑壁相同 间隔约 1 5m 沿坑四周设置 见附图一 如果进入冬季施工 砼浇注完成后 在地坑内放置 4 个 5 千瓦电加热器 采取放置电 加热器的方法进行砼的保温加热 同时在地坑上口利用彩条布搭设保温棚 进行砼养护 待砼强度达到 C20 以上时 利用同条件养护试件试压 拆除支撑 对坑壁进行加固后 为保证第二段砼坑壁的侧向稳定性 在第三段土方开挖前 利用 219 钢管在地坑长边 10m 中部 5 0m 和 6 0m 处根据坑壁砼浇注时预埋的埋件进行支撑形成桁架结构 如 图 5 2 1 1 所示 然后进行开挖 开挖完毕搭设脚手架 绑扎钢筋 支模 浇注砼 之 后几段如同第三段施工 最后循环开挖底板土方 进行底板砼施工 待底板施工完成后 按照正常施工方法 搭设脚手架至地坑顶标高 绑扎钢筋 支内 外模板 浇注第一段地坑壁砼 5 2 操作要点 5 2 1 土方施工 第一段土方机械开挖到位后 立即进行边坡的检查 对边坡松动塌落的部位 可利用 较壁厚较小强度砼进行填补护壁 厚度 50mm 第二段开始采用机械开挖人工修理边坡 利 用 30t 汽车吊将土方吊出地坑 装入自卸汽车运出厂外 后几段土方开挖前 利用 219 钢 管在地坑长边中部处进行支撑形成桁架结构 如图 5 2 1 1 所示 然后进行开挖 挖土 时先挖坑中心土方 然后开挖坑壁下土方 因为坑壁采用土带模 要用吊线锥及时检查坑 壁垂直度 在坑壁土方开挖过程中 如果发现土质不符合要求 应及时清理 并利用与坑 壁相同标号砼进行填补 开挖中要有专人进行边坡检查 对松软 开裂的部位 采用竹胶 板和钢管水平支撑进行加固 确保施工安全 5 0 6 0 5 2 2 钢筋施工 1 对进场的钢筋原材进行检查 要 三证 齐全 既要有产品出厂合格证 检验报告 规格标片 2 钢筋下料要采用现场放样下料 对重要部位和特殊部位施工前应绘制施工大样图 以便更有效地指导施工 3 审查施工图纸 对现场钢筋进行检查 符合要求 才可使用 检查所有施工机械 确保运转正常 4 钢筋的制作按照料单进行 应注意保证尺寸准确 弯曲角度正确 成形钢筋分类捆 好 挂好牌 按顺序堆放整齐 避免泥土污染 图 5 2 1 1 支撑形成桁架结构图 7 0m L50 50 角钢形成桁架 219 钢管支撑 8000 5 钢筋接头 水平钢筋采用闪光对焊接头 竖向钢筋采用单面焊接接头 连接区域内 接头 50 6 所有钢筋的搭接长度 锚固长度及其它构造要求均应满足设计及规范要求 7 根据弹好的墙位置 将墙伸入下段的插筋绑扎牢固 插入下端深度要符合设计要求 其上端绑扎定位筋以保证插筋垂直 不歪斜 倾倒变位 底板钢筋绑扎 钢筋交叉点必须 全部绑牢 担架放底板砼保护层用细石砼垫块 按每 1m 左右距离梅花形布置 绑完基础 底板下层钢筋后 摆放钢筋马凳 间距 1 米 在马凳上摆放纵横两个方向钢筋 控制马凳 高度 保证上层钢筋位置 5 2 3 模板施工 1 墙体可采用组合钢模板 钢管满堂脚手架 钢管加固方法 2 严格控制模板的质量 施工过程中注意模板的平整度 几何尺寸 底部支撑和上部 操作平台等是否变形 损坏 发现问题及时修整 3 严格控制脱模剂 模板脱模剂采用专用脱模剂 严禁使用废机油 刷脱模剂要专人 进行 一定要均匀 不许漏刷 不得太厚 不准流淌 防止对钢筋和砼的污染 4 支模板根据工程各部位形式及特点进行模板设计 画出排板图 进行综合研究 合 理确定模板的配制数量 模板按区段进行编号 刷好脱模剂 分规格堆放 5 支模前找好位置线和控制线 清理干净垫层上杂物 采用地锚木方定位措施 钢管 加固 水平钢管间距控制在 600mm 内 立钢管间距控制在 750mm 内 6 墙壁转角处用木模嵌填 根据图上角度 锯刨成梯形木方和钢模板连接 并保证接 缝严密 厚和钢模板一致 7 地坑壁上下两段接缝的防水处理 当坑壁土方开挖到设定的标高后 人工将壁厚部 位 0 75mm 修整成内高外低呈 30 的斜坡 按照设计要求进行墙壁钢筋的布设 插入下部土 层的深度必须满足双面搭接焊的长度要求 钢筋布设完成后 在斜坡土上铺 50mm 的砂子 并压实 墙体中间位置放置 150 150mm 的木方 沿墙体四周连续设置 形成闭合的凸环 待砼浇注完成 开挖下端坑壁土方时将砂子和木方取出 形成防水的凹缝 保证墙壁砼施 工的防水要求 图 5 2 3 1 坑壁下灰口留置示意图 8 模板的拆除和成品保护 