项目7季节性地基基础施工

1单元7季节性地基基础施工冬期地基基础施工7.1雨期地基基础施工7.2冬雨期施工的安全技术7.32地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工7.1.1冬季地基基础施工的特点冬期施工所采取的技术措施是以气温作为依据的。各分项工程冬期施工的起讫日期，在有关施工规范中均做了明确的规定。冬期施工有以下几个特点：1）冬期施工是质量事故的多发期。在冬期施工中，长时间持续负低温、大的温差、强风、降雪和反复的冻融，经常造成建筑施工的质量事故。据资料分析，有三分之二的工程质量事故发生在冬期，尤其是混凝土工程。3地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工2）冬期施工质量事故的发现有滞后性。冬期发生质量事故往往不易觉察，到春天解冻时，一系列质量问题才暴露出来。这种事故的滞后性给处理质量事故带来很大的困难，处理不恰当，将会影响建筑物的使用寿命。3）冬期施工的计划性和准备工作时间性很强。冬期施工时，常由于时间短，仓促施工，容易出现质量事故。4地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工7.1.2土方工程的冬期施工土在结冻时其机械强度大大提高，使土方工程冬期施工造价增高，工效降低。寒冷地区土方工程施工一般宜在入冬前完成。若必须在冬期施工时，其施工方法应根据本地区气候、土质和冻结情况并结合施工条件进行技术经济比较后确定。施工前应周密计划，做好准备，以便做到连续施工。5地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工1.土壤的防冻保温土壤的防冻保温是在冬季来临时，土层未冻结之前，采取一定的措施使基础土层免遭冻结或减少冻结的一种方法。在土方冬期开挖中，土的保温防冻法是最经济的方法之一，常用的做法有翻松耙平防冻、雪覆盖防冻和隔热材料防冻等。1）翻松耙平法。翻松耙平法是在土壤冻结之前，将预先确定的冬期土方作业地段上的表层土翻松耙平，利用松土中许多充满空气的孔隙来降低土壤的导热性，达到防冻的目的。翻耕的深度一般在25～30cm，其宽度宜为开挖时冻结深度的两倍加基槽（坑）底宽之和。6地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工2）雪覆盖防冻法。在初冬积雪量大的地区，可以利用雪的覆盖作为保温层来防止土的冻结。雪覆盖防冻的方法可视土方作业的特点而定。对大面积的土方工程可在地面上设篱笆，或筑雪堤，其高度h为50～100cm，其间距宜为10～15m，设置时应使其长边垂直于主导风向，如图7.1所示。对面积较小的基槽（坑）土方开挖，可在土冻结前、初次降雪后在地面上挖积雪沟，沟深30～50cm，宽度为预计深度的两倍与槽（坑）底宽之和。施工时在挖好的沟内应很快用雪填满，以防止未挖土层的冻结，如图7.2所示。7地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工8地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工3）保温材料覆盖法。面积较小的基槽（坑）的防冻，可直接用保温材料覆盖。常用保温材料有炉渣、锯末、膨胀珍珠岩、草袋、树叶等，再加盖一层塑料布。在已开挖的基槽（坑）中，靠近基槽（坑）壁处覆盖的保温材料需加厚，以使土壤不致受冻或冻结轻微，如图7.3所示。对未开挖的基坑，保温材料铺设宽度为两倍的土层冻结深度与基槽（坑）底宽度之和，如图7.4所示。9地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工10地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工2.冻土的融化由于土在冻结时的机械强度大大提高，冻土的抗压强度比抗拉强度大2～3倍，因此冬期土方施工可采取先将冻土破碎或利用热源将冻土融化，然后再挖掘。为了有利于冻土挖掘，可利用热源将冻土融化。融化冻土的方法有循环针法、烟火烘烤法和电热法三种，后两种方法因耗用大量能源，施工费用高，使用较少，只用在面积不大的工程施工中。融化冻土的施工方法应根据工程量大小、冻结深度和现场条件综合选用。融化时应按开挖顺序分段进行，每段大小应适应当天挖土的工程量。冻土融化后，挖土工作应昼夜连续进行，以免因间歇而使地基土重新冻结。11地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工1）循环针法。