某深基坑工程地下连续墙施工设计毕业论文.doc
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1、1 兰州某深基坑工程地下连续墙施工设计论文 摘要 地下连续墙是一项质量要求高,施工工序多,必须在短时间内连续完成一个墙段 的地下隐蔽工程,本文通过对地下连续墙的施工进行设计,目的是指导工程施工,提 高工程质量,加快工程进度,同时发现施工中的不足,总结经验,提高水平,改善工 艺。 关键词:地下连续墙,施工组织设计,施工总进度计划,质量保证,应急措施 2 目录 摘要摘要.1 关键词关键词.1 第第 1 章章绪论绪论.5 第第 2 章章设计方案综合说明设计方案综合说明.7 2.1.设计任务.7 2.1.1.设计资料.7 2.1.1.1.工程概况.7 2.1.1.2.工程地质资料.7 2.1.1.3.
2、水文地质条件.8 2.1.2.设计内容.8 第第 3 章章施工部署施工部署.9 3.1.施工场地布置.9 3.2.施工技术资料准备.9 3.3.施工现场准备.10 3.4.施工技术准备.10 第第 4 章章施工总平面布置施工总平面布置.10 第第 5 章章施工技术难点及应对措施施工技术难点及应对措施.10 5.1.施工技术难点及防治措施.11 5.1.1.导墙破坏或变形.11 5.1.2.槽壁坍塌.11 5.1.3.钢筋笼制作尺寸不准或变形.11 5.1.4.钢筋笼上浮.11 5.1.5.墙体出现夹层.12 第第 6 章章施工方案施工方案.13 6.1.主要施工顺序.13 6.1.1.地下连续
3、墙施工工艺流程.13 6.2.主要设备选型.14 6.3.项目部主要管理人员及劳动力表.15 3 6.4.施工进度安排.15 第第 7 章章施工总进度计划施工总进度计划.15 7.1.工程量/资源量一览表.15 7.2.定额计算法计算流水节拍.16 7.3.施工工期计算.16 第第 8 章章技术管理措施技术管理措施.17 8.1.工程测量.17 8.2.导墙设计与施工.18 8.3.泥浆制备及调整.18 8.4.地下墙成槽和清底置换.19 8.5.接头施工.19 8.6.钢筋笼加工.19 8.7.钢筋笼吊放.20 8.8.水下混凝土灌注.21 第第 9 章章质量保证措施质量保证措施.21 9.
4、1.成槽质量保证措施.21 9.2.接头质量保证措施.21 9.3.钢筋笼制作安放保证措施.22 9.4.水下混凝土浇灌质量保证措施.22 第第 10 章章安全生产,文明施工措施安全生产,文明施工措施.22 10.1.安全生产措施.22 10.1.1.贯彻总包单位的各项安全生产制.22 10.1.2.建立施工现场项目经理部安全生产责任制.23 10.1.3.对现场安全操作及要求.23 10.2.文明施工措施.24 10.2.1.现场文明施工措施.24 10.2.2.对邻近建筑物及管线保护措施.25 10.2.3.对周围环境保护措施.25 第第 11 章章突发事件应急措施突发事件应急措施.26
5、11.1.一般槽段成槽施工技术措施.26 11.2.钢筋笼内预埋钢筋连接器保证措施.26 11.3.钢筋笼吊放困难应急预防措施.26 4 11.4.防接头砼绕流应预防措施.27 11.5.十字钢板接头处理.27 11.6.下墙渗漏水的预防及补救措施.27 11.7.地下墙露筋现象的预防措施.27 11.8.对地下障碍物的处理.28 11.9.对可能事件的处理.28 结论结论.28 参考文献参考文献.29 致谢致谢.29 5 第 1 章 绪论 地下连续墙是区别于传统施工方法的一种较为先进的地下工程结构形式和施工工 艺。它是在地面上用特殊的挖槽设备,沿着深开挖工程的周边(例如地下结构物的边 墙),