1 拆模顺序应与支模顺序相反 2 拆除模板应由同条件养护试块试压强度决定 本工程坑壁砼强度达到 C20 方可拆 模 3 拆模必须由工长申请 经总工批准后方可拆模 应严格控制拆模时间 拆早易粘模 出现裂缝 缺楞掉角 影响砼质量 5 2 4 砼施工 砼工程采用集中搅拌 水平及垂直运输采用砼拖式输送泵 插入式振捣器振捣 表面 50mm 铺砂压实 150 150 木方 墙壁钢筋 100 200 300 已浇筑坑壁 虚线部分砼终凝后凿除 凿面用 1 2 砂浆抹灰 图 5 2 3 2 坑壁下灰口留置示意图 按要求做平抹光 浇筑混凝土用的架子已支搭完毕 并经检查合格 水泥 砂 石及外加剂等经检查符合有关标准要求 工长根据施工方案对操作班组已 进行全面施工技术交底 混凝土浇筑申请书已被批准 浇筑前应将模板内的垃圾 泥土等杂物及钢筋上的油污清除干净 并检查钢筋的水泥 砂浆垫块是否垫好 如使用木模板时应浇水使模板湿润 搅拌时间 为使混凝土搅拌均匀 自全部拌合料装入搅拌筒中起到混凝土开始卸料止 应符合混凝土搅拌的最短时间 混凝土开始搅拌时 由施工单位主管技术部门 工长组织有关人员 对出盘混凝土的 坍落度 和易性等进行鉴定 检查是否符合配合比通知单要求 经调整合格后再正式搅拌 混凝土运输 混凝土自搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间 不宜超过规定 泵送混凝土时必须保证混凝土泵连续工作 如果发生故障 停歇时间超过规范规定及 混凝土出现离析现象 应立即用压力水或其他方法冲洗管内残留的混凝土 浇筑混凝土时应分段分层连续进行 使用插入式振捣器应快插慢拔 插点要均匀排列 逐点移动 须序进行 不得遗漏 做到均匀振实 浇筑混凝土应连续进行 如必须间歇 其间歇时间应尽量缩短 并应在前层混凝土凝 结之前 将本层混凝土浇筑完毕 间歇的最长时间应按所用水泥品种 气温及混凝土凝结 条件确定 否则应按施工缝处理 浇筑混凝土时应经常观察模板 钢筋 预留孔洞 预埋件和插筋等有无移动 变形或 堵塞情况 发现问题应立即处理 并应在已浇筑的混凝土凝结前修正完好 6 材料与设备 提前做好材料计划的审批 采购 检验等 进入现场的材料无论甲供或自购必须具有 产品质量证明书并仔细核对其内容是否与材料上标记相一致 若对材料的材质有疑问应进 行复验 合格后方可使用 进场的材料应分规格有序摆放并设有标识和记录 对机器具特 别是起重器具应确保安全 机械设备计划见附表 机械名称需要数量机械名称需要数量 反铲挖掘机2001台砼运输车2台 30t汽车吊1台闪光对焊机2台 自卸汽车6台电焊机8台 平板运输车2台钢筋切断机2台 砼搅拌站1 0m31套钢筋弯曲机2台 7 质量控制 7 0 1 认真落实各种质量管理制度和质量岗位责任制 项目经理和管理工程师对工程质 量全面负责 各工长对分管的分部分项工程负责 施工人员对操作面和工序质量负责任 7 0 2 认真进行技术交底 作业前 技术员要详细进行包括作业技术要领 质量标准 施工依据 与前后工序的关系等的交底 7 0 3 严格执行三检制度 班组在分项工程施工完毕必须进行自检和互检 报专职质检 员专项检查合格后 再报监理工程师核检 7 0 4 严格执行奖罚制度 奖勤罚懒 奖优罚劣 激励干劲 7 0 5 严格执行原材料 构配件的试验检验制度 杜绝不合格原材料 构配件进入施工 现场 7 0 6 对特殊工种 特别是焊工 电工等必须持证上岗 7 0 7 加强施工质量过程的控制 包括施工准备质量控制 施工过程质量控制和施工验 收质量控制 力争做到实行三个控制管理 1 全面质量控制 2 全过程质量控制 3 全 员参与控制 确保工程质量 8 安全措施 8 1 确保安全施工的技术措施 8 1 1 加强安全生产和安全法规教育 认真进行施工现场危险源辨识 制定相应预防措 施 提高施工人员安全意识和安全生产技术 见危险源辨识分析表 8 1 2 认真落实 安全第一 预防为主 的方针 建立健全安全生产责任制 设专职安全 员负责安全管理工作 设兼职安全员协助搞好安管理工作 定期开展安全总结 不断提高 施工人员安全意识 8 1 3 搞好坑边安全围挡 坑好护坡安全工作 夜间设警示灯 8 1 4 佩戴好安全防护用品 进入施工现场必须戴好安全帽 深坑作业要系好安全带 穿软底鞋 作业人员严禁酒后操作 并要求无登禁忌症 