中交四航局第二工程有限公司,廣東 廣州 510220
某項目建設內容包含4座一體化污水提升泵站,內部配置粉碎型格柵、工作平臺、潛污泵等相關裝置。泵站基坑施工現(xiàn)場以素填土、淤泥質土、砂質黏性土居多,土方開挖直徑為4m,深度為7m(含)~9m(不含),沉井周邊管線多,管線保護要求高,對沉井下沉過程要求高。該項目以現(xiàn)場地質、水文特性、地下管線及周邊構筑物為基礎,為滿足技術可行性、安全性及經濟效益性的要求,擬采用逆作法施工進行泵站的建設。
逆作法的適應性較強,在地下水位偏高、土質偏軟弱等特殊的地質條件中均具有可行性,且在良好地質施工條件下無須設置止水帷幕,精簡了施工流程,減少了成本投入,提高了經濟效益。另外,狹小空間內也可應用逆作法,施工過程中的擾動性甚微,使周邊既有建(構)筑物可維持相對穩(wěn)定的狀態(tài),綜合應用效果顯著[1]。
逆作法的工藝流程:(1)在施工井的周邊施作高壓旋噴樁(2排),用于阻斷地下水的流通;(2)按照自上而下的順序分節(jié)段施工井室,各節(jié)段的主要施工內容包含開挖土方、綁扎鋼筋、支模、澆筑混凝土;(3)隨著施工進度的推進,當達到最下一節(jié)段時,可立即澆筑混凝土封底和底板,至此完成沉井井身的施工作業(yè)。
以現(xiàn)場地質、水文特性為基本依據,為滿足技術可行性、安全性及經濟效益性的要求,該項目擬采用逆作法施工,按照施作止水帷幕樁和地基承載樁→分層開挖/分層澆筑沉井→沉井封底→施作沉井底板→吊裝泵體→二次澆筑細石混凝土→進出水管道連接→分層回填壓實的流程有序完成泵站的建設工作。
泵站施工區(qū)易發(fā)生水損害現(xiàn)象,應兼顧現(xiàn)場地形、氣候等方面的情況,合理配置排水系統(tǒng),并在基坑外側修筑截水溝,防止地面雨水等流入沉井內[2-3]。
引入雙管旋噴法,主要按照以下流程將各項工作落實到位:前期準備(現(xiàn)場清理等)→測量定位→機具就位→鉆進成孔→旋噴→提升旋噴→成樁。
旋噴樁直徑為φ600mm@450mm,施工所用材料為P·O42.5普通硅酸鹽水泥,注漿施工壓力≥20MPa,水泥用量為280kg/m,樁間距為1m,樁身強度為0.8MPa,具體工藝參數及相應的檢測方法如表1所示。為探明現(xiàn)場施工情況,在正式作業(yè)前組織物探,根據所得結果繪制物探圖,以準確掌握施工現(xiàn)場既有管線的敷設特點,合理規(guī)避此類管線,最終確定合適的沉井基坑開挖位置。
表1 旋噴樁施工技術檢查表
X56沉井深度為8.2m,由5個節(jié)段共同組成井身護壁結構,第一節(jié)高度為1.4m,此后各節(jié)高度均為1.7m,逐節(jié)段依次將井體設置到位,待5個節(jié)段的施工完成后,全面封底。具體方法如下:
(1)灌注樁成型后開挖第一層,將該處多余的樁頭鑿除干凈,再綁扎鋼筋、安裝井壁鋼模板,組織井壁和井口圈梁兩處的混凝土澆筑作業(yè),用苫布覆蓋沉井,內置電熱風幕,向其中注入熱風進行加熱,以提高養(yǎng)護效率,使混凝土在短時間內凝結。通常在24h后便滿足拆模要求,拆模后可進入后續(xù)施工環(huán)節(jié)。
(2)第二段施工采取分段的方法,每段長度不超過1.7m。在井壁頂部設置錨固鋼筋,鉆孔后插筋,經綁扎后與鋼筋籠穩(wěn)定連接于一體?;炷翝仓┕て陂g,在混凝土自重的作用下,井壁易出現(xiàn)下沉現(xiàn)象,為避免此問題,施工中采取機械挖土和人工挖土相結合的方法,精準控制開挖深度,基坑開挖嚴格分層進行,待上道工序中混凝土的實測強度達到設計值的70%后,方可組織該層的土方開挖作業(yè),按照此方法有序推進。
