房俊 于方超 王法堂
摘要:本文聚焦復(fù)合式支護(hù)工程的施工組織流程及其質(zhì)量控制,以T項(xiàng)目為例,探討了大型深基坑工程的施工技術(shù)和質(zhì)量控制方法。首先對(duì)復(fù)合式支護(hù)工程的施工組織流程進(jìn)行了全面分析,其次將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向施工質(zhì)量控制,詳細(xì)討論了圍護(hù)樁施工、邊坡及樁間施工等方面的質(zhì)量控制策略,旨在提高工程的安全性和施工效率。
關(guān)鍵詞:復(fù)合式支護(hù)工程;施工組織;質(zhì)量控制
DOI:10.12433/zgkjtz.20241249
本文以T項(xiàng)目為案例,進(jìn)行復(fù)合式支護(hù)工程的施工組織與質(zhì)量控制研究。T項(xiàng)目中,B12地塊用地總面積為15200.55m2,基坑頂標(biāo)高11.30~14.20m,基坑底標(biāo)高-3.20~0.80m,基坑開挖深度在10.10~16.40m之間,設(shè)計(jì)基坑支護(hù)周長為450.75m,面積12800.8m2。B13地塊工程用地總面積為16000.65m2,基坑頂標(biāo)高9.50~13.50m,基坑底標(biāo)高-5.00~1.00m,基坑開挖深度在11.00~17.00m之間,設(shè)計(jì)基坑支護(hù)周長為460.90m,面積13500.2m2。T項(xiàng)目的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)采用圍護(hù)樁、放坡、錨索的復(fù)合型支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
一、復(fù)合式支護(hù)工程施工組織流程
(一)場地平整及降水井的布置
1.場地平整
對(duì)于T項(xiàng)目來說,場地平整旨在為后續(xù)的圍護(hù)樁施工和土方開挖創(chuàng)造平穩(wěn)、堅(jiān)固的工作環(huán)境。平整工作開始前,需對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行細(xì)致的測量,明確基坑頂標(biāo)高(11.30~14.20m)和基坑底標(biāo)高(-3.20~0.80m),以及基坑的總體輪廓和面積(B12地塊12800.8m2,B13地塊13500.2m2)。平整過程中,需要使用推土機(jī)、挖掘機(jī)等大型土地平整機(jī)械,根據(jù)現(xiàn)場條件和土壤特性調(diào)整機(jī)械參數(shù),如鏟斗深度和推進(jìn)速度,以達(dá)到最佳的平整效果。
2.降水井的布置
由于T項(xiàng)目的基坑開挖深度在10.10~17.00m之間,需要設(shè)置有效的降水系統(tǒng)控制地下水位、保證施工安全。在降水井的設(shè)計(jì)和布置上,考慮基坑的具體尺寸和地下水文地質(zhì)條件。T項(xiàng)目可采用深井泵或潛水泵降水,泵的型號(hào)和數(shù)量應(yīng)根據(jù)開挖深度和預(yù)期的水流量確定。對(duì)于深度約15m的基坑,選擇功率在2.2~3.0kW之間的潛水泵,泵的布置間距應(yīng)根據(jù)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果確定,通常間距可設(shè)置在10~15m之間。此外,降水井的直徑通常在0.8m左右,深井井點(diǎn)布置成環(huán)形,調(diào)整布置距離為緊靠基坑上緣0.5~1.5m的范圍內(nèi),井點(diǎn)深度需深入透水層6~9m,以確保有效的水位控制。在實(shí)際操作中,降水井的布置應(yīng)與場地平整工作密切協(xié)調(diào)。在T項(xiàng)目中,降水井的布置應(yīng)避免與未來基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的位置產(chǎn)生沖突,并考慮施工車輛的通行和操作空間。