6、在泥浆护壁的情况下,开挖出一条狭长的深槽,在槽内放置钢筋笼并浇灌水下 混凝土,筑成一段钢筋混凝土墙。然后将若干墙段连接成整体,形成一条连续的地下 墙体。地下连续墙在欧美国家称之为“混凝土地下墙”或“泥浆墙”,在日本则称之 为“地下连续壁”。 地下连续墙施工技术起源于欧洲。它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注 混凝土的方法而发展起来的。1950年在意大利米兰的工程首先采用了护壁泥浆地下连 续墙施工,20世纪5060年代该项技术在西方发达国家及前苏联得到推广,成为地下工 程和深基础施工中有效的技术。经过几十年的发展,地下连续墙技术已经相当成熟, 其中以日本在此技术上最为发达,已经累计建成了15
7、00万m2以上。目前地下连续墙的 最大开挖深度为140m,最薄的地下连续墙厚度为20cm。1958年,我国水电部门首先在 青岛丹子口水库用此技术修建了水坝防渗墙,70年代中期,这项技术开始推广应用到 建筑、煤矿、市政等部门。到目前为止,全国绝大多数省份都先后应用了此项技术, 特别是在1997年上海试制成功了导板抓斗和多头钻成槽机等专用设备后,我国的地下 连续墙技术无论在理论研究,还是在施工技术中都取得很大进步,在工程实践中取得 很好的经济效益。地下连续墙已经并且正在代替很多传统的施工方法,而被用于基础 工程的很多方面。在它的初期阶段,基本上都是用作防渗墙或临时挡土墙。通过开发 使用许多新技术、
8、新设备和新材料,现在已经越来越多地用作结构物的一部分或用作 主体结构,最近十年更被用于大型的深基坑工程中。 除现场浇筑的地下连续墙外,我国还进行了预制装配式地下连续墙和预应力地下 连续墙的研究和试用。预制装配式地下连续墙墙面光滑,由于配筋合理可使墙厚减薄 并加快施工速度。而预应力地下连续墙则可提高围护墙的刚度达 30%以上,可减薄墙厚, 减少内支撑数量,由于曲线布筋张拉后产生反拱作用,可减少围护结构变形,消除裂 缝,从而提高抗渗性。这两种方法已经在工程中试用,并取得较好的社会效益和经济 效益。 地下连续墙施工震动小、噪声低,墙体刚度大,防渗性能好,对周围地基无扰动, 可以组成具有很大承载力的任
9、意多边形连续墙代替桩基础、沉井基础或沉箱基础。对 土壤的适应范围很广,在软弱的冲积层、中硬地层、密实的砂砾层以及岩石的地基中 都可施工。初期用于坝体防渗,水库地下截流,后发展为挡土墙、地下结构的一部分 或全部。房屋的深层地下室、地下停车场、地下街、地下铁道、地下仓库、矿井等均 可应用。 6 地下连续墙之所以能够得到如此广泛的应用,是因为它具有以下几大优点: 1.工效高、工期短、质量可靠、经济效益高。 2.施工时振动小,噪音低,非常适于在城市施工。 3.占地少,可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间,充分发挥投资效益。 4.防渗性能好,由于墙体接头形式和施工方法的改进,使地下连续墙几乎不透水。
