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        南港泵站復(fù)雜地質(zhì)下地下連續(xù)墻施工技術(shù)

        2018-03-06 00:44:23李佩佩
        建筑機(jī)械 2018年2期
        關(guān)鍵詞:混凝土施工

        李佩佩

        1 工程概況

        本工程為天津南港某泵站地下進(jìn)水池項(xiàng)目,根據(jù)地質(zhì)報(bào)告,該地區(qū)為海相沉積層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,場地土質(zhì)自上而下依次為:雜填土、素填土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土,深基坑作業(yè)必須采取有效的支護(hù)措施[1]。因此一次池的墻壁就設(shè)計(jì)為由地下連續(xù)墻和鋼筋混凝土內(nèi)襯墻組成的復(fù)合墻體,地下連續(xù)墻兼土方開挖的支護(hù)結(jié)構(gòu)及一次池的墻板2種作用。

        一次池由一次鐵皮沉淀池、吸水井和提升泵房3部分組成,其中一次鐵皮沉淀池長14.7m、寬12m、深13m,吸水井長14m、寬6.3m、深13m,提升泵房長14m、寬8.5m、深11m。一次池外圍設(shè)計(jì)有1m厚封閉的地下連續(xù)墻,一次鐵皮沉淀池和吸水井之間為0.6m厚現(xiàn)澆隔墻,吸水井和提升泵房之間設(shè)計(jì)有0.6m厚地下連續(xù)墻。

        地下連續(xù)墻底標(biāo)高為-32m、-29m,混凝土為C30 S8,墻厚度為0.6m、1.0m,頂部設(shè)計(jì)有0.8m高冠梁1圈,內(nèi)襯墻板厚度為0.2m、0.5m。一次池底板厚1.5m,設(shè)計(jì)有200mm厚碎石墊層和300mm厚混凝土墊層。

        地下連續(xù)墻施工完畢后,在其內(nèi)部開挖土方至設(shè)計(jì)標(biāo)高,然后施工底板、內(nèi)襯墻及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。一次池地上為排架結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)有預(yù)制吊車柱、吊車梁及走道板(如圖1,安裝有桁車及抓斗)。

        圖1 地下連續(xù)墻剖面圖

        2 施工規(guī)劃

        本工程計(jì)劃工期為3.5個(gè)月,按施工計(jì)劃先施工地下連續(xù)墻,然后施工地下連續(xù)墻頂部冠梁。在地下連續(xù)墻內(nèi)部挖土,挖至-9.5m處施工地下連續(xù)墻內(nèi)撐結(jié)構(gòu),開挖-9.5m以下土方至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,再施工底板、內(nèi)襯墻板及內(nèi)部結(jié)構(gòu),最后吊裝上部預(yù)制結(jié)構(gòu)。

        考慮工期因素,與甲方、監(jiān)理及設(shè)計(jì)院聯(lián)系后,本工程做了如下2個(gè)重要變更:

        (1)為防止在土方開挖過程中地下連續(xù)墻因土壓力過大而破壞,地下連續(xù)墻內(nèi)部-9m處設(shè)計(jì)有鋼筋混凝土內(nèi)撐結(jié)構(gòu)。該支撐結(jié)構(gòu)待一次池底板施工完畢后破除,屬臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)。

        鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到100%后才能進(jìn)行土方開挖,混凝土強(qiáng)度增長需要較長時(shí)間,而工期只有短短3.5個(gè)月。與甲方、監(jiān)理和設(shè)計(jì)院聯(lián)系后,將鋼筋混凝土支撐改為鋼支撐結(jié)構(gòu)。

        在施工地下連續(xù)墻時(shí)在墻板內(nèi)側(cè)預(yù)埋鋼板,土方開挖至-9.5m后,將預(yù)埋鋼板鑿出,安裝工字鋼牛腿做為H型鋼圍檁的支點(diǎn)。為保證H型鋼圍檁能與地下連續(xù)墻壁緊密相接,在H型鋼支撐安裝完成后,將H型鋼圍檁與地下連續(xù)墻之間縫隙用高強(qiáng)無收縮灌漿料灌實(shí)。

