尽量采用挖掘机开挖及人工配合修整的方法进行施工,同时配备2名测量人员进行边线及高程测量,随挖随测,机械开挖至设计底高程以上20cm后,采用人工挖槽,确保基础处于原土状态。
如现场不具备机械作业条件,或者在既有管线位置,为确保施工安全,采用人工开挖。
在已有建筑物附近进行开挖时,施工措施必须保证其原有建筑物的稳定和安全,并尽可能做到不影响其正常使用。
靠近房屋、墙壁堆土高度不超过1.5m,另外挖出的土方不得覆盖、堵塞原地面排水沟或市政设施井及测量控制井位。
基槽开挖时,对平面控制桩、水准点、基槽平面位置、水平标高、边坡坡度等进行经常性复测检查。
机械挖土的挖掘机作业位置必须牢固,作业半径内严禁站人。
施工人员下槽施工必须佩戴安全帽等防护用品。
本工程管线多在村内铺设,现场狭窄大多无条件存土,开挖的土方暂考虑全部外运5km暂存,回填时再回运回填。
开挖过程中处于沟槽范围内的渣土、杂填土直接装车外弃消纳,不得用于回填,运距考虑10km。
开挖要保证连续作业,衔接工序流畅,分段开挖,每段长约以2个检查井为一段,以减少塌方或破坏土基,同时要注意边坡土体稳定,出现问题及时处理。
在沟槽开挖过程中,如遇不明地下障碍物,或地基出现与勘探不符现象,及时与建设、监理单位有关人员联系,征求设计单位意见,确定适当的处理方案并经实施后,进行下一道工序施工。
现场安全员对现场进行监护和巡回检查,发现问题及时处理,满足安全施工条件后方可进行施工。
三、沟槽验收
对开挖完成的沟槽基础进行钎探,由业主、设计、地勘、监理部门进行联合验槽,如不满足地基承载力要求,由监理、设计、地勘、业主单位共同确定处理方案。
四、沟槽开挖应急措施
对于危险性较大的深沟槽,在沟槽上口设置位移监测点,定期对边坡位移、沉降进行观测。
基坑工程中,由于施工不当、不明不良地质因素及不可抗力等原因会发生各种不可预见的情况。
如基坑开挖后,边坡位移过大或发展过快,基坑边坡渗漏水等现象,为防止造成较严重的后果,应根据监测结果,仔细分析原因,针对不同情况及时采取相应措施。
边坡水平位移突然加大,按正常间隔进行观测时,位移增量达到平时值的3~5倍或绝对值达到5mm/d以上即界定为水平位移突然加大。
处理措施:
a.立即将观测结果上报施工项目负责人和技术负责人,要求马上停止基坑挖运土。
b.负责基坑支护施工的技术人员要立即查找事故原因,查看边坡、基坑周边地面是否有裂缝、边坡坡面是否有渗漏水,是否基坑周边有临时堆载情况等。
c.找出形成的原因后,加密基坑观测频率,如果是由于堆载造成,应卸载。
d.如果消除隐患后,基坑位移回复正常,可继续施工;如果未找到事故原因,水平位移继续发展,不得继续施工;如果位移加速,须及时回填基坑,防止基坑边坡垮塌。
五、深沟槽开挖支护形式
深沟槽支护形式一般可采取放坡明挖、板撑支护、钢板桩支护、混凝土护坡桩支护、土钉锚喷支护等措施。
本着节约成本及适用的原则,施工中优先采用的措施顺序为放坡明挖、分步错台放坡明挖、板撑支护、钢板桩支护、土钉锚喷支护(适用于河坡部位)。
混凝土护坡桩工艺复杂成本高,管道沟槽尺寸较窄,此工艺不予考虑。
由于现场作业面条件限制,施工前根据现场情况具体考虑开挖支护形式。
采用放坡明挖、分步错台放坡明挖:
有条件放坡,地质情况好,如管道在现况道路以外、道路能够满足交通导行及施工作业需要。
采用板撑支护明挖:
放坡条件有限,地质情况一般,周边无动载,如管线在道路一侧、道路能够满足交通导行及施工作业需要。
