當(dāng)地下工程明做(zuò)時(shí)需要穿(chuān)越公路、建築等障礙物而采取的(de)新型工程施工力匸方法,是由地麵向下開挖至一定深度後,將頂部(bù)封閉,其餘(yú)的下部工程在(zài)封閉的頂蓋(gài)下進施工,主體結構可(kě)以順作,也可以逆作。在城市繁忙地帶(dài)修建地鐵車站時,往往占用道路,影響交通當地鐵車站設在(zài)主幹道上,而交通不能中斷,且需要確保一定交通流量要求時,可選用蓋挖(wā)法。
一、施工方法(fǎ)分類
1.蓋挖順作法
在道路交通不能長期(qī)中斷的情況下修建車(chē)站主體時,可考慮采用蓋(gài)挖順作法。蓋挖順作法(fǎ)是在地表作業完(wán)成擋土結構後,以定型的預製標準覆蓋結構(包括縱、橫梁和路麵板)置於擋土結構上維持交通,往下反複進行開挖和加設橫撐(chēng),直至設計標高。依序由(yóu)下而上,施工主體結(jié)構和防水設施(shī),回填土並恢複管線(xiàn)路或埋設新(xīn)的管線路。最後,視(shì)需要拆除擋土結構外露部分並恢複交通。
2.蓋挖逆(nì)作法
如果開挖麵積較大、覆(fù)土較淺(qiǎn)、周圍沿線建築物過於靠近,為(wéi)盡量防止因開(kāi)挖基(jī)坑而引起鄰近建築物的沉陷,引起鄰近建築物的沉陷,或需及早恢複路麵交通,但又缺乏定型覆蓋結構,常采用蓋挖逆作法施工。蓋挖逆(nì)作法是先在地表麵向下做基坑的維(wéi)護結構和中間樁柱(zhù),和(hé)蓋挖順作法一樣,基坑(kēng)維護結構多采用地下連續牆或帷幕樁,中間支撐多利用主體結(jié)構本身的中間立柱以降低(dī)工程造價。隨(suí)後即可開挖表層土體至主體(tǐ)結構頂(dǐng)板地麵標高利(lì)用(yòng)未開挖的土體作為土模澆注頂板。頂板(bǎn)可以作為一道強有力的(de)橫撐,以防止維護結(jié)構向基坑內變形,待(dài)回填土後將道路(lù)複(fù)原,恢複交通(tōng)。以後的工作都是在頂板覆蓋(gài)下進行,即(jí)自上而下逐層開挖並建造主體結構直至底(dǐ)板。
3.蓋挖半逆作法
蓋(gài)挖半逆作法與逆作法(fǎ)的(de)區別(bié)僅(jǐn)在於頂(dǐng)板完成及恢複路麵(miàn)後,向下挖土至設計標高後先(xiān)澆注底板,再依次向(xiàng)上逐層澆注側牆、樓板。在半逆作法施工中,一般都必須設置橫撐並施(shī)加預應力。
二、施工過程要求
(1)完成地質勘查專項工(gōng)作。
(2)基坑範圍內地(dì)表建築物已清除,地下管線已進行遷改(gǎi)或釆取(qǔ)了保護措,作(zuò)業麵已具備施工條件。
(3)相應方(fāng)案已編(biān)製並審批完畢,手續齊(qí)全。
(4)已按照施工方案,合理安排了施工人員(yuán)、材料、機械設備等。
2.測量放樣
依(yī)據甲方提供的(de)平麵、高程控製點(經複核無誤)進行本(běn)工程(chéng)的平麵及高程控製網的布(bù)設,布設完(wán)畢後即開始進行施工放(fàng)樣,放樣結果須經監理及第三(sān)方測(cè)量單(dān)位複核。
(1)施工放樣前將施工(gōng)測量方案報告監理審批。內容包括施測(cè)方法、操作規程、觀(guān)測儀器設備的配置和(hé)測量專業人員的配備等。
(2)定專用測量儀器和工具設備,建立專業測量組,專人觀測和成果整(zhěng)理。
(3)建立測量複核製度,按(àn)“三級複核製”的原則進行施測。每次(cì)施測後,須經測量工程師及技術主管複核。
(4)電工所用的導(dǎo)線點、水(shuǐ)準點、軸線點要設置在工(gōng)程施工(gōng)影響範圍之外、堅固穩久的標記或說明。定期對導線點、水準(zhǔn)點進行複核。
