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        地鐵明挖隧道基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工工藝

        2021-08-25 02:03:38
        設(shè)備管理與維修 2021年14期
        關(guān)鍵詞:冠梁灌漿鋼管

        郝 亮

        (中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司,遼寧大連 116100)

        1 工程概況

        某地鐵車站主體結(jié)構(gòu)長(zhǎng)175 m,標(biāo)準(zhǔn)段寬24.4 m,結(jié)構(gòu)高度29.17/22.54 m,車站共設(shè)置2 個(gè)風(fēng)亭組和2 個(gè)出入口,利用明挖順筑法展開車站施工?;由疃?8.5~42 m,通過鋼管樁+錨索/錨桿組成圍護(hù)結(jié)構(gòu),于樁頂處安裝冠梁,通過噴射混凝土+掛鋼筋網(wǎng)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)開挖面的綜合防護(hù),以保證施工現(xiàn)場(chǎng)巖土體的穩(wěn)定性,給施工作業(yè)的開展創(chuàng)設(shè)安全的環(huán)境。

        2 鋼管樁施工的主要內(nèi)容

        2.1 孔樁定位

        參照施工設(shè)計(jì)圖紙,以其中給出的孔位中心坐標(biāo)為依據(jù),結(jié)合施工的特點(diǎn)并兼顧圍護(hù)樁在豎向偏差和側(cè)向位移可能出現(xiàn)的情況,經(jīng)多角度分析后確定圍護(hù)孔樁的定位方法,即外放值按10 cm 加以控制。結(jié)合平面及高程控制網(wǎng)精準(zhǔn)控制孔樁位置,交監(jiān)理工程師復(fù)核,最大限度減小偏差。

        2.2 鉆孔

        以潛孔鉆機(jī)為主要施工設(shè)備,鉆孔前對(duì)基線、水準(zhǔn)點(diǎn)及樁位三大基礎(chǔ)施工要素做全面復(fù)核,鉆孔全流程中及時(shí)展開有關(guān)于樁中心及直徑的檢測(cè),密切關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)巖質(zhì)特點(diǎn),與復(fù)核地質(zhì)報(bào)告展開對(duì)比分析,明確實(shí)際偏差,存在異常則及時(shí)與設(shè)計(jì)單位取得聯(lián)系,視實(shí)際情況制定處理方案并落實(shí)到位。成孔樁徑200 mm,向內(nèi)部灌入素水泥漿。鉆頭提升遵循緩慢的原則,否則鉆頭和孔壁間的水流速異常加大,易對(duì)孔壁造成沖刷作用,由此加大塌孔概率[1]。

        2.3 清孔

        鉆進(jìn)成孔后圍繞孔徑、垂直度等指標(biāo)展開檢查,若超出許可范圍則及時(shí)采取處理措施。通過氣壓清理樁孔,待孔底沉渣厚度<100 mm 后方可向其中注入水泥漿。

        2.4 鋼管樁的制安

        以壁厚為8 mm 的Φ168 mm 無縫鋼管為基礎(chǔ)材料制得孔樁鋼管,頂端加工成尖狀,底端兩側(cè)均呈V 形缺口,便于漿體順利向管外側(cè)流入,以達(dá)到填充管與側(cè)壁土體的效果,使該部分具有穩(wěn)定性。按要求接長(zhǎng)鋼管,搭接區(qū)域用內(nèi)襯管焊接;在鋼管接駁作業(yè)時(shí)做好垂直度的檢查,不可出現(xiàn)接頭彎折等異常狀況。鋼管焊接如圖1 所示。

        圖1 鋼管焊接示意(mm)

        鋼管樁沿豎向有序設(shè)置Φ15 mm 出漿孔,根據(jù)穿越的地質(zhì)情況合理控制布設(shè)間距,土層及強(qiáng)風(fēng)化巖層間距為500 mm,中風(fēng)化及微風(fēng)化段增加至800 mm,數(shù)量均為2 個(gè),呈梅花形交錯(cuò)布置。

        鋼管制作成型后用起吊設(shè)備吊裝入孔,輔以電動(dòng)振動(dòng)錘,利用該裝置打設(shè)鋼管,使其順利到達(dá)指定標(biāo)高處。隨著鋼管樁插打作業(yè)的持續(xù)推進(jìn),當(dāng)其深度達(dá)到1~2 m 時(shí)需用全站儀檢驗(yàn)垂直度,若滿足要求則繼續(xù)施打,期間及時(shí)檢測(cè),待高出地面60~80 cm時(shí)即可停止錘擊,組織接樁,若無誤則打設(shè)至設(shè)計(jì)標(biāo)高位置。

        2.5 灌漿

        灌漿施工選擇的是水灰比為0.5∶1 的水泥漿,強(qiáng)度至少達(dá)到25 MPa,以孔底返漿灌漿法為宜,將提前準(zhǔn)備好的灌漿管插入孔底,隨著灌漿作業(yè)的持續(xù)開展,待孔口處返出純漿體時(shí)可結(jié)束灌漿。

        經(jīng)灌漿施工后漿體發(fā)生凝固收縮現(xiàn)象,易導(dǎo)致其實(shí)際標(biāo)高不滿足要求,因此需補(bǔ)漿;對(duì)于鋼管與漿體間所形成的間隙也應(yīng)當(dāng)加以補(bǔ)充。

        3 樁頂冠梁及擋墻施工

        鋼管樁安裝到位后進(jìn)入混凝土冠梁和