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特殊部位基坑支護加固工程的控制工學論文
摘要：由于國家城市人口不斷增加，城市土地成為稀缺資源，工程建設(shè)向空中、地下發(fā)展成為一種必然。
關(guān)鍵詞：基坑支護；鋼塔加固；變形監(jiān)測
1工程概況
施工區(qū)域臨近主樓18層主體施工已完成，主樓東側(cè)有7.5米雙向地庫汽車坡道出入口；由于前期施工場地相當狹窄，開挖對東側(cè)高壓電線鋼塔安全影響未知、且加固方案未定等問題的限制，該部分坡道以及部分地庫長度32米未進行開挖；由于主樓開挖對該部分地質(zhì)情況十分熟悉，從上到下依次，現(xiàn)場表層1.5-2.0米為垃圾回填土，1.5米厚粉土層，0.5米粘土層，以下為粉土層，在車庫出入口東側(cè)為高壓入地電纜盤曲部分，電纜盤曲向西3.0米向東連接22米、25米2座高壓鋼塔；地庫及坡道開挖深度在1-6米，鋼塔處開挖深度4米左右；坡道底部為地庫，該部分深度6米；在開挖4-6米范圍東側(cè)為已建成小區(qū)道路、地庫出入口，該路面標高低于本工程開挖面1.2米，道路下走有電纜、排水管；且開挖面緊鄰隔壁圍墻，由于該部位特殊、地質(zhì)且不均勻，土層有夾雜粘土層，遇水容易滑坡，為保證基坑安全以及隔壁圍墻、道路安全，主樓開挖時在圍墻內(nèi)側(cè)采用微型樁加鋼筋網(wǎng)砼支護形式，但不理想，圍墻局部出現(xiàn)較大裂縫，隔壁道路出現(xiàn)輕微變形；對于現(xiàn)在坡道施工，為保證開挖臨邊高壓鋼塔、基坑、以及道路安全，對施工方案進行了多次討論、對比；在鋼塔附近埋有110千伏高壓電纜，該部位采用土釘支護安全隱患太大，且放坡使基坑外沿向鋼塔、電纜靠近，對鋼塔結(jié)構(gòu)安全有影響；鋼塔南側(cè)基坑開挖如果采用素噴砼，放坡按照1:0.4放坡，現(xiàn)場尺寸無法滿足；用土釘墻支護形式，土釘?shù)拈L度會伸入臨近道路排水管、電纜區(qū)域，安全隱患較大，無法保證施工安全；經(jīng)過對鋼塔結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀了解，鋼塔基礎(chǔ)為獨立鋼筋砼灌注樁，直徑2.2米，埋深9米。
2工程施工方案的選擇、分析
通過采用土釘支護或采用13米400微型樁加鋼筋網(wǎng)的支護方案的對比，由于鋼塔頂部鋼絞線相拉，鋼塔基礎(chǔ)受力大小無法預計，僅靠基坑土體受力計算顯然不符合實際，在結(jié)構(gòu)安全和施工安全方面都沒有把握，由于該部位較為特殊，一旦影響電線高塔的安全對社會影響較大，施工工藝選擇不妥會造成施工安全事故；經(jīng)多方面考慮、推敲和借鑒其他類似項目，在保證不影響高塔使用安全和坡道施工安全的前提下，設(shè)計安全系數(shù)適當提高；根據(jù)JGJ120-99和GB50202-2002的相關(guān)規(guī)定，基坑側(cè)壁鋼塔處安全等級1級，其他部位為3級；設(shè)計類型采用懸臂樁結(jié)構(gòu)，用北京理正軟件對支護結(jié)構(gòu)抗拉、內(nèi)部穩(wěn)定、外部穩(wěn)定性進行設(shè)計，安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求；并通過結(jié)構(gòu)、巖土、電力等方面的專家對該施工方案的論證。
3方案主要內(nèi)容
3.1采用直徑600mm的鉆孔灌注樁，樁入土深度自地表以下12米，有效樁長11米，嵌固深度6.5-9.5米，樁身采用C30砼，主筋10根HRB400級16鋼筋均勻分布，箍筋￠8@150，加強箍筋￠14@2000，樁間距在電線桿處為1.0米，其它地段為1.2米；冠梁500*800,10根HRB400級18，箍筋、拉鉤￠8@200，采用C30砼。
3.2坡道邊坡、鋼塔變形監(jiān)測。
4現(xiàn)場施工組織安排
由于現(xiàn)場狹窄，大型機械無法進入施工，且施工區(qū)域地下、地上均有高壓電纜；對砼灌注樁成孔、鋼筋籠安裝、砼澆注較為困難；經(jīng)多方面考慮、討論決定按照以下組織實施：
�、僭谑┕で霸敿毩私飧邏旱叵码娎|走向、埋深以及接電線的輻射范圍；
②砼灌注樁放線：為了盡最大可能遠離高壓地下電纜，樁位緊靠車庫剪力墻外皮；
③由于打樁位置狹小無法使用大型機械進行砼樁施工，采用人工機械洛陽鏟成孔工藝，機械選用1T卷揚機配三木塔、活底吊桶、雙輪手推車等。
④鋼筋籠加工：由于鋼筋籠11米，鋼筋長度9米，需接長2米，計劃采用雙面焊接工藝，用25噸吊車在地庫頂安裝，但最北側(cè)4-5根鋼筋籠受1#樓主樓位置影響，無法使用吊車，該部位鋼筋主筋連接采用直螺紋一級連接，接頭鋼筋在場外加工后進場；
�、蓓艥沧ⅲ簽楸ＷC基坑、鋼塔安全，砼澆注樁成孔采用隔二打一，每三根樁澆注砼一次；
