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2、地形地貌、工程地质和水文地质情况
2.1、地形地貌
本项目深基坑作业面,地势总体平顺,海尔路顶高程为245.5m左右。
2.2、工程地质
该海尔路跨线桥深基坑区域,为现有海尔路主线区域,处于水平和密实状态。
原地表为海尔路现有路面及路基结构层,地勘资料显示,以泥岩为主,下伏砂岩。
2.3、水文地质
水文地质条件:
基坑区内地下水由下部基岩裂隙水为主。
海尔路上部土层以路基填土为主,透水性好,下部基岩主要含水层为强~弱风化基岩,其基岩节理、裂隙稍发育。
3、气象及气候
重庆地区属亚热带气候区,温暖湿润,雨量充沛,且多夜雨,夏季炎热,冬季暖和多雾。
多年平均气温18.3℃,最冷月(一月)平均气温7.5℃,最热月(7月)平均气温28℃,最高气温42.9℃(2006年8月15日),最低气温-3.1℃(1992年1月16日),年平均相对湿度71%,年平均降雨量1079.4mm,最大年平均降雨量达1532.3mm(1998年),最小年平均降雨量783.2mm,最大日降水量266.6mm(2007年7月17日),其中69%集中在5~9月,多年平均蒸发量1138mm,因大气污染,时有酸雾酸雨发生,常年风速较小,以偏西北风为主,最大风速28.4m/s。
四、工程目标
1、职业健康安全管理目标
杜绝死亡事故;
重伤率小于0.3‰;
负伤率小于10‰;
杜绝重大交通事故、火灾事故;
杜绝重大机械设备事故、交通事故和火灾事故;
施工现场安全文明施工标准化合格率100%,创建“市级示范文明工地”。
2、质量管理目标
深基坑工程验收交工质量评定:
合格。
3、环境管理目标
杜绝环境污染与破坏事故。
施工污水,烟尘、噪声、固体废弃物达标排放,其他环境因素控制在国家、行业标准及《重庆市建设委员会关于印发严格控制主城区建筑施工扬尘污染暂行工作方案的通知》的允许范围内。
4、工期目标
本项施工任务的计划开始日期为2013年7月1日,完工日期为2013年10月20日,总工期为112个日历天。
五、设计主要参数
本项目施工图设计的主要开挖及支护主要参数如下表5-1所示
表5-1海尔路跨线桥基坑设计开挖及支护主要参数
序号
结构名称
规格(纵×
横)
(m)
厚(深)度
数量
备注
1
海尔路上跨桥基坑底宽
54×
34
10.424
结构
宽度
2
桩
1.2×
1.8
临空高度<11m
嵌入岩深度≥5m
18
3
板
10.5×
3.8
0.35
注:
1、实际施工中基坑四周各加宽1.5m,以便在桥梁施工期间,能满足基坑四周设置汇排水沟及模板安装等相关工作的施工空间需要。
2、表中桩体数量为设计数量,实际数量根据现场情况合理调整。
六、施工部署
1、施工管理机构
深基坑施工的组织机构如下图6-1所示
图6-1深基坑施工组织机构图
2、施工部署
该深基坑的主要施工内容有:
土石方开挖、基坑支护、基坑排水及其他附属工程等。
深基坑施工,由项目部工程部组织,由路基作业队和结构作业队共同实施。
3、人员、机械设备配置
3.1、主要技术及管理人员
1)、深基坑施工配备的主要技术及管理人员如表6-1所示
表6-1主要管理技术人员表
姓名
职务
姚尚全
项目经理
钟国权
项目副经理
刘光才
项目总工
4
秦山福
