金森平
上海建工七建集團(tuán)有限公司 上海 200050
上海建工醫(yī)院病房樓改建項(xiàng)目位于上海市虹口區(qū)中山北一路666號(hào),東至建工小區(qū),南至天峰公寓,西至中山北一路,北至中山北二路。
本工程新建1棟地上6層病房樓以及1層地下車庫(kù)。建筑占地面積890.3 m2,總建筑面積8 415 m2?;用娣e約2 670 m2,周長(zhǎng)約212 m。東側(cè)與南側(cè)采用單排φ1 000 mm@1 500 mm三軸水泥土攪拌樁內(nèi)插預(yù)制混凝土矩形構(gòu)件750 mm×300 mm@750 mm,西側(cè)和北側(cè)采用雙排φ850 mm@600 mm三軸水泥土攪拌樁內(nèi)套打φ800 mm@950 mm鉆孔灌注樁(圖1)。φ1 000 mm三軸水泥土攪拌樁止水帷幕東側(cè)樁長(zhǎng)16、16.5 m,南側(cè)樁長(zhǎng)18.5 m;φ850 mm三軸攪拌樁西側(cè)樁長(zhǎng)12.35、12.65 m,北側(cè)樁長(zhǎng)12.35 m。鉆孔灌注樁西側(cè)選用φ800 mm@950 mm形式,樁長(zhǎng)16.5、15.7 m,北側(cè)亦選用φ800 mm@950 mm形式,樁長(zhǎng)17.2 m。各圍護(hù)形式的水泥摻量為20%,采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥,水灰比1.5~2.0。
預(yù)制混凝土構(gòu)件截面為矩形(圖2),尺寸為750 mm×300 mm,間距750 mm,長(zhǎng)度為15.5、16.0、18.0 m。混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30(水下混凝土提高一級(jí))。
圖1 建工醫(yī)院基坑圍護(hù)體系平面
圖2 預(yù)制混凝土矩形構(gòu)件
本工程為在運(yùn)營(yíng)中醫(yī)院的改建項(xiàng)目,既要保證醫(yī)院的正常運(yùn)營(yíng),不影響院內(nèi)的正常工作和休息,又要順利完成施工。在如此復(fù)雜的環(huán)境條件下,為合理、安全地進(jìn)行施工,基坑?xùn)|、南兩側(cè)采取預(yù)制混凝土矩形構(gòu)件復(fù)合水泥土墻,保證圍護(hù)施工的順利實(shí)施。
基坑南側(cè)1 m范圍內(nèi)有院內(nèi)排水管道以及數(shù)棵幾十年樹(shù)齡的高大喬木,基坑?xùn)|側(cè)1.8 m外為醫(yī)院南北主干道及主要地下管線,且施工操作空間有限。為此在設(shè)計(jì)之初就考慮到這一特殊的周邊環(huán)境保護(hù)因素,結(jié)合實(shí)際工程情況,將鋼筋混凝土板樁與SMW工法樁墻相結(jié)合,即在水泥土攪拌樁內(nèi)插入剛度較大的預(yù)制混凝土矩形構(gòu)件,兩者結(jié)合形成復(fù)合水泥土墻體,類似攪拌樁板樁復(fù)合結(jié)構(gòu)。既彌補(bǔ)了水泥土攪拌樁剛度較其他圍護(hù)形式小的缺陷,又加強(qiáng)了SMW工法樁施工工藝的經(jīng)濟(jì)性和便捷性,是一種安全、高效和經(jīng)濟(jì)的圍護(hù)型式。
醫(yī)院內(nèi)新型圍護(hù)樁由于不需對(duì)預(yù)制板樁進(jìn)行拔除,且占用空間小,可以有效避免對(duì)周邊環(huán)境如樹(shù)木以及地下管線的損害,同時(shí)對(duì)病人及周邊居民的影響程度也降到了最小。
1)施工工藝流程:清除地下障礙物、平整場(chǎng)地→測(cè)量、放線→開(kāi)挖溝槽→設(shè)置導(dǎo)架、定位→機(jī)械設(shè)備就位→噴漿下鉆與提升→預(yù)制樁插入。
2)三軸攪拌樁止水帷幕施工采用重復(fù)套鉆,以確保墻體連續(xù)性、保證接頭的施工質(zhì)量。三軸攪拌樁的搭接施工,以及施工機(jī)械的垂直度補(bǔ)救都是依靠重復(fù)套鉆來(lái)保證的,從而確保止水效果(圖3)。
圖3 三軸攪拌樁止水帷幕的施工順序(套打連接)
預(yù)制樁750 mm×300 mm為專業(yè)廠家定制,并分段分次先后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)。預(yù)制樁的構(gòu)件尺寸、規(guī)格要求、配筋率均嚴(yán)格滿足設(shè)計(jì)要求。樁體表面外觀平面密實(shí),局部蜂窩的缺損面積不得超過(guò)樁身表面總面積的0.5%,并應(yīng)不過(guò)分集中。由于混凝土收縮而產(chǎn)生的裂縫寬度≤20 mm,寬度≤0.5 mm。樁頂、樁尖處嚴(yán)禁有蜂窩、麻面、裂縫和掉角。
待攪拌樁施工完畢后0.5 h,將預(yù)制混凝土矩形構(gòu)件插入攪拌樁內(nèi),施工前需確保垂直度。構(gòu)件插入依靠自重插入,嚴(yán)禁采用多次重復(fù)起吊并松鉤下落的插入方法。