        (2)原設(shè)計(jì)地下連續(xù)墻內(nèi)部土方開挖后,鑿除地下連續(xù)墻鋼筋保護(hù)層,將內(nèi)襯墻板鋼筋拉鉤與地下連續(xù)墻主筋焊接(如圖2)。此工序工作量大,且用時(shí)較長,與甲方和設(shè)計(jì)院聯(lián)系后,將焊接連接改為植筋,同時(shí)地下連續(xù)墻表面泥土清理沖洗干凈、墻面鑿毛。

        圖2 原設(shè)計(jì)內(nèi)襯墻拉鉤鋼筋與地下連續(xù)墻主筋焊接

        該變更在很大程度上縮短了工期,且有效地降低了工作量,確保了工程能按工期計(jì)劃順利完成。

        一次池主要工序施工流程如下:

        定位放線→導(dǎo)墻施工→地下連續(xù)墻分段施工→破除導(dǎo)墻→冠梁施工→土方開挖、地下連續(xù)墻面鑿毛、植筋→開挖至-9.5m、鋼支撐結(jié)構(gòu)施工→開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高、施工200mm厚碎石墊層及300mm厚混凝土墊層→底板施工→鋼支撐結(jié)構(gòu)拆除→內(nèi)襯墻壁、現(xiàn)澆隔墻一次施工→內(nèi)襯墻壁、現(xiàn)澆隔墻二次施工→內(nèi)部平臺(tái)及擋水板施工→上部預(yù)制柱、吊車梁及走道板吊裝→注漿。

        3 主要施工方法及技術(shù)措施

        3.1 地下連續(xù)墻施工

        根據(jù)地質(zhì)報(bào)告,地下連續(xù)墻采用液壓抓斗成槽機(jī)成槽,鋼筋籠現(xiàn)場制作,整體吊裝入槽,采用導(dǎo)管灌注水下混凝土。

        地下連續(xù)墻底標(biāo)高為-32m、-29m,墻厚度為0.6m、1.0m,將地下連續(xù)墻按標(biāo)高和墻厚不同,分為A、B、C3種類型共20個(gè)槽段。

        (1)成槽。

        成槽采用液壓抓斗成槽機(jī),該抓斗機(jī)起吊能力大,成槽精度高,工效高,其成槽深度可達(dá)55m,成槽厚度為0.6~1.2m,每抓長度2.8m。槽段開挖采用跳槽法施工,即先施工1、3、5……槽段,再施工中間的2、4……槽段。開始挖槽以前,要在槽孔位置的導(dǎo)墻內(nèi)注滿泥漿,同時(shí)在泥漿池內(nèi)要預(yù)先準(zhǔn)備好足夠一個(gè)單元槽段使用的泥漿。地下連續(xù)墻槽段接頭采用鎖口管接頭形式[2]。

        成槽時(shí),首先將抓斗中心對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)墻上所標(biāo)志的挖槽中心位置,固定成槽機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置,慢慢將抓斗放入導(dǎo)墻內(nèi),待抓斗在其自重壓力之下吃入土層之后,通過液壓裝置使抓斗閉合抓土。抓斗閉合后即將抓斗提出地面,排出斗內(nèi)泥漿,旋轉(zhuǎn)起重臂將土排出。挖出的土應(yīng)及時(shí)全部運(yùn)走,不得堆在連續(xù)墻周圍,以防增加側(cè)壓,造成槽壁塌方[3]。

        成槽達(dá)到設(shè)計(jì)深度要求后,進(jìn)行一次清槽,用液壓抓斗將槽底沉碴抓干凈,才能進(jìn)行鋼筋籠的吊放。在安裝好鋼筋籠和澆灌砼前,再測一次沉碴厚度,如果沉碴厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,需進(jìn)行第二次清碴。清碴采用泥漿循環(huán)或氣舉反循環(huán)的方法進(jìn)行,達(dá)到要求后方可澆注混凝土[4]。

        (2)鋼筋籠的制作與吊放。

        鋼筋籠主筋與水平筋采用點(diǎn)焊。鋼筋籠四周2道加勁撐與其它鋼筋交點(diǎn)全部點(diǎn)焊,鋼筋籠鋼桁架主筋與水平鋼筋交點(diǎn)以及水平加強(qiáng)鋼筋與縱向鋼筋交點(diǎn)也全部點(diǎn)焊,其余縱橫交點(diǎn)采用50%梅花式交錯(cuò)焊,焊點(diǎn)必須牢固。

