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雨水管(Y)、污水管(U)、污水处理工艺管(W)、给水管(G)、空气管(K)、污泥管(N)、中水管(Z)、电缆沟等。
各种管道均埋置于地面以下,其中污水管最深,部分管段深达4~5m,需要开挖深基坑。
由于污水管基坑开挖在搅拌桩施工完成之后才进行,这时地基已经得到了加固,搅拌桩能起一定的支护作用,因此,综合管道施工时,基坑开挖采用了槽钢加横撑的支护形式。
基坑深度在2.5m以下的,采用放坡开挖,基坑深度大于2.5m的采用槽钢+单排支撑进行基坑支护。
如遇土质较差的地段,多设一道横撑。
二.基坑开挖及支撑施工工艺
(一)工艺流程
(二)施工方法
(1)本工程施工场地开阔、平坦,外部道路完善,施工水电及便道齐备。
外界对施工场地的影响较小,施工环境较好。
在时间上,施工项目较多,工期相对较紧。
根据施工场地的具体情况及施工进度的安排,基坑的开挖以机械开挖为主,人工开挖为辅的方式进行。
基坑的开挖宽度,必须考虑以后各工序的操作方便和利于排水,基坑宽度除能满足结构尺寸外,还应有侧面工作位宽度及支撑的位置,并在确定的宽度弹放边线。
考虑到上述因素,基坑宽度采用了管径加1200mm,即在管道两侧外缘分别再加600mm的工作位宽度。
(详见下图),以上仅为参考值,具体宽度在施工中另行确定。
(2)本工程基坑深度相差较大,污水管基坑深度最深达5m多,因为基坑开挖是在路基水泥搅拌桩完成后进行的,路基的稳定性较好,故采用打小型疏排槽钢加一道支撑的支护形式。
要求钢板桩之间的净间距不大于400mm,如地质条件较差,可以采用在钢板桩之间再加设模板。
基坑支护见下图:
基坑支护示意图(单位m)
(3)支撑过程中用振动锤和吊机配合,槽钢采用振动打入法打设,并采用单独打入法逐块打设,打入过程中要保证沉桩轴线位置的正确和桩的垂直度,在复核槽钢的长度时,应在槽钢上做好标记,控制桩的打入深度。
(4)打桩时应尽量受力均匀,尽量避免或减少对基坑两侧现有行车路面或人行道的破坏或扰动,在基坑两侧都打完槽钢时,方可进行基坑开挖。
(5)采取边开挖边支护的方式施工。
基坑采用直槽的形式进行开挖,开挖的同时及时利用槽钢横压和木方横撑对槽钢桩进行支顶。
槽钢横压为[20槽钢,固定于槽钢桩之上,作木方支护时应及时在两端用木楔将支撑木方塞死于槽钢横压之上。
(6)如遇土质较差的地段,多设一道横撑。
横支撑施工时,由于槽钢的重量太重,施工时可用手动葫芦或吊机配合施工。
如因装管或砌筑的需要须将横撑转换,则必须按照先撑后拆的原则逐步转换,并要在有经验的人员指导下进行,同时沟槽支撑要经常验查。
(7)机械挖槽应保证槽底土壤结构不被扰动和破坏,当开挖至槽底高程以上大约200mm时,应立即停挖,待下一工序开工时再用人工清底。
(8)开挖基坑时,应及时测量基底高程,防止超挖,如果发生超挖现象,干槽超挖150mm以内者,可用原土回填夯实,其密实度不应低于原天然地基土,干槽超挖150mm以上者,可用石灰土分层处理,其相对密实度不应低于95%。
(9)沟槽支护用的钢板桩必须紧贴坑壁排插,坑壁必须修整平整,板桩下端应保持埋入坑底土中不少于50cm。
关于基坑支护计算的过程附在后页。
三.基坑止水、导水及余泥排放
(1)基坑开挖过程中如遇坑底出现地下水及积水情况,应立即将水抽出坑外,通常采用基坑内明沟排水,明沟和集水井宜随着基坑的挖深而逐步加深。
