解朝陽 (安徽省第一建筑工程公司,安徽 合肥 230031)
合肥某科技園技青蓮路雨水工程為D2400Ⅲ級鋼筋混凝土平口管,溝槽深度10m左右,長度480m。本工程施工重點涉及深溝槽開挖、大直徑管道吊裝與安裝,深溝槽回填等工程。
本工程施工場地開闊,無車輛和行人通行,附近無建筑物。施工準備期間編制了專項施工方案,并進行了專家論證,溝槽開挖采用多級平臺放大坡、大開挖方法施工,根據(jù)現(xiàn)場實際情況及管道埋深確定平臺級數(shù)(每級平臺2m~8m左右),有效降低邊坡高度,實際施工中嚴格按照專家論證后方案施工。
溝槽開挖采用2臺以上大型挖機傳遞挖土,其中一臺為長臂挖掘機,確保土方開挖遠離溝槽,減小對溝槽影響。按照測量放出的開挖線,進行第一級土方開挖,將表層3m左右厚的粘土層挖運出場外,上口寬度按照管徑的大小和開挖深度來確定,開挖深度10m,上口寬在40m左右。按照《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》(GB50268—2008) 確定開挖邊坡坡度為1:0.67~1:1之間,這樣可以有效降低邊坡的高度。第二層以后的土方開挖就地堆放,堆放高度不超過1.5m,堆放點離最上層槽邊距離不小于2m,以減小溝槽邊堆土對溝槽壁側(cè)向壓力,確保溝槽的穩(wěn)定性。
已知土的重度為 γ=19.5kN/m3,內(nèi)摩擦角 φ=13°,粘聚力 C取30kN/m3,開挖坡度1: 0.67,開挖坡度角 θ=56°。
根據(jù)下面公式得出溝槽邊坡穩(wěn)定時的允許開挖最大深度h。
h=2Csinθcosψ/γsin2[(θ-ψ)/2]
式中:γ—— 土的重度(kN/m3)
θ——邊坡的坡度角(°)ψ——土的內(nèi)摩擦角(°)c—— 土粘聚力(kN/m3)
h=2×30×sin56°×cos13°÷19.5×sin2[(56°-13°)÷2]<5
因此,按照1:1開挖3m~4m能確保邊坡的穩(wěn)定。結(jié)合現(xiàn)場實際情況,溝槽開挖剖面如圖1所示。
溝槽底部的開挖寬度,應(yīng)符合設(shè)計要求。B=D0+2( b1+b2+b3)式中:B——管道溝槽底部的開挖寬度
D0——管道外徑,這里管道外徑為2860mm
b1——管道一側(cè)的工作面寬度,這里取800mm
b2——有支撐要求時,管道一側(cè)支撐厚度,可取150mm~200mm
b3——現(xiàn)場澆筑混凝土或鋼筋混凝土管渠一側(cè)模板的厚度,這里取50mm 10m深溝槽上部開挖寬度為40m左右,D2400管道施工,槽底寬度不小于4.5m。
管道施工包括:溝槽開挖完成后地基處理、墊層澆筑、管道運輸、管道吊裝及安裝、管座澆筑、鋼絲網(wǎng)片抹帶、鋼筋混凝土現(xiàn)澆檢查井施工。
①管道地基處理應(yīng)符合設(shè)計要求,管道天然地基的強度不滿足設(shè)計要求時應(yīng)按照設(shè)計要求加固。
②槽底局部超挖或發(fā)生擾動時,超挖深度不超過150mm時,可用挖槽原土回填夯實,其壓實度不應(yīng)低于原地基土的密實度;槽底地基含水量較大,不宜壓實時,采用換填措施。
③排水不良造成地基土擾動時,擾動深度在100mm以內(nèi),宜填天然級配砂石或砂礫石處理;擾動深度在300mm以內(nèi),但下部堅硬時,宜填卵石或石塊,再用礫石填充空隙找平表面。
④設(shè)計要求換填時,應(yīng)按要求清槽,并經(jīng)檢查合格,回填材料應(yīng)符合設(shè)計要求或有關(guān)規(guī)定。
按照設(shè)計要求,Ⅲ級鋼筋混凝土平口管管道基礎(chǔ)采用C15商品混凝土澆筑。按照設(shè)計,D2400管道墊層澆筑寬度不小于33.5cm,厚度不小于34.5cm。
①溝槽開挖完成后在溝槽底每隔5m左右打高程控制樁,用控制樁控制混凝土墊層澆筑厚度及高程。
②墊層澆筑時,嚴禁擾動墊層下臥層及側(cè)壁軟弱土層,防止踐踏或受浸泡降低其強度。
③地下水位較高時,在坡腳處開一條深30cm、寬約20cm的排水溝,每個井段設(shè)置一個積水坑,積水坑內(nèi)放置水泵將積水及時排除。
④墊層完成后,經(jīng)驗收合格后應(yīng)立即進行下道工序施工。
管道采用專用平板車運輸,用葫蘆固定,保證運輸過程中的安全。運至現(xiàn)場的管道就近沿溝槽南側(cè)5m寬的平臺單排堆放,堆放時嚴禁管道中間有硬物頂撞,防止管道碰壞,同時服從現(xiàn)場調(diào)度排放,不得妨礙機械的通行。待用的管材要進行檢查驗收,如有裂縫等缺陷的管材不得使用,并做好記錄退回原廠,管節(jié)堆放必須在起重機工作幅度范圍內(nèi)。