        鋼筋籠采用1臺(tái)100t履帶起重機(jī)及1臺(tái)50t汽車起重機(jī)配合吊放。100t履帶起重機(jī)直接用鋼絲繩起吊鋼筋籠頂部的吊點(diǎn),50t汽車起重機(jī)直接用鋼絲繩吊鋼筋籠中部配合抬起,且盡量起吊桁架處鋼筋。鋼筋籠起吊垂直后50t汽車起重機(jī)松鉤,由100t履帶起重機(jī)將鋼筋籠吊放到槽中,緩慢下放到位,插扁擔(dān)擱在導(dǎo)墻上放穩(wěn)鋼筋籠,并卸掉扣件和鋼絲繩[5]。

        (3)地下連續(xù)墻水下混凝土澆筑。

        鋼筋籠安裝合格后,在導(dǎo)墻上安放澆灌平臺(tái),然后用起重機(jī)安放φ250mm的導(dǎo)管,其單節(jié)長度有1m、2m、2.65m、2.8m、3m等多種規(guī)格長度,根據(jù)孔深組合使用不同長度導(dǎo)管。再安裝漏斗,每個(gè)槽段安放2套導(dǎo)管。

        混凝土采用商品混凝土,混凝土的施工參數(shù)如下:混凝土強(qiáng)度C30,抗?jié)B等級(jí)S10。水灰比應(yīng)小于0.5,水泥用量不宜少于370kg/m3,塌落度為180mm~220mm,粗骨料最大粒徑不應(yīng)大于30mm。

        混凝土澆灌時(shí),每個(gè)槽段檢查坍落度不得小于2次。每車混凝土從投料加水起,最好在1h以內(nèi)澆灌完,超過1h時(shí)應(yīng)進(jìn)行坍落度檢查,不合格時(shí)不得使用,不得任意加水?;炷寥氩蹠r(shí)的坍落度宜為180~220mm,擴(kuò)散度宜為340~380mm。每作業(yè)班抽檢混凝土坍落度不少于2次,并作好記錄。

        單元槽段澆灌速度應(yīng)盡量快,澆灌上升速度應(yīng)大于2m/h。每一單元槽段的混凝土澆灌要連續(xù)進(jìn)行,不得中斷,直至澆灌完畢。

        混凝土在澆灌過程中,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管內(nèi)混凝土下灌不暢通時(shí),可用吊車將導(dǎo)管上下提動(dòng),但不得將導(dǎo)管提出混凝土表面,上下抽動(dòng)范圍不得超過1m,混凝土澆灌過程中,導(dǎo)管不能作橫向運(yùn)動(dòng),否則會(huì)把沉渣和泥漿混入混凝土中。

        混凝土澆灌過程中應(yīng)隨時(shí)掌握澆灌高度及混凝土表面高度?;炷翝补喔叨瘸苫炷翝补嗔抗浪阃?,還需用測錘隨時(shí)多點(diǎn)測定混凝土高度和上升情況以及它們的高差。

        為了保證墻頂部混凝土的質(zhì)量,混凝土按設(shè)計(jì)標(biāo)高要求超灌500mm。

        (4)應(yīng)急預(yù)案。

        成槽:本工程槽段較深,成槽過程中若發(fā)生抓斗卡在槽中,不得強(qiáng)行提抓斗,可下打撈勾,利用100t起重機(jī)提起抓斗或沖錘。

        混凝土澆筑:在地下連續(xù)墻混凝土澆筑過程中,若發(fā)生導(dǎo)管提空時(shí),此時(shí)不能直接澆筑混凝土,需在料斗內(nèi)放入混凝土塞,然后注滿混凝土,將導(dǎo)管底口提至離混凝土面0.5m處,再將混凝土塞剪斷,繼續(xù)將混凝土放入料斗內(nèi),同時(shí)將導(dǎo)管插入混凝土中即可連續(xù)澆筑混凝土。