�、拮冃伪O(jiān)測：委托有測量資質(zhì)的單位進行變形監(jiān)測，砼灌注樁強度滿足設(shè)計強度后，組織土方開挖，土方開挖后一周內(nèi)每天觀測1次，以后每三天觀測1次。
5主要施工工藝和質(zhì)量控制措施
5.1灌注樁放線定位：利用原1#樓主體定位，定出灌注樁中心位置，樁外側(cè)與坡道剪力墻只留30mm空隙。
5.2機械洛陽鏟成孔：
5.2.1采用600mm機械洛陽鏟在在樁位中心，利用卷揚機提升及下落進行挖土和垂直運輸，閉合抓土，至地面卸土，依次循環(huán)成孔，直至達到設(shè)計標高。
5.2.2灌注樁施工部位為前期基坑開挖土釘支護面，在自然地坪以下1.5米和3.0米處有土釘，影響到洛陽鏟的施工；有土釘?shù)牟课粯稄骄鶖U大到700mm，用電焊切除；
5.3鋼筋籠制作安裝：
5.3.1鋼筋原材經(jīng)現(xiàn)場見證取樣試驗合格后，方準予加工；
5.3.2鋼筋受力筋按照50mm保護層下料，鋼筋主筋搭接采用雙面電弧搭接焊，焊頭錯開50%；個別樁鋼筋籠接頭采用一級直螺紋連接，接頭可在同一個平面上；
5.3.3鋼筋保護層用50砂漿墊塊每組4塊水平對稱排列與主筋固定牢固，間距1000mm； 5.3.4鋼筋籠吊裝：用25T吊車吊裝鋼筋籠；吊裝鋼筋籠時要對準孔位，直吊扶穩(wěn)，緩慢下沉，避免碰撞孔壁，鋼筋籠放到位置立即固定；吊車不能直接吊裝的鋼筋籠，分兩段鋼筋籠施工，第一段5米，加強箍筋采用￠14@1500，成型后人工放入樁孔，臨時固定后，用一級直螺紋機械連接其余主筋鋼筋。
5.4砼施工。
砼采用10-20mm粒徑、砼塌落度80-100mm商品砼，灌注前再次校核鋼筋籠標高、孔深，檢查有無坍孔現(xiàn)象，符合要求后即可開盤灌注。由于砼灌注樁深度較深，混凝土采用溜管用手推車向樁孔內(nèi)澆筑。灌注開始后應緊湊連續(xù)地進行，嚴禁中途停灌，樁頂以下6米范圍采用插入式振動棒進行振搗密實。
5.5質(zhì)量標準。
根據(jù)機械洛陽鏟砼灌注樁施工驗收標準，設(shè)計文件和建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50202-2002以及砼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50204-2002相關(guān)規(guī)定。
5.5.1機械洛陽鏟成孔檢驗標準及檢驗辦法：樁位小于10mm，孔深+300mm，垂直度10mm；
5.5.2鋼筋籠安裝質(zhì)量檢驗標準及檢驗辦法：鋼筋籠主筋間距±10mm，鋼筋籠箍筋間距±20mm，鋼筋籠直徑±10mm，鋼筋籠長度±100m，用尺量；
5.5.3砼灌注樁質(zhì)量檢驗標準及檢驗辦法：樁體質(zhì)量檢驗:無樁身斷裂、裂縫、縮徑、加泥、空洞、蜂窩、松散；砼強度：大于30MPa；樁徑：-20mm；樁頂標高：+30mm，-50mm；沉渣厚度：小于100mm。
6變形監(jiān)測
6.1變形觀測點的設(shè)置。
6.1.1在基坑邊沿設(shè)置4個沉降觀測點C1、C2、C3、C4，3個位移觀測點w1、w2、w3；
6.1.2在高壓鋼塔上東西各設(shè)2個位移觀測點南塔w4、w5；北塔w6、w7。
6.2變形監(jiān)測儀器。
沉降觀測采用DS1型儀器，按照二等水準測量，水平位移變形觀測采用全站儀測量。
6.3變形測量控制。
水平位移觀測為平面控制測量，必須先在測區(qū)內(nèi)建立平面控制網(wǎng)。水平位移監(jiān)測網(wǎng)根據(jù)實際情況，采用如下方法：
先在場內(nèi)選好位移觀測點兩端的固定觀測點，BM1、BM2，埋在場內(nèi)穩(wěn)定不動的位置，并經(jīng)常檢查有無移動，并有保護措施；將在邊坡處位移變形點w1、w2、w3設(shè)在的冠梁上為一條直線，并做好標記。高壓鋼塔水平位移點南塔設(shè)w4、w5；北塔設(shè)w6、w7觀測點。觀測時，在一個端點BM1上安置全站儀，在另一個端點BM2設(shè)置固定覘牌，并在每一個位移點上安置固定標志，全站儀先后視固定覘牌進行定向，然后再觀測冠梁、鋼塔上的觀測點，并讀取數(shù)據(jù)，經(jīng)計算即可得到各點位移量。測量中的主要誤差：對中誤差<0.1mm;整平誤差：<0.3mm；瞄準誤差：<0.4mm；方法誤差：<0.3mm；
6.4監(jiān)測成果。
從土方開挖到觀測變形結(jié)束，除開挖當天1個觀測點變形最大3mm，（報警值為5毫米/天），其余變形觀測為1-2毫米/天，累計最大6mm，遠遠滿足規(guī)范30mm要求；對臨近建筑、道路沉降觀測未發(fā)現(xiàn)明顯變形。
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