5.第三章《基础工程施工》4-6-.pdf
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1、续表序号常见质量通病预控对策!几何形体尺寸超差()支模的支撑、卡具及拉杆的间距,必须符合规定,组装要牢固。(#)防止混凝土局部振捣时间过长,造成混凝土鼓肚、错台等缺陷$插铁位移插筋固定必须牢固,浇注混凝土时严禁料斗和振捣棒碰撞钢筋第四节沉井沉箱工程施工沉井和沉箱适用于建筑物和构筑物的深坑、地下室、水泵房、设备深基础、墩台等工程。沉井和沉箱的结构类型较多,通常采用钢、混凝土及钢筋混凝土结构。其几何形体,有圆形、方形、矩形及多边形等。其中圆形沉井构造简单,易于控制下沉位置,受力(土压、水压)性能好,应用较广。从施工作业角度讲,沉井形式以圆形和锥形的方案较好。为减少下沉摩擦阻力,刃脚的形状和构造,应
2、与下沉处土质条件相适应,在刃脚外缘设#%&!%的间隙,将井壁表面作成(%坡度。沉井和沉箱的施工工艺、操作方法及质量控制程序,详见图!)!所示。一、一般技术要求在组织沉井或沉箱工程施工之前,应为施工提供下列技术文件资料。()施工区域内的地质勘察、水文资料,以及地下隐蔽工程(管线及构筑物)资料,为编制施工组织设计(施工方案)提供依据。(#)施工设计图纸及图纸会审记录,技术交底文件。(!)施工组织设计或施工方案。($)有关施工所需的试验报告及文字材料。(*)邻近已有建(构)筑物的结构与基础等的详细资料,对其使用功能、安装性能的影响,以及应采取的技术措施。施工所使用的材料及制品的品种、规格、强度,应符
3、合设计要求和规范的规定。#+!建筑施工工程师手册图!#沉井和沉箱的施工工艺、操作方法及质量控制程序地基处理。在松散软弱地基上进行沉井、沉箱制作,应对地基进行处理,以防止由于地基受力后产生不均匀下沉而引起井(箱)身裂缝。为此对松散软弱地基应进行加固处理。测量控制及沉降观测。按沉井和沉箱的平面设置测量控制网,进行抄平放线,布置水准点和沉降观测点的标准桩,进行定期沉降观测,并作好观测记录(详见附录$)。平整场地。平整场地至设计要求标高,按施工区域现场平面图的布置,作好排水沟、截水沟,确保道路畅通。安装施工设备及水电线路,经试水、试!%#!第三章基础工程施工电合格后,方可正常运作。沉井和沉箱刃脚的形状
4、、构造及底部结构,应符合以下要求:(!)沉井平面布置应分孔(格),圆形沉井亦应设置底梁予以分格。每孔(格)的净空面积可根据地质和施工条件确定。()隔墙及底梁应具有足够的强度和刚度。其底面直高于刃脚踏面#$%!$&。()刃脚踏面立适当加宽,斜面与水平倾角不宜大于($)。沉井下部刃脚可视沉井重量、施工荷载和地基承载力,采用垫架法、半垫架法、砖垫座或土底模进行支设。垫架数量应根据第一节沉井的重量和地基的容许承载力计算确定,间距为#$%!$&,垫架铺设应对称。一般先设*组定位垫架,每组应由%个垫架组成。详见图+所示。图,刃脚支设方法(-)垫架法(.)砖支座法;(/)土模法对地基强度较低,经计算垫架需要
5、量较多时,应在垫木下设砂垫层加固,以减少垫架数量。砂垫层厚度根据第一节沉井或沉箱的重量和垫层底部地基土的承载力按下式计算,详见图+所示。!01#23$45!式中!砂垫层厚度(&);第一节沉井的单位长度重量(671&);#2 砂垫层底部地基土的承载力(671&);$垫木长度(&);!砂垫层扩散角不小于 8#)。89!建筑施工工程师手册图!砂垫层计算简图垫层用砂为中粗砂,分层铺设厚!#$!%#&,洒水后用平板振捣器夯实,控制干土质量密度!(%)*+&!。施工区域内土质松散或软硬不均的表面层应采用砂、碎石、混凝土或灰土作垫层,或采用人工夯实,机械辗压等进行加固。使其满足沉(箱)井制作,及在沉井、沉箱
