楊玉山,陳 慶,尤學勝
(郯城縣水利局,山東 郯城 276100)
鋼筋混凝土地下連續(xù)墻被廣泛地應用于軟弱的沖積地層、中硬的地層、密實的砂礫層,各種軟巖和硬巖等建筑物基礎處理、水庫除險加固的項目地基處理中,已經(jīng)成為結構物的一部分或當作主體結構。
洪福寺攔河閘工程位于臨沂市郯城縣洪福寺村西側沂河干流上,主河槽及河漫灘地面高程為36.1~40.78 m,地層分部主要為中粗砂、礫質(zhì)粗砂,底高程為19.3~26.5 m。鉆孔揭示深度范圍內(nèi)場區(qū)地下水主要為第四系孔隙潛水,第四系孔隙潛水主要賦存于河床、一級階地礫質(zhì)粗砂、中粗砂中,滲透系數(shù)大,具強透水性,含水層厚度較大一般為8~20 m。護坦、鋪蓋、海漫及消力池等底板均坐落在中粗砂上,該砂層屬可能液化砂層,具強透水性,抗?jié)B、抗沖能力差,為消除下游砂基沖刷隱患,在洪福寺閘護坦末端,采用C30鋼筋混凝土連續(xù)墻施工工藝,墻厚0.4 m,深15.9 m,成墻總長578.4 m。
根據(jù)施工圖設計結構尺寸,自防沖墻左岸起始樁開始,使用全站儀沿著軸線每距48.0 m(8個槽段)設置控制點,測放導墻施工控制線;同時使用水準儀,每12.0 m(2個槽段)設置高程點。
1)施工平臺。施工平臺主要包括導墻、渣料臨時堆放場、運輸?shù)缆?、抓斗作業(yè)平臺等。由于是項目為砂質(zhì)地基,本工序采用以防沖墻軸線為準,向左右兩側分別延伸9.0 m為導墻施工平臺,其中以防沖墻軸線為準向兩側1.5 m的導墻范圍內(nèi),采用黏土換填深2.0 m制作,以備導墻施工;導墻以外采用黏土換填50.0 cm進行制作,采用碾壓機每30.0 cm碾實回填。
2)導墻施工。導墻采用“┓┏”型現(xiàn)澆鋼筋混凝土形式,強度等級為C20,導墻高1.5 m、寬1.0 m、厚度0.3 m、鋼筋保護層厚度5.0 cm。
3)槽段劃分。根據(jù)設計、施工和地質(zhì)、槽壁的穩(wěn)定性等因素,確定槽孔長度按照6.0 m分段,共劃分為96個槽段并用紅色油漆箭頭在導墻上進行編號標識,防沖墻槽分為Ⅰ期槽和Ⅱ期槽施工。
洪福寺閘基礎地質(zhì)均為砂性土,施工前根據(jù)砂基性質(zhì)比選泥漿材料及泥漿配比,泥漿配比與性能參數(shù)詳見表1所示。
表1 泥漿配制、管理性能指標表
新制泥漿應存放24 h以上,并不停攪拌,使膨潤土充分水化后方可使用。循環(huán)泥漿采用管道輸送回收,循環(huán)池沉淀處理,合格泥漿轉(zhuǎn)入泥漿池中混合新漿使用,廢泥漿暫時儲存在廢漿池中,然后用挖掘機挖運至圍堰外棄。
本工程采用液壓抓斗成槽機開挖成槽,每個槽段采用三抓成槽法施工,每個槽段內(nèi)的施工順序為先抓兩側土體,后抓中心土體,防止抓斗兩側受力不均而影響槽壁垂直度,如此反復開挖直至設計槽底標高??孜恢行脑试S偏差不得大于3.0 cm,孔斜在4%范圍內(nèi),遇孤石控制在6%以內(nèi)。成槽后靜置4 h,并使槽內(nèi)泥漿比重小于1.3。