工程部长
5
王明浩
路基专业工程师
6
刘信刚
安质部长
7
罗堃
试验室主任
8
张军
测量队长
9
张波
施工队长
10
喻伦
2)、海尔路上跨桥深基坑施工配备的主要施工人员如表6-2所示
表6-2主要管理技术人员表
工种
工作内容
安全员
施工安全管理及安全资料
质检员
项目部质量自检、质检资料及报验
施工员
施工技术指导及现场管理
试验员
原材料检测、试验资料及现场取样
电工
施工用水用电接入、维护及用电安全管理
作业队长
组织现场施工,配合现场管理及班组自检
技工
负责加工、焊接及吊装等技术工作相关工作
司机
22
负责土石方挖运、原材料及砼运转及吊装等
普工
配合技工工作及配合维护施工现场安全文明施工
后勤
材料采购、管理及施工人员生活等后勤服务
合计
49
各队施工人员,根据施工进度安排动态管理,合理配置,确保海尔路跨线桥深基坑施工任务保质保量,在工期内顺利完成。
3.2、主要机械设备
深基坑施工进场的主要机械设备如下表6-3所示
表6-3本工程所配备的机械设备表
机械名称
规格型号
数量(台/套)
挖掘机
PC329D
炮机
220
装载机
ZL50
汽车吊
12T
自卸汽车
25t
12
洒水车
解放(8000L)
拌合站
500
砼搅拌车
混凝土泵车
60m3/h
钢筋加工设备
调直、截断、弯曲机焊接等
卷扬机
四轴传动,绳速9m/min—16m/min
潜水泵
7.5KW、20KW
3.3、主要测量、试验、质检、监测仪器设备
深基坑施工配备的主要主要测量、试验、质检、监测仪器设备如下表6-4所示
表6-4主要测量、试验、质检、监测仪器设备表
设备名称
厂牌及规格型号
数量
备注
全站仪
拓普康ES-602G
2013.03.07检定合格
水准仪
DSZ3-A32X
0.01mm
50m钢尺
万能材料机
VE-1000B
磨光机
试样切割机
砂浆稠度仪
4、材料计划
施工用主材根据施工进度安排组织进场,因在高温及雨季施工,另须配备足够的应急辅助性材料如下表6-5所示。
表6-5应急及辅助性材料表
遮阳网
各1500m2
用于海尔路上跨桥基坑临时防护
铁丝网
网格5cm×
5cm
200m2
彩条布
400m2
方木
8cm×
8cm
10m3
木板、竹夹板
5cm厚
各50m2
钢管
48mm
2件
铁丝
4.0mm
4件
竹胶板
5件
5、施工进度计划
海尔路上跨桥深基坑施工计划2013年7月1日开工,2013年10月20日完工。
各主要项目施工进度计划如下表6-6所示
表6-6海尔路上跨桥深基坑施工计划表
项目
7月
8月
9月
10月
20
31
30
施工准备
临时桩板挡墙
转换道施工
基坑开挖支护
其它附属工程
检测验收
七、深基坑施工技术方案
1、深基坑施工特点
1.1、地质情况较差
出露岩层以砂岩为主,严重风化、松散结构,局部已呈半岩半土状,遇水极易软化导致强度降低,易产生滑坡、滑塌和崩塌等地质灾害。
1.2、施工跨越雨季
深基坑施工工期正好跨越雨季,开挖前做好临时排水系统,开挖中及时进行坡面防护,尽量减少基坑边坡暴露时间。
1.3、工期紧张
该深基坑为海尔路的交通转换后须集中施工部位,是本项目海尔路跨线桥控制性节点之一。
是确保海尔路跨线桥施工及海尔路二次转换顺利完成,为主线下穿施工提供前提条件的关键工序,工期紧张,工作强度大。
