施工技術研究論文范文

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第1篇

關鍵詞明挖法深基坑排樁支護施工技術

1工程概況

北京地鐵四號線中關村站處于商業高度發達的高科技園區中心,車站主于交通繁忙的中關村大街主路下方,為全埋式地下車站,共設四座出入口和兩座風道。其中三號出入口位于車站西北角,設計為單層現澆鋼筋混凝土箱型框架結構,采用明挖法施工,基坑寬6.3m,挖深達13.0m,基坑土層從上至下為人工填土層、粉土層、粉質粘土層、粘土層、粉砂、中粗砂和砂礫層。結構西側8m為恒昌數碼電腦商城和中關村科技廣場展示中心,結構東側2m為中關村大街主路,基坑四周市政管線密布。只好采取直壁式支護開挖施工方法。基坑圍護結構采用Φ800mm混凝土灌注排樁和鋼管支撐體系,樁頂設0.8m高冠梁將排樁連接成整體,鋼支撐采用Φ400鋼管,支撐水平間距3.0~4.5m,豎向設3道。

2降水施工

基坑開挖前,需將坑內的地下水位降低并排除,使坑內土體在基坑開挖時,通過排水固結達到一定強度,提高坑內土體的水平抗力,減少基坑的變形量;增強基坑底部穩定性,減少坑底土體的隆起。本出入口結構范圍地層地下水主要為:①上層滯水,位于地面下3~4m,含水層為人工填土層和粉土層,透水性弱;②潛水,位于地面下8~9m,含水層為粉質粘土層和粉土層,透水性一般;③承壓水,位于地面下12m以下,含水層為粘土層、粉砂、中粗砂和砂礫層,透水性強。基坑降水采用管井+滲井方式,降水早于基坑開挖前20天開始。降水過程中對臨近建筑物和地下管線的安全進行觀察監測,同時在坑外地面設回灌井,必要時應采取回灌措施,確保周邊建筑物安全。

3基坑圍護施工

基坑四周設800mm混凝土灌注排樁圍護結構,樁間距1.0~1.2m,轉角部位局部加強。圍護樁采用旋挖鉆機成孔,導管法水下澆注混凝土成樁。鉆孔施工時,為減少對鄰樁的干擾,保證成樁質量,采用隔三打一的辦法施工(即每隔三根樁施工一根樁)。

冠梁將圍護樁連接成整體排架,使全體圍護樁形成共同受力體系,抵抗外部土體或圍巖側向荷載。圍護樁施工完成后,立即進行冠梁開挖和樁頂混凝土鑿除清理,圍護樁主筋錨入冠梁,冠梁采用與圍護樁同標號混凝土現場澆注,澆注時同時安裝預埋鋼板,滿足下部鋼支撐安裝需要。

土方開挖后圍護樁間采用噴錨支護,防止樁間土體掉塊。

4基坑土方開挖施工

基坑土方開挖遵循“分段、分層、分塊挖土,先中間后兩邊,隨挖隨撐,限時完成”的原則,利用土體在基坑開挖過程中位移的變化規律,對基坑開挖作動態管理,采用監控量測手段實行信息化施工,確保基坑變形量在設計允許之內。

水平開挖采用從一端先向另一端分段順序開挖,豎向開挖采用由上到下順序分層開挖。開挖時支撐和挖土緊密配合,隨挖隨撐。基坑沿縱向分段分層開挖,每層每段開挖長度不宜超過支撐的間距,第一層一般為7~8m,在第二層及以下土層一般為4m左右,每層開挖面標高以該層支撐的底面或設計基坑底標高為準,開挖完成及時安裝鋼支撐施加預應力。

為防止邊坡失穩,施工前先清除基坑邊堆土等荷載,同時在基坑四周做好防排水和管線保護措施。基坑開挖主要采用挖掘機進行,每一開挖區域分別配備長臂挖掘機和小型挖掘機。長臂挖掘機置于地面垂直開挖和裝運土方,小型挖掘機主要用于底部、邊角清理開挖和收集土方。