基坑挖至设计标高后,集水井的井壁宜加支护,其水深宜为0.5m左右,集水井底部可用粗砂、细碎石、粗碎石作反滤层,反滤层施工一定要按规范做好,既要防止集水井井壁坍塌,又要避免泥沙堵塞管道。
(2)根据现场施工条件,施工环境或施工操作的需要,基坑两侧不能堆土时,应在适当的地点另选堆土位置,并做到随挖随运。
对挖出的烂泥、淤泥应立即用车运走,以免阻占施工场地,影响现场安全文明施工。
(3)基坑开挖后排水管施工应连续进行尽快完成,以减少现场交通的阻碍,施工中应防止地面水流入沟坑内造成塌方或基土遭到破坏。
(4)挖出的土方不得坑边堆放,应远离基坑边线1.5m以外堆放,且堆放高度不宜超过1.5m。
对于挖出的土方不得覆盖、堵塞场内原地面排水设施。
四.施工质量保证措施
(一)施工准备阶段的质量保证措施
(1)按照投标文件的施工平面布置图尽快完成临时生产、生活设施的搭设,尽快完成“三通一平”。
合理安排工期,避免由于赶工而影响质量。
(2)由总工程师牵头,组织施工技术人员进行图纸自审,在自审的基础上做好图纸会审。
编制实施性施工组织设计、质量计划和创优规划。
做好分级技术交底,组织学习有关规程、规范和工艺要求。
(3)针对本工程的施工特点,开工前对所有施工人员进行技术培训,对管理人员、技术人员进行专业强化培训;
对各工种操作人员进行岗前培训,实行持证上岗;
对涉及“四新”技术项目的管理人员和操作人员针对各自技术特点专项培训,强化全员质量意识,并制定质量岗位责任制。
(4)建立完整的质保体系,派专人负责工程质量。
项目部设专职质检工程师和质检员,各班组负责人兼职质检员,并将名单上报监理工程师。
(5)编制材料和机械设备需求计划,做好设备的维修与保养,对进场材料进行抽查检验,检验合格后方可使用。
(二)施工过程的质量保证措施
(1)对关键工序和特殊工序,编制详细的作业指导书,并做好技术交底,严格执行隐蔽工程签证制度,工序完成后,经监理工程师检查签字后方可进入下道工序。
(2)加强对文件、资料的管理,所有技术文件按我司质量管理标准要求设专人负责,分门别类建立台帐,收发登记注册,受控文件必须加盖受控印章,并保证其为有效版本才能使用。
(3)开展TQC全面质量管理活动,建立技术攻关QC小组,定期将QC小组成果发布,制定奖优罚劣的激励措施,巩固和扩大QC小组活动成果。
(4)积极配合质监站和监理工程师对工程的质量抽查,并严格落实其提出的整改措施。
五.现场施工安全保证措施
(1)挖掘机司机须正确操作机械,挖掘机在挖土、转台、移动时司机要注意旁边的工作人员。
(2)按施工方案打钢板桩及安装对顶。
由于表土是回填土,土质疏松,要在钢板桩之间加装木板,防止泥土坍塌及减弱流沙。
(3)基坑内一般不用潜水泵抽水,以防漏电伤人。
如果要用,则抽水是工作人员不能在水里,要离开。
(4)基坑边缘禁止堆土,禁止大型机械在基坑边缘走动。
(5)基坑边缘应有临时防护栏,晚上必须悬挂警示灯。
(6)正确使用施工用电。
(7)施工人员配戴安全帽。
(8)基坑顶及到坑边2m范围内不得堆放材料、什物或其它设备。
(9)在基坑边沿长度的围护方向设置护栏。
要做好临边作业、防护工作,采用护栏、盖板、安全网等加以防护。
(10)在施工区域及道路上设置照明系统,保证夜间照明。
施工区域内按有关规定建立消防责任制,按照有关防火要求布置临设,配备足够数量的消防器材,并设立明显的防火标志。
(11)各项施工作业完成后,安全设施、防护装置确认不再需要时,经批准后,方可拆除。