1.4、安全不确定性大
海尔路跨线桥深基坑处于交通要道,紧邻新建转换道,车流及人流密集,不安全因素多。
为确保施工安全,深基坑施工采用逆作法工艺,临时桩板挡墙施工完成,转换道具备通车要求,且相关安全防护措施完善后,再组织施工。
施工时做到开挖一层(控制在不大于2.5m)即进行支护施工,自上而下开挖与支护之间相互转换,避免相互干扰。
1.5、重点难点
(1)、重点
该深基坑施工的重点是,临时桩板挡墙及基坑周边防护,为保证工期,工作强度大,施工中增加人力物力及机械设备,重点对施工的质量、安全及进度进行管控。
(2)、难点
该深基坑施工的难点是,临时桩板挡墙及基坑开挖施工。
基坑深度达10.424m,施工场地狭窄,高温季节施工,须严格加强施工组织调度管理,增强施工强度,以保证桩体的整体承载能力的可靠性,保证基坑边坡稳定及周边建(构)筑物的安全。
基坑深度达10m,雨季施工如遇极端降雨天气,基坑排水难度较大。
2、总体方案
本合同段内深基坑施工遵循“减载、固脚、强腰、排水”的原则。
领会设计意图,结合现场实际,遵循“强支挡、弱削方”的基坑基坑边坡加固原则,施工中采用桩板抗滑加固措施,并加强坡体排水,严格控制施工质量,确保段内深基坑稳定安全。
在深基坑开挖前先完成坡顶周边临时截水沟的修筑,做好临时排水设施。
深基坑主要采用挖掘机分层开挖、自卸车运输的施工方案。
遇石质围岩时,采取机械凿除施工,严禁爆破。
深基坑施工严格遵循“分层开挖、逐层支护”原则,采用逆作法施工工艺组织施工,及时做好顶部及坡面防排水,完成基坑边坡临时防护,减少暴露时间,避免雨水冲刷,开挖支护流程如图7-1所示。
图7-1深基坑开挖支护施工流程图
在深基坑施工期间,严格按照《深基坑监控监测方案》的要求,结合施工现场实际情况进行监测点的埋设,建立基坑监测系统,做好深基坑监测,对监测数据及时整理、分析,及时反馈施工现场、项目部、监理及业主。
并根据监测数据,指导现场施工。
若现场开挖揭露地质情况与设计不服时,及时与有关部门联系,结合实际情况指导进行动态设计。
达到信息化施工、动态设计的目的。
3、施工前的准备工作
3.1、完成基坑开挖线的测设。
首先测量组技术人员对设计坐标进行计算复核,上报施工测量导线成果,确认无误后对基坑位置通过在地面上钉木桩并用绳子连起来,把开挖边线标示出来,向监理工程师报验及确定。
在施工前仔细查明地上、地下有无管线,对施工有影响的相关单位,对其进行保护或改移。
还需注意开挖边界以外的建筑物是否安全。
对基坑位置及其附近进行地面标高准确测量,以便根据施工需要合理确定开挖方案及开挖坡比等。
3.2、修好基坑顶截水沟及周边临时排水措施。
做好雨季施工的准备工作,及时做好排水工作。
基坑开挖前,首先要做好地面排水工作,在基坑顶缘四周向外设置排水坡,以免影响坑壁的稳定。
按要求将截水沟至基坑坡面间的地表用M7.5砂浆临时闭厚5cm,防止地表水渗入边坡浸泡土层引起塌方。
3.3、施工前详细进行地质情况调查,并在施工过程中也要注意与地堪报告对比,根据实际情况,视差别大小,与设计及时联系。
3.4、完成转换道施工并达到通车要求。
完成场内施工便道的修筑,场地平整及施工用水、电的架设引入。
1)、施工用水:
前期临时引用美全的自来水,当业主提供的施工专业管理安装完成后,再使用业主提供的自来水。
2)、施工用电:
前期临时引用美全的原施工箱变电力,业主提供的专用施工箱变到位后,使用业主提供的电源。
3.5、完成深基坑顶的安全防护隔离设施,特别是海尔路转换道与基坑顶部之间的防撞金属防护网工程。
3.6、安照要求布设深基坑、周边建(构)筑及须保护管线的监测网。
3.7、完成施工人员、机械及材料的组织和进场。
3.8、完成施工图纸的学习与会审、深基坑施工技术方案的审批,施工技术交底。
3.9、根据设计工程内容完成水泥及地材的生产厂家的选定,完成有关水泥的相关试验和水质化验,进行注浆浆液及灌注砂浆等的配合比设计试验。
4、开挖支护方案
地质钻孔ZK91、ZK92、ZK93、ZK94显示,该深基坑上部为现状海尔路路基素填土,厚度为6m左右,下部均为砂岩,故该基坑边坡以土方开挖为主,下部基坑以石方开挖为主。
基坑边坡左侧有转换道路,并分布有地下部分需保护的管网,须严格做好临近建(构)筑物的保护工作,周边建(构)筑物及需保护地下管线的安全。
整体开挖支护方案为:
按照深基坑要求的方式组织施工,采用逆作法施工工艺,开挖完成一层,支护完成一层,并加强基坑边坡的监测,确保基坑边坡稳定及施工安全。
4.1、临时桩板挡墙桩体施工
临时桩板挡墙设计,为临时转换道的挡土结构,也是海尔路跨线桥基坑开挖施工过程中边坡防护结构的重要组成部分,其施工进度直接制约做基坑施工进度。
它的安全性和可靠性直接影响转换道行人车辆及基坑施工乃至桥梁施工过程中的安全。
桩体开挖采用人工挖孔,卷扬机提升,卸土后用挖掘机装土,自卸汽车运至渣场。
桩体开挖采用逆作法施工,分层开挖支护,厚控制在1m以内,孔口段土层及破碎的强风化段,采用护壁。
桩体钢筋采用,加工场加工,运送至现场后,人工绑扎整体吊装的方式安装。
砼采用原槽浇筑,自密实商品砼用罐车运至现场,泵车泵至孔口,孔口至桩底采用溜管导入。
临时桩板挡墙施工时,沿临时桩板挡墙纵向分为三段,分段长度参考挡墙变形缝的设计位置,三条变形缝(即两个变形单元约30m)之间的桩体作为一个施工段落,段内采用跳仓施工(及间隔施工),前一轮临时桩板挡墙体砼浇筑完成并达到强度后,再进行中间桩体的开挖。
1)、桩体设计参数
桩体设计参数详见附图二、(即《桩板挡墙一般构造
(二)》J-36)所示。
2)、施工工艺流程
施工准备→测量放样→孔口临时排水处理→孔口段(土层)开挖→孔口段(土层)支护→下部桩孔分层开挖→孔内地质调查及桩孔基底验收→钢筋加工及安装→砼浇筑→桩体检测
3)、施工方法
(1)、桩孔开挖施工
开挖施工前组织桩孔开挖施工专项交底协调会,使参建人员充分理解图纸内涵,明白施工中的施工工艺流程及控制要点。
桩孔开挖采用分层开挖,孔口段开挖须严格控制每层厚度不大于1m。
开挖时采用人工挖孔,人持风动配合电动凿岩设备进行开挖(严禁使用内燃型机具)。
开挖出来的石渣用铁铲装入吊桶内,采用卷扬机提升至洞外。
开挖成型后,立即进行内壁支护施工,待支护施工达到强度后方可进行下一层桩孔的开挖作业,就此循环作业至破碎带结束。
开挖施工中,严格按照施工图设计及技术交底进行管理和控制,确保桩孔开挖孔的尺寸、垂直度、最终孔深及孔壁超欠挖等满足设计及规范要求。
开挖过程中按照动态控制进行管理,每开挖下降1m(即一个作业段),测量检查一次桩孔轴线及轮廓偏差,当日常巡视发现异常,立即进行测量予以纠正,以保证桩体施工质量。
