土木工程专业毕业论文-采用逆作法施工超深钢筋混凝土地坑.doc

中央广播电视大学人才培养模式改革和开放教育试点河南广播电视大学土木工程专业毕业论文采用逆作法施工超深钢筋混凝土地坑 作 者 王立新 学 校 焦作电大 年 级 08秋土木本 学 号 20081410060715 指导教师 刘春孝 答辩日期 内容提要建筑深基础逆作法是在基坑工程中借用地下结构自身的能力对基坑产生支护作用，来保证基坑土方的开挖。尤其适用于基坑周围环境特别困难的情况下，如相邻建筑物极为靠近，基坑周围土质非常软弱，地下水较高，水压力较大，对周围道路，管线的变形有严格限制等情况。分类：逆作法可以分为全逆作法、半逆作法、部分逆作法、分层逆作法。工艺特点 （1）可使建筑物上部结构的施工和地下基础结构施工平行立体作业，在建筑规模大、 上下层次多时，大约可节省工时1/3。 （2）受力良好合理，围护结构变形量小，因而对邻近建筑的影响亦小。 （3）施工可少受风雨影响，且土方开挖可较少或基本不占总工期（4）最大限度利用地下空间，扩大地下室建筑面积。 （5）一层结构平面可作为工作平台，不必另外架设开挖工作平台与内撑，这样大幅度削减了支撑和工作平台等大型临时设施，减少了施工费用。 （6）由于开挖和施工的交错进行，逆作结构的自身荷载由立柱直接承担并传递至地基，减少了大开挖时卸载对持力层的影响，降低了基坑内地基回弹量。深基础的逆作法是指在地下基础施工的同时，还可以进行地上建筑物的施工。为此，在开挖深基坑施工时，通过发挥地下结构本身的桩，柱，梁，板作为支撑，既稳妥又经济，深基坑逆作法由于地下各层楼盖的强大水平刚度，其对四周围护墙或桩的作用可以视作水平方向为不动铰支点，因此在所有的支护方法中其效果是最好的一种。关键词：超深钢筋混凝土地坑，逆作法，结构验算目 录 一工程概况及施工验算3 二 施工部署：5 三 施工方法7（一）土方施工7（二）钢筋及模板施工8（三）混凝土施工10 四 施工准备11 五 施工进度计划13六 保证施工质量的技术措施14七 确保安全施工的技术措施 15八 采用逆作法施工总结17九 参考文献17采用逆作法施工超深钢筋混凝土地坑一、工程概况：中州分公司选矿拜耳法氧化铝新技术示范工程是在原有选矿拜耳法生产系统基础上新增氧化铝95万吨，属挖潜改造项目。需要在原精矿过滤车间新增两套圆盘过滤机系统，但是原精矿过滤车（M）（H）轴跨度只有18.0m,而在原精矿过滤车间（M）（H）轴（21）（22）线，需要增加一个8.0m10.0m，深10.0m钢筋混凝土结构地坑；（施工工期1个月）在-9.0m设置过滤机设备基础；砼采用级耐碱C30砼，防水等级S6,地坑墙壁厚+0.3-7.0m壁厚0.6m,-7.0-9.0m壁厚0.75m，砼 底板厚度1.0m，钢筋采用HRB335,为主。钢筋保护层40mm.（详见地坑施工图）新增地坑施工特点：因地坑边缘尺寸达到9.5m11.5m,布置在18.0m跨度的车间内，原车间基础深度-3.0m，地坑边缘距原基础不足3.0m,无法采用正常的大开挖深基坑施工，如采取地下连续墙加固支护的施工方法，施工工期不能保证，同时也将加大施工成本。为了保证原车间的结构安全，决定利用逆作法分类中的部分逆作法，用基坑内四周暂时保留的局部土方对四周围护结构形成水平抵挡，抵消侧向压力所产生的一部分位移，进行施工。施 工 验 算1. 本工程地坑砼等级C30.土压力计算：（无地下水）根据施工计算手册，郎金主动土压力计算公式 Ea=r*h*tg2(450-/2) Ea=主动土压力（KPa）r=土天然重度19.5（KN/m3） =坑壁土平均内摩擦角本工程300H=基坑深度取4.0m,代入公式：Ea=19.5*4*tg2(45-30/2)=26.0(Kpa)2. 地坑砼壁与土壁之间滑移计算第二段砼坑壁自重W=39.0*0.6*4*2.5=234（t）根据砼坑壁与土的摩阻力修正系数=0.85，主动土压力产生的摩阻力=0.85*26.0=22.1(Kpa)坑壁与土接触面积S=42.0*4.0=168.0m2砼壁的摩擦阻力F=22.1*168.0=371.3tW=234.0t*1.3满足要求，同时增加挂座牛腿确保坑壁不产生滑移；此方案符合规范要求。