施工技术研究论文范文

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第1篇

关键词明挖法深基坑排桩支护施工技术

1工程概况

北京地铁四号线中关村站处于商业高度发达的高科技园区中心,车站主于交通繁忙的中关村大街主路下方,为全埋式地下车站,共设四座出入口和两座风道。其中三号出入口位于车站西北角,设计为单层现浇钢筋混凝土箱型框架结构,采用明挖法施工,基坑宽6.3m,挖深达13.0m,基坑土层从上至下为人工填土层、粉土层、粉质粘土层、粘土层、粉砂、中粗砂和砂砾层。结构西侧8m为恒昌数码电脑商城和中关村科技广场展示中心,结构东侧2m为中关村大街主路,基坑四周市政管线密布。只好采取直壁式支护开挖施工方法。基坑围护结构采用Φ800mm混凝土灌注排桩和钢管支撑体系,桩顶设0.8m高冠梁将排桩连接成整体,钢支撑采用Φ400钢管,支撑水平间距3.0~4.5m,竖向设3道。

2降水施工

基坑开挖前,需将坑内的地下水位降低并排除,使坑内土体在基坑开挖时,通过排水固结达到一定强度,提高坑内土体的水平抗力,减少基坑的变形量;增强基坑底部稳定性,减少坑底土体的隆起。本出入口结构范围地层地下水主要为:①上层滞水,位于地面下3~4m,含水层为人工填土层和粉土层,透水性弱;②潜水,位于地面下8~9m,含水层为粉质粘土层和粉土层,透水性一般;③承压水,位于地面下12m以下,含水层为粘土层、粉砂、中粗砂和砂砾层,透水性强。基坑降水采用管井+渗井方式,降水早于基坑开挖前20天开始。降水过程中对临近建筑物和地下管线的安全进行观察监测,同时在坑外地面设回灌井,必要时应采取回灌措施,确保周边建筑物安全。

3基坑围护施工

基坑四周设800mm混凝土灌注排桩围护结构,桩间距1.0~1.2m,转角部位局部加强。围护桩采用旋挖钻机成孔,导管法水下浇注混凝土成桩。钻孔施工时,为减少对邻桩的干扰,保证成桩质量,采用隔三打一的办法施工(即每隔三根桩施工一根桩)。

夜上海论坛 冠梁将围护桩连接成整体排架,使全体围护桩形成共同受力体系,抵抗外部土体或围岩侧向荷载。围护桩施工完成后,立即进行冠梁开挖和桩顶混凝土凿除清理,围护桩主筋锚入冠梁,冠梁采用与围护桩同标号混凝土现场浇注,浇注时同时安装预埋钢板,满足下部钢支撑安装需要。

土方开挖后围护桩间采用喷锚支护,防止桩间土体掉块。

4基坑土方开挖施工

夜上海论坛 基坑土方开挖遵循“分段、分层、分块挖土,先中间后两边,随挖随撑,限时完成”的原则,利用土体在基坑开挖过程中位移的变化规律,对基坑开挖作动态管理,采用监控量测手段实行信息化施工,确保基坑变形量在设计允许之内。

夜上海论坛 水平开挖采用从一端先向另一端分段顺序开挖,竖向开挖采用由上到下顺序分层开挖。开挖时支撑和挖土紧密配合,随挖随撑。基坑沿纵向分段分层开挖,每层每段开挖长度不宜超过支撑的间距,第一层一般为7~8m,在第二层及以下土层一般为4m左右,每层开挖面标高以该层支撑的底面或设计基坑底标高为准,开挖完成及时安装钢支撑施加预应力。

为防止边坡失稳,施工前先清除基坑边堆土等荷载,同时在基坑四周做好防排水和管线保护措施。基坑开挖主要采用挖掘机进行,每一开挖区域分别配备长臂挖掘机和小型挖掘机。长臂挖掘机置于地面垂直开挖和装运土方,小型挖掘机主要用于底部、边角清理开挖和收集土方。

基坑开挖分层进行,从上到下、按层次序进行开挖,严禁掏底开挖。土方开挖分三层进行,每层均挖至钢支撑以下0.5m位置,坡度和台阶满足挖掘机作业要求同时尽量缩短长度。开挖流程见图1。