循环针分为蒸汽循环针和热水循环针两种，如图7.5所示。①蒸汽循环针法。它是将管壁钻有孔眼的蒸汽管插入事先钻好的冻土孔内。蒸汽管直径D一般为20～25mm，其下端应封死，冻土孔径宜为30～70mm，间距不大于1m，插入深度视土的冻结深度确定。然后通入低压蒸汽，借蒸汽的热量来融化冻土。由于蒸汽融化冻土会破坏土的结构、降低地基承载力，故此法不宜用于开挖基槽（坑）。②热水循环针法。它是用直径为60～150mm的双层循环热水管按梅花形布置，间距不超过1.5m，管内用40～50℃的热水循环供热。12地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工13地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工2）烟火烘烤法。烟火烘烤法适用于面积较小、冻土不深，且燃料便宜的地区。常用锯末、谷壳和刨花等作燃料。在冻土上铺杂草、木柴等引火材料，燃烧后撒上锯末，上面压数厘米的土，让它不起火苗地燃烧（250mm厚的锯末，其热量经一夜可融化约300mm厚的冻土）。开挖时分层分段进行，烘烤时应做到有火就有人，以防引起火灾。14地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工3）电热法。电热法通常用直径为16～25mm的下端带尖钢筋作电极，将电极钢筋打到冻土层以下150～200mm的深度，并露出地面100～150mm，做梅花形布置，其间距见表7-1。加热时间视冻土厚度、土的温度、电压高低等条件而定。通电加热时，可在冻土上铺100～250mm厚的锯末，用质量分数为1%～2%的氯盐溶液浸湿，以加快表层冻土的融化。电热法效果最佳，但能源消耗量大、费用高，仅在土方工程量不大时或紧急工程中采用。15地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工采用此法时，必须有周密的安全措施，应由电气专业人员担任通电工作，工作地点应设置警戒区，通电时严禁人员靠近，防止触电。16地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工3.冻土的开挖冻土的开挖宜采用剪切法，具体的开挖方法一般有人工法、机械法和爆破法三种。1）人工法开挖。人工法开挖冻土适用于开挖面积较小和场地狭窄，不具备用其他方法进行土方破碎、开挖的工程。开挖时一般用大铁锤和铁楔子劈冻土（图7.6）。施工中1人掌楔，2～3人轮流打大锤，一个组常用几个铁楔，当一个铁楔打入土中而冻土尚未脱离时，再把第二个铁楔在旁边的裂缝上加进去，直至冻土剥离为止。为防止震手或误伤，铁楔宜用粗铁丝做成把手。施工时掌铁楔的人与掌锤的人不能脸对着脸，必须互成90°，同时要随时注意去掉楔头打出的飞刺，以免飞出伤人。17地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工18地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工2）机械法开挖。当冻土层厚度在0.5m以内时，可用推土机、铲运机或中等动力的普通挖掘机施工开挖。当冻土层厚度在0.5～1.0m之间时，可用大功率推土机、拖拉机牵引的专用松土机破碎冻土层。当冻土层厚度在1.0～1.5m之间时，可采用重锤冲击破碎冻土，重锤可由铸铁制成楔形或球形，重量宜为2～3t，如图7.7所示。最简单的施工方法是用风镐将冻土破碎，然后用人工和机械挖掘运输。19地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工20地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工3）爆破法开挖。爆破法适用于冻土层较厚、面积较大的土方工程。这种方法是将炸药放入直立爆破孔中或水平爆破孔中进行爆破，冻土破碎后用挖土机挖出，或借爆破的力量向四周崩出，做成需要的沟槽。冻土深度在2m以内时，可以采用直立爆破孔（图7.8a）。冻土深度超过2m时，可采用水平爆破孔（图7.8b）。21地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工22地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工爆破孔断面的形状一般是圆形，直径为50～70mm，排列成梅花式，爆破孔的深度约为冻土厚度的0.6～0.85倍。爆破孔的间距等于1～2倍最小抵抗线长度，排距等于1.5倍最小抵抗线长度（药包中心至地面最短距离）。