10、 5.可用于逆做法施工。地下连续墙刚度大,易于设置埋设件,很适合于逆做法施 工。 6.可以贴近施工。由于具有上述几项优点,使我们可以紧贴原有建筑物建造地下 连续墙。 7.用地下连续墙作为土坝、尾矿坝和水闸等水工建筑物的垂直防渗结构,是非常 安全和经济的。 8.墙体刚度大,用于基坑开挖时,可承受很大的土压力,极少发生地基沉降或塌 方事故,已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构。 9.适用于多种地基条件。地下连续墙对地基的适用范围很广,从软弱的冲积地层 到中硬的地层、密实的砂砾层,各种软岩和硬岩等所有的地基都可以建造地下连续墙。 10.可用作刚性基础。目前地下连续墙不再单纯作为防渗防水、深基坑
11、围护墙,而 且越来越多地用地下连续墙代替桩基础、沉井或沉箱基础,承受更大荷载。工效高、 工期短、质量可靠、经济效益高。 本论文通过工程实例来对地下连续墙施工的工艺、过程进行研究,力求创新施工 方法、施工技术,以改善工艺,提高质量。 7 第 2 章设计方案综合说明 2.1. 设计任务 2.1.1. 设计资料 2.1.1.1. 工程概况 兰州某时代广场位于兰州市城关区繁华地段的南关什字东南角,是兰州市标志性 建筑物;北临庆阳路、西接酒泉路、南靠中街子、东邻兰州交通银行(15F)及其配套 附属用房(8F)和地下设备用房。由兰州民百集团股份有限公司投资建设,占地面积 78m115m,设计主楼 32 层
12、,裙楼 6 层。建筑场地地表绝对标高在 +1520.22m+1521.34m,设计0.000 标高为 1521.10m,基坑开挖深度 9m。基坑围护 结构采用地下连续墙加钢筋混凝土内撑,地下连续墙需满足承受施工及正常状态下的 荷载作用的要求,满足基坑和地下室的隔水防渗要求。接头形式采用锁头管接头。地 下连续墙墙厚度和深度见附件参数表,基坑长约 120m,宽约 70m,基坑面积约 8400m2,基坑周长约为 400 延米长(详见平面图) ,钢筋采用 HRB335、HRB400;焊 条采用 E43 型和 E50 型;混凝土设计强度等级为 C35(水下) ,抗渗等级 S8;为控制 地下连续墙差异沉降
13、,每幅地下连续墙设置 2 根注浆管,对墙趾土体进行土体加固。 2.1.1.2. 工程地质资料 根据甘肃水文地质工程地质勘察院兰州红楼房地产开发有限公司红楼时代广场 (32F)岩土工程勘察报告 (2010.06) ,场地位于黄河南岸 II 级阶地,勘探深度范围 内地层主要为第四系松散沉积物和新近系红色砂岩,自上而下依次为杂填土、粉 质粘土、卵石和砂岩。 杂填土(Q4ml):灰黑色,主要由粉土组成,另含有较多碎石、碎砖和炉渣等 建筑垃圾,局部含有少量生活垃圾,土质稍黑,稍湿饱和、松散稍密。土质不均, 在拟建场地均有分布,层厚 1.66.5m,属挖除地层,层面标高 1520.671521.45m。
14、粉质粘土(Q4al+pl):浅黄色,土质较均匀,刀切面粗糙、摇振反应慢,稍有 光滑,韧性低,干强度低。软塑流塑。分布不连续,层厚不均匀。埋深 3.76.2m, 层厚 0.92.3m,层面标高 1515.961519.35m。 卵石(Q4al+pl):青灰色,母岩成分以花岗岩、石英岩、变质岩为主,一般粒 径 2060mm,约占全重的 5565%以上,最大粒径约 220mm,颗粒粒径磨圆度较好, 次圆状。场地内分布连续,厚度变化大,层面埋深变化大,偶夹薄层砂透镜体。钻进 较困难,孔壁有坍塌现象,稍密中密。埋深 3.56.5m,层厚 0.95.9m,层面标高 8 1514.671517.61m。 1