5钢支撑施工

围护桩外加钢支撑构成基坑空间受力体系,来支撑基坑外巨大的土压力和诸多外加荷载,达到安全施工的目的。因此围护结构支撑的质量控制十分关键,支撑采用Φ400mm钢管(一般均采用Φ400mm、Φ600mm和Φ800mm钢管,管径视基坑宽度和支撑间距而定)。钢管支撑为轴心受力结构,支撑直接撑在冠梁或钢围檩(俗称“腰梁”),通过钢围檩直接承受排架桩传递的土体荷载或外力,以控制围护桩向基坑内部位移变形。支撑一端设置应力调节装置(俗称“活络头”),主要通过千斤顶施加预应力来调节支撑长度,用于控制支撑轴力。

夜上海论坛 钢支撑和钢围檩均采用工厂制作,现场安装时支撑必须直顺无弯曲,接头紧密牢固。围檩与围护桩墙必须密贴,若有间隙须用速凝细石混凝土填实;当有角撑时,围檩或围护桩墙的连接处除设专门的斜支座确保支撑轴心受力外,还应在围檩与围护桩墙间设置剪力传递的措施。安装实景见图2。

钢支撑安装后立即按设计值在支撑一头或二端施加第一次预应力,并检查接头拧紧螺栓。一般在第一次施加预应力后12h内监测预应力损失及围护结构水平位移情况,并复加预应力至设计值。施加支撑预应力应注意以下事项。

(1)当昼夜温差过大导致支撑预应力损失时,立即在当天低温时复加预应力至设计值。

夜上海论坛 (2)当基坑变形的速率超过控制范围,接近警戒值,而支撑轴力未达到自身的规定值时,可增大支撑轴力来控制变形。

(3)当围护结构变形过大,采用被动区注浆控制围护结构位移时,应在注浆后1~2h内对在注浆范围的支撑复加预应力至设计值,以减少围护结构外移所造成的应力损失。

夜上海论坛 (4)当支撑的轴力接近或超过设计值时,通过增设支撑来分解轴力,提高抗变形能力,阻止基坑变形进一步增大。

钢支撑拆除分层进行,当基坑内结构施做到钢支撑处时,并且此时的结构混凝土达到设计强度75%时,便可拆卸钢支撑。在钢支撑拆卸前先施加预应力将预加力端的钢楔卸去,放散支撑轴力,然后吊出钢支撑,拆除钢围檩。

6施工监测

深基坑监测是信息化施工常用的一种方法,在确保深基坑开挖安全上起着十分重要的作用。监测的主要内容有支撑轴力、围护桩位移和沉降变形、基坑周边地表沉降、基坑周边管线的位移沉降、基坑周边构建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位变化等。在基坑开挖施工中,发现监控数据接近或超过警戒值时,应立即分析原因,准确地找出施工过程中存在的问题,及时调整施工步骤,采取相应的对策,便能有效控制基坑变形,确保基坑安全。

7施工注意事项

(1)施工降水不宜过快,降水过程中应加强周边建筑物、管线和地表沉降监测。土方开挖必须在水位监测指导下进行。

(2)施工过程中注意基坑周边用水管理,加强管线渗漏情况观测,切断基坑周边水源补给途径。若放线坑壁有渗漏情况,应查清原因,切忌盲目注浆堵漏。

(3)在施工中应严格控制基坑周边堆载,基坑周边2m范围内严禁堆载,基坑周边1.4倍坑深范围应控制堆载。

夜上海论坛 (4)土方开挖必须与支撑架设同步施工,按设计要求分层开挖,严禁超挖和掏底开挖。开挖段的长度必须根据基坑深度和坡度合理确定,不宜过长。当基坑挖至设计标高后,必须马上浇筑垫层混凝土,进一步减少基坑变形值。底板混凝土必须在5~7d内完成,相应结构层施工及时跟上,以建立永久的受力平衡体系,从根本上控制住基坑变形。

(5)加强施工监测,掌握边坡的稳定状态、安全程度和支护效果,以便随时调整设计参数及基坑施工方案,确保基坑安全可靠。

第2篇

夜上海论坛 关键词：路基挖方；开挖方法；注意事项

1路基挖方施工特点

夜上海论坛 路基挖方又称为路堑是路基工程施工中的一个重点。尤其在山岭重丘地区修建高等级公路，挖方路基常常是控制工程进度的关键。公路建成通车后，挖方段又是养路部门养护的重点。由于挖方路堑是由天然地层构成的，天然地层在生成和演变的长期过程中，一般具有复杂的地质结构。处于地壳表层的挖方路堑边坡施工中受到自然和人为因素包括水文、水文地质、地面水、气候、地貌、设计与施工方案等的影响，比路堤边坡更容易发生变形破坏。