基坑開挖分層進行,從上到下、按層次序進行開挖,嚴禁掏底開挖。土方開挖分三層進行,每層均挖至鋼支撐以下0.5m位置,坡度和臺階滿足挖掘機作業要求同時盡量縮短長度。開挖流程見圖1。

5鋼支撐施工

圍護樁外加鋼支撐構成基坑空間受力體系,來支撐基坑外巨大的土壓力和諸多外加荷載,達到安全施工的目的。因此圍護結構支撐的質量控制十分關鍵,支撐采用Φ400mm鋼管(一般均采用Φ400mm、Φ600mm和Φ800mm鋼管,管徑視基坑寬度和支撐間距而定)。鋼管支撐為軸心受力結構,支撐直接撐在冠梁或鋼圍檁(俗稱“腰梁”),通過鋼圍檁直接承受排架樁傳遞的土體荷載或外力,以控制圍護樁向基坑內部位移變形。支撐一端設置應力調節裝置(俗稱“活絡頭”),主要通過千斤頂施加預應力來調節支撐長度,用于控制支撐軸力。

鋼支撐和鋼圍檁均采用工廠制作,現場安裝時支撐必須直順無彎曲,接頭緊密牢固。圍檁與圍護樁墻必須密貼,若有間隙須用速凝細石混凝土填實;當有角撐時,圍檁或圍護樁墻的連接處除設專門的斜支座確保支撐軸心受力外,還應在圍檁與圍護樁墻間設置剪力傳遞的措施。安裝實景見圖2。

鋼支撐安裝后立即按設計值在支撐一頭或二端施加第一次預應力,并檢查接頭擰緊螺栓。一般在第一次施加預應力后12h內監測預應力損失及圍護結構水平位移情況,并復加預應力至設計值。施加支撐預應力應注意以下事項。

(1)當晝夜溫差過大導致支撐預應力損失時,立即在當天低溫時復加預應力至設計值。

(2)當基坑變形的速率超過控制范圍,接近警戒值,而支撐軸力未達到自身的規定值時,可增大支撐軸力來控制變形。

(3)當圍護結構變形過大,采用被動區注漿控制圍護結構位移時,應在注漿后1~2h內對在注漿范圍的支撐復加預應力至設計值,以減少圍護結構外移所造成的應力損失。

(4)當支撐的軸力接近或超過設計值時,通過增設支撐來分解軸力,提高抗變形能力,阻止基坑變形進一步增大。

鋼支撐拆除分層進行,當基坑內結構施做到鋼支撐處時,并且此時的結構混凝土達到設計強度75%時,便可拆卸鋼支撐。在鋼支撐拆卸前先施加預應力將預加力端的鋼楔卸去,放散支撐軸力,然后吊出鋼支撐,拆除鋼圍檁。

6施工監測

深基坑監測是信息化施工常用的一種方法,在確保深基坑開挖安全上起著十分重要的作用。監測的主要內容有支撐軸力、圍護樁位移和沉降變形、基坑周邊地表沉降、基坑周邊管線的位移沉降、基坑周邊構建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位變化等。在基坑開挖施工中,發現監控數據接近或超過警戒值時,應立即分析原因,準確地找出施工過程中存在的問題,及時調整施工步驟,采取相應的對策,便能有效控制基坑變形,確保基坑安全。