15、 强风化砂岩(N):黄红色,中粗粒结构,层状构造。岩芯较破碎,呈 25cm 左右的短柱状。矿物成分以长石、石英为主,含少量云母。成岩作用差,遇水 或扰动易崩解呈散砂状,暴露地表易风化,不经扰动时强度较高。层顶埋深 5.410.6m,层厚 6.07.6m,层面标高 1510.511515.88m。结合超声波测试报告, 自地面下约 16.0m 处为强风化和中风化界线。 2 中风化砂岩(N):黄红色,中粒结构,层状构造。岩芯较完整,呈 810cm 左右的短柱状,局部钙质胶结,岩芯较坚硬。矿物成分以长石、石英为主,含少量云 母。成岩作用差,遇水易软化,扰动呈砂状,暴露地表易风化,不经扰动时强度较高。
16、层顶面埋深 12.617.0m,层面标高 1504.111508.68m。 2.1.1.3. 水文地质条件 根据工程地质勘察院兰州某时代广场(32F)岩土工程勘察报告 ,拟建工程场 地地下水属第四系孔隙潜水,主要含水层为卵石层,第三系砂岩为下部隔水层。地下 水主要受上游地下水径流及大气降水渗入补给。地下水总体流向由西南向东北。最终 排泄于黄河。地下水位随季节变化,一般春、冬季节较低,夏、秋季节较高。勘探期 间内,稳定地下水水位埋深 3.0m7.0m,具体参数见附件参数表;根据区域水文地质 资料,本区地下水水位变化幅度一般为 0.51.5m。根据甘肃省地矿局区域资料,其单 孔涌水量 400m3/
17、d 左右,渗透系数 k 为 20m/d。 场地内浅部土层及深部砂岩对混凝土结构具有微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的 钢筋具有微腐蚀性;场地地下水对混凝土结构具有中等腐蚀性,对钢筋混凝土结构中 的钢筋在干湿交替作用下具弱腐蚀性,在长期浸水条件下具微腐蚀性。 2.1.2. 设计内容 (1)工程概况; (2)施工部署; (3)施工总平面布置(绘制总平面布置图 1 张,用 A3 纸) ; (4)施工技术难点和应对措施; (5)施工方案; (6)施工总进度计划(绘制施工计划横道图 1 张,用 A3 纸) ; (7)技术管理措施; (8)质量保证措施; (9)安全生产、文明施工技术措施; (10)突发事件应
18、急措施。 9 第 3 章施工部署 3.1. 施工场地布置 为确保文明施工,安全生产,为标准化管理创造良好的基础,我们对建设方提供 的资料进行了研究,结合工程的特点,对现场进行精心布置,合理利用场地。 本工程采用商品混凝土,在施工过程中有多种机械设备同时交叉作业,因而需要 合理布置场地,使整个施工过程有条不紊,为此,我们作了周密的考虑和部署。 (1)施工用水 用水布置:现场沿围墙周边预留有水管接口,场地内预留有管线槽,施工用水沿 预留管线槽从场地围墙周边接入泥浆加工场,以满足施工要求。 (2)施工现场排水 保证现场文明施工的前提下就近排入水渠或市政管网。 (3)施工用电 用电布置:施工现场边缘设
19、有两个箱变,根据现场用电情况,用电线路就自近箱 变接入,沿管线槽排布。 (4)集土场设置 成槽过程中将产生大量废土,含水量教大,呈流塑状,不易堆放,需要设置一个 专门的集土场,周围砌筑挡墙,以防废土四溢影响文明施工。 (5)泥浆加工厂设置 在靠近中间地连墙一侧设一个 12m15m 的泥浆加工厂,并用脚手管及彩钢板进 行挡雨,以防下雨影响泥浆质量。 (6)施工道路硬化(建议硬化形式) a、道路硬化范围 现场沿导墙耳边内侧浇筑 10m 宽钢筋砼路面。 b、道路硬化方法 夯实原状素土,面层浇注 200 厚 C20 砼,加铺钢筋网片(12250250) ,道路 混凝土采用泵送的办法浇筑。 (7)钢筋笼
