边坡支护在莱钢火车翻车机基槽开挖中的应用

摘要:翻车机室坑开挖过程中,对距已有建筑物较近的边坡局部支护进行加固,既保证了新开工工程的顺利施工,又保证了已有建筑物的安全使用。文章介绍了边坡支护在莱钢火车翻车机基槽开挖中的应用,对基坑局部加固设计方案、施工准备以及施工技术进行了分析,供相关人员参考。

关键词:翻车机室;基槽开挖;边坡支护;加固;注浆;施工技术

中图分类号:TU991文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)10-0053-03

一、工程概况

该工程位于莱钢银山型钢中央大街东段,铁路北侧。原始地形地貌西南高东北低。拟建翻车机室,基础形式采用人工挖孔灌注桩。根据甲方提供的基槽开挖方案,基坑呈长方形,基础底部东西长48.48m,南北宽19.5m。基底建筑标高为-16.295m,局部为-18.33m,±0.0绝对标高为265.2m,现场场坪绝对高程约为265.2m,开挖深度约为16.3m,局部为18.3m。翻车机室西南角为运输部信号楼,运输部信号楼是火车运输的总控制室,该楼房的安全对整个大型的生产起着至关重要的作用,翻车机开挖要绝对保证信号楼的安全使用。经查看有关资料发现,信号楼3层砖混结构,位于强夯地基上(强夯深度在6m左右),基础采用条形基础,埋深1.5m。由于信号楼与翻车机距离太近,翻车机深基坑开挖将影响信号楼的使用安全。为保证翻车机基坑开挖时信号楼的安全使用,对拟建翻车机室基坑开挖四周采用分层不同、放坡系数不同进行开挖的方法 (如图1所示),并对距信号楼较近的西南角基坑采取局部坑壁加固措施。

图1翻车机室基坑开挖示意图

二、场地水文地质条件

根据勘察资料,场地地下水埋藏较深,地下水类型为第四系空隙潜水,补给来源主要为大气降水及河流补给,排泄途径主要为地面蒸发及地下径流。由于地形等因素,水位埋深一般21.0～25.0m,年变幅为1.00～2.00m。

三、基坑局部加固设计方案

根据基坑开挖深度、场地地层资料及周边建筑物实际情况,确定采用水泥重力墙支护方案,其位置及平面布置详见《建筑物与基坑平面示意图》;基坑西南角及西侧坡段设计采用三排注浆桩,通过注入水灰比为0.8～1.0的水泥浆与碎石夯填土作用后形成的水泥碎石墙支护体系。设计注浆孔径110mm,共计40颗 (后附注浆孔平面布置图2),加固方案由专业施工单位进行设计,并进行边坡稳定性验算。

图2翻车机室边坡支护平面图

四、施工准备

(一)现场准备

1.组织技术人员研究设计文件,图纸资料,并现场踏勘,找出施工中重点对待的问题。

2.根据场地情况进行施工场地平面规划,设备进场前按施工平面规划平整场地,修好运输道路。

3.按建设单位提供的测量资料,复核测量基线和基点,并妥善保护好,按其进行基坑放样。

4.各种材料按计划分批进场。

5.编制施工组织设计,审核批准后实施。

6.确定质量控制点。依据本工程施工特点,确定如下质量控制点:封堵注浆:成孔、孔深、注浆压力、水灰比。

7.测量放线:依据现场建设单位提供的基点、基线,确定基坑开挖边线等,经过自检合格并报请监理单位复核签字后施工。

8.做好注浆用水泥浆配合比及试验工作。

(二)设备选择和工器具的选型配套

针对本工程设计要求,结合工程现场实际,我公司拟配备主要施工设备机具见表1:

表1拟投入本工程的主要施工机械设备表

设备名称 单位 数量 型号 额定功率(kW) 用途

工程钻机 台 2 XY-150 22 注浆孔引孔施工

水泥浆搅机 台 1 10 水泥浆搅拌

注浆泵 台 2 3SNS 18.5 注浆

为了满足施工和检测的需要,必须配齐的各种工器具及检测器具的名称及数量见表2:

表2主要工器具及检测器具名称及数量表

使用部位 工器具名称 规格型号 单位 数量 用途

施工及测量 全站仪 TC50 台 1 测量放线

水准仪 DS3 台 1 水准测量

钢卷尺 50m 把 2 测量放线

5m 把 15 测量放线

测绳 50m 根 20 孔深、井深测量

泥浆比重计 1002 个 2 泥浆比重测量

水平尺 个 10 钻机水平测量

五、施工技术

(一)封底注浆施工

1.施工工艺流程。封底注浆施工采用改装后的XY-150型钻机施工,工艺流程如图3所示:

2.施工及质量保证措施。

(1)钻孔施工。1)场地平整后;2)放样:用经纬仪和钢卷尺测放各孔中心位置,注浆孔间距为1.5m×1.5m,放样误差不大于10cm;3)钻机就位:将钻机移到待钻孔位,找平并垫稳机身,确保立轴铅垂,对正孔中心;4)钻进:孔径全程采用φ110mm,严格控制钻孔进尺,在不同地层,不同深度灵活调整钻机档位和液压压力,保证机身平稳进尺;在遇到坍塌掉块、空洞裂隙、漏失地层难以钻进时,确定部位查清原因,可先进行灌浆处理,而后进行钻进;5)拆卸钻具时认真检查各丝扣情况和钻具有无变形,发现问题及时处理;6)每孔钻进过程中经常用水平尺检测立轴的铅垂度,保证成孔倾斜率不大于3%;7)认真详细记录各深度地质情况,直至设计深度,给压力注浆提供可靠的依据;8)每孔终孔经监理确认后,下入注浆管进行注浆。

(2)压力注浆施工。1)水泥浆制备。水泥浆固化剂颗粒最大不应超过1mm,不得有纸屑、塑料布、石块等杂物,以免造成注浆系统阻塞,加水要用带刻度的水桶进行定量,水泥浆搅拌时,其搅拌时间不得少于2min,水灰比为0.8～1.0,浆液不得离析;2)经地面试验,注浆各项参数经调试达到设计要求后方可下入带止浆栓塞的注浆管;3)注浆管下到设计深度,在基坑底部用水泥砂浆封孔;4)使浆液比重保持在1.45～1.55,浆液比重每半小时检测一次,确保浆液比重不低于设计数值;5)保证注浆压力控制在1.0～2.0MPa;6)当注浆量大于2倍理论设计值时,适当减小水灰比,实施分段分次注浆。

(二)土方施工

1.开挖基坑时,土方开挖顺序、方法必须与设计工况一致,并遵循分层开挖原则,逐步减卸土体的侧向应力。注浆加固段的土体,应在注浆孔的注浆全部完成7天后,才能逐步下挖。

2.土方开挖时应避免机械撞击注浆加固体,必要时应采取人工修正边坡。

3.基坑开挖过程中及基坑使用期间,基坑四周2.5m范围内禁止堆放土方、重物,不得行走重型车辆。

(三)基坑监测

基坑和周围建筑物的安全与稳定,集中体现在土体的变位,边坡水平位移和地表的沉降以及支撑轴力变化等方面。随着土方开挖深度的增加,大面积降水,边坡周围土体会产生一些变化,动态跟踪变位监测是基坑施工工程的一项重要内容,是避免事故发生的重要保障。土方开挖完成后及时用彩条布进行覆盖,防止雨水冲刷等现象造成的边坡塌方。

六、注意事项

1.严格按设计、施工规范要求施工,严格工序管理,保证各工序施工完全合格,坚决杜绝返工现象。

2.技术人员及时指导施工孔位的寻找、复测工作,以免影响锚杆孔的施工,防止返工现象出现。

3.技术人员及时测量钻进过程中的泥浆性能指标、钻机水平度钻杆垂直度,确保工序质量,避免重复钻孔及孔斜,缩短单孔施工时间。

4.做好原始施工纪录,保证资料准确性,以便及时发现事故隐患,及时排除,提高速度。

5.做好施工原始记录,保证资料准确性,以便及时发现事故隐患或其他信息,提高施工速度。

七、结语

翻车机室工程现已建成并投入使用,到目前为止,运输部信号楼主体结构未发现任何问题,该加固方案在工程中的应用是安全可行的。

参考文献

[1]建筑工程施工质量验收统一标准 (GB50300-2001)[S].

[2]建筑地基基础工程施工质量验收规范 (GB50202-2002)[S].

[3]地下防水工程施工质量验收规范 (GB50208-2002)[S].

[4]建筑基坑监测技术规范 (DBJ14-024-2004)[S].

[5]建筑基坑支护技术规程 (JGJ120-99)[S].

[6]建筑变形测量规程 (JGJ/T8-97)[S].

[7]建筑地基处理技术规范 (JGJ79-2002)[S].

作者简介:杜秀爱 (1971-),女,山东新泰人,莱芜钢铁集团有限公司技改工程指挥部工程师,研究方向:土建专业技术管理。