7施工注意事項

(1)施工降水不宜過快,降水過程中應加強周邊建筑物、管線和地表沉降監測。土方開挖必須在水位監測指導下進行。

(2)施工過程中注意基坑周邊用水管理,加強管線滲漏情況觀測,切斷基坑周邊水源補給途徑。若放線坑壁有滲漏情況,應查清原因,切忌盲目注漿堵漏。

(3)在施工中應嚴格控制基坑周邊堆載,基坑周邊2m范圍內嚴禁堆載,基坑周邊1.4倍坑深范圍應控制堆載。

(4)土方開挖必須與支撐架設同步施工,按設計要求分層開挖,嚴禁超挖和掏底開挖。開挖段的長度必須根據基坑深度和坡度合理確定,不宜過長。當基坑挖至設計標高后,必須馬上澆筑墊層混凝土,進一步減少基坑變形值。底板混凝土必須在5~7d內完成,相應結構層施工及時跟上,以建立永久的受力平衡體系,從根本上控制住基坑變形。

(5)加強施工監測,掌握邊坡的穩定狀態、安全程度和支護效果,以便隨時調整設計參數及基坑施工方案,確保基坑安全可靠。

第2篇

關鍵詞：路基挖方；開挖方法；注意事項

1路基挖方施工特點

路基挖方又稱為路塹是路基工程施工中的一個重點。尤其在山嶺重丘地區修建高等級公路，挖方路基常常是控制工程進度的關鍵。公路建成通車后，挖方段又是養路部門養護的重點。由于挖方路塹是由天然地層構成的，天然地層在生成和演變的長期過程中，一般具有復雜的地質結構。處于地殼表層的挖方路塹邊坡施工中受到自然和人為因素包括水文、水文地質、地面水、氣候、地貌、設計與施工方案等的影響，比路堤邊坡更容易發生變形破壞。

路基出現的病害大多發生在路塹挖方地段上，諸如滑坡、崩坍、落石、路基翻漿等。路基大斷面的開挖施工，破壞了原有的山體平衡，以及地下、地表水體的平衡，如果施工方案選擇不合理，邊坡太陡，棄方堆棄太近，草坡栽種、護面鋪砌及擋土墻施工不及時，排水不良等都會引起路塹邊坡失穩、滑坡，嚴重時甚至影響整個工程進度，這是挖方路基施工中經常出現的問題。施工人員應從設計審查、施工方案選擇、現場地質水文調查多方面把關，切實搞好挖方路基施工。

2路基挖方施工前準備工作

2.1測量放樣。施工恢復定線測量及施工放樣是施工準備階段的主要技術工作，承包單位根據設計圖紙、監理工程師書面提供的各導線點坐標及水準點標高進行復測，閉合后將復測資料交監理工程師審核。承包人應根據監理工程師批準的定線數據進行施工放線。按規范中規定，路基施工前，應根據設計圖、施工工藝和有關規定恢復的路線中線樁、釘出路基用地界樁、路塹坡頂、邊溝、取土坑、護坡道、棄土堆等的具置樁。道路中線樁直線部分每20m一個，每100m設一個永久性固定樁，曲線的起點、終點、圓緩點、緩圓點都應設置固定樁。在中線樁施測后，進行橫斷面測量，然后根據路基橫斷面圖及實測標高進行邊樁放線。在挖方斷面的坡頂點位置上，釘挖斷面的邊樁，一般在距邊樁一定距離的外方，設栓（護）樁，以備邊樁丟失后及時恢復。

2.2施工前的復查和試驗。路基施工前，施工人員應對路基工程范圍的地質水文情況進行詳細調查，通過取樣試驗確定其性質和范圍，并了解附近既有建筑物對特殊土的處理方法。對有巖石的地段要掌握巖層風化、龜裂程度，巖層的層理、節理、片理狀態，對于易崩塌地帶的斷層和地質變化區段的情況尤應給予特別的重視。

土工試驗取樣一般按設計文件提供的資料每一種土類取樣不少于三組；也有按樁號取樣進行土工常規或試驗的。并按照《公路路基施工技術規范》（JTJ033-95）規定，挖方、借土場用做填料的土應該進行的試驗項目，其試驗方法按《公路土工試驗規程》（JTJ051-93）辦理。