开挖过程中做好各层开挖岩体的各项记录,发现现场地质状况与设计及地勘资料不符时,及时通知监理工程师,确定最终桩底位置,以保证桩体砼埋入中风化基岩以下部分的桩长,满足设计规定值的嵌岩深度要求。
(2)、护壁施工
按照设计要求,在孔口土层及破碎强风化岩体段,开挖完成后采用锁口护壁进行支护。
护壁施工过程中,须注意以下问题。
A、护壁锁口段施工周边锚入孔口岩体内,锚入宽度30cm。
锁口砼顶面高出孔口地面30cm,防止地表水汇入孔内。
B、护壁钢筋采用加工场加工成型,运输至现场,在井内现场编制固定的方式施工,护壁上下节之间的连接长度为20cm,上层护壁施工时弯折预埋其中,下层钢筋安装前凿除并调直清理。
护壁使用的钢筋,环线主筋采用Ф12,间距10cm,竖向采用Ф8,间距20cm。
C、钢筋安装后进行内衬模板安装,护壁模板采取组合式钢模板拼装而成,拆上节,支下节,循环周转使用。
模板呈圆台体形状,其上口的直径等于设计桩径,下口的直径大于设计桩径3~5cm左右,高100cm,背后焊接三角铁作为骨架起支撑作用,相邻两块模板拼缝要预留2cm间隙。
模板间用U形卡连接,或用螺栓连接,可在外部加设支撑,以确保混凝土浇灌操作。
用木条填塞预留缝隙,以方便拆卸。
模板安装就位后的净空须满足设计桩体结构尺寸要求,严禁侵入桩体内。
模板的加固采用钢木符合结构,横向支撑设于梁体宽边处,每截面设置两根(单根承载力为100KN),层间距80cm,以保证混凝土施工过程中的稳定与安全。
模板顶部留进料口,以便护壁砼的入模。
D、护壁砼为C25,采用工地拌合站生产并运至现场。
卷扬机提调,人工灌注,为避免浇筑过程中模板产生偏移,须对称下料,并采用插入式振捣器振捣密实。
E、护壁砼达到一定强度后(常温下12小时)便可拆模,如拆模后发现护壁有蜂窝、漏水现象,要及时加以堵塞和导流,保证护壁混凝土强度及安全。
复核桩孔平面位置、垂直度和直径,开挖下一段土方,继续支模灌注护壁混凝土,如此循环,直到挖至设计要求的深度。
F、混凝土浇筑过程中,作业人员严禁踩踏模板及横向支撑,以防支撑失效引发事故。
(3)、终孔及成孔检验
挖孔达到设计标高,同时嵌岩深度满足设计要求时,报请监理工程好似、设计代表等共同确认地层,同意终孔基底。
检查中须注意以下问题
①、桩基长度采用50m卷尺端头系一重量约1Kg左右石块进行桩四边往下量取桩孔顶面至孔底的长度,用桩孔顶标高减去此长度,可以求得桩孔底标高,桩孔底标高与设计标高之差符合设计及相关规范要求后(桩长不小于设计要求),且孔底无沉碴且基本保持桩孔底部平整,符合要求则进入下道工序,若不合要求则继续施工至两者符合设计及相关规范要求为止。
用垂球配合检孔器检验孔径,首先在孔口按照测量人员放好的四个点拉十字线,从中心点吊垂球下去以检查孔的倾斜度,用钢尺测量孔径及孔径中心和锤球线偏差,符合要求后,然后用检孔器放入孔中检查,能顺利落到孔底则表示孔径符合要求,若不符合要求必须进行处理不得进行下道工序施工。
验孔采用外径等于桩基直径(不大于桩基直径),长度为4~6倍外径的钢筋检孔器吊入孔桩内检测。
②、确认终孔后立即对孔底进行处理,做到平整、无松渣、淤泥、沉淀或挠动过的软层。
③、若孔底发现地质复杂或开挖中发现地质不良情况(如陷穴、溶洞、薄层泥岩、不规则软弱层等),应立即与监理工程师、设计代表取得联系,共同确定处理方案。