采用钢板桩垂直支护明挖:
无条件放坡,作业环境复杂、地质情况差,如管线在道路中间、管线在道路路口处、河坡位置深度很大。
采用土钉锚喷支护明挖:
土钉锚喷在开槽过程中边开挖边锚喷支护,土钉施工也需要一定作业面,主要用于河坡部位管线明挖,河坡上口房屋、围墙距离很近等情况,靠近河道一侧边坡高度相对较小有条件放坡,河坡一侧减小开挖坡度土钉锚喷支护。
沟槽开挖支护坡度、尺寸、结构等设计详见下节叙述,以下支护设计仅为暂定,在施工前需根据现场情况最终确定。
六、深沟槽开挖支护方法
1、放坡明挖
基坑及沟槽深度大于等于3m时,基坑、沟槽边坡坡度1:
0.5-1:
1放坡明挖。
2、板撑支护
采用挖掘机进行开挖,完成开挖后尽快对沟槽进行板撑支护,开挖边坡坡度按1:
0.3考虑,沟槽开挖具体施工方法同上一节,此不详述。
板桩支护布置形式为:
采用30*5cm木板,间距0.5m铺设;纵向设1-2道I36b工字钢围檩,横向每个4m设置I36b工字钢横撑。
为保证施工安全、减少风险,开挖完成约10m一段后及时进行支护,采用人工自沟槽上顶铺设木板,工字钢围檩及支撑提前预制焊接形成整体,每6m一组,采用挖掘机或吊车吊下安装,之后人工再对支撑进行固定加固,采用木楔子加固围檩与木板之间间隙,向边坡打入0.5mФ25@1000钢筋固定围檩。
预留的20cm人工清槽在支护完成后实施。
3、钢板桩垂直支护
采用6-12m长钢板桩打桩,布置形式为一丁两扣,每丁工字钢间距为0.8m,桩顶高程与地面同高。
或者采用拉森钢板桩代替工字钢,尺寸规格为400×170×15.5mm,间距0.4m。
纵向在地面下设置工字钢围檩,两侧围檩之间设置横撑,横撑间距3-4m设置。
钢板桩、围檩、横撑全部采用焊接连接牢固。
(1)打桩设备
采用打拔机进行打拔钢板桩施工。
(2)钢板桩支护施工方法
①单桩逐根打入法施打钢板桩
先由测量人员定出钢板桩的轴线,可每隔一定距离设置导向桩,然后挂绳线作为导线,打桩时利用导线控制钢板桩的轴线。
打桩机吊起钢板桩,人工扶正就位。
单桩逐根连续施打,注意桩顶高程不宜相差太大。
②拔桩
在方沟结构全部施工完成并回填完成后,进行钢板桩拔除,方沟两侧钢板桩同时拔除。
先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min~2min,使钢板桩周围的土松动,产生“液化”,减少土对桩的摩阻力,然后慢慢的往上振拔。
拔桩时注意桩机的负荷情况,发现上拔困难或拔不上来时,应停止拔桩,先振动1min~2min后再往下锤0.5m~1.0m再往上振拔,如此反复可将桩拔出来。
本工程拔桩采用振动拔桩:
利用打拔机产生的强迫振动,扰动土质,破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力,依靠附加起吊力的作用将桩拔除。
对拔桩后留下的桩孔,必须及时回填处理。
桩每拔高1m后暂停引拔,振动几分钟让土孔填实。
钢板拔出桩孔后,剩余的空隙应及时用1:
1水泥砂浆填实。
③拔桩时应注意事项
拔桩起点和顺序:
拔桩起点应离开角桩5根以上。
可根据沉桩时的情况确定拔桩起点,必要时也可用跳拔的方法。
拔桩的顺序最好与打桩时相反。
振打与振拔:
对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下100-300mm,再与振动锤交替振打、振拔。