六.文明施工方案及措施
为确保现场文明生产管理标准化、规范化。
根据有关安全法规条例标准和规程,结合现场工地生产实际情况,制定如下方案措施:
(1)建立安全责任制落实安全生产指标配备现场安全员、实行三级安全教育,员工进入现场和操作岗位必须进行安全教育。
(2)安全技术交底落实措施,组织编写有针对性安全技术措施。
(3)持证上岗,安全管理人员及特种作业人员要持证上岗。
(4)建立定期的安全检查制度,对查出的事故隐患做到定人、定时间、定措施整改。
(5)班前安全活动建立制度,开展班前安全活动。
(6)事故处理,发生工伤或与安全的事故,在作出必要的应急措施,保留现场,并协助处理调查分析处理,做到三不放过。
(7)在进入施工现场的主道口显眼处张挂施工安全十大纪律,对不同地点张挂有关安全警示牌。
(8)安全管理档案对安全责任制,安全教育,安全技术交底,持证上岗,安全检查,事故记录,临水电防火等验收记录整理归当,以便检查。
基坑支护计算的过程如下:
根据现场基坑的开挖状况,拟采用疏排槽钢加顶部横撑的支护形式。
现场管道基坑多数深2.5—4M不等,现取4M作为计算深度。
已知地表以下土质为砂土,容重为r=17KN/M3,内摩擦角取30°
。
按朗肯主动土压力计算:
侧向土压力系数K=TAN2(45°
-φ/2)
=TAN2(45°
-30°
/2)
=1/3
基坑底部土体压应力σ=K×
r×
Z=1/3×
4×
17
=22.67(KN/m2)
每一延米压力为P=1/2×
σ×
4=1/2×
22.67×
4
=45.33(KN/m)
拟采用槽钢型号32b,槽钢宽度h=320mm,长6米,截面积55.1cm2,对Y轴抗弯截面模量为W=49.2cm3。
容许应力340MPa。
按简支梁计算简图可得:
V1=15.11L(KN)
V2=30.23L(KN)
M=15.11Lx-0.94Lx3
M(max)=23.11L(KN·
m)
σ(x)=M(max)/W=23.11L×
103×
10-6/(49.2×
10-6)
=470LMPa<
340MPa
L<
0.723m取槽钢净间距L‘=72-32=40cm。
各参数意义如下:
V1-槽钢顶部压力(KN);
V2-槽钢底部压力(KN);
M-沿槽钢纵向的弯矩方程(KN·
m);
M(max)-最大计算弯矩(KN·
σ(x)-最大计算弯矩所在截面拉应力最大值(MPa);
L-槽钢轴线间距(cm);
L‘-槽钢净间距(cm)。
现场的部分排水管线施工,两侧搅拌桩(φ500)已经打下,能够起到一定支护作用,实际间距可以加大,根据现场实际情况酌情而定;
部分基坑开挖超4米,可分层开挖降土,再打槽钢支护。
现场拟采用横撑为圆杉木,直径φ=150mm,顺纹极限抗压强度40MPa,上部支撑压力:
R=β·
r·
TAN2(45°
-φ/2)·
H2
=0.1×
17×
1/3×
42
=9.07(KN)
σ=R/(π·
φ2/4)
=9.07/(π·
1502/4)·
106
=504KN/m2
=0.504MPa<
40MPa
强度满足设计要求。
上式各符号意义是:
R-上部支撑压力(KN);
β-纵向受力分项系数;
r-土容重(KN/m3);
φ-土内摩擦角(取30°
);
σ-计算轴向正压力(MPa)。
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