(5)用於本工程的(de)測量儀器和設備,應按照規定的日期、方法送至有檢定資格(gé)的部門檢定(dìng)和校準,合格後方可投入(rù)使用。
(6)用於測量的圖紙資料(liào),測量技術人員必須認真核對,必要時應到現場核對,確認無誤(wù)無疑後,方可使用,如發現疑問做好記錄(lù)並及時上(shàng)報,待(dài)到答(dá)複後,才能按圖進行測量放樣。
(7)原(yuán)始觀測值和記事項目,應在現場用(yòng)鋼筆或鉛(qiān)筆記錄在規定格式(shì)的外業手簿中。測量技術員(yuán)要認真(zhēn)整理內業資料(liào),保證所有測量資料的完整(zhěng)。必須一人計算(suàn),另外一人複核。抄錄資料,亦須認真核對。
(8)積極和測量監(jiān)理工程師進行聯係、溝通和配合,滿足測量監理工程(chéng)師提出的測量(liàng)技術要求及意見,並把(bǎ)測量結果和資料乏時(shí)上報監理及第三方監測單位,測量監理工程師(shī)經過內業資料(liào)複核和外業(yè)實測確定無誤後,方可進(jìn)行下(xià)步工序的施工。
3.圍護結構施工在(zài)做好各種準備(bèi)工作後,將施工(gōng)基坑圍護結構(gòu),圍護結構有鑽孔(kǒng)灌注樁、地下。連續牆等承載能力大、剛度(dù)大的(de)支護結構,具體施工作業,根據施工圖的圍護結構類型,見相應(yīng)的作業(yè)指導書。
4.基坑降水(shuǐ)
根據基坑圍護結(jié)構的不同,選擇進行坑內降水和坑外降(jiàng)水。降水方法適用條件:開挖基底低於地下水位的基坑,如果環境條件允許,應根(gēn)據基坑地質條件及工程特點,采取措施降低地下水位至開挖位至(zhì)開挖麵下50 - 2500px,然後才能開挖。坑降水(shuǐ)的主要方法有管井降水、輕型井點射井點降水(shuǐ)、滲井點降水。電滲井降水一般用於淤泥或淤(yū)泥質黏土等滲透係數非常小的地層;噴(pēn)井點降水深度(dù)大,{但需要雙層井點管,安裝工(gōng)藝複雜,造價高;輕型井點設備簡單常用方法,但水速度慢,影響半徑小;管井降水深度(dù)大,降水速度快。
管井降水一般布(bù)置在基坑開挖(wā)範圍外或基坑內部邊坡平台上,分為疏幹井和降壓井疏幹井用於降低潛水水位,降(jiàng)井(jǐng)用於降低承壓水位(wèi)。坑開挖中一般釆用管(guǎn)井疏幹井降水,並豐可以先開挖地下(xià)水位1250px以上的(de)的土方,然後形(xíng)邊坡平台,基坑內部邊坡平台上進行井點降(jiàng)水,降(jiàng)低造價。
5.中間柱施工(gōng)
中間柱是蓋挖逆作法施(shī)工的地下車站之重要的工程構件。中間柱由中柱及基礎中樁兩(liǎng)分(fèn)組成,一般為永久立柱,為主體結構的承載結構(gòu)。
為了(le)減少圍護(hù)結構及中(zhōng)間樁柱的人土深(shēn)度,可(kě)以在做圍護(hù)結構和中間樁柱之前(qián),用暗挖法(fǎ)預先(xiān)做好它們下麵的(de)底縱梁,以擴大承載麵積。當然,這必須在工(gōng)程地質條件允許暗挖施工時才可能實現(xiàn),而(ér)且在開(kāi)挖最下一層土和澆(jiāo)注底板前(qián),由於圍護結構和(hé)中間樁柱都無入土深度,故必須釆取措施(shī),如設置橫撐以增加它們的穩定性。
6.施(shī)工頂板及頂板回填恢(huī)複(fù)路麵
頂板回填碾壓密實度應滿足地麵工程設計要求,如設計無要求時,每(měi)層回填做成不少於2%的橫坡和(hé)向未填方向形成縱下坡,以利雨期排(pái)水。回填時集中力量,取、運、填、壓各環節緊跟作業,抓緊晴天突擊作業。
7.基(jī)坑開挖