(3)钢板桩质量要求
钢板桩施打前必须进行选材,对有变形的进行矫正。
桩的垂直度控制在1%以内;
桩的平面位移控制在15cm以内(根据本工程特点,钢板桩可适当向两侧偏,不得向内侧偏移,必须保证方沟结构宽度要求)。
(4)沟槽开挖支护
主要挖掘机进行开挖,在开挖至横撑以下约2m深度位置时,及时设置围檩、横撑加固,加固工字钢围檩、钢管横撑,加固完成并验收合格后,再继续下挖。
为加快开挖进度,同时还要保证基槽开挖的超前支护,严格做好机械挖槽及支护之间的配合工作。
在进行基槽临时支撑加固及拆除支撑结构时,必须有专职安全员现场监护,发现异常情况,立即警报通知人员躲开,确保安全后再进行加固。
4、土钉锚喷支护
a.土钉钢筋宜采Ⅱ、Ⅲ级钢筋,钢筋直径宜为16~32mm,钻孔直径宜为70~120mm。
b.土钉墙的墙面坡度不宜大于1:
0.1。
c.坡面上下段钢筋网搭接长度应大于30cm。
d.土钉墙支护适用于无地下水的沟槽。
当沟槽范围内有地下水时,应在施工前采取排降措施降低地下水。
在砂土、虚填土、房碴土等松散土质中,严禁使用土钉墙支护。
e.土钉的长度宜为开挖深度的0.5~1.2倍,间距宜为1~2m,与水平面夹角宜为5~20度。
f.喷射混凝土和注浆作业人员应按规定佩戴防护用品,禁止裸露身体作业。
g.土钉墙施工设计中,应确认土钉抗拉承载力、土钉墙整体稳定性满足施工各个阶段施工全的要求。
h.注浆材料宜采用水泥浆或水泥砂浆,其强度等级不宜低于M1O。
i.喷射混凝土面层宜配置钢筋网,钢筋直径宜为6~lOmm.网间距宜为15~30mm;喷混凝土强度等级不宣低于C20,面层厚度不宜小于8cm。
j.土钉墙支护,应先喷射混凝土面层后施工土钉。
k.进入沟槽和支护前,应认真检查和处理作业区的危石、不稳定土层,确认淘槽土壁稳定。
l.喷射管道安装应正确,连接处应紧固密封。
管道通过道路时,应设置在地槽内井加盖护。
m.土钉必须和面层有效连接,应设置承压板或加强钢筋等构造措施,承压板、加强锕筋应分别与土钉螺栓、钢筋焊接连接。
n.喷射支护施工应紧跟土方开挖面。
每开挖一层土方后,应及时清理开挖面,安设骨架挂网.喷射混凝土或砂浆。
并符合下列要求:
(1)骨架和挂网应安装稳固,挂网应与骨架连接牢固。
(2)喷射混凝土或砂浆配比、强度应符合施工设计规定。
喷射过程中,应设专人随时观察土壁变化状况.发现异常必须立即停止喷射,采取安全技术措施,确认安全后,方可进行。
o.土钉墙支护应按施T设计规定的开挖顺序自上而下分层进行,随开挖髓支护。
p.施工中应随时观测土体状况,发现墙体裂缝、有坍塌征兆时,必须立即将施工人员撒出基坑、沟槽的危险区,并及时处理,确认安全。
q.土钉宜在喷射混凝土终凝3h后进行施共,并符合下列要求:
(1)钻孔应应连续完成。
作业时,严禁人员触摸钻杆。
(2)搬运、安装土钉时,不得碰撞人、设备。
(3)土钉类型、间距、长度和排列方式应符合施工设计的规定。
r.钻孔完成后应及时注浆,并符合下列要求:
(1)作业和试验人员应按规定佩戴安全防护用品,严禁裸露身体作业。
(2)作业中注浆罐内应保持一定数量的浆液,防止放空后浆液喷出伤人。
(3)作业中遗洒的浆液和刷洗机具、器皿的废液,应及时清理,妥善处置,
(4)注浆机械操作丁和浆液配制人员,必须经安全技术培训,考核合格方可上岗。
(5)注浆初始压力不得大于0.1MPa。
注浆应分级、逐步升压至控制压力。
