張燕鵬,趙明時
(1.天津深基工程有限公司,天津 300222;2.中交第一航務工程勘察設計院有限公司,天津 300222)
唐山港京唐港區(qū)23號至25號多用途泊位工程位于京唐港區(qū)第三港池南側岸線的西側,碼頭總長度為945 m,其中本公司負責碼頭東側新建2個10萬t級多用途泊位,長度為660 m。下部結構包括前地連墻108片,錨碇墻108片,遮簾樁215根,灌注樁154根。根據(jù)地連墻、錨碇墻、遮簾樁的施工工藝要求,在下部結構施工完成后需要進行地連墻、錨碇墻、遮簾樁樁頭[1]鑿除,才能進行上部結構施工。
根據(jù)地連墻的施工工藝,地連墻混凝土超灌高度一般為0.5~0.8 m左右,超灌混凝土會將地連墻錨固筋進行包裹,形成較大握裹力。在進行地連墻上部結構施工前,需要將超灌混凝土與錨固筋握裹部分混凝土鑿除剝離,然后將超灌混凝土吊除。
傳統(tǒng)的地連墻樁頭鑿除方法是人工使用手提式氣動式風鎬將樁頭鋼筋外保護層混凝土鑿除,然后人工剝離出鋼筋,再將樁頭吊除。由于樁頭超灌混凝土體積大,地連墻鋼筋較多,人工鑿除樁頭的功效很低,且費用高,而且樁頭容易劈裂,樁頭鑿除后造成地連墻頂部保護層不足,樁頭鑿除的工藝急需改進提高以適應地連墻板樁碼頭的飛速發(fā)展。
本文著重闡述了樁頭快速吊除技術在地連墻板樁碼頭中的應用。
1)樁頂保護層易破壞:傳統(tǒng)鑿除工藝為人工手提氣動式風鎬直接鑿除樁頭超灌混凝土,容易造成樁頂混凝土劈裂至設計鑿除線以下和樁頭缺角現(xiàn)象,樁頭鑿除后樁頂平整度較差,極易造成樁頂主筋保護層小于設計值,給工程質量埋下隱患。
2)效率低,且費用高:人工鑿除樁頭施工受作業(yè)人員體力和經驗影響較大,鑿除效率低下,且樁頭鑿除人員屬于特殊專業(yè)工種,人工費用較高,純人工的樁頭鑿除技術成為制約整個工程施工進度的重要因素。
3)樁頭錨固筋被風鎬鑿缺肉現(xiàn)象、多次彎折現(xiàn)象屢有發(fā)生:樁頭鑿除之前,錨固筋包裹在混凝土中,在人工用風鎬剝離錨固筋時,風鎬鉆頭很容易將錨固筋作為受力點,造成錨固鋼筋缺肉、變形現(xiàn)象,同時人工鑿除過程中為了方便風鎬鉆頭找準受力點,工人經常將錨固筋向外側進行彎折,降低錨固鋼筋抗拉強度,使錨固筋受力受到嚴重影響,錨固效果達不到設計要求,使錨固筋和胸墻間連接軟弱,進而影響工程質量。
4)錨固筋順直度難保證:由于地連墻等部分樁頂存在海側或陸側錨固筋為雙層筋情況,在將超灌混凝土與里側鋼筋剝離時需將外側一排鋼筋彎曲至一側,將樁頭吊除后再靠人工將鋼筋恢復原位,操作難度大,且鋼筋順直度不易保證,在人工將錨固筋彎曲或調直的過程中容易使錨固筋變形或受損斷裂等。
5)不能滿足健康、環(huán)保施工要求:樁頭鑿除過程中產生大量粉塵和噪音,給施工現(xiàn)場造成空氣、噪音污染的同時,給作業(yè)人員身體帶來很大傷害,長期從事傳統(tǒng)方法樁頭鑿除作業(yè)人員易患塵肺病、骨質疏松等職業(yè)病。
6)樁頭鑿除人員短缺:隨著人口老齡化的發(fā)展,樁頭鑿除人員這一特殊工種越來越稀缺,這也要求地連墻樁頭吊除技術必須進行革新。
7)破除后的樁頭高低不平:破除后的樁頭高低不平,并且對嵌入胸墻內的樁頭造成一定損傷,進而影響胸墻與地下連續(xù)墻的錨固效果。
在地連墻鋼筋籠加工完成后,根據(jù)錨固筋的長度將復合套管安裝在錨固筋上,并固定牢固,復合套管直徑根據(jù)錨固筋的直徑相應調整,一般應較錨固筋直徑大1 cm左右,通過安裝套管將原來混凝土直接握裹鋼筋轉變?yōu)閺秃咸坠芘c鋼筋接觸,阻斷了混凝土與錨固筋的握裹,減少了將鋼筋從混凝土中剝離的工序。
圖1 復合套管安裝
