倪 磊
(上海市水利工程集團有限公司,上海 201612)
南黃泵站拆除工程范圍包括泵閘室段、外河海漫及防沖槽段。泵閘室長16m、寬10.8m,閘室段地面標高為4.0m,閘室頂標高為4.7m,底板底標高為-0.7m,墊層底標高為-0.8m。具體結構剖面圖如圖1所示。外河海漫及防沖槽段長5.6m,兩側與新涇港東側護岸順接,下部為鋼筋混凝土導梁及拋石結構,導梁結構頂面標高0.5m,底標高-0.5~-1.2m;上部為C15素混凝土埂,標高為0.5~2.2m。具體結構縱剖面圖如圖2所示。
圖1 外河側橫剖面圖(單位:m)
圖2 泵閘縱結構剖面圖(單位:m)
泵閘西側為新涇港河道,常水位標高為2.5~2.8m。該工程為跨汛期施工,新涇港航道無法斷流,工程面臨非干地施工環(huán)境,影響工程拆除效率。
泵閘施工區(qū)域南側為新建泥漿池,距拆除結構邊線約20m。北側為進場泥漿干化機,距拆除結構邊線15m,與南黃泵閘拆除范圍較近,因此無法通過放坡開挖進行下部結構拆除;且泵閘東側緊鄰合川路,下部為鋼筋混凝土底板結構,難以施工拉森鋼板樁支護,影響拆除施工安全。泥漿池場地如圖3所示,泥漿干化機示意圖如圖4所示。
圖3 泥漿池
圖4 泥漿干化機
南黃泵站西側交通橋位置有兩路黑色光纜,南北向橫穿外河海漫段后入地,拆除過程中需對該管線做好保護工作。根據物探報告,南黃泵站周邊存在雨污水管線,且雨后閘室內出現黑臭水體,初步判斷為雨污水倒流進入南黃泵站內。
該工程泵閘頂板標高為4.7m,周邊土方標高經平整清理后為4.0m。泵閘段主體結構底標高為-0.8m,因此基坑深度(相對于地面)為4.8m??紤]到泵閘拆除直接影響后續(xù)圍護樁施工及場內便道布置,常規(guī)施工方案考慮選用施工時間較短的拉森鋼板樁圍護結構形式。具體布置如下:(1)南、西、北三側采用9m長密排拉森鋼板樁,頂標高為4.0m,底標高為-5.0m,嵌固深度為4.2m;東側受泵閘底部結構影響,鋼板樁入土有困難,因此采用6m長拉森鋼板樁,樁底標高為0.5m。東側鋼板樁依靠兩道圍檁與角撐起到擋土作用。(2)設置2道鋼支撐,第一道鋼支撐中心標高為3.50m,第二道鋼支撐中心標高為1.00m。鋼支撐包括沿基坑四周布置的鋼圍檁、橫向布置的鋼對撐、4個角上的角撐。鋼圍檁、角撐、對撐均采用300mm×500mmH型鋼。具體結構形式如圖5、圖6所示。
圖5 第一道鋼支撐平面布置圖(單位:mm)
圖6 第二道鋼支撐平面布置圖(單位:mm)
將南北兩側支護結構工況作為最不利條件,復核安全計算。整體穩(wěn)定性安全系數為1.47,坑底抗隆起安全系數為1.97,樁底抗隆起安全系數為2.25,均大于1.33的安全要求。
整體施工工藝流程:雨污水管道封堵→土方整平→泵閘室頂板拆除→拉森鋼板樁施工→翼墻拆除至3.0m標高→第一道鋼結構圍檁、對撐、角撐施工→翼墻拆除至0.5m標高→第二道鋼結構圍檁、對撐、角撐施工→底板及其他障礙物拆除清理→土方回填至0.5m標高→拆除第二道支撐→土方回填至3.0m標高→拆除第一道支撐→土方回填至原狀土標高→拔出拉森鋼板樁。
考慮到泵閘西側位置為基坑密排圍護灌注樁,該區(qū)域內混凝土結構需全部拆除,東側為新建副廠房獨立基礎灌注樁,非密排樁,泵閘結構無須全部拆除。因此,在常規(guī)施工方案基礎上優(yōu)化,針對不同區(qū)域制定對應拆除方案。
拆除施工前,先在南北側翼墻向兩側放坡開挖,坡比為1∶1.5,坡底標高為2.0m,施工平臺寬度為4m,開挖范圍為3m,對周邊場地影響較??;在南北側距離翼墻1m位置施工9m長密排拉森鋼板樁,樁頂標高為2.0m,挖機帶鎬頭下到施工作業(yè)平臺,對整個泵閘區(qū)域頂板及墻身進行拆除施工至2.0m。
(1)密排圍護樁范圍泵閘結構拆除。利用4道拆除后(2.0m標高)翼墻作為支撐結構,上部滿鋪1m×5m路基箱,形成作業(yè)平臺。挖機通過路基箱進入泵閘結構中部,由中間向兩側進行泵閘底板及墻身的拆除工作。(2)副廠房獨立基礎灌注樁范圍結構拆除。測量員對灌注樁樁位進行現場放樣,考慮到灌注樁樁徑600mm,因此樁中心1m范圍內頂板、底板混凝土結構需拆除,其余結構不會對灌注樁施工造成影響。其中,頂板可利用鎬頭機直接拆除,底板混凝土結構需由挖機下到路基箱平臺后拆除。
從拆除進度、施工成本、基坑安全性、周邊環(huán)境影響等方面,對常規(guī)拆除方案與優(yōu)化后拆除方案進行比選分析。(1)拆除進度方面。優(yōu)化方案減少了東側拉森鋼板樁支護、2道圍檁、2道對撐斜撐,同時拆除混凝土結構減少40%,施工進度預計提前20d;優(yōu)化后拆除方案泵閘區(qū)域內無對撐、斜撐,挖機作業(yè)不受支護結構影響,工效大幅度提升,預計進度提前約20d,累計節(jié)約工期約40d,為后續(xù)主基坑范圍內樁基施工節(jié)約了時間。(2)施工成本。由于基坑圍護工作量的減少,圍護結構施工成本降低70%,同時拆除工作量減少40%,相應施工成本降低40%。(3)基坑安全性。東側緊鄰合川路位置無需進行混凝土結構拆除,不會對周邊道路造成影響。所有拆除工作均由挖機進行,無須人員下到基坑底部,大大降低了拆除安全風險。(4)周邊環(huán)境影響。拆除方案優(yōu)化后,混凝土拆除工作量減少,使得施工噪聲、揚塵產生的概率大大降低,對周邊居民生活影響也隨之降低。
從拆除進度、施工成本、基坑安全性、周邊環(huán)境影響等方面考慮,對南黃泵站工程常規(guī)拆除方案進行優(yōu)化完善,確保方案的可行性和實用性。目前,南黃泵站已完成結構拆除工作,未對后續(xù)基坑樁基施工造成影響,受到了業(yè)主、監(jiān)理單位的一致好評。