連續(xù)墻鋼筋籠尺寸為15.9 m×5.9 m,采用在平整度≤5 mm的C20混凝土平臺上加工,制作平臺尺寸根據(jù)鋼筋籠尺寸確定,長度取20 m,寬度取10.0 m;根據(jù)相應槽段尺寸、接頭型式及起吊能力,鋼筋籠制作嚴格按設計圖紙制作,鋼筋籠制作最大允許偏差:主筋間距為±1.0 cm;箍筋和加強筋間距為±2.0 cm;鋼筋籠長度為±5.0 cm;鋼筋籠彎曲度不大于1%。
鋼筋籠吊入槽孔時,吊車吊點中心對準槽段中心,緩慢沉放,確?;\底距設計槽底高程不小于30.0 cm。鋼筋籠入槽控制指標:后定位標高誤差為±5.0 cm;垂直墻軸線方向為±2.0 cm;沿墻軸線方向為±7.5 cm。
1)清孔及換漿。采用置換法進行清孔,主要是在挖槽結束后,對槽底土渣進行清除,在土渣還沒有來得及再次沉淀之前,用新泥漿把槽孔內(nèi)泥漿置換出槽外。
2)混凝土灌注。清槽完畢,泥漿經(jīng)檢查合格后(相對密度≤1.15,含砂率≤4%,pH 值 7~9,黏度<25 s),4 h內(nèi)開始灌注混凝土。每槽段設計混凝土量為38.0 m3,混凝土澆筑主要采用雙導管法實施,導管間距為3.0 m,導管距槽段端頭1.5 m。終澆混凝土面高程應高于設計要求0.5 m,確保使設計標高內(nèi)的混凝土質(zhì)量滿足設計要求。
1)鎖扣管接頭。本工程地下連續(xù)墻是由96個墻段連續(xù)拼接而成,為保持墻段之間連續(xù)施工,接頭采用鎖口管工藝。即在本槽段灌注混凝土前,在端部預插一根直徑和槽寬相等的鋼管,即鎖口管,是用無縫鋼管制作的,鋼管的壁厚8.0~15.0 mm,每節(jié)長度5.0~10.0 m。待混凝土初凝后將鋼管徐徐拔出,使端部形成半凹榫狀接頭。
2)鎖扣管施工方法。吊放鎖扣管時位置應當準確,下放時速度不應太快,防止在混凝土澆筑過程中擺動以及串漿后影響下個槽段的成槽。
3)鎖扣管的起拔。采用槽段混凝土灌注完成6 h后拔出鎖扣管。鎖扣管起拔用頂升架與吊機配合作業(yè),連續(xù)墻混凝土開始灌注后3 h用吊機上提一次鎖扣管,第一次上提0.2~0.3 m,以后每間隔1 h上提一次,每次提高0.5~1.0 m,往復進行。
1)施工中根據(jù)砂基地質(zhì)實際,適當提高泥漿配合比指標,嚴格控制,確保護壁性能。
2)施工平臺高程確保比地下水位高于2.0 m以上;砂基在成槽開挖中,極易塌孔,須采取管井法降低地下水頭壓力措施,確保開挖中槽段不塌方。
3)為確保鋼筋籠吊裝不變形,控制入槽,一是可采用附加橫梁、鐵扁擔和起吊支架等裝置,主桁架的兩根立筋作為標高控制的基準,并做好標記;二是可采用“S”型Φ14@1 500 mm架立筋焊接固定面層鋼筋網(wǎng),控制鋼筋籠整體穩(wěn)定性。
4)混凝土澆筑過程中,側壓力導致鋼筋籠兩邊保護層易變小,應增加控制保護層的焊接鋼筋支撐的密度。
5)地下連續(xù)墻底高程進入不透水層深度應不小于2.0 m。
通過現(xiàn)場抽檢成墻指標、取芯送檢、探地雷達法連續(xù)性檢測等數(shù)據(jù)表明,洪福寺攔河閘除險加固工程下游采用鋼筋混凝土連續(xù)墻結構,技術可行,經(jīng)濟合理,有效解決了下游水流對砂基的沖刷問題,確保了水閘結構安全,具有防沖效果好、工期短、可靠性高等優(yōu)點,類似砂基結構物基礎處理工程可參考采用。