路基出现的病害大多发生在路堑挖方地段上，诸如滑坡、崩坍、落石、路基翻浆等。路基大断面的开挖施工，破坏了原有的山体平衡，以及地下、地表水体的平衡，如果施工方案选择不合理，边坡太陡，弃方堆弃太近，草坡栽种、护面铺砌及挡土墙施工不及时，排水不良等都会引起路堑边坡失稳、滑坡，严重时甚至影响整个工程进度，这是挖方路基施工中经常出现的问题。施工人员应从设计审查、施工方案选择、现场地质水文调查多方面把关，切实搞好挖方路基施工。

2路基挖方施工前准备工作

2.1测量放样。施工恢复定线测量及施工放样是施工准备阶段的主要技术工作，承包单位根据设计图纸、监理工程师书面提供的各导线点坐标及水准点标高进行复测，闭合后将复测资料交监理工程师审核。承包人应根据监理工程师批准的定线数据进行施工放线。按规范中规定，路基施工前，应根据设计图、施工工艺和有关规定恢复的路线中线桩、钉出路基用地界桩、路堑坡顶、边沟、取土坑、护坡道、弃土堆等的具置桩。道路中线桩直线部分每20m一个，每100m设一个永久性固定桩，曲线的起点、终点、圆缓点、缓圆点都应设置固定桩。在中线桩施测后，进行横断面测量，然后根据路基横断面图及实测标高进行边桩放线。在挖方断面的坡顶点位置上，钉挖断面的边桩，一般在距边桩一定距离的外方，设栓（护）桩，以备边桩丢失后及时恢复。

夜上海论坛 2.2施工前的复查和试验。路基施工前，施工人员应对路基工程范围的地质水文情况进行详细调查，通过取样试验确定其性质和范围，并了解附近既有建筑物对特殊土的处理方法。对有岩石的地段要掌握岩层风化、龟裂程度，岩层的层理、节理、片理状态，对于易崩塌地带的断层和地质变化区段的情况尤应给予特别的重视。

土工试验取样一般按设计文件提供的资料每一种土类取样不少于三组；也有按桩号取样进行土工常规或试验的。并按照《公路路基施工技术规范》（JTJ033-95）规定，挖方、借土场用做填料的土应该进行的试验项目，其试验方法按《公路土工试验规程》（JTJ051-93）办理。

2.3开挖前路堑的排水设施。由于水是造成路堑各种病害的主要原因，所以不论采取何种开挖方法，均应保证开挖过程中及竣工后的有效排水。

（1）在路堑开挖前做好截水沟，分层开挖时应修建临时排水沟。（2）临时排水设施与永久性排水设施相结合，流水不得排于农田、耕地，污染自然水源，也不得引起淤积和冲刷。（3）路堑施工时应注意经常维修排水沟道，保证流水畅通。渗水性土质或急流冲刷地段的排水沟应予以加固，防渗防冲。水文地质不良地段，必须严格搞好堑顶排水。（4）引走一切可能影响边坡稳定的地面水和地下水，在路堑的线路方向上保持一定的纵向坡度（单向或双向）以利排水。

3路堑的开挖

土方地段的挖方路基施上标高，考虑因压实而产生的下沉量，下沉量的数值由试验室确定。路基顶面以下80cm的压实度，要达到95%，严格按JTJ051-93《公路土工试验规程》重型击实法进行检验。不符合要求时，采取压实或其它措施进行处理，并报监理上程师批准。

3.1开挖原则。（1）按设计坡比分层开挖，每层开挖深度应根据机械修整边坡的便利程度确定。（2）软土天然层开挖应考虑弃土外运问题，保证开挖现场的便道畅通，合理组织现场交通，并结合本单位的运输设备吨位考虑。（3）石方爆破作业以小型及松动爆破为主，严禁过量爆破。对坡面2m范围内采用光面爆破和预裂爆破技术。（4）路堑开挖应采用"横向分层、纵向分段、两端同步、阶梯掘进"的方式有序进行。（5）注重开挖现场文明施工，保证施工有序，安全生产，文明施工。