(二)圍護(hù)樁施工及土方開挖
1.圍護(hù)樁施工
T項(xiàng)目基坑開挖深度在10.10~17.00m之間,選用的圍護(hù)樁需要具有足夠的承載能力和穩(wěn)定性。圍護(hù)樁的施工通常采用鉆孔灌注樁、連續(xù)墻等方法,考慮到T項(xiàng)目的基坑支護(hù)周長分別為450.75m(B12地塊)和460.90m(B13地塊),選擇直徑為1.2m、深度為20m的鉆孔灌注樁,間距約為2.5m,以確保足夠的支撐力和穩(wěn)定性。在施工過程中,需要使用高精度的鉆孔設(shè)備,并嚴(yán)格控制鉆孔的垂直度和位置精度。澆筑混凝土?xí)r,應(yīng)選用強(qiáng)度等級(jí)不低于C30的混凝土,并確保澆筑過程無泥漿和雜質(zhì)污染,以保證圍護(hù)樁的結(jié)構(gòu)完整性和承載能力。
2.土方開挖
圍護(hù)樁施工完成后,進(jìn)行土方開挖工作。對(duì)于T項(xiàng)目而言,開挖工作需分層、分段進(jìn)行,以減少對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的壓力和對(duì)周圍環(huán)境的影響。在開挖過程中,應(yīng)使用輪式或履帶式挖掘機(jī)等適合的挖掘設(shè)備,并根據(jù)土質(zhì)情況和開挖深度選擇挖掘方式和設(shè)備參數(shù)。對(duì)于較為松軟的土層,使用小型挖掘機(jī)進(jìn)行精細(xì)挖掘;對(duì)于較硬的土層,則需使用大型挖掘機(jī)或破碎機(jī)。在開挖過程中,需實(shí)時(shí)監(jiān)控基坑的穩(wěn)定性,并采取設(shè)置臨時(shí)支撐梁等必要的支撐措施。同時(shí),注意對(duì)開挖出的土方進(jìn)行合理的堆放或運(yùn)輸,以避免對(duì)現(xiàn)場的干擾和對(duì)環(huán)境的影響。
(三)錨索施工及冠梁施工
1.錨索施工
在T項(xiàng)目中,由于基坑深度較大(最深達(dá)17m),需要使用高強(qiáng)度的錨索來提供足夠的支撐力。錨索的選擇和施工應(yīng)基于詳細(xì)的地質(zhì)調(diào)查和力學(xué)分析,通常選擇直徑為32mm的螺紋鋼材作為錨桿,錨索長度一般為20~25m,以確保能穿透不穩(wěn)定土層,達(dá)到穩(wěn)固地層的目的。錨索的布置間距應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求確定。在T項(xiàng)目中,錨索間距可設(shè)置在2.5~3m之間。在施工過程中,首先使用專業(yè)的鉆孔設(shè)備在指定位置鉆孔,其次將制備好的錨桿插入孔中,并用高強(qiáng)度注漿材料(通常為水泥漿)進(jìn)行填充和固定,以形成有效的錨固。在注漿過程中,應(yīng)保證漿液充分填滿孔內(nèi)空隙,以提高錨索的整體穩(wěn)定性和承載能力。完成后,對(duì)錨索進(jìn)行張拉試驗(yàn),以確保其達(dá)到設(shè)計(jì)要求的預(yù)應(yīng)力水平。
2.冠梁施工
考慮到T項(xiàng)目基坑的尺寸和深度,冠梁的設(shè)計(jì)和施工需要特別謹(jǐn)慎。冠梁的材料應(yīng)選擇強(qiáng)度高、耐久性好的混凝土(如C30級(jí)),并根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算、確定其尺寸和配筋方案。例如:冠梁的高度和寬度可設(shè)計(jì)為1.2m及1.5m,鋼筋的直徑可為20mm,鋼筋間的間距可為150mm。施工時(shí),首先在圍護(hù)樁頂部或錨索附近搭建模板,其次進(jìn)行鋼筋的綁扎和布置工作,最后澆筑混凝土,應(yīng)確?;炷恋木鶆蛐院统浞终駬v,以免產(chǎn)生氣泡或松散區(qū)域,影響冠梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。澆筑完成后,需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù),以確保混凝土達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度和耐久性。