基坑(kēng)開挖(wā)在降水施工完畢並降水20天後,進行土方施工。由於蓋挖法施工時已(yǐ)經限定了出土口的位置,土方開挖必須根(gēn)據出土口(kǒu)的位置,向下、左右單方向推進開挖(wā),基坑開挖豎向分層、對稱平衡開挖。過程中應充分發揮機械的施工效率。一個(gè)工作(zuò)麵上,釆(biǎn)用小型挖掘機進行作業,並配置小型的出土車進行出土作(zuò)業,每(měi)台(tái)挖掘機均設專人指揮(huī)。(1)基坑頂有動(dòng)載時,坑頂緣與動載間應(yīng)留有(yǒu)Im的護道,如地質、水文條件不良,或(huò)動載過(guò)大,應(yīng)進行(háng)基坑開挖邊坡驗算,根據檢算(suàn)結果確定采用增寬護道或其他加固措施。(2)土方開挖過(guò)程中注意保護坑內降水井,確保降(jiàng)水、排水係統的正常運轉。(3)開挖中(zhōng)須遵循“在完成上(shàng)步支護(hù)前(qián)不得繼續開挖”的原則,當開(kāi)挖一段後及時網噴支護,然後進行下一段的(de)開挖,直至支護完畢。(4)基坑開挖過程中嚴禁超挖,基坑縱向放坡不(bú)得大於安全坡(pō)度,嚴防縱向滑坡(pō)。(5)加強基坑穩定的觀察和監控量測工作,以便發現施工安全(quán)隱(yǐn)患,並通過監測(cè)反及時調整(zhěng)開挖程序。(6)為防止超挖或欠挖,基坑內設計坡麵0.2m範圍內(nèi)的土方采用人工開挖。
出(chū)土口的(de)主要工程是(shì)出土、下料(liào)和調運設備,,應根據地質情況、基坑大小(xiǎo)、施工工(gōng)期等(děng)布置出土口。為了便於安裝提升(shēng)設備(龍門吊、電(diàn)動葫蘆(lú)、汽車吊)和(hé)堆土等(děng),出土口(kǒu)靠近(jìn)地麵(miàn)運輸道路設(shè)置,布置在基坑端(duān)頭(tóu)或側邊。出土口結構施工應預(yù)留鋼筋,出土完成後進(jìn)行封閉。
9.上下(xià)入口
在施工初期,由於各個工作麵還(hái)沒有連通,一般出土口兼作上下入口,當各個工作麵擴大連通(tōng)之後,應設置專門的上下入口,深基坑的上下人口應安裝步(bù)梯,一般情況下,根(gēn)據上(shàng)下人的多少,確定(dìng)步梯的寬度,一般不宜小於3m,對於深度超過20m的基坑除安裝步梯外(wài),應安裝(zhuāng)電梯(tī)。一般(bān)情況下,一個出土口宜對應一個上下人口,上(shàng)下人口可同時兼(jiān)作消防口、通風口(kǒu)、排水(shuǐ)口等。
10.基坑清理(lǐ)
基坑開挖後,采用人工清除坑底鬆(sōng)土,鏟平凸起部分,修正邊坡。以鏟為(wéi)主,超挖部
分須報告監理、設計單位等共簡(jiǎn)研究處理。
基坑底預留750px厚土方采用人工開挖,人工開挖期間測量組跟(gēn)班進行標高測量,確保基坑底開挖標高符合設計要求,嚴禁超挖。
11.基坑檢查
(1)基坑開挖到基坑(kēng)底高程後,必(bì)須(xū)進行基(jī)底檢(jiǎn)驗,方可進行下道工序施工。基坑檢驗合格(gé)後,應盡快進行下道工序施(shī)工,盡量縮短暴露時間。
(2)利用測量控製係統,對基(jī)底進行放(fàng)樣,測設基礎底麵中心十字線、輪廓線和基坑底(dǐ)高(gāo)程。樁點應(yīng)設置牢固,並掛線以備檢查。
12.基底處理
當基底以(yǐ)下地質條件不符合地基承載力要求時(shí),應通過變更(gèng)設計釆取處(chù)理措施,處理方法隨地基土(tǔ)質不同而異。
如遇到地基軟硬不(bú)均、溶洞、裂隙(xì)、泉眼(yǎn)等特殊情況,應采用換土法、土樁法、砂樁法、重錘夯實法、強夯法、旋噴法、塑料排水法、振動水衝法、化學液(yè)體加固法等特殊的處理方法(fǎ)。對於粉質土、黃土、砂土(tǔ)、小粒徑等基底,也可釆用旋噴樁加固.