3、4.0米范围内钢筋混凝土池壁抗弯验算： 按三边固定，一边自由的板受三角形荷载作用，查设计手册得最大弯矩：配筋需 25200；设计按25200配筋4、裂缝宽度验算：按混凝土强度达到C20C20 二、施工部署：1.新增地坑在精矿库M-H轴18.0m跨内，距东西两侧基础不足3.0m,如果按照常规施工方法进行放坡开挖，精矿库原有基础的稳定性将受到影响，原基础底标高-3.0m，以上土质基本为回填土，-3.0m-7.0m为卵石层，重度测定19.5（KN/m3）；为保证安全，结合施工现场的实际情况，确定在地坑施工中采用倒施法进行施工。将地坑从上向下分成三个施工段进行组织施工；即：第一段+0.3-3.0m,(原基础底标高-3.0m)，第二段-3.0-7.0m,第三段-7.0-10.0m。2.施工顺序：定位放线 机械开挖-3.0m以上第一段土方 机械开挖人工修边-3.0-7.0m第二段土方及砼挂座土方 第二段砼坑壁施工 -7.0-10.0m第三段土方开挖 第三段砼坑壁及底板砼施工 第一段+0.3-4.0m砼坑壁施工。（见施工验算）1） 第一段土方开挖按1：0.5比例放坡划出定位线，利用反铲挖掘机开挖至-3.0m，然后重新定位，机械开挖人工修理第二段土方同时开挖出挂座牛腿底模，第二段坑壁采用土带模，土方开挖完成立即搭设满堂脚手架，绑扎钢筋，支设模板，浇注第二段坑壁砼。砼挂座施工砼标号与坑壁相同，间隔约1.5m沿坑四周设置，见挂座牛腿详图。2） 目前进入冬季施工，砼浇注完成后，在地坑内放置4个5千瓦电加热器，采取放置电加热器的方法进行砼的保温加热，同时在地坑上口利用彩条布搭设保温棚，进行砼养护，待砼强度达到C20以上时（利用同条件养护试件试压），拆除支撑，对坑壁进行加固后，为保证第二段砼坑壁的侧向稳定性，在第三段土方开挖前，利用219钢管在地坑长边（10m）中部-5.0m和-6.0m处根据坑壁砼浇注时预埋的埋件进行支撑形成桁架结构，见附图；然后进行开挖，开挖完毕搭设脚手架，绑扎钢筋，支模，浇注砼，循环开挖底板土方，进行底板砼施工；3） 待底板施工完成后，按照正常施工方法，搭设脚手架至地坑+0.3m，绑扎钢筋，支内外模板，浇注-3.0m+0.3m地坑壁砼。三、施工方法1.土方施工：第一段土方机械开挖到位后，立即进行边坡的检查，对边坡松动塌落的部位，利用C10砼进行填补护壁，厚度50mm;第二段开始采用机械开挖人工修理边坡，利用30t汽车吊将土方吊出地坑，装入自卸汽车运出厂外，运距3.0KM, 在第三段土方开挖前，利用219钢管在地坑长边（10m）中部-5.0m和-6.0m处进行支撑形成桁架结构，见附图；然后进行开挖，挖土时先挖坑中心土方，然后开挖坑壁下土方。因为坑壁采用土带模，要用吊线锥及时检查坑壁垂直度，在坑壁土方开挖过程中，如果发现土质不符合要求，应及时清理，并利用与坑壁相同标号砼进行填补。开挖中要有专人进行边坡检查，对松软、开裂的部位，采用竹胶板和钢管水平支撑进行加固；确保施工安全。219钢管支撑-5.0L50*50角钢形成桁架-6.0-7.0m80002.钢筋施工： 1）对进场的钢筋原材进行检查，要“三证”齐全，既要有产品出厂合格证，检验报告，规格标片。2）钢筋下料要采用现场放样下料，对重要部位和特殊部位施工前应绘制施工大样图，以便更有效地指导施工。3）审查施工图纸：对现场钢筋进行检查，符合要求，才可使用，检查所有施工机械，确保运转正常。4）钢筋的制作按照料单进行，应注意保证尺寸准确，弯曲角度正确，成形钢筋分类捆好，挂好牌，按顺序堆放整齐，避免泥土污染。5）钢筋采用HPB235、HRB335级两种，采用现场集中加工，钢筋接头，水平钢筋采用闪光对焊接头，竖向钢筋采用单面焊接接头，连接区域内接头50%6）所有钢筋的搭接长度，锚固长度及其它构造要求均应满足设计及规范要求。7）根据弹好的墙位置，将墙伸入下段的插筋绑扎牢固，插入下端深度要符合设计要求，其上端绑扎定位筋以保证插筋垂直，不歪斜，倾倒变位。