鋼筋籠入槽并澆筑混凝土,基槽開挖后在樁頭上切雙縫處理。為防止樁頭超灌混凝土在風鎬鑿除過程中發(fā)生成塊脫落,局部低于設計標高,造成地連墻或錨碇墻鋼筋保護層不足現(xiàn)象,在地連墻、錨碇墻樁頭人工鑿除前,首先在樁身上放樣出標高位置線,并彈線做出兩道標記,然后用無齒鋸按照標線進行切縫,切兩道縫,下部縫位置為設計有效樁頭,上下兩縫距離10 cm,樁兩側通常切縫,深度為3~5 cm,切縫深度不應切到地連墻錨固鋼筋。
將樁身切好的雙縫間混凝土鑿除,露出預埋復合套管,無需將鋼筋與混凝土剝離,減少了很大工作量。
圖2 鑿除切縫混凝土實攝
地連墻每幅5.4 m寬分別在切縫頂部5 cm位置鉆4個橫向漲裂孔,使用混凝土劈裂機將超灌樁部分與有效樁體漲離,然后在超灌樁身中部等間距鉆4個漲裂孔,將其漲裂,并鉆出起吊孔,利用起吊孔,使用25 t汽車吊將樁頭碎塊分別吊除。
圖3 吊除樁頭示意
將超灌樁頭吊除后,使用液壓鋼筋彎曲機將少部分在開槽過程中或樁頭吊除過程中擾動彎曲的錨固筋進行調直處理,傳統(tǒng)鋼筋調直多采用人力將彎曲的錨固筋反彎調直,該方法功效低,且鋼筋發(fā)生較小彎曲時調直難度大,液壓鋼筋調直機的投入既提高了鋼筋調直的功效也降低了施工安全風險。
人工使用風鎬將樁頂剩余局部松動小塊混凝土、局部凸起較大混凝土進行鑿除清理,使樁頂混凝土面平整,且無松動混凝土塊體,保證樁頂有效錨固混凝土的質量。
圖4 樁頭吊除后效果
1)復合套管的選擇。
宜選擇PVC管或其他材質有一定剛度的套管,且套管直徑應大于錨固筋直徑5~10 mm,保證套管能有效隔離樁頂混凝土和錨固筋。同時復合套管的壁厚要滿足一定厚度要求,防止在混凝土灌注過程中發(fā)生擠壓變形。
2)復合套管的安裝。
復合套管安裝前應根據(jù)錨固筋設計尺寸進行放樣下料,將復合套管安裝在錨固筋上后應將復合套管兩頭進行封堵嚴密,防治在混凝土澆筑過程中混凝土或混凝土漿液進入復合套管,使復合套管失去隔離作用,混凝土和錨固筋發(fā)生握裹現(xiàn)象,給樁頭吊除帶來困難。
3)鑿除切縫混凝土。
鑿除切縫混凝土時要保證將復合套管進行剝離,根據(jù)設計圖紙?zhí)崆皩㈠^固筋的位置在超灌樁體上進行放樣標記,防止鑿傷錨固鋼筋。
1)提高施工效率。
采用樁頭錨固筋套復合管技術,由于混凝土和錨固筋不發(fā)生握裹現(xiàn)象,可實現(xiàn)快速樁頭鑿除,減少了樁頭錨固筋剝離工序,縮短了樁頭鑿除時間,大大提高了施工效率,樁頭吊除效率由原來的每班組3幅/d,增加到每班組6幅/d,使施工功效提高了一倍,工程進度不再受樁頭鑿除施工的制約。
2)易于保證工程質量。
樁頭切雙縫技術的應用避免了樁頭超灌混凝土在風鎬鑿除過程中發(fā)生成塊脫落,局部低于設計標高,造成地連墻或錨碇墻鋼筋保護層不足現(xiàn)象。鋼筋彎曲機調直錨固筋在提高工程效率、保證工人作業(yè)安全的同時使錨固筋避免反復彎曲受力,錨固筋的質量得到了保證。
3)有利于文明施工。
傳統(tǒng)人工鑿除樁頭過程中風鎬產生大量噪音和揚塵,給風鎬操作工身體產生很大的傷害,容易造成塵肺病和骨質疏松等職業(yè)病,采用此方法后大大降低了造成工人職業(yè)病的風險。
4)降低施工成本。
由于減少了樁頭錨固筋剝離工序,大大縮短了樁頭鑿除的人工投入,很大程度降低了單位長度地連墻樁頭鑿除施工人員的作業(yè)時間,從而降低了人工費用,提高了施工效率,費用降低至傳統(tǒng)方法的57 %。
表1 吊除每幅地連墻樁頭費用比較
本技術能保證地連墻樁頂與上部結構連接處錨固筋保護層厚度,同時減少了樁頭鑿除的人工成本,節(jié)約了樁頭鑿除時間,提高了施工效率,降低了施工中噪音和粉塵量,符合國家提倡的節(jié)能減排、綠色環(huán)保要求。
希望此技術在地連墻板樁碼頭中應用的同時得以推廣應用于地鐵站、地下商場、停車場、高層建筑等應用地連墻作為支護結構的深基礎工程中,為地連墻工程質量和環(huán)保施工提供一定保障。