2.3開挖前路塹的排水設施。由于水是造成路塹各種病害的主要原因，所以不論采取何種開挖方法，均應保證開挖過程中及竣工后的有效排水。

（1）在路塹開挖前做好截水溝，分層開挖時應修建臨時排水溝。（2）臨時排水設施與永久性排水設施相結合，流水不得排于農田、耕地，污染自然水源，也不得引起淤積和沖刷。（3）路塹施工時應注意經常維修排水溝道，保證流水暢通。滲水性土質或急流沖刷地段的排水溝應予以加固，防滲防沖。水文地質不良地段，必須嚴格搞好塹頂排水。（4）引走一切可能影響邊坡穩定的地面水和地下水，在路塹的線路方向上保持一定的縱向坡度（單向或雙向）以利排水。

3路塹的開挖

土方地段的挖方路基施上標高，考慮因壓實而產生的下沉量，下沉量的數值由試驗室確定。路基頂面以下80cm的壓實度，要達到95%，嚴格按JTJ051-93《公路土工試驗規程》重型擊實法進行檢驗。不符合要求時，采取壓實或其它措施進行處理，并報監理上程師批準。

3.1開挖原則。（1）按設計坡比分層開挖，每層開挖深度應根據機械修整邊坡的便利程度確定。（2）軟土天然層開挖應考慮棄土外運問題，保證開挖現場的便道暢通，合理組織現場交通，并結合本單位的運輸設備噸位考慮。（3）石方爆破作業以小型及松動爆破為主，嚴禁過量爆破。對坡面2m范圍內采用光面爆破和預裂爆破技術。（4）路塹開挖應采用"橫向分層、縱向分段、兩端同步、階梯掘進"的方式有序進行。（5）注重開挖現場文明施工，保證施工有序，安全生產，文明施工。

3.2路塹的開挖方法。土方路塹開挖根據路塹深度和縱向長度，開挖方式可以分為橫挖法、縱挖法及混合式開挖法三種。

（1）橫挖法。對路塹整個橫斷面的寬度和深度從一端或兩端逐漸向前開挖的方式稱為橫挖法或一層橫向全寬挖掘法，適用于開挖深度小且較短的路塹。多層橫向全寬挖掘法適用于開挖深而短的路塹，土方工程數量較大時，各層應縱向拉開，做到多層、多方向出土，可安排較多的勞動力和施工機械，以加快施工進度。每層挖掘深度根據工作方便和施工安全而定，人力橫挖法施工時，一般1.5~2.0m；機械橫挖法施工時，每層臺階深度可加大到3m~4m。橫挖法適用于機械化施工，以推土機堆土配合裝載機和自卸車運土較為有利，邊坡修整和施工排水溝由人力與平地機修刮完成。（2）縱挖法。分層縱挖法：沿路塹全寬以深度不大的縱向分層挖掘前進的作業方式稱為分層縱挖法，本法適用于較長的路塹開挖。施工中當路塹的長度較短（不超過100m），開挖深度不大于3m，地面較陡時，宜采用推土機作業，其適當運距為20～70m，最遠不宜大于100m，當地面橫坡較平緩時，表面宜橫向鏟土，下層的土宜縱向推運：當路塹橫向寬度較大時，宜采用兩臺或多臺推土機橫向聯合作業；當路塹前傍陡峻山坡時，宜采用斜鏟堆土。通道縱挖法：沿路塹縱向挖掘一通道，然后將通道向兩側拓寬，上層通道拓寬至路塹邊坡后，再開挖下層通道，按此方向直至開挖到挖方路基頂面標高，這是一種快速施工的有效方法，通道可作為機械通行、運輸土方車輛的道路，便于土方挖掘和外運的流水作業。分段縱挖法：沿路塹縱向選擇一個或幾個適宜處，將較薄一側路塹橫向挖穿，將路塹在縱方向上按樁號分成兩段或數段，各段再縱向開挖。本辦法適用于路塹過長，棄土運距過遠的傍山路塹，或一側的塹壁不厚的路塹開挖，同時還應滿足其中間段有經批準的棄土場、土方調配計劃有多余的挖方廢棄的條件。（3）混合式開挖法。即將橫挖法與通道縱挖法混合使用，適用于路塹縱向長度和挖深都很大時，先將路塹縱向挖通后，然后沿橫向坡面挖掘，以增加開挖坡面。每一個坡面應設一個機械施工班組進行作業。