爆破孔可用电钻、风钻、钢钎钻打而成。爆破冻土所用炸药有黑色炸药、硝铵炸药及TNT炸药等。工地上通常所用的硝铵炸药呈淡黄色，燃点在270℃以上，比较安全。23地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工冻土爆破必须在专业技术人员指导下进行，严格遵守雷管、炸药的管理规定和爆破操作规程。距爆破点50m以内应无建筑物，200m以内应无高压线。当爆破现场附近有居民或精密仪表等怕振动的设备时，应提前做好疏散及保护工作。冬期施工严禁使用任何甘油类炸药，因其在低温凝固时稍受振动即会爆炸，十分危险。24地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工4.冬期回填土施工冬期回填土应尽量选用未受冻的、不冻胀的土壤进行回填施工。填土前，应清除基础上的冰雪和保温材料；填方边坡表层1m以内不得用冻土填筑；填方上层应用未冻的、不冻胀的或透水性好的土料填筑。冬期填方每层铺土厚度应比常温施工时减少20%～25%，预留沉降量应比常温施工时适当增加。用含有冻土块的土料作回填土时，冻土块粒径不得大于150mm，其含量（按体积计）不得超过30%；铺填时，冻土块应均匀分布、逐层压实。25地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工7.1.3基槽（坑）冬期验槽（1）冬期进行验槽时，应先了解基坑完成时间，如果基坑完成时间和验槽时间间隔较大，应怀疑基坑表层土的冻结现象。在现场检查时，应对土的状态进行鉴别判断，仔细观察土的温度、强度和土样温度升高后的强度变化等情况，如有冻结现象，可将冻结层清除，对冻结层以下的土进行检验。26地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工（2）当基坑内有积雪或积冰时，对冰雪下的土的状态不好检验，可能漏掉局部软土或不均匀土的存在现象，导致验槽错误。因此，在验槽之前应对基坑内的积雪和局部积冰进行清扫，把地基土完全暴露，并注意冰下土的状态。对已覆盖保温的基坑，应分段将保温层揭开进行检查。27地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工（3）基坑中的坑、枯井、洞穴等附近容易出现冻土厚度不均匀现象，即在坑、枯井、洞穴位置冻土厚度较大，基坑开挖时，大面积冻土挖净后，在坑、枯井、洞穴部位可能还有残留冻土。在验槽时，如果不引起注意，可能给工程留下隐患。因此验槽之前，应首先对场地的地下工程进行核对，对原有的土（水）坑、各种井和菜窖等人工洞穴进行专门检查，并重点检查土是否处于冻结状态，是否有局部松散或浸水软化的土层。28地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工（4）对于春融期开挖的基坑，如果基底容许留有残留冻土层，为了防止残留冻土层融化后出现不均匀融沉现象，在基础施工之前，应对基底的残留冻土层进行检查，对其融沉性进行评价，必要时对土的融沉性进行试验，确认冻土层厚度均匀、冻土实际状态与勘察资料一致后，再进行基础施工。29地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工（5）在验槽时，如果发现局部基坑表面已冻结，应对土的结构和冰晶结构进行观察，对土的冻胀性和融化后的强度进行判断，发现软土和冻胀性较强的土受冻后，必须清除干净，然后再进行基础施工。30地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工（6）在基础施工前，应认真检查基坑开挖深度是否达到设计要求，如果基础埋深小于基础周围地基土的冻结深度，当基底土作用于基础底面的法向冻胀力大于基础上部荷载时，基础将在基底土的法向冻胀力作用下发生位移（图7.9）。当基底土的冻结深度、冻胀性、上部荷载分布等出现不均匀现象时，基础将在不均匀冻胀作用下出现破坏现象。31地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工32地基与基础工程施工项目7.1冬期地基基础施工7.1.4地基处理冬期施工1.灰土与砂石地基1）冬期应避免大面积砂石换填施工，如果必须进行施工，应控制施工速度，保证每层砂石不出现冻结现象，可对填完的砂石层采取保温措施，或保证已出现冻结的砂石层表面不出现扰动现象。2）当基坑底排水条件不好或基坑处于斜坡上方向时，应尽量在夏季进行水撼法换填施工，使浸入相邻建筑地基的水有足够的时间渗入地基深层，避免相邻建筑发生冻害。33地基与基础工程