基坑开挖4.3.1开挖前准备工作基坑开挖前,必须完成下列准备工作:(1)凿除地下连续墙墙头超灌混凝土,进行施做冠梁、第一道钢筋混凝土支撑体系,并达到强度要求。
(2)车站采用旋喷桩止水帷幕封闭基坑,基坑开挖前,对旋喷桩止水效果进行检查。
采取在旋喷桩两侧设置降水井,基坑内侧降水井进行抽水,基坑外侧降水井作为观察井进行试验,旋喷桩的止水效果满足设计要求时,方可进行基坑开挖;旋喷桩的止水效果达不到设计要求时,采取补强注浆的措施进行处理,止水效果满足设计要求时,再进行开挖。
(3)钢支撑、围檩材料准备到位。
(4)基坑开挖前进场土方挖掘和外运车辆。
(5)混凝土支撑进行质量验收,钢支撑在地面先进行试拼装,检验其平直度。
(6)降水效果达到设计要求(提前20天降水并从观察孔测得水位,确保水位在基坑开挖面以下1m)。
(7)地下墙墙身完整性检测并满足要求。
(8)地面排水系统完善并在基坑周围地面设置挡墙与排水沟,确保地面水不流入基坑;(9)在开挖前一周,施工监测装置到位,并测量初始读数。
(10)基坑开挖前还必须具备以下现场条件:a. 基坑四周设置合格可靠的安全栏杆踢脚挡板,防止高空坠物事故的发生。
b. 场地周围及基坑内必须有足够的照明度。
c. 基坑四周不准堆放杂乱零散物质,确保施工人员行走安全,严防杂物滚落坑内伤及作业人员。
(11)基坑施工前,对全体施工人员进行技术交底,使全体施工人员熟悉并掌握所执行的各项技术措施和技术标准。
4.3.2开挖总体原则基坑开挖时应充分利用“时空效应”理论,遵循“竖向分层、纵向分段,随挖随撑,先撑后挖,严禁超挖,限时完成”的原则,快速开挖快速支撑。
严格控制无支撑暴露时间,对基坑开挖实行动态管理,将监测结果及时反馈到施工现场,把基坑变形量始终控制在规范指标内。
在基坑开挖过程中拟从下述几个原则来控制基坑变形:(1)基本原则:“分层、分块、对称、平行开挖,留土护壁,限时完成开挖与支撑”。
(2)分层原则:结合竖向支撑的道数分层开挖,混凝土支撑开挖至支撑底标高处,钢支撑开挖至支撑下约50cm。
(3)放坡原则:根据规范要求及地层力学参数进行放坡,主要地层放坡坡度见表4.3.2-1。
表4.3.2-1不同地层放坡坡度(4)基坑开挖时,基坑周边2m范围内堆载不得大于20KPa。
4.3.3 开挖施工方案4.3.3.1基坑开挖基坑开挖充分运用时空效应理论,深基坑开挖技术严格按照规范进行施工,控制基坑位移,保护周边环境,确保施工安全。
(1)在基坑开挖阶段为有效控制地下连续墙变形和位移,控制变形和位移最有效的方法就是及时可靠地架设支撑系统并对支撑系统施加预应力,挖土和支撑是两项不可分离的工作,挖土的成败取决于支撑的施工,支撑架设得是否及时,直接影响到挖土的进度,二者相辅相成,施工时必须同时考虑,缺一不可。
(2)土石方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致。
基坑开挖时,其纵横向放坡应根据地质,环境条件选取开挖安全坡度。
严格控制基坑分段开挖时两边的纵向土坡坡度,确保土坡安全。
(3)表层开挖完成后,及时施做冠梁及砼支撑。
开挖钢支撑区域土体时每小段长度≤10m,于16小时内完成,并于4小时内安装支撑。
开挖至基底时,首先应机械开挖至设计标高以上200mm,剩余土体采用人工配合小挖机开挖。
(4)车站东端头开挖车站端头为斜撑,开挖时,首先开挖三角区域内的土石方(图中①),然后斜撑范围位置土石方(图中②)。
斜撑范围内的土石方,自基坑角点沿垂直于斜撑方向向基坑内分层、分段、限时地开挖并架设支撑。
开挖过程中及时封堵地下连续墙接缝或墙体上的渗漏点。
车站端头分段顺序开挖示意见4.3.3-1。
图4.3.3-1 端头分段顺序开挖示意图(5)110kv高压电缆位置基坑开挖管线悬吊体系施工完成后方可进行基坑开挖施工,管线下方基坑支护采用逆作法施工,自上而下进行,基坑开挖时用工500mm(型钢与钻孔桩钢筋可靠连接)Ф8@150*150的钢筋网,3m或5m长Ф22锚杆,最后喷射350mm厚C25混凝土封闭。
4.3.3.2基坑开挖的施工关键点严格控制无支撑暴露时间,对基坑开挖实行动态管理,将监测结果及时反馈到施工现场,把基坑变形量始终控制在规范指标内。
开挖组织措施如下:(1)纵向以分段施工缝为界,共分成3段,从39轴向小里程端分别为20米、23米、28米;竖向按支撑位置进行分层,共计三层,从上往下依次为5.82米、5.50米、3.88米。
(2)在高峰期无法土石方外运期间着重进行掏槽土方开挖,边坡修整、排水沟槽开挖等工作,并积极为正常土石方外运做好准备。
(3)在开挖前应将分层位置、深度,各道支撑标高,作图示意,使施工人员做到心中有数,以控制开挖深度,严禁超挖。
(4)开挖过程中,合理组织施工,严禁在平台上堆载,避免引起滑坡。