采用50 t汽車吊,起吊用鋼絲繩為φ28 mm的鋼絲繩2根,起吊用卸扣為10 t節(jié)的卸扣2只。
預(yù)制混凝土矩形構(gòu)件的吊裝,采用兩點(diǎn)起吊法;矩形構(gòu)件插入攪拌樁內(nèi)時(shí),采用單點(diǎn)起吊法。吊裝過(guò)程中,在構(gòu)件下處設(shè)置一個(gè)樁端保護(hù)器,以防構(gòu)件端部受撞擊損壞。樁端保護(hù)器隨著矩形構(gòu)件逐步垂直過(guò)程中,自由轉(zhuǎn)動(dòng)承托矩形構(gòu)件的端部,直到矩形構(gòu)件垂直起吊,并懸空離地?,F(xiàn)場(chǎng)采用50 t吊機(jī)吊裝預(yù)制矩形構(gòu)件,根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,插入規(guī)定位置。
吊裝過(guò)程中,先依靠構(gòu)件自重往下插到一定深度,而后采用吊機(jī)懸掛振動(dòng)錘,鉗制矩形構(gòu)件頂?shù)倪B接鋼板,將矩形構(gòu)件緩慢插入(圖4)。
圖4 預(yù)制混凝土矩形構(gòu)件起吊示意
在三軸攪拌樁溝槽上方架設(shè)好定位用型鋼及定位卡,固定插入預(yù)制矩形構(gòu)件的平面位置,確保定位卡牢固、水平。之后將預(yù)制矩形構(gòu)件中心對(duì)準(zhǔn)樁位中心,并沿著定位卡緩慢且垂直地插入攪拌樁內(nèi)[1-4]。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)高控制點(diǎn),利用水準(zhǔn)儀將其引到定位用型鋼上。根據(jù)定位用型鋼與預(yù)制矩形構(gòu)件頂標(biāo)高的高差,采用焊接φ25 mm吊筋或8#槽鋼用以控制矩形構(gòu)件的頂標(biāo)高,誤差控制在3 cm以內(nèi)。
待攪拌樁達(dá)到一定的硬化強(qiáng)度后,再撤除φ25 mm吊筋及相應(yīng)型鋼。
若預(yù)制矩形構(gòu)件下插達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高,則提升預(yù)制構(gòu)件,重復(fù)下插施工,并使其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高,結(jié)合采用振動(dòng)錘送入的方法,下插過(guò)程中始終跟蹤控制預(yù)制構(gòu)件垂直度。
根據(jù)圍護(hù)設(shè)計(jì)圖紙,順利完成了預(yù)制樁的全部吊裝施工。
4.2.1 ?圍護(hù)頂部垂直位移和水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)
在深基坑施工過(guò)程中,基坑圍護(hù)頂布設(shè)WD01~WD08共10個(gè)垂直位移及水平位移測(cè)點(diǎn),錄得各測(cè)點(diǎn)在監(jiān)測(cè)工作結(jié)束時(shí)的變形數(shù)據(jù)(圖5、圖6),預(yù)制混凝土矩形構(gòu)件涉及點(diǎn)為WD03~WD06。
從圖5、圖6可以看出,圍護(hù)頂部總體變化不大,在垂直方向上位移最大值為-19.5 mm;在水平方向上位移最大值為+29.0 mm。
圖5 圍護(hù)頂水平位移變化曲線
圖6 圍護(hù)頂垂直位移變化曲線
4.2.2 ?圍護(hù)體系測(cè)斜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)
在圍護(hù)體系布設(shè)CX01~CX05共5個(gè)測(cè)斜孔,預(yù)制混凝土矩形構(gòu)件涉及點(diǎn)為CX03、CX04,錄得相應(yīng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(圖7、圖8)。
圖7 CX03孔變形曲線
圖8 CX04孔變形曲線
從基坑樁基施工開(kāi)始,到基坑回填完畢,監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)趨于收斂。本工程的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受了開(kāi)挖等外力的考驗(yàn),確保了基坑的穩(wěn)定,保障了周邊復(fù)雜環(huán)境的安全。
本工程的圍護(hù)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工及基坑監(jiān)測(cè)的應(yīng)用表明,預(yù)制混凝土矩形構(gòu)件復(fù)合水泥土墻在復(fù)雜環(huán)境條件下具有安全方便、施工效率高、基坑變形小、綠色環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn),在越來(lái)越多的市區(qū)復(fù)雜環(huán)境工程中具有良好的推廣前景。