①吊裝時安排專業(yè)人員指揮,施工范圍內(nèi)設(shè)安全圍擋,擺放安全指示牌,吊車、挖土機停放溝槽兩側(cè)開挖的平臺上,距離溝槽邊2m。由于D2400鋼筋混凝土管道重10t左右,吊車不得小于50t,鋼絲繩選擇不得小于φ18。管道安裝采用分段式下管,即將管道一節(jié)一節(jié)分別吊起后下入溝槽內(nèi)組對,采用挖機配合工人調(diào)整穩(wěn)管。為避免因緊密相接使管口破損,管道兩端應(yīng)預(yù)留約1cm的間隙。
②施工人員施工之前應(yīng)進行崗前安全、技術(shù)培訓(xùn),機械手必須持證上崗。排管前需檢查混凝土基礎(chǔ)標高、軸線,清除基礎(chǔ)表面淤泥、雜物及積水?;A(chǔ)上彈排管中心線,標高經(jīng)復(fù)核后方可排管,排管以控制管內(nèi)底標高為準。
③管道鋪設(shè)要嚴格按照操作規(guī)程進行,管道接口要符合設(shè)計要求,管道不得左右搖晃。
④排管鋪設(shè)結(jié)束后,必須進行一次綜合核查,當線形、標高、接口、管枕等符合質(zhì)量要求時,方可進行下道工序的施工。3.5管座澆筑
管道安裝結(jié)束,驗收合格后應(yīng)立即進行管座澆筑,管座澆筑采用C15商品混凝土,混凝土基礎(chǔ)支撐角度為120°。根據(jù)設(shè)計D2400Ⅲ級鋼筋混凝土平口管的管座各邊混凝土寬度不得小于53.6cm,高度不得小于71.5cm。對施工人員進行安全、技術(shù)交底,施工中混凝土澆筑振搗要密實。
管道外抹帶采用鋼絲網(wǎng)片和1:2.5水泥砂漿制作,按照規(guī)范要求外抹帶寬25cm、厚3.5cm;內(nèi)抹帶采用1:2.5水泥砂漿抹平,不能有阻水現(xiàn)象。
施工時,井底基礎(chǔ)與相鄰管道基礎(chǔ)同時澆筑,使兩者基礎(chǔ)澆筑條件一致,同時能減少搭接,避免因搭接不好產(chǎn)生裂縫引起不均勻沉降。井底基礎(chǔ)與管道基礎(chǔ)采用C15商品混凝土澆筑,井室及蓋板采用C30商品混凝土澆筑,溜槽采用C20商品混凝土澆筑。井體基礎(chǔ)及井體鋼筋綁扎嚴格按照設(shè)計圖紙施工,鋼筋綁扎注意預(yù)留洞口加筋、搭接處理及檢查井邊角鋼筋加密、搭接處理。井體與井蓋分離,中間抹三角灰,采用二次澆筑。
檢查井的預(yù)留支管口的直徑、方向、標高應(yīng)符合設(shè)計要求。管與井壁銜接應(yīng)圓順,預(yù)留支管口用磚砌筑封口并抹平。
管道安裝相關(guān)工序完成,經(jīng)驗收合格后方可進行回填工作。管底至管頂50cm處用10%灰土回填,壓實度≥90%,管頂50cm以上3m部分采用素土回填。
溝槽回填是管道工程中的一道重要工序,溝槽回填后,管頂以上的回填土將變?yōu)楣艿郎系呢Q向土壓力施加在管道結(jié)構(gòu)上。因此,采取措施減小豎向土壓力強度就意味著減小管道的荷載,采用“中松側(cè)實法”,先用手扶式振動夯或沖擊夯將管道兩側(cè)分層回填壓實,分層厚度為20cm,到管頂以上50cm后再采用壓路機壓實。
①回填溝槽土方時,如果溝槽內(nèi)有因降雨,地下滲水或施工用水造成積水應(yīng)先排除,并將表層被水浸泡過的軟弱土層清除。
②填筑土方前要對土質(zhì)、鋪筑厚度、壓實機具進行綜合試驗,測定相關(guān)參數(shù),以作為施工質(zhì)量控制的依據(jù);填筑過程中由專業(yè)人員,按試驗參數(shù)對回填土進行控制,并及時取樣實驗檢測,確保回填質(zhì)量,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)不合格的填筑土方堅決返工。
市政道路施工重點是管道施工,特別是土方開挖和管道安裝,既要保證安全無事,還得保證質(zhì)量合格。所以在土方開挖前,要認真做好現(xiàn)場周邊地下情況調(diào)研,編制切實可行、有針對性的土方開挖和管道安裝專項施工方案,并組織專家論證。實踐證明,只要在施工過程中,按照批準的施工方案精心施工,嚴格按照設(shè)計圖紙、施工質(zhì)量驗收規(guī)范和施工方案執(zhí)行,施工質(zhì)量和安全就能得到有效的控制和保證。
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