(四)腰梁施工及樁間掛網(wǎng)噴射混凝土施工
1.腰梁施工
腰梁在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中起到了連接圍護(hù)樁和分配荷載的作用,因此,其穩(wěn)定性至關(guān)重要。考慮到T項(xiàng)目基坑深度和支護(hù)周長的特點(diǎn),腰梁的設(shè)計(jì)和施工需要特別精細(xì)。腰梁通常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),其尺寸和鋼筋配筋應(yīng)根據(jù)具體的工程進(jìn)行設(shè)計(jì)。以T項(xiàng)目為例,腰梁可以設(shè)計(jì)為寬0.8m、高0.6m、使用直徑為16mm的鋼筋,縱向鋼筋間距約為150mm,橫向鋼筋間距約為200mm。施工時(shí),首先在圍護(hù)樁之間搭建腰梁的模板,其次進(jìn)行鋼筋的綁扎和布置。在澆筑混凝土前,需要檢查模板的穩(wěn)固性和鋼筋的位置是否準(zhǔn)確。澆筑混凝土?xí)r,選擇強(qiáng)度等級(jí)為C30的混凝土,并確?;炷恋玫匠浞终駬v,避免產(chǎn)生蜂窩、砂眼等缺陷。澆筑完成后,需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù),確?;炷林饾u硬化并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。
2.樁間掛網(wǎng)噴射混凝土施工
樁間掛網(wǎng)噴射混凝土施工的目的,是在圍護(hù)樁間形成一道額外的支護(hù)層,增加整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在T項(xiàng)目中,首先要在圍護(hù)樁之間拉設(shè)鋼絲網(wǎng),鋼絲網(wǎng)可使用直徑為6~8mm的鋼絲,網(wǎng)格尺寸為15×15cm。拉設(shè)完成后,再進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)。噴射混凝土的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)與腰梁相匹配,可選擇C25或C30級(jí)混凝土。噴射過程中,需要控制好噴射壓力和混凝土的流動(dòng)性,確?;炷辆鶆蚋采w鋼絲網(wǎng),并形成適當(dāng)?shù)暮穸?。噴射混凝土的厚度可設(shè)計(jì)在10~15cm之間,以確保足夠的穩(wěn)定性及承載能力。
二、復(fù)合式支護(hù)工程施工組織質(zhì)量控制
(一)圍護(hù)樁施工質(zhì)量控制
1.尺寸與定位精度控制
T項(xiàng)目基坑深度介于10.10~16.40m之間,因此,要求圍護(hù)樁必須具備足夠的長度和直徑,以承受相應(yīng)的土壓力。具體而言,項(xiàng)目可選用直徑1.2m、深度15m的圍護(hù)樁,并采用全站儀、GPS定位系統(tǒng)等高精度測量設(shè)備,確保將每根圍護(hù)樁的位置偏差控制在±5mm以內(nèi)。這一過程通常需要技術(shù)人員與地質(zhì)工程師和測量師密切合作,以確保所有數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
2.樁體質(zhì)量監(jiān)控