6、周围布置起重机甚至重型设备的承载力和施工荷载作用力。制作沉井、沉箱的施工场地和在水中筑岛的地面标高,应比从制作至开始下沉期间内其周围水域最高水位高%#&以上。在基坑中制作时,基坑底面应比从制作至开始下沉期间内的最高地下水位高%#&以上,并应防止有积水。人工岛的岛面应高出施工期的最高水位%#&以上,四周留设护道,其宽度当有围堰时,不得小于%#&;无围堰时,不得小于,#&。详见图!(!-所示。图!-人工筑岛(.)无围堰的人工筑岛;(/)有围堰的人工筑岛水中筑岛应采用透水性和易于压实的砂、砾石低压缩性材料。不得采用粘性土,也不宜采用大块砾石。当水深%#&、流速在#(%&+0 以内时,亦%1 第三章基
7、础工程施工可直接用土填筑,而不需设围堰。分节下沉的沉井在接高前,应进行稳定性计算,如有失稳情况,可根据计算结果采取井内留土,或灌水、填砂(土)等配重措施,确保沉井稳定性。二、沉井、沉箱施工质量标准标高允许偏差。刃脚平均标高与设计标高偏差不得超过!#。水平位移允许偏差。刃脚平面中心的水平位移不得超过下沉总深度的!$,当下沉总深度小于!#时,水平位移允许为!#。倾斜度允许偏差。矩形沉井四角(圆形沉井为互相垂直的两直径与圆周交点)中任何两角的刃脚底面高差,不得超过该两角水平距离的!$,且最大不得超过%#;如两角间水平距离小于!#时,其刃脚底面高差允许偏差为!#。三、沉井施工技术沉井施工机具、工艺及施
8、工方法要点:!&机具、工艺程序沉井是在地面或地坑上,先制作开口钢筋混凝土筒身,达到!$强度后,在井筒内分层挖土、运土,随着井内土面逐渐降低,沉井筒身借自重克服与土壁之间的摩阻力,不断下沉而就位的一种深基或地下工程施工工艺。施工主要设备:沉井制作机具设备包括:模板、钢筋加工常规机具设备、混凝土搅拌机、自卸汽车、机动翻斗车、手推车、插入式振动器等;沉井下沉机具设备包括:!(履带式起重机或)*+,!型塔式起重机、出土钢吊斗等;排水机具包括:离心式水泵或潜水电泵。沉井制作工艺程序为:平整场地!测量放线!开挖基坑(一般%,-#深)!夯实基底!找平、井壁放线、验线!铺砂垫层和垫木或砌刃脚砖座或挖刃脚土膜!
9、安设刃脚软件、绑钢筋!支刃脚、井身模板!浇筑混凝土!养护、拆模!外围槽灌砂!抽出垫木或拆砖座。./施工方法要点沉井下沉工艺程序为:下沉准备工作!设置垂直运输机械、排水泵、挖+0!建筑施工工程师手册排水沟、集水井!沉井内挖土下沉!观测、纠偏!沉至设计标高、核对标高!降水!设集水井、基底整形、铺设封底垫层!底板防水!绑底板钢筋、隐检!浇筑底板混凝土!施工沉井内隔墙、梁、板、顶、板、上部建筑及辅助设施!回填土!机电设备、管道、动力、照明线路安装!试调、土建收尾。如仅作沉井基础,则无后道工艺程序。(!)沉井制作:有一次制作和多节制作、地面制作和基坑中制作等方式。如沉井高度不大,宜采取一次制作下沉方案,
10、以减少接高工序;如沉井高度高和重量很大,宜采取在基坑中分节制作,每节高度以#$%为宜,其中首节自重应能克服下沉土体的摩阻力,应进行验算。在软弱地基上制作沉井,应采用砂、砂砾石或碎石垫层,用打夯机夯实使之密实,垫层厚度根据计算确定,一般为&(#)&%,应满足应力扩散的要求。沉井制作时,下部刃脚的支设,可视沉井重量、施工荷载和地基承载力情况,采用垫架法、半垫架法、砖垫座或土胎模(图*();较大较重的沉井,在软弱地基上制作,多采用前两种。沉井支模绑扎钢筋和浇筑混凝土同常规方法。大型沉井应达到设计混凝土强度的!&+,小型沉井达到,&+始可拆模。刃脚部分抽除其下的垫木应分区、分组、依次、对称、同步地进行