3.3開挖過程注意事項。（1）做好塹頂截排水，并隨時注意檢查。臨時排水設施與永久性排水設施相結合。（2）開挖過程中，派專人仔細調查開挖坡面穩定情況，發現問題及時加固處理，同時做好地下設備的調查和勘察工作。（3）加強測量控制，邊坡隨開挖隨成型，保持邊坡平順。（4）雨季開挖土路塹時，分層進行開挖，每層底面設大于1%的縱坡，挖方邊坡沿邊坡預留30cm厚，待雨后再整修到設計邊坡線，開挖路塹在距基頂面30cm時停止開挖，待雨季后再挖到設計標高。（5）冬季施工時，開工未挖完的土質路塹、基坑時，將開挖面表層翻松30~40cm，耙平作為保溫層防凍；已開挖完的，表層預覆松土或草袋上覆松土，待繼續施工時再清除。土方開挖完畢，立即施工上部結構，防止基底凍結；如有工藝間歇，按冬季防護辦法處理。（6）土方開挖時，對地下管線、纜線、文物古跡和其他構造物做好妥善保護。在居民區附近開挖土方時，采取有效措施保證居民及施工人員的安全，并為附近居民的生活提供有效的臨時便道或便橋。（7）土方地段的路床頂面標高，考慮因壓實而產生的下沉量，其值由實驗確定。路床頂面以下30cm的壓實度不小于95%。（8）對有石方爆破的路基挖方施工，應設立警戒線，安全標牌齊全，并設專業人員監督管理，以保證生產和生活安全。

參考文獻

[1]鄧學均.路基路面工程[M].北京：人民交通出版社，1999.

第3篇

關鍵詞：錨噴治水支護泵送自防水混凝土承載耐久性。

近來，由于工作之便，找到三個國家重點建設項目的高速公路隧道建設工地考察，實地參觀了施工現場，對于現行的施工技術和程序有些思考。今撰文提出新的技術方案，供工程技術人員參考。

現行的施工技術程序為三道工序：

1、爆破后，在巖巷中采用錨噴技術進行支護，封住裸巖；

2、噴展表面鋪貼一層有機板材；

3、在有機板上澆筑自防水混凝土。

這種工藝為剛柔結合的防水襯砌技術。

當參觀現場作業后，第一層是噴射混凝土，效果僅是支護，噴層無抗滲性能。而對于隧道工程各種復雜的地質情況，尤其是含水層串通微細裂隙給工作面造成淋滲水時，這種支護的質量抵擋不住巖體滲漏水的浸入。當工程第一道工序結束時，仍有部分區段照舊淋水。僅是把原來在基巖的滲水，現位移到噴層表面，噴層根本沒有封住淋滲水，因噴層無抗滲效果。