樁體質(zhì)量監(jiān)控著重于確保圍護(hù)樁的物理和化學(xué)特性符合工程需求,考慮到T項(xiàng)目不同地塊的基坑深度和土壤條件,可選擇合適級(jí)別的混凝土(如C30級(jí))。在混凝土澆筑過程中,技術(shù)人員需要確保混凝土均勻無氣泡,可使用振動(dòng)棒確保混凝土密實(shí)且均勻分布在模板內(nèi)。此外,技術(shù)人員需要嚴(yán)格控制溫度、濕度等養(yǎng)護(hù)條件,以確?;炷吝_(dá)到最佳的硬化和強(qiáng)度。在T項(xiàng)目中,保持混凝土養(yǎng)護(hù)初期的濕度在95%以上,溫度在20℃~25℃之間,持續(xù)7至14天。
(二)邊坡、樁間施工質(zhì)量控制
1.邊坡穩(wěn)定性分析
邊坡穩(wěn)定性分析的目的是確定邊坡的最佳斜坡角度,以保證在開挖和施工期間邊坡的穩(wěn)定性。假設(shè)土壤主要由黏土和沙質(zhì)土壤組成,其黏聚力和內(nèi)摩擦角將直接影響邊坡的穩(wěn)定性。通過實(shí)地取樣和實(shí)驗(yàn)室測試,可以確定參數(shù)的具體數(shù)值。假設(shè)本項(xiàng)目黏土的黏聚力在25~30kPa之間,而內(nèi)摩擦角約在15~20°?;谏鲜鰠?shù),技術(shù)人員使用邊坡穩(wěn)定性分析軟件(GeoStudio或Slope/W)模擬不同條件下的邊坡穩(wěn)定性??紤]到T項(xiàng)目基坑的深度和面積,合理的邊坡斜角可能在45~60°之間。除靜態(tài)條件下的分析外,技術(shù)人員還需考慮雨水侵蝕、地震等動(dòng)態(tài)因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成的影響,并針對(duì)基坑開挖過程中可能出現(xiàn)的土壤松動(dòng)、水滲入等異常情況制定應(yīng)急預(yù)案。
2.實(shí)施有效的排水措施
在T項(xiàng)目中,技術(shù)人員需要對(duì)項(xiàng)目區(qū)域的自然排水路徑進(jìn)行詳細(xì)研究,根據(jù)地形和地質(zhì)條件,設(shè)計(jì)溝渠、排水管、集水井等排水系統(tǒng)??紤]到T項(xiàng)目基坑的深度和面積,技術(shù)人員沿基坑邊緣設(shè)置深度為1m、寬度為0.5m的排水溝,同時(shí)每間隔10m設(shè)置直徑為150mm的排水管。在考慮到地區(qū)年均降雨量為800mm的情況,排水系統(tǒng)應(yīng)能夠處理至少每小時(shí)20mm的降雨量。此外,技術(shù)人員需安裝水位計(jì)和雨量計(jì),便于實(shí)時(shí)監(jiān)測地下水位和降雨情況,并在必要時(shí)調(diào)整排水措施。若監(jiān)測到地下水位異常上升,則需要增加排水泵的使用頻率或臨時(shí)增設(shè)額外排水設(shè)施。
(三)錨索施工質(zhì)量控制
1.錨索張力控制
錨索張力控制的目的是確保錨索能夠提供足夠的支撐力,以穩(wěn)定圍護(hù)結(jié)構(gòu)。在T項(xiàng)目中,首先要根據(jù)工程設(shè)計(jì)和地質(zhì)條件確定錨索的類型和規(guī)格。假設(shè)選擇直徑為32mm的螺紋鋼材質(zhì)錨索,其設(shè)計(jì)張力通常應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和支護(hù)結(jié)構(gòu)的需求確定。例如:若基坑的平均深度為14m,且土壤主要由砂質(zhì)黏土組成,需要將錨索的預(yù)張力設(shè)置在150~200kN之間。錨索的施加張力需要通過專業(yè)設(shè)備進(jìn)行精確控制和測量,施工過程中,技術(shù)人員需要使用液壓拉伸器對(duì)錨索施加預(yù)應(yīng)力,利用張力計(jì)或類似儀器實(shí)時(shí)監(jiān)測張力值,確保其在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。在施加150kN的預(yù)張力時(shí),允許的誤差范圍在±5kN。施加張力后,需要對(duì)錨索進(jìn)行固定,通常采用錨固劑或錨固板來實(shí)現(xiàn)。錨索布置方面,需要考慮到基坑的大小、形狀和深度,以及對(duì)周圍環(huán)境的影響。在T項(xiàng)目中,可選擇每隔2m布置一根錨索,并確保錨索之間的角度和間距符合設(shè)計(jì)要求。