8 1 5 机电设备都要设警告标志和机具操作规程 按规定设安全防护装置 用电设备做 好接地接零防止漏电 并做到一机一闸 禁止一闸多机 非机电人员不许操作机电设备 8 1 6 在首次施工成型后的仓壁上做好沉降观测点 按施工阶段观测建筑物沉降情况 并做好详细纪录 以备查考 如有沉降 应及时报告 以便采取措施 防止事故发生 8 1 7 施工过程中 在地坑北侧设爬梯 以便人员上下方便 8 1 8 机械前后行走时必须看清楚前后方是否有人或障碍物 机械回转时必须看清楚 3600 回转半径内是否有车辆和行人 且机械施工至围墙处时必须有专人配合指挥挖掘机驾 驶员 防止由于驾驶员的距离错觉造成对围墙的碰撞而导致事故的发生 8 1 9 工地各专职安全员进行预防及检查工作 发现隐患及时处理确保施工安全 新增过滤机地坑施工危险源辨识及防措施 序号活动名称危险源预测可能导致的事故预防措施 1周边防护不规范坠落交底 验收 检查 2 土方施工 边坡支护不规范塌方安全检查 监督整改 3架体材质不符合要求架体倒塌 高处坠落进场检验 4无技术交底与验收架体倒塌交底 检查 5 脚手架施工 脚手架底部搭设不规范架体倒塌 高处坠落交底 检查 6方案不符合要求倒塌 物体打击执行方案审批 7支撑系统不符合要求倾翻 物体打击交底 验收 8 模板施工 拆模作业违章倒塌 物体打击交底 验收 9人员身体不健康坠落 物体打击检查验收 监督整改 10临边防护不规范坠落 物体打击检查验收 监督整改 11上下通道不规范坠落 物体打击检查验收 监督整改 12违反操作规程坠落 物体打击检查验收 监督整改 13 高处作业 未按规定设置安全标志坠落 物体打击检查验收 监督整改 14 配电箱 开关箱不符合要 求 触电检查验收 监督整改 15线路设置不规范触电检查验收 监督整改 16接地与接零不规范触电检查验收 监督整改 17漏电保护失灵触电检查验收 监督整改 18 施工用电 电箱位置不当触电检查验收 监督整改 9 环保措施 9 0 1 加强对施工人员的环保教育 提高其环保意识 9 0 2 清运弃土应注意粉尘排放问题 以免污染大气 不能及时外运的弃土必须用篷 布覆盖好 9 0 3 施工道路面每天一次清扫 三次洒水 清扫生产垃圾要有效防止二次扬尘 洒 水 洗车用水适度 不得造成浪费 9 0 4 渣土中有用固体废弃物应回收利用 以节约资源 减少污染 10 效益分析 本工法实用性强 大大缩短施工工期 且可防止周围结构出现下沉 节约了成本 提 高地下工程的安全性 该技术在地坑周边环境较为复杂的环境下推广应用 是一种很有发 展前途和推广价值的施工技术 将会有较好的经济效益 11 应用实例 我公司选矿系统节能改造项目 新增过滤机地坑是在原精矿过滤车间 M H 轴 21 22 线 18 0m 跨内 距东西两侧基础不足 3 0m 处增加一个 8 0m 10 0m 深 10 0m 钢筋 砼结构地下构筑物 在 9 0m 设置过滤机设备基础 砼采用 级耐碱 C30 砼 防水等级 S6 地坑墙壁厚 0 3 7 0m 壁厚 0 6m 7 0 9 0m 壁厚 0 75m 砼底板厚度 1 0m 钢筋采用 HRB335 为主 钢筋保护层 40mm 如果按照常规施工方法进行放坡开挖 精矿库原有基础的稳定性将受到影响 原基础 底标高 3 6m 以上土质基本为回填土 3 0m 7 0m 为卵石层 重度测定 19 5 KN m3 为保证安全 结合施工现场的实际情况 确定在地坑施工中采用倒施法进行施工 将地坑 从上向下分成三个施工段进行组织施工 即 第一段 0 3 3 0m 原基础底标高 3 6m 第 二段 3 0 7 0m 第三段 7 0 10 0m 11 1 施工验算 1 本工程地坑砼等级 C30 土压力计算 无地下水 根据施工计算手册 郎金主动 土压力计算公式 Ea r h tg2 450 2 Ea 主动土压力 KPa r 土天然重度 19 5 KN m3 坑壁土平均内摩擦角本工程 300 H 基坑深度取 4 0m 代入公式 Ea 19 5 4 tg2 45 30 2 26 0 Kpa 2 地坑砼壁与土壁之间滑移计算 第二段砼坑壁自重 W 39 0 0 6 4 2 5 234 t 根据砼坑壁与土的摩阻力修正系数 0 85 主动土压力产生的摩阻力 0 85 26 0 22 1 Kpa 坑壁与土接触面积 S 42 0 4 0 168