夜上海论坛 3.2路堑的开挖方法。土方路堑开挖根据路堑深度和纵向长度，开挖方式可以分为横挖法、纵挖法及混合式开挖法三种。

夜上海论坛 （1）横挖法。对路堑整个横断面的宽度和深度从一端或两端逐渐向前开挖的方式称为横挖法或一层横向全宽挖掘法，适用于开挖深度小且较短的路堑。多层横向全宽挖掘法适用于开挖深而短的路堑，土方工程数量较大时，各层应纵向拉开，做到多层、多方向出土，可安排较多的劳动力和施工机械，以加快施工进度。每层挖掘深度根据工作方便和施工安全而定，人力横挖法施工时，一般1.5~2.0m；机械横挖法施工时，每层台阶深度可加大到3m~4m。横挖法适用于机械化施工，以推土机堆土配合装载机和自卸车运土较为有利，边坡修整和施工排水沟由人力与平地机修刮完成。（2）纵挖法。分层纵挖法：沿路堑全宽以深度不大的纵向分层挖掘前进的作业方式称为分层纵挖法，本法适用于较长的路堑开挖。施工中当路堑的长度较短（不超过100m），开挖深度不大于3m，地面较陡时，宜采用推土机作业，其适当运距为20～70m，最远不宜大于100m，当地面横坡较平缓时，表面宜横向铲土，下层的土宜纵向推运：当路堑横向宽度较大时，宜采用两台或多台推土机横向联合作业；当路堑前傍陡峻山坡时，宜采用斜铲堆土。通道纵挖法：沿路堑纵向挖掘一通道，然后将通道向两侧拓宽，上层通道拓宽至路堑边坡后，再开挖下层通道，按此方向直至开挖到挖方路基顶面标高，这是一种快速施工的有效方法，通道可作为机械通行、运输土方车辆的道路，便于土方挖掘和外运的流水作业。分段纵挖法：沿路堑纵向选择一个或几个适宜处，将较薄一侧路堑横向挖穿，将路堑在纵方向上按桩号分成两段或数段，各段再纵向开挖。本办法适用于路堑过长，弃土运距过远的傍山路堑，或一侧的堑壁不厚的路堑开挖，同时还应满足其中间段有经批准的弃土场、土方调配计划有多余的挖方废弃的条件。（3）混合式开挖法。即将横挖法与通道纵挖法混合使用，适用于路堑纵向长度和挖深都很大时，先将路堑纵向挖通后，然后沿横向坡面挖掘，以增加开挖坡面。每一个坡面应设一个机械施工班组进行作业。

3.3开挖过程注意事项。（1）做好堑顶截排水，并随时注意检查。临时排水设施与永久性排水设施相结合。（2）开挖过程中，派专人仔细调查开挖坡面稳定情况，发现问题及时加固处理，同时做好地下设备的调查和勘察工作。（3）加强测量控制，边坡随开挖随成型，保持边坡平顺。（4）雨季开挖土路堑时，分层进行开挖，每层底面设大于1%的纵坡，挖方边坡沿边坡预留30cm厚，待雨后再整修到设计边坡线，开挖路堑在距基顶面30cm时停止开挖，待雨季后再挖到设计标高。（5）冬季施工时，开工未挖完的土质路堑、基坑时，将开挖面表层翻松30~40cm，耙平作为保温层防冻；已开挖完的，表层预覆松土或草袋上覆松土，待继续施工时再清除。土方开挖完毕，立即施工上部结构，防止基底冻结；如有工艺间歇，按冬季防护办法处理。（6）土方开挖时，对地下管线、缆线、文物古迹和其他构造物做好妥善保护。在居民区附近开挖土方时，采取有效措施保证居民及施工人员的安全，并为附近居民的生活提供有效的临时便道或便桥。（7）土方地段的路床顶面标高，考虑因压实而产生的下沉量，其值由实验确定。路床顶面以下30cm的压实度不小于95%。（8）对有石方爆破的路基挖方施工，应设立警戒线，安全标牌齐全，并设专业人员监督管理，以保证生产和生活安全。

参考文献

[1]邓学均.路基路面工程[M].北京：人民交通出版社，1999.

第3篇

关键词：锚喷治水支护泵送自防水混凝土承载耐久性。

近来，由于工作之便，找到三个国家重点建设项目的高速公路隧道建设工地考察，实地参观了施工现场，对于现行的施工技术和程序有些思考。今撰文提出新的技术方案，供工程技术人员参考。

现行的施工技术程序为三道工序：

1、爆破后，在岩巷中采用锚喷技术进行支护，封住裸岩；

2、喷展表面铺贴一层有机板材；

3、在有机板上浇筑自防水混凝土。

夜上海论坛 这种工艺为刚柔结合的防水衬砌技术。

当参观现场作业后，第一层是喷射混凝土，效果仅是支护，喷层无抗渗性能。而对于隧道工程各种复杂的地质情况，尤其是含水层串通微细裂隙给工作面造成淋渗水时，这种支护的质量抵挡不住岩体渗漏水的浸入。当工程第一道工序结束时，仍有部分区段照旧淋水。仅是把原来在基岩的渗水，现位移到喷层表面，喷层根本没有封住淋渗水，因喷层无抗渗效果。