(4)、桩体钢筋施工
深基坑临时桩板挡墙的断面尺寸为1.5×
2.0m,钢筋施工采用加工场将钢筋加工成型,现场分段组装成钢筋笼,再用吊车分段吊装方式施工。
①、将整个钢筋笼分为2个单元,上、下部单元均为8m。
加工时,严格按照设计的钢筋规格和加工形式(参照施工图设计)加工,分类堆放并做好标识和编号。
下料时注意充分考虑到每段搭接的长度,保证钢筋搭接满足要求。
钢筋的接头在同一截面不超过钢筋总数的50%,接头错开距离满足规范要求。
钢筋进行彻底的除锈除油处理,加工好的钢筋部件要加以覆盖避免锈蚀,堆放顺直,不混堆,避免钢筋变形。
②、钢筋的吊运严格按照分类分批进行,人工配合吊车起吊,起吊时,增加吊点,汽车运输,通长钢筋严禁用装载机吊装及运输,避免弯曲。
运至施工现场堆放时,采用木枕支垫,离地高度不小于20cm,避免泥水污染钢筋。
采用防水布覆盖遮蔽,防止淋雨或锈蚀。
③、根据现场需要的种类及数量,分批运至施工现场。
现场加工时,严格按照钢筋的位置组装并加固成型。
组装操作在作业台架上进行,台架须平直,禁止在地上组装,以保证钢筋笼的整体顺直,并不被污染。
组装时,严格按照设计的位置和数量按照定位钢筋,以保证钢筋笼在浇筑施工完成后的保护层厚度满足要求。
钢筋施工时,充分结合梁间混凝土挡板的施工需要,在合理的位置增加足够的预留钢筋,以便桩板施工完成后形成整体。
挡板连接钢筋预埋,竖向埋设间距10cm,层间距27cm,临土侧外露长度75cm,临空侧外露长度50cm以便挡板钢筋与之相互联接。
④、钢筋笼吊装,先彻底清除孔底虚土及积水,再报请监理工程师验收合格后进行。
根据设计图纸计算,每延米钢筋笼重量为310.03Kg,各段钢筋笼的总量重2480.24Kg,最大荷载为整个钢筋笼就位时达到4960.48Kg,采用12t汽车吊即可满足要求。
⑤、钢筋笼组装成型后,对钢筋笼整体进行合理的加固处理,内置加固钢筋间距不大于2m,与竖向主筋焊接为整体,并合理布置焊接吊点,以保证吊装安全及在吊装过程中钢筋笼不变形。
在每一单元钢筋笼的上端1m位置焊接安装加强钢筋,以便将上单元钢筋吊装后用托梁固定于孔口位置,满足下一单元钢筋与之对接施工的需要。
加强钢筋及托梁的承载能力须满足承受整个钢筋笼重量的要求。
托梁采用轨道钢,数量不少于3跟,托梁放置时须平顺,与地面之间设木枕调平至同一平面上。
⑥、各单元之间的联接采用帮条焊,每处帮条不少于2根,钢筋型号与主筋相同,长度满足单面焊不小于10d(双面焊不小于5d)的要求。
采用手工焊时,焊接材料须满足规范规定结构钢对采用帮条焊采用E5003型焊条的要求。
帮条焊接头的焊缝厚度,不小于主筋直径的0.3倍(9mm)。
焊缝宽度不小于主筋直径的0.7倍(19.6mm),帮条焊时,两主筋端面的间隙为2~5mm。
焊接施工时,严禁在主筋或钢筋中部起弧,避免烧伤钢筋。
⑦、在孔口接长钢筋笼时,上下主筋位置对正,保证钢筋笼接长后上下段的轴线在同一直线上,不得出现转折。
无论是接长钢筋笼还是钢筋笼全部节段安装到位,在孔口应有可靠的支撑和固定。
钢筋笼制作完成后采用汽车吊安装。
为了保证骨架起吊时不变形,对于长骨架,起吊前应在加强骨架内焊接十字撑,以加强其刚度。
采用两点吊装时
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