地鐵車站沉降變形監測資(zī)料均木用(yòng)丌異仉配專(zhuān)業技術軟件進行自動化分析、處理。根據實測數據分析、繪製各(gè)種(zhǒng)表格及曲線,當曲線趨於平衡時推算最終值。
監測人員按時向施工(gōng)監(jiān)理、設(shè)計單位提交監控量測(cè)周報和(hé)月報,並(bìng)綜合合分析監測成果,對當月的(de)施工情況進行評價(jià)並提出施工建議,及時反饋指導信息,調整施工參數,保證安全施工。
14.基(jī)坑監測
為了(le)基坑開挖施工的安全,保證工程質量,為使周(zhōu)圍已有建築物(wù)、市政設施、地下管線等不受損傷、少受幹擾,必須對基坑開挖全過程進行係統監測。
基坑放坡開挖監測工作主要為:地表沉降值(zhí)、坡(pō)麵(miàn)位移值、地下水位監測值。通過監測,隨時掌握邊坡的穩定狀態、安全程度,為設計和施(shī)工提供(gòng)信息。
(1)基坑土體、地表建築物及地下管線(xiàn)沉降觀測:采用精(jīng)密的水準儀進行量測。主要釆用精密水準測(cè)量方法進行,沉降觀測點直接設(shè)置在被觀測對象的特征點上,並在遠離基坑或穩定的位置設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)。施(shī)工初期每天觀測1-2次,施工(gōng)後期可每(měi)隔7天觀測1次(cì)。
(2)降(jiàng)水(shuǐ)觀測:利用井點降(jiàng)水井作為水位觀察井,釆用水位儀進行監測,施工初期每天觀測1次,後期可一兩天觀測1次。根據水位變化情況調整抽水(shuǐ)泵(bèng)的開閉。
(3)在基坑開挖支護施工過程中,每(měi)次監測結果(guǒ)及時向項目部和監(jiān)理工程師報告。提交階段(duàn)成果資料包括:沉降觀測成果表、水平位移觀測成果表、水位監測成果。當基坑變形出現異常情況時,加密監測次數,對監測數(shù)據進(jìn)行分析研究,提出基坑安全的合理化建議。
三、施工優(yōu)缺點
1.施工優(yōu)點
(1)圍護結構變形小,能夠有效控製周(zhōu)圍土體的變形和地表沉降,有利於保護鄰近建築(zhù)物和構築物。
(2)基坑底(dǐ)部土體穩(wěn)定,隆起(qǐ)小(xiǎo),施工安全。
(3)蓋挖(wā)逆作法施工一般不設內部支撐或(huò)錨固,可增大施工(gōng)空間和降低工程造價。
(4)蓋挖逆作法施工基坑暴露時(shí)間短,用於城市(shì)街(jiē)區施工時,可盡快恢複(fù)路麵交通。
2.施工缺點
(1)蓋挖法施(shī)工時,混凝土內襯的(de)水平施工縫的處理較困(kùn)難。
(2)蓋挖逆作法施工時,暗挖施工難度大,費用高。
(3)蓋挖法每次分部開挖及澆注(zhù)襯砌的深度,應綜合考慮(lǜ)基坑穩定,環境保護,永久(jiǔ)結構形式和混凝土澆注作業等因素來(lái)確定。