針對淋水問題詢問施工人員，答復為；他們一旦鋪設有機板材后，淋水即抵擋在有機板外順板材流入盲溝排出，澆筑混凝土時不會受影響。

我認為：作為一道至關重要的防水屏障，在鋪設了有機板材時必須與支護層貼實，而噴層表面是凹凸狀不平整的工作面，在這樣基礎上鋪設有機板材，留有許多小空間卻無法貼實。

有機板材的應用位置，是兩層混凝土間的夾層，噴層不平，混凝土澆筑時粗骨料石子鋒芒容易刺破有機板材。那么，一旦有機板材被人為破損，何談防水功效？是弊病之一。另外，噴層與澆筑混凝土的主要作用是承載，把一個實施30cm的混凝土工程人為分成兩層，并且不能粘結為一體，降低了混凝土的整體性，損失其承載功效是沿弊病之二。再說混凝土的使用壽命與有機板不能同步，混凝土服務年限大于70年，而有機板小于70年，也小于工程的服務年限。夾層有機板材客觀存在自然老化，因此說，一旦有機板材老化即喪失了防水功效，是弊病之三。這種技術的關鍵是被動防水，因第一層支護不防水，僅依靠有機板材和襯砌混凝土的防水功能，這樣，工藝多而沒有達到主動防治水的效果，值得研究。

針對上述技術現狀，現提供用二道工序完成隧道防水與承載的施工技術方案：

1、錨噴治水支護

2、內襯自防水泵送混凝土本項目的特點：錨噴治水支護、迎水封堵滲水點，達到主動治水的目的。第二道襯砌工序與前道噴射混凝土粘結密實。形成整體的自防水高強度構件。

1、粘結力作用，BR防水劑與水泥水化時，反應生成物——無機硅膠，在噴射作業時，噴射物在膠體粘結力的作用下，呈團狀噴出，在巖體上粘結牢固，迎水噴射能有效地封住淋滲水點、微細裂隙等。形成的噴層達到治理淋水目的。

2、在速凝前提下，噴層抗壓強度提高10——35％，改變了摻速凝型產品而損失噴層程度的通病。

3、降低回彈率，本技術回彈率低于15％，而其它產品回彈率為35％，對于提高工效、降低原料消耗是十分顯著的。

4、噴層內在質量有所改變，因本技術噴射混凝土是團狀，在巖體上因噴射物粘結力大于3MPa，利于粘結。作業時，后續噴射物呈嵌入式粘著成型，提高了噴層的密實性，抗壓程度提高10——30％。噴層不僅是提高強度，抗滲指標大于S20，級配噴射混凝土最佳時抗滲可達S30以上。本發明的錨噴治水支護把原錨噴支護的技術改進為以治水為主，并達到自防水功能的雙重效果。

5、噴層的耐久性，BR錨噴治水支護把常規的頂板淋水問題迎刃而解。廣大用戶對BR噴層治水與支護耐久性是非常關注的。因本技術有效的提高了噴射物粒子粘結力和粘結附著力，經檢測粘結力大于3.4MPa，在常規的噴射混凝土工程中，這樣的質量是極為少見的。所施工程無剝離，不起鼓，粘著牢固。噴層厚度8——12cm，抗滲大于S20的自防水質量，封閉了巖體滲漏水的通道，達到主動治水的目的。

另外，BR水化物——無機硅膠體對混凝土體內鈉離子拆出有抑制作用，杜絕化學腐蝕。對于噴層提高耐久性。抗滲自防水的性能是非常有利的。

本項技術對支撐的鋼拱架和鋼筋無銹蝕危害。

本項技術是用BR速凝型增強防水劑噴射混凝土工藝，頂林水作業，在頂板每平方面積淋水量1m3/h的條件下，用本技術可治水封閉巖體，治理淋水，噴層抗滲大于S30的抗滲性能。

1、凝固時間：BR速凝型增強防水劑噴射混凝土凝固時間30s一7min；

2、噴層厚度10cm，噴射混凝土配制C20的級別，噴層抗滲大于S20；

3、提高抗壓強度10——30％，粘結力大于3.4MPa；

4.適用地質條件：表土層滲淋水，砂層涌水封治，泥質角礫者普淋普滲，各種基巖淋水和冶金礦硫酸根離子含量448mg／L，均可預水治理。目前，己實施治水工程四萬延米，均取得良好效果。

在錨噴治水支護層的表面，干燥無淋水的條件下，澆筑BR泵進自防水混凝土為第二道工藝，混凝土抗修大于S32，抗壓提高10—20％以上，耐久性穩定。