待結束第一?;拥拈_挖作業(yè)后,適配相應的井壁鋼筋和模板。在井壁鋼筋的制作過程中,按要求控制預留量,鋼筋插入基坑下方的長度需要與焊接長度相同或適當延長,并預留第二段井壁鋼筋。在組織下一層的開挖作業(yè)時,全面清洗露出的預埋鋼筋。受拉主筋間利用焊接的方法穩(wěn)定連接,相同斷面的焊接數量不超過50%,焊接斷面間距至少達到30cm。較特殊的是最后一模,該處的鋼筋需要彎起90°。經焊接后使其與底板穩(wěn)定連接,按50cm的間距控制標準,縱向設置3層30cm的錨固筋。各模均要根據現(xiàn)場土質情況合理調整開挖深度,結合工程經驗,黏土地質條件下的深度為1.0~1.5m,淤泥地質條件下的深度為1.2~ 2.0m。
(3)為滿足混凝土澆筑和振搗的施工要求,沉井模板采用鋼模,彼此間形成的接縫處用橡膠泥處理,以提高模板連接的緊密性。模板安裝到位后在其外側設置三角斜撐,檢查頂絲的情況并調整。斜撐底部與地基具有較大接觸面積是確保模板穩(wěn)定性的關鍵前提,因此在斜撐下方增設木塊,并將其與斜撐穩(wěn)定連接。在斜撐與模板形成的接觸面布設肋板,確保模板的穩(wěn)定性?;炷镣庥^質量應保持一致,采用同型號的脫模劑且將其均勻刷涂到位。
(4)每完成一節(jié)施工后,相關人員應對井中心位置和垂直度進行檢驗。上道拱墻混凝土的強度達到設計值≥70%時,可以組織下一道施工。拱墻施工需要具有連續(xù)性,協(xié)調好生產要素的關系,盡可能將每道拱墻的施工時間控制在24h內,綜合考慮混凝土強度和現(xiàn)場氣溫情況,合理確定拆模時間。
泵站沉井施工期間,需在沉井上口周邊安排1臺抓斗挖機,其作用是開挖井內的土方并將其裝車,由自卸車外運至指定堆放場所。井內靠周邊的土方由施工人員開挖,應提高精細化水平,嚴格控制開挖厚度,以免出現(xiàn)超挖等異常狀況。鋼筋是重要的原材料,進場時加強質量檢驗,如檢查原材料質保單、組織試驗等,確保各批次鋼筋的質量均可滿足要求。此外,以設計圖紙為準,完成鋼筋的彎配和綁扎工作,具體采取綁扎接頭的方法;設置接頭時,其在受壓區(qū)內應按50%交叉錯開,受拉區(qū)按25%交叉錯開,錯開距離必須≥35d。在板、壁結構上開孔,孔徑在300mm以下時鋼筋應繞過,超過300mm時應在預留孔口處加固焊牢截斷鋼筋[4]。
施工期間的干擾因素較多,全面的監(jiān)測能夠給各項工作的開展提供可靠的指導。對此,在基坑外側3m處布設土體沉降和水位觀測點,及時采集數據,將實測數據與設定要求展開對比分析,超出后則及時分析成因、采取處理措施。當實測值小于控制值時,監(jiān)測頻率為2次/d;當實測值大于控制值時,調整至4次/d;當實測值大于警戒值時,此時問題較為嚴重,增加至8次/d。具體的基坑監(jiān)測數值如表2所示。
表2 基坑監(jiān)測數值
待泵站筒體安裝到位后檢查結構的完整性,在無缺陷的前提下組織泵坑回填作業(yè)?;靥钏貌牧蠟槭墼?。分層依次回填,單層厚度宜≤50cm,敷設的進出水管均要得到壓實處理。隨著回填作業(yè)的持續(xù)推進,與泵罐壁的間距縮小至30cm時不可再采取機械夯實的方式,否則易造成損傷。完成泵坑回填后可進入基坑降水環(huán)節(jié),此處不進行過多描述[5]。
實踐表明,通過沉井逆作法的應用,最終的施工質量可滿足要求,同時施工期間無安全問題,突破了普通沉井施工工藝在軟土中下沉速度快、施工精度低、易破壞周邊管線、安全隱患多的局限性。因此,沉井逆作法在沉井施工中具有可行性,希望文章能為類似工程提供參考。