11、,最后由-#$榀定位垫架或垫木支承。抽除方法是:将势木底部的土挖去一部分,利用卷扬机或绞磨将相应垫木抽出,每次限抽!根,应在刃脚下部用砂砾石填实,内外侧填筑成适当高度的小砂土堤,使沉井重量传给垫层。如有内隔墙,应在支承排架拆除后,用草袋装砂回填。采取分节制作,可在前一节下沉接近地面&(%时,继续加高井筒。())沉井下沉:有排水下沉和不排水下沉两种方式。采用排水下沉法,系在沉井内设泵排水,沿井壁挖排水沟、集水井,用泵将地下水排出井外,边挖土边排水下沉,随着加深集水井。挖土采用人工或风动工具,对直径或长边!%以上的沉井,可在井内用&)(#&%*反铲挖土机挖土。挖土方法一般是采用碗形挖土自重破土方式
12、;先挖井中间,逐渐向四周,每层挖土厚&-#&(%,沿刃脚周围保留&$#!(%宽土堤,然后再按每人负责)#*%一段向刃脚方向逐层、全面、对称、均匀地削薄土层,当土垅经不住刃脚的挤压时,使在自重作用下均匀垂直破土下沉(图*.);对有流砂情况发生或遇软土层时,亦可采取从刃脚挖起,下沉后再挖中间(图*/)的顺序;挖出土方装在土斗内运出,当土垅挖至刃脚沉井仍不下沉,可采取分段、对称地向刃脚下掏空或继续从中间向下进行第二层破土的方法。采用不排水下沉法施工,挖土多用高压水枪(压力()(#*&)01.)将土,2!第三章基础工程施工层破碎,稀释成泥浆,然后用水力吸泥机(或空气吸泥机)将泥浆排出井外,井内的水位应
13、始终保持高出井外水位!#$。也可用起重机吊抓斗进行挖土。作业时,一般先抓或冲井底中央部分的土形成锅底形,然后再均匀冲或抓刃脚边部,使沉井靠自重挤土下沉;在密实土层中,刃脚土体不易向中央坍落,则应配以射水管冲土。当首节沉井下沉到设计深度后,即应停止挖土下沉,并进行井壁接长,继续下沉。当沉井下沉到刃脚接近设计标高约%&$时,应放慢井中取土速度,当距设计标高&!$时,应停止井内挖土和抽水,使其靠自重下沉至设计标高。在正常情况下,再经#()下沉稳定后,或经观测在*+内累计下沉不大于!&$时,即可进行井底土形整理,开始封底。(()沉井下沉控制:标高控制一般在沉井外壁周围弹水平线,垂直度一般井筒内按四或八
14、等分标出垂直轴线,各吊线坠一个,对准下部标板来控制(图(,)。对位置、垂直度和标高(下沉值)每班要测量二次,接近设计标高时,每#+测量一次,做好记录,随时掌握分析观测数据。如有倾斜线坠偏离垂线%&$或标高差在!&$,应立即纠正,挖土过程中可通过调整挖土标高或挖土量进行纠偏。(-)沉井封底:有排水封底和不排水封底两种方式。前者系将井底水抽干进行封底,混凝土浇筑,一般多采用;后者系采用导管法在水中浇筑封底混凝土。排水封底是将新老混凝土接触面冲刷干净或凿毛,并将井底修整成锅底形,由刃脚向中心挖放射形排水沟,填以卵石形成滤水暗沟,在中部设#(个集水井与暗沟连通,使井底地下水汇集于集水井中用潜水电泵排出
15、图(*(.),保持水位低于基底面&%$以下。封底一般铺一层!%&%&$卵石或碎石层,再在其上浇一层混凝土垫层,在刃脚下切实填塞振捣密实,以保证沉井的最后稳定,达到%&/强度后,在垫层上铺卷材防水层、绑钢筋,两端伸入刃脚或凹槽内,浇筑底板混凝土。如浇筑混凝土垫层后仍存有大量渗漏水,亦可再采取二次排水封底图(*(0)。混凝土养护期间应继续抽水,待混凝土强度达到,&/后,将集水井中水逐个抽干,在套管内迅速用干硬性混凝土进行堵塞捣实,盖上法兰盘,用螺栓拧紧或四周焊接封闭,上部用混凝土填实抹平。不排水封底方法是:将井底浮泥用导管以泥浆置换,清除干净,新老混凝土接触面用水针冲刷净,并抛毛石,铺碎石垫层。封