底板钢筋绑扎，钢筋交叉点必须全部绑牢，担架放底板砼保护层用细石砼垫块，按每1m左右距离梅花形布置。绑完基础底板下层钢筋后，摆放钢筋马凳，间距1米，在马凳上摆放纵横两个方向钢筋。控制马凳高度，保证上层钢筋位置。3.模板施工1）本工程墙体采用组合钢模板，钢管满堂脚手架，钢管加固方法。2）严格控制模板的质量，施工过程中注意模板的平整度，几何尺寸，底部支撑和上部操作平台等是否变形、损坏、发现问题及时修整。3）严格控制脱模剂，模板脱模剂采用专用脱模剂，严禁使用废机油，刷脱模剂要专人进行，一定要均匀，不许漏刷，不得太厚，不准流淌，防止对钢筋和砼的污染。4）支模板根据工程各部位形式及特点进行模板设计，画出排板图，进行综合研究，合理确定模板的配制数量，模板按区段进行编号，刷好脱模剂、分规格堆放。5）支模前找好位置线和控制线，清理干净垫层上杂物，采用地锚木方定位措施，钢管加固，水平钢管间距控制在600mm内，立钢管间距控制在750mm内，6）墙壁转角处用木模嵌填，根据图上角度，锯刨成梯形木方和钢模板连接，并保证接缝严密，厚和钢模板一致。7）地坑壁上下两段接缝的防水处理：当坑壁土方开挖到设定的标高后，人工将壁厚部位0.75mm修整成内高外低呈30的斜坡，按照设计要求进行墙壁钢筋的布设，插入下部土层的深度必须满足双面搭接焊的长度要求，钢筋布设完成后，在斜坡土上铺50mm的砂子并压实，墙体中间位置放置100*100mm的木方，沿墙体四周连续设置，形成闭合的凸环，待砼浇注完成，开挖下端坑壁土方时将砂子和木方取出，形成防水的凹缝，保证墙壁砼施工的防水要求。墙壁钢筋150*150木方50mm铺砂压实8）模板的拆除和成品保护1）拆模顺序应与支模顺序相反。100200300已浇筑坑壁虚线部分砼终凝后凿除凿面用1：2砂浆抹灰坑壁下灰口留置示意图2）拆除模板应由同条件养护试块试压强度决定。本工程坑壁砼强度达到C20,方可拆模。3）拆模必须由工长申请，经总工批准后方可拆模，应严格控制拆模时间，拆早易粘模，出现裂缝，缺楞掉角，影响砼质量。4、砼施工砼工程采用集中搅拌，水平及垂直运输采用砼拖式输送泵，插入式振捣器振捣，表面按要求做平抹光。浇筑混凝土用的架子已支搭完毕，并经检查合格。水泥、砂、石及外加剂等经检查符合有关标准要求，工长根据施工方案对操作班组已进行全面施工技术交底，混凝土浇筑申请书已被批准。浇筑前应将模板内的垃圾、泥土等杂物及钢筋上的油污清除干净，并检查钢筋的水泥砂浆垫块是否垫好。如使用木模板时应浇水使模板湿润。搅拌时间：为使混凝土搅拌均匀，自全部拌合料装入搅拌筒中起到混凝土开始卸料止，应符合混凝土搅拌的最短时间。混凝土开始搅拌时，由施工单位主管技术部门、工长组织有关人员，对出盘混凝土的坍落度、和易性等进行鉴定，检查是否符合配合比通知单要求，经调整合格后再正式搅拌。混凝土运输，混凝土自搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间，不宜超过规定。泵送混凝土时必须保证混凝土泵连续工作，如果发生故障，停歇时间超过规范规定及混凝土出现离析现象，应立即用压力水或其他方法冲洗管内残留的混凝土。浇筑混凝土时应分段分层连续进行。使用插入式振捣器应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，须序进行，不得遗漏，做到均匀振实。浇筑混凝土应连续进行。如必须间歇，其间歇时间应尽量缩短，并应在前层混凝土凝结之前，将本层混凝土浇筑完毕。间歇的最长时间应按所用水泥品种、气温及混凝土凝结条件确定，否则应按施工缝处理。浇筑混凝土时应经常观察模板、钢筋、预留孔洞、预埋件和插筋等有无移动、变形或堵塞情况，发现问题应立即处理，并应在已浇筑的混凝土凝结前修正完好。四、施工准备1、技术准备施工开始前，根据本工程的特点和作业难点，制订详尽的施工方案和措施，确保工程安全、优质、高速、低成本的完成，尤其对第二段土方开挖及倒施施工，制订一套合理技术安全措施和各工种作业标准，现场应急机制。并做好以下工作：1.1组织学习、会审图纸，编制施工组织设计、工程质量计划、作业指导书，编写技术交底。