针对淋水问题询问施工人员，答复为；他们一旦铺设有机板材后，淋水即抵挡在有机板外顺板材流入盲沟排出，浇筑混凝土时不会受影响。

我认为：作为一道至关重要的防水屏障，在铺设了有机板材时必须与支护层贴实，而喷层表面是凹凸状不平整的工作面，在这样基础上铺设有机板材，留有许多小空间却无法贴实。

夜上海论坛 有机板材的应用位置，是两层混凝土间的夹层，喷层不平，混凝土浇筑时粗骨料石子锋芒容易刺破有机板材。那么，一旦有机板材被人为破损，何谈防水功效？是弊病之一。另外，喷层与浇筑混凝土的主要作用是承载，把一个实施30cm的混凝土工程人为分成两层，并且不能粘结为一体，降低了混凝土的整体性，损失其承载功效是沿弊病之二。再说混凝土的使用寿命与有机板不能同步，混凝土服务年限大于70年，而有机板小于70年，也小于工程的服务年限。夹层有机板材客观存在自然老化，因此说，一旦有机板材老化即丧失了防水功效，是弊病之三。这种技术的关键是被动防水，因第一层支护不防水，仅依靠有机板材和衬砌混凝土的防水功能，这样，工艺多而没有达到主动防治水的效果，值得研究。

夜上海论坛 针对上述技术现状，现提供用二道工序完成隧道防水与承载的施工技术方案：

1、锚喷治水支护

2、内衬自防水泵送混凝土本项目的特点：锚喷治水支护、迎水封堵渗水点，达到主动治水的目的。第二道衬砌工序与前道喷射混凝土粘结密实。形成整体的自防水高强度构件。

1、粘结力作用，BR防水剂与水泥水化时，反应生成物——无机硅胶，在喷射作业时，喷射物在胶体粘结力的作用下，呈团状喷出，在岩体上粘结牢固，迎水喷射能有效地封住淋渗水点、微细裂隙等。形成的喷层达到治理淋水目的。

夜上海论坛 2、在速凝前提下，喷层抗压强度提高10——35％，改变了掺速凝型产品而损失喷层程度的通病。

3、降低回弹率，本技术回弹率低于15％，而其它产品回弹率为35％，对于提高工效、降低原料消耗是十分显著的。

4、喷层内在质量有所改变，因本技术喷射混凝土是团状，在岩体上因喷射物粘结力大于3MPa，利于粘结。作业时，后续喷射物呈嵌入式粘着成型，提高了喷层的密实性，抗压程度提高10——30％。喷层不仅是提高强度，抗渗指标大于S20，级配喷射混凝土最佳时抗渗可达S30以上。本发明的锚喷治水支护把原锚喷支护的技术改进为以治水为主，并达到自防水功能的双重效果。

夜上海论坛 5、喷层的耐久性，BR锚喷治水支护把常规的顶板淋水问题迎刃而解。广大用户对BR喷层治水与支护耐久性是非常关注的。因本技术有效的提高了喷射物粒子粘结力和粘结附着力，经检测粘结力大于3.4MPa，在常规的喷射混凝土工程中，这样的质量是极为少见的。所施工程无剥离，不起鼓，粘着牢固。喷层厚度8——12cm，抗渗大于S20的自防水质量，封闭了岩体渗漏水的通道，达到主动治水的目的。

另外，BR水化物——无机硅胶体对混凝土体内钠离子拆出有抑制作用，杜绝化学腐蚀。对于喷层提高耐久性。抗渗自防水的性能是非常有利的。

本项技术对支撑的钢拱架和钢筋无锈蚀危害。

夜上海论坛 本项技术是用BR速凝型增强防水剂喷射混凝土工艺，顶林水作业，在顶板每平方面积淋水量1m3/h的条件下，用本技术可治水封闭岩体，治理淋水，喷层抗渗大于S30的抗渗性能。

1、凝固时间：BR速凝型增强防水剂喷射混凝土凝固时间30s一7min；

2、喷层厚度10cm，喷射混凝土配制C20的级别，喷层抗渗大于S20；

夜上海论坛 3、提高抗压强度10——30％，粘结力大于3.4MPa；

夜上海论坛 4.适用地质条件：表土层渗淋水，砂层涌水封治，泥质角砾者普淋普渗，各种基岩淋水和冶金矿硫酸根离子含量448mg／L，均可预水治理。目前，己实施治水工程四万延米，均取得良好效果。

在锚喷治水支护层的表面，干燥无淋水的条件下，浇筑BR泵进自防水混凝土为第二道工艺，混凝土抗修大于S32，抗压提高10—20％以上，耐久性稳定。