16、底水下混凝土采用多组导管灌注,同常规方法。混凝土养护,!-)后,方可从沉井内抽水,检查封底情况,进行检漏补修,按排水封底方法施工上部底板。*1!建筑施工工程师手册!适用范围、优缺点适用于工业建筑的深坑(料坑、料车坑、铁皮坑、井或炉、翻车机室)地下室、水泵房、设备深基础、深柱基、桥墩、码头等工程;并可在松软不稳定含水土层,人工填土、粘性土、砂土、砂卵石等地基中应用。一般讲,在施工场地复杂,邻近有铁路、房屋、地下构筑物等障碍,加固、拆迁有困难,或大开口挖土施工会影响周围邻近建(构)筑物安全时,应用最为经济、合理。沉井结构和沉井施工的特点是:沉井结构截面尺寸和刚度大,承载力高,抗渗、耐久性好,内部空
17、间可资利用,可用于很大深度地下工程的施工,深度可达#$%;施工不需复杂的机具设备,在排水和不排水情况下,均能施工;可用于各种复杂地形、地质和场地狭窄条件下施工,对邻近建筑物、构筑物影响较小。当沉井尺寸较大,在制作和下沉时,均能使用机械化施工;比大开口挖土施工,可大大减少挖、运、回填土方量,可加快施工速度,除低施工费用等沉井施工法存在问题是:施工工序较多,施工工艺较为复杂,技术要求高,质量控制要求严。图!#沉井刃脚支设(&)垫架施工;()半垫架施工;(()、())刃脚砖垫座(*)半土胎模;(+)土胎模,刃脚;-砂垫层;!枕木;.垫架;#半垫架;/模板;0砌砖;1,2!水泥砂浆抹面,上铺油毡纸或塑
18、料薄膜一层;3土胎膜;,$刷隔离剂;,木或钢模板33,!第三章基础工程施工图!#沉井下沉挖土方法($)普通土层中下沉;(%)流砂或软土层中下沉;(&)砂灰卵石层中下沉;沉井刃脚;、(、!刷坡次序)(!建筑施工工程师手册图!#沉井下沉测量控制方法$沉井;%中心线控制点;!沉井中心线;&钢标板;铁件;(线锤;#下沉控制点;)沉降观测点;*壁外下沉标尺$+%!第三章基础工程施工图!#沉井封底构造($)一次排水封底;(%)二次排水封底;&沉井;&()*(+粒径卵石暗沟;!封底混凝土;,底板;(抹防水水泥砂浆层;-!-.)#.+节孔钢板或混凝土管处包铁丝网;*集水井;#法兰盘盖;/卷材防水层;&.&.)
19、,.+粒径碎石或卵石四、沉井下沉的施工工艺、操作方法及质量控制沉井的下沉应根据建构筑物施工区域内的地质勘察和水文资料来确定其施工方案,一般采用挖土法或排水法进行下沉。当沉井第一节的混凝土或砌筑砂浆达到设计强度,其余各节达到设计强度的*.0以上时,方可开始下沉作业。在粘性土层、稳定性较好的土(亚粘土及各种岩质土)层或砂砾层中渗水量较大,但排水方便,沉井的下沉可采用排水方法进行。五、沉井封底的施工工艺、操作方法及质量控制沉井下沉达到设计标高,并经 )!1 观测证明下沉已稳定,或证明在#1内累计下沉量不大于&.+时,即应进行沉井封底。封底作业方法一般有排水封底和不排水封底两种。&2 排水封底的施工技
20、术及操作方法(&)首先应将新老混凝土接触面冲刷和凿毛,对井底进行修整成锅底.!建筑施工工程师手册形。由刃脚向中心设置放射形排水沟,铺设卵石作滤水暗沟,在井底的锅底部位设置集水井,深度在地下水位下!#$%&,如设置多井集水时,井间应设置盲沟相互连通,插入!($)(&四周带孔眼的钢管或混凝土集水管并应高出地下水位面#(&,集水井管的四周填卵石,使井底的水流汇集在井中,再用泵排水,以保持地下水位低于井底面*($#(&。(%)沉井封底的施工工艺和作业方法。首先应清底,井底基土表面不得有积水,经检查验收合格后,浇筑一层厚约#($!#(&的混凝土垫层,振捣必须密实。#垫层混凝土强度达到设计强度的#(+以上