2.錨固效果檢測
施工完成后,技術(shù)人員需定期進(jìn)行錨索的拉力測試和視覺檢查,以監(jiān)測其性能。具體的檢測包括錨索的應(yīng)力測試、錨頭的狀態(tài)檢查和周圍土體的穩(wěn)定性評(píng)估,在T項(xiàng)目中,可每隔三個(gè)月進(jìn)行一次錨索的拉力測試,使用專業(yè)設(shè)備測量其實(shí)際承受的拉力,并與設(shè)計(jì)值對(duì)比。若發(fā)現(xiàn)拉力低于設(shè)計(jì)值的90%,則需進(jìn)一步檢查并采取補(bǔ)救措施。此外,檢查錨頭的銹蝕、裂縫或松動(dòng)情況,同時(shí)監(jiān)控錨索附近土體的移動(dòng)或裂縫情況,以評(píng)估其對(duì)錨索穩(wěn)定性的潛在影響。
(四)冠梁、腰梁的施工質(zhì)量控制
1.保障結(jié)構(gòu)的完整性
結(jié)構(gòu)完整性的控制主要是確保冠梁和腰梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性符合設(shè)計(jì)要求,假設(shè)T項(xiàng)目的冠梁設(shè)計(jì)采用C40級(jí)混凝土,其尺寸為0.6m寬、0.8m高。為確保結(jié)構(gòu)的完整性,需要在混凝土澆筑過程中嚴(yán)格控制水灰比,使用高品質(zhì)的水泥和骨料,并使用振動(dòng)棒確?;炷猎谀0鍍?nèi)均勻分布,沒有氣泡或空洞。此外,技術(shù)人員需要對(duì)冠梁和腰梁的鋼筋配置進(jìn)行精確控制。鋼筋的直徑、間距和層次必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙執(zhí)行,如:使用直徑為12mm的HRB400級(jí)鋼筋,橫向和縱向鋼筋間距控制在15cm以內(nèi)。施工過程中,技術(shù)人員還需定期檢查鋼筋的位置和綁扎質(zhì)量,確保其符合設(shè)計(jì)要求。
2.連接部位的處理
連接部位處理的關(guān)鍵在于確保梁與其他結(jié)構(gòu)(如圍護(hù)樁、錨索等)的連接部位牢固、無裂縫和變形。技術(shù)人員需要精確控制連接部位的施工工藝和材料質(zhì)量,對(duì)于冠梁與圍護(hù)樁的連接部位,使用能夠承受至少150kN拉力的連接器和高強(qiáng)度錨固劑。在連接部位的施工中,技術(shù)人員需重點(diǎn)監(jiān)控連接器的安裝位置和角度,確保精準(zhǔn)對(duì)接并堅(jiān)固固定。安裝連接器時(shí),需使用精確的測量工具,確保其與冠梁的中心線完全對(duì)齊,且安裝角度誤差不超過0.5°。此外,使用的錨固劑必須按照制造商的規(guī)定比例和方法混合和施用,以確保最佳的粘接強(qiáng)度和耐久性。
三、結(jié)語
綜上所述,本文通過對(duì)T項(xiàng)目的深入分析,明確了復(fù)合式支護(hù)工程施工組織的關(guān)鍵步驟,并在此基礎(chǔ)上,對(duì)施工過程中的質(zhì)量控制進(jìn)行了詳細(xì)探討。通過對(duì)場地平整、降水井布置、圍護(hù)樁施工、土方開挖等環(huán)節(jié)的細(xì)致分析,提出了一系列有效的質(zhì)量控制措施,旨在確保工程的安全性和穩(wěn)定性。此外,對(duì)圍護(hù)樁施工和邊坡、樁間施工的質(zhì)量控制給予了特別關(guān)注,強(qiáng)調(diào)了精確施工和質(zhì)量監(jiān)控的重要性。
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