1.2编制工程预算及材料供应计划。1.3现场做测量定位、平面、垂直控制及沉降观测点控制网。1.4对操作者技术交底和安全文明施工技术交底或教育。2、劳动力组织准备组织配套的技术力量，配齐项目所需的有关专业技术人员、管理人员和技术工人，制定完善的岗位责任制和技术、质量、安全、进度管理网络及质量体系，对工程实行全面质量管理，确保优质高效完成任务。劳动力计划见附表施工作业工种作业人数施工作业工种作业人数钢筋工26机械工6木工14吊车司机4混凝土工10电工2土方开挖力工283、材料、机具准备提前做好材料计划的审批、采购、检验等，进入现场的材料无论甲供或自购必须具有产品质量证明书并仔细核对其内容是否与材料上标记相一致，若对材料的材质有疑问应进行复验，合格后方可使用。进场的材料应分规格有序摆放并设有标识和记录，对机器具特别是起重器具应确保安全。机械设备计划见附表。机械名称需要数量机械名称需要数量反铲挖掘机2001台砼运输车2台30t汽车吊1台闪光对焊机2台自卸汽车6台电焊机8台平板运输车2台钢筋切断机2台砼搅拌站1.0m31套钢筋弯曲机2台4、施工用电施工用电由业主提供的电源接头至施工现场总配电箱二次接入到各机械电动设备分配电箱内，后引入到用电设备处。整个工地用电系统采用三相五线制，按“三级控制、两级保护”的原则进行配置，现场用电设备均实行“一机一闸”制，施工用电设总电度表计量。考虑到现场供电容量有限，保证科学用电，现场施工高峰期应避免所有机械同时超用，以防用电事故发生，故限制最大用电量。五、施工进度计划本次施工的立盘过滤机地坑是在原有车间内进行施工，既要保证施工的正常进行，又不能影响车间正常的生产；为此我们准备采取分段隔离的施工措施，利用彩板围挡将施工区与生产区隔离，分两班作业，尽量缩短基坑的暴露时间，具体进度计划如下：工程名称24681012141618202224262830第一段土方开挖第二段土方开挖第二段坑壁施工第三段坑壁及底板土方开挖第三段坑壁及底板砼施工第一段坑壁施工土方回填、场地平整六、保证施工质量的技术措施1.认真落实各种质量管理制度和质量岗位责任制。项目经理和管理工程师对工程质量全面负责；各工长对分管的分部分项工程负责；施工人员对操作面和工序质量负责任。2认真进行技术交底。作业前，技术员要详细进行包括作业技术要领、质量标准、施工依据、与前后工序的关系等的交底。3严格执行三检制度。班组在分项工程施工完毕必须进行自检和互检。报专职质检员专项检查合格后，再报监理工程师核检。4严格执行奖罚制度，奖勤罚懒，奖优罚劣，激励干劲。5严格执行原材料、构配件的试验检验制度，杜绝不合格原材料、构配件进入施工现场。6对特殊工种，特别是焊工、电工等必须持证上岗。7加强施工质量过程的控制，包括施工准备质量控制，施工过程质量控制和施工验收质量控制。力争做到实行三个控制管理：1）全面质量控制；2）全过程质量控制；3）全员参与控制。确保工程质量。七确保安全施工的技术措施新增过滤机地坑施工危险源辨识及防措施序号活 动 名 称危险源预测可能导致的事故预防措施1土方施工周边防护不规范坠落交底、验收、检查2边坡支护不规范塌方安全检查、监督整改3脚手架施工架体材质不符合要求架体倒塌，高处坠落进场检验4无技术交底与验收架体倒塌交底、检查5脚手架底部搭设不规范架体倒塌，高处坠落交底、检查6模板施工方案不符合要求倒塌、物体打击执行方案审批7支撑系统不符合要求倾翻、物体打击交底、验收8拆模作业违章倒塌、物体打击交底、验收9高处作业人员身体不健康坠落、物体打击检查验收、监督整改10临边防护不规范坠落、物体打击检查验收、监督整改11上下通道不规范坠落、物体打击检查验收、监督整改12违反操作规程坠落、物体打击检查验收、监督整改13未按规定设置安全标志坠落、物体打击检查验收、监督整改14施工用电配电箱、开关箱不符合要求触电检查验收、监督整改15线路设置不规范触电检查验收、监督整改16接地与接零不规范触电检查验收、监督整改17漏电保护失灵触电检查验收、监督整改1加强安全生产和安全法规教育，认真进行施工现场