21、时,即可绑扎底板钢筋,钢筋两端应伸入刃脚或凹槽内,然后浇灌底板混凝土。底板混凝土的浇筑应在整个沉井面积上分层浇注,每层厚度为*($#(&,由四周向中央进行,振捣密实。混凝土采取自然养护,养护期间应继续抽水。待底板混凝土强度达到设计强度的,(+以上时,再将集水井逐个停止抽水和封堵。$集水井口封堵。首先应将高出井底标高的滤水井管割掉,使其低于井底板#($!(&,并将滤水井中水抽干,在套管内迅速用干硬性高强度混凝土浇灌堵塞,振捣密实,然后套上法兰盘,用螺栓拧紧或焊固,上部用混凝土势平捣实。%-不排水封底的施工技术及操作方法(!)首先应将井底浮泥清除干净,并将新旧混凝土接触面用水冲刷干净,铺设碎石垫层
22、。(%)封底在水下浇筑混凝土,应采用提升导管浇筑井底垫层混凝土,详见表*-*.所示。(*)待水下封底混凝土达到设计强度后(一般养护,$!(/即可达到),方可从沉井内抽水;抽水后再将垫层表面清理干净,不得有大面积积水现象。然后按排水封底方法浇注钢筋混凝土底板。表*-*.导管法浇筑混凝土技术要求项目技术要求导管直径 为%($*(&,每 根 导 管 上 端 应 装 有 数 节!(&的短管。导管的有效作业半径一般可取*($.(&水下混凝土面平均上升速度不应小于%#(&01,坡度不应大于!2#导管插入混凝土深度不宜小于!(&,导管中应设置球、塞等隔水装置*(%!第三章基础工程施工!水下封底用混凝土的配制
23、(#)混凝土配合比应按设计要求并根据试验确定,混凝土试验配合比的强度应比设计强度提高#$%%。(()水灰比不宜大于$)*。(!)配制的混凝土必须具有良好的和易性,在规定期间内浇筑的混凝土坍落度应控制在#*$&($+。在浇筑初期,为使导管下端形成混凝土堆,坍落度宜为#,$&-*$+。(,)水泥用量一般为!$&,$./0+!。()粗骨料(碎石、卵石)粒径以&,$+为宜。(*)细骨料(中、粗砂)砂率以,%&$%为宜。(1)可根据施工要求,按试验配比确定外加剂及其掺入量。六、沉箱的施工工艺、操作方法及质量控制沉箱的施工除应按其本身的专门规定外,尚应按沉井的相关规定和气压沉箱安全技术有关措施的规定执
24、行。沉箱施工过程所需的气闸、升降筒、贮气罐等承压设备,必须按规定检验合格后,方可使用。沉箱上部箱壁的组合模板和支撑系统,严禁支撑在升降筒和气闸上。对沉放到水下基床的沉箱的平面位置和中心线经测量核定,且其压载经核算符合施工方案和设计要求后,方可排出作业室内的水。施沉作业应有备用电源和保证供气的备用设备。压缩空气站的机组应有不少于工作台数#0!的备用空气压缩机,其备用供气量不得小于施工作业最大供气量机组的制气量。沉箱施沉供气作业,从沉箱开始施沉至填筑作业室完毕,应采用两根及两根以上输气管不断向沉箱作业室输送充足的压缩空气,供气管路应装有逆止阀,以确保施工作业安全和正常施工。沉箱施沉时,应符合下列要
25、求:(#)施沉作业时,作业室内应设置枕木垛或采取必要的安全措施。施沉过程中,作业室内土面距顶板的高度不得小于#2$+。(()沉箱自重小于下沉阻力时,应采取降压强制下沉,强制施沉时沉箱内工作人员均应出闸,此时箱内压力的降低值为工作压力的$%。每次强,$(!建筑施工工程师手册制下沉量,不得超过!#。($)在沉箱内爆破时,炮孔的位置、数量、深度和用药量均应按设计及核算规定的数据执行,不得破坏沉箱结构。在刃脚下爆破时,应分段进行,但必须保留沉箱定位支点下的岩层作支垫,以保持沉箱平稳。(%)爆破后,应及时拧开排气阀,同时增大进气量,迅速排出有害气体。必须测定作业室内有害气体含量符合有关规定后。方可由专业
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