        3.2 地下連續(xù)墻內(nèi)部土方開挖

        地下連續(xù)墻-9m處設(shè)計(jì)有鋼支撐,-9m以上土方可采用挖掘機(jī)開挖,-9m以下因鋼支撐及開挖深度,土方開挖困難。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,一次池-9.5m以上的土方開挖采用長臂挖機(jī)挖土,-9.5m以下采用小型挖機(jī)在鋼支撐底部挖土,人工配合清底。開挖的土方堆放在地下連續(xù)墻一側(cè),采用伸縮臂抓斗倒運(yùn)到自卸汽車運(yùn)走。

        3.3 底板施工

        土方開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,聯(lián)系甲方、監(jiān)理、設(shè)計(jì)及勘測單位驗(yàn)槽后即進(jìn)行200mm厚碎石墊層及300mm厚混凝土墊層施工。施工地下連續(xù)墻時(shí)預(yù)留有底板插筋,將地下連續(xù)墻保護(hù)層鑿除,鑿出插筋后拉直,與底板鋼筋綁扎。底板與地下連續(xù)墻之間按設(shè)計(jì)放置有擠塑苯板。為防止?jié)B水,底板與內(nèi)襯墻板施工縫埋設(shè)3mm厚鋼板止水帶,施工縫設(shè)置在地板上300mm處。

        3.4 內(nèi)襯墻板施工

        內(nèi)襯墻板從-13m~-0.8m,高12.2m,分2次施工,第1次施工至-6m,第2次施工-6m以上,施工縫埋設(shè)3mm厚鋼板止水帶。墻板模板采用螺桿對(duì)拉,對(duì)拉螺桿與內(nèi)襯墻板Φ14螺紋鋼拉鉤焊接。

        地下連續(xù)墻頂部冠梁施工時(shí)預(yù)留有內(nèi)襯墻板插筋,考慮內(nèi)襯墻板頂板與冠梁間混凝土不容易澆注密實(shí),在施工冠梁時(shí)預(yù)留有混凝土下料孔(如圖3)。

        在內(nèi)墻板上部預(yù)留有混凝土振搗孔,待混凝土澆注至預(yù)留振搗孔時(shí),將預(yù)留孔封閉,從下料孔振搗混凝土,同時(shí)用小錘在模板外擊打振搗,直至混凝土振搗密實(shí)。

        圖3 預(yù)留有混凝土下料孔

        4 結(jié)束語

        在地下連續(xù)墻施工中,針對(duì)本工程特點(diǎn),合理的安排了流水作業(yè)施工,加快了施工進(jìn)度。地下連續(xù)墻分20段,一個(gè)槽段土方開挖完成,即進(jìn)行鋼筋籠吊裝,緊接著晚上澆筑混凝土,同時(shí)進(jìn)行下一個(gè)槽段鋼筋籠焊接工作?,F(xiàn)場工人分2班作業(yè),用了短短1個(gè)月時(shí)間完成地下連續(xù)墻施工,平均1天班完成1段。因場地狹小,在澆注混凝土的同時(shí)不能進(jìn)行下一個(gè)槽段的土方開挖工作,否則施工進(jìn)度還可加快。本工程最終如期完成,并有效解決了地下連續(xù)墻施工中常見的成槽過程中坍槽、基坑開挖后墻體滲水等現(xiàn)象,得到甲方及監(jiān)理的好評(píng)。

        [1] 劉從友. 江蘇某港口碼頭地下連續(xù)墻泥漿槽壁穩(wěn)定性研究[J]. 城市住宅,2017(02):34-36.

        [2] 陸世彪,楊杰. 地下連續(xù)墻技術(shù)在多布水電站軟基開挖中的應(yīng)用[J]. 西北水電,2017(02):77-79.

        [3] 蘇孝敏,毛靳周. 粉砂土地基淺埋式地下連續(xù)墻無泥漿固壁施工技術(shù)研究[J]. 中國水能及電氣化,2017(06):23-24.

        [4] 蓋士飆. 泵站深基坑施工中地下連續(xù)墻的技術(shù)研究[J]. 民營科技,2017(08):56-58.

        [5] 劉海樂,楊林.地下連續(xù)墻在南水北調(diào)工程中的運(yùn)用[J]. 中國水利,2017(14):51-52.

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