填充注浆压力宜控制在0.1~0.3MPa。
(6)浆液原材料中有强酸、强碱等材料时,必须储存在专用库房内,设专人管理,建立领发料制度,且余料必须及时退回。
(7)注浆的材料、配比和控制压力等,必须根据土质情况、施工工艺设计要求,通过试验确定。
浆液材料应符合环境保护要求。
(8)使用灰浆泵应符合下列要求:
1)作业后应将输送管道中的灰浆全部泵m,并将泵和输送管道清洗干净。
2)作业前应检查并确认球阀完好,泵内无干硬灰浆等物.各连接件紧固牢靠,安全阀已调到预定安全压力。
3)故障停机时,应先打开泄浆阀使压力下降.再排除故障。
灰浆泵压力未达到零时,不得拆卸空气室、安全阀和管道。
s.施工中每一工序完成后,应隐蔽验收,确认合格并形成文件后,方可进行下一工序。
t.遇有不稳定的土体,应结合现场实际情况采取防塌措施,并应符台下列要求:
(1)土钉支护宜与预应力锚杆联合使用。
(2)施工中应加强现场观测,掌握土体变化情况,及时采取应急措施。
(3)支护面层背后的土层中有滞水时,应设水平排水管,并将水引出支护层外。
(4)在修坡后应立即喷射一层砂浆、素混凝土或挂网喷射混凝土,待达到规定强度后方可设置土钉。
u.土钉墙的土钉注浆和喷射混凝土层达到设计强度的70%后,方可开挖下层土方。
七、深沟槽边坡稳定监测
a.监测目的
通过监测,可以及时掌握沟槽开挖及施工过程中沟槽边坡的实际状态及周边环境的变化情况,做到及时预报,为沟槽边坡和周边的安全和稳定提供监控数据,防患于未然。
通过监测数据与设计参数的对比,可以分析的正确性和合理性,科学合理地安排下一步工序,必要时及时修改设计,使设计更加合理,施工更加安全。
b.水平位移监测
1)水平位移监测原理
水平位移监测是沟槽监测中最基本的一项。
水平位移的观测可提供沟槽边坡的水平变形量、变形速率和变形分布信息,进而可分析沟槽边坡的稳定性。
水平位移采用经纬仪按照视准线法进行测量。
本工程沟槽水平位移预警值设为坑深的3‰,报警值设为4‰,水平位移变化速率警戒值均设为沟槽深度未变化时连续三天位移率超过3mm/天。
2)监测仪器
采用水准仪、经纬仪、全站仪。
3)监测点的布置
在沟槽上口两侧每10m布置一个水平位移及沉降监测点。
在沟槽上口外约50cm位置定桩,桩中间砸钉制作水平位移观测点。
4)测定方法
观测方法采用视准线法,观测时使每段观测点与两端工作基点布成一条准直线,将仪器设于一端工作基点上,后视另一工作基点,确定各观测点相对于准直线的偏移量。
工作基点应视现场情况布置在变形区以外的稳定地点,以保证测值准确可靠。
观测时,各观测点必须至少测一测回,以保证观测精度。
如现场基准端点布置困难,也可采用全站仪测定法,在开挖前测定监测点坐标,施工中复测监测点坐标,以求得偏差值。
5)监测频率
土方开挖期间,测量频率为1次/1日。
土方开挖完成及中大雨雪后均需测量。
当前后两天位移量大于3mm或总变形量达20mm时,应缩短观测周期至2次/1日。
沟槽开挖完毕后,观测周期延长至1次/1周,直至沟槽回填完毕后停止观测。
c.变形信息分析处理
凡在当天监测到的数据,必须当天处理完毕。
并绘制支护结构的变形曲线,实测与设计情况基本吻合的用绿色表示,当天数据超过规范要求的或有一定异常的,用黄色表示,有倾向性偏离,而且偏离值比较大的,用红色表示,并加上不安全的警示标记。
监测人员必须在当天向施工单位技术主管人员进行口头提醒,如有需要应向其主管部门进行通报。