20、平台设置 为满足钢筋笼加工和起吊要求,在现场施工道路旁设置两个 8m18m 钢筋笼平台, 钢筋笼平台采用槽钢搭设,平台面高出地面 100mm,以防雨水积集在平台上,影响施 工质量和施工进度。 3.2. 施工技术资料准备 10 (1)、认真编制施工方案、施工进度计划和施工平面布置,指导现场施工。 (2)、掌握技术经济资料,了解施工内容,作好现场施工技术交底、安全交底及交 底记录工作。 (3)、专职测量人员做好地下墙轴线控制点及高程水准点交接工作,并进行详细复 核测量。 (4)、进行工料分析和工程成本分析,指定节约工料、降低工程成本计划措施,编 制施工进度计划。 (5)、做好保证原材料试验工作。
21、3.3. 施工现场准备 (1)、从现场提供的水源和容量为 800KVA 的电源处,按场布图接入各操作点,保 证水电到位; (2)、在现场搭设彩钢板活动房,作为办公及生活设施,为施工人员创造良好工作 生活条件; (3)、铺设好施工道路和施工现场的硬地坪; (4)、建好泥浆池、集土坑、钢筋笼加工平台; (5)、施工导墙并组织成槽设备,起重设备及各种附属设备进场; (6)、组织合格的原材料进场并按场布图要求堆放。 3.4. 施工技术准备 (1)、项目经理及主任工程师组织相关施工员、质安员以及主要工程施工人员进行 技术资料和施工图纸的阅读,详细了解工程地质情况、工程特点和设计要求以及相关 的规范要求。
22、做好各种工程技术交底,形成文字记录,并详细编制各分项的作业计划。 (2)、准备好各种施工所需的记录表格,按公司质量管理体系,建设方、总包方、 监理方的要求做好各道工序的质量记录并及时签证。 (3)、与设计单位保持联系,了解设计意图,以便施工中及时处理发生的问题。 第 4 章施工总平面布置 施工现场布置应按照施工顺序、各项工序的特点、方便运输等合理安排材料的堆 放以及走向路线的布置,总平面布置图详见附图 1。 第 5 章施工技术难点及应对措施 11 5.1. 施工技术难点及防治措施 地下连续墙施工技术和工艺较复杂,质量要求严,施工难度大,如施工操作不当 易出现各类质量问题,影响工程进行和墙体质量
23、。因此在施工中要制订严密科学的施 工方案,精心操作,密切关注从挖槽、钢筋笼制作、吊放、混凝土浇筑等质量问题, 以确保工程顺利进行和施工质量。 5.1.1. 导墙破坏或变形 当导墙刚度和强度不足,或者作用在导墙上的荷载过大、过于集中,或者导墙内 侧未设置足够的支撑,导墙就会出现坍塌、不均匀下沉、变形等现象。 对于大部分或局部已严重破坏、变形的导墙应拆除,并用优质土(或再掺入适量 水泥、石灰)分层回填夯实加固地基,重新建造导墙。 5.1.2. 槽壁坍塌 在槽壁成孔、下钢筋笼和浇筑混凝土时,槽段内局部孔壁坍塌,出现水位突然下 降、孔口冒细密的水泡,钻进时出土量增加而不见进尺,钻机负荷显著增加的现象。
24、 其原因如下: 遇软弱土层、粉砂层或流砂土层,或地下水位高的饱和淤泥质土层;护壁泥浆选 择不当,泥浆质量差,不能在槽壁形成良好的泥皮,起液体支撑的作用;单元槽段过 长,或地面附加荷载过大;成槽后未及时吊放钢筋笼和浇筑混凝土,槽段搁置时间过 长,使泥浆沉淀失去护壁作用。 治理方法:对严重坍孔的槽段,提出抓斗斗头,回填较好的粘性土,再重新成槽 施工。如有大面积坍塌,用优质粘土(掺入20%水泥)回填至坍塌处以上12m,待沉 积密实后再行成槽;当局部坍塌时,可加大泥浆比重。 5.1.3. 钢筋笼制作尺寸不准或变形 钢筋笼尺寸偏差过大,或发生扭曲变形,造成难以安装和入槽。分析原因不外乎 以下几种:钢筋加
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