(5)开挖过程中,采取措施对格构柱进行保护:①、要求有专人负责指挥,分段分层开挖;②、开挖中严禁碰撞钢支撑和格构柱;③、在格构柱附近0.5m 范围内开挖时,人工配合施工;④、严禁一次开挖过深导致周围土方坍塌冲击格构柱;⑤、严禁在格构柱上磕挖机斗子;⑥、夜间开挖时,备足照明,同时可在立柱上张贴反光条等。
(6)随开挖深度逐层加深,及时凿除围护墙上侵限的混凝土与积土,对支撑腹下残留的陡峭土应及时清除,防止其倒塌伤人。
(7)开挖过程中,按既定的监测方案对基坑及周围环境进行监测,反馈信息指导施工。
在挖土过程中应根据支撑轴力监测数据,对支撑经常检查并复加轴力,以控制地下围护结构的侧向位移,减少地表沉降。
(8)在最后一层土石方开挖中应注意,当机械挖土离坑底标高200mm 范围时,土方采用人工配合小挖机修整坑底,石方一律采用小型挖掘机修整坑底,并及时排除积水,保证底板垫层能铺在原状基层上。
(9)开挖至设计基底标高后,快速组织施工,及时施做垫层,充分发挥垫层抵抗基坑变形的作用,并及时施工底板结构。
4.3.4 开挖施工流程4.3.4.1 开挖施工顺序施工顺序见下表所示。
应力;+4.3.4.2开挖标高控制根据支撑设计标高以及支撑施工工艺要求,基坑开挖过程中,按照设计和施工要求,进行开挖标高的控制。
标准段开挖控制标高见表4.3.4-1。
表4.3.4-1 标准段开挖控制标高Array4.3.4.3总体流程表层土方开挖首先采用普通PC-200挖掘机进行砼路面破除,表层土开挖一次到底。
为方便土方外运和机械调配,31-39轴表层土分为两个工作面进行施工,首先开挖交通疏解盖板及以东位置;待剩余围护结构施工完毕,再开挖剩余表层土,开挖顺序见图4.3.4.3-1。
在工作面1要预留施工便道,方便盖板下土方开挖后进行土方外运。
便道宽8米,长约13.6米,从东侧连续墙延伸到东侧第一道对撑。
土方开挖过程中,施工队伍应配备专门测量人员,负责标高控制。
每挖3~4米,队伍及时安排人进行底标高复测,当发现超挖或者少挖的情况,及时进行调整。
工作面1 工作面2图4.3.4.3-1开挖方向示意图在31-39轴基坑封闭后,进行第一层土方开挖。
首先从第三段开始(第一工作面),第一段需要先制作冠梁及第一道撑,达到强度后,第一段第一层开始开挖(第二工作面);开挖前在斜撑位置回填一条8m宽便道,砼支撑位置开挖至支撑底,钢支撑位置开挖至支撑下0.5m,随挖随撑。
优先对盖板位置采用掏槽开挖,投入2台PC120挖机盖板下倒土,便道位置1台PC220挖机装车,施工时先开挖区域①,基坑南北两侧需预留反压土。
然后从小里程向大里程方向,边退边开挖区域②;第二段第一层开挖完成后,开挖第三段第一层,见图4.3.4.3-2;第一段第一层开挖投入2台PC120挖机基坑内倒土,1台PC220挖机从基坑北侧向南侧便道方向边退边挖,见图4.3.4.3-3;坡底设置0.5*0.5m明排水沟,每隔24米设置1*1m集水井;第一层土方开挖深度约5.92~6.83米,计划开挖700方/天。
基坑宽27.99米,横向开挖不需要放坡。
图4.3.4.3-2 31-39轴第一层土方开挖纵断面图图4.3.4.3-3 第一层第一段土方开挖横断面图第二层土方开挖,第一工作面首先对盖板位置采用掏槽开挖,投入2台PC120挖机盖板下倒土,倒土至第三段第二层,便道位置1台PC220挖机装车,施工时先开挖区域①,基坑南北两侧需预留反压土,然后从小里程向大里程方向,边退边开挖区域②;第二段第二层开挖完成后,开挖第三段第二层,如图4.3.4.3-4;第二工作面投入2台PC120挖机基坑内倒土,基坑南端便道投入1台PC220挖机进行装车,如图4.3.4.3-5;第二层土方开挖深度约5.5米,计划开挖500方/天。
图4.3.4.3-4 31-39轴第二层土方开挖纵断面图图4.3.4.3-4 第一段第二层土方开挖横断面图第三层土方开挖,第一工作面对盖板位置采用掏槽开挖,投入2台PC120挖机盖板下倒土,倒土至第三段第三层,便道位置1台PC220伸缩臂挖机装车。
第二段第三层开挖完成后,开挖第三段第二层;第二工作面投入2台PC120挖机基坑内倒土,基坑南端便道投入1台PC220长臂挖机进行装车。
第二层土方开挖深度约2.98米,计划开挖300方/天。
第三层土方在基坑东端头进行收口,通过伸缩臂进行出土,人工配合挖机进行收底。
为确保基坑安全,收口施工时,在伸缩臂下铺设两块2cm厚钢板,增大受力面积。
同时加强基坑相应位置的监测,并安排专人进行巡视、巡查。
一旦出现异常,立即停止施工,采取合理措施进行处理。
开挖过程中,在机械挖土死角区块,采用人工配合挖机施工,当开挖至离基坑设计坑底标高20cm时,采用人工配合小挖机修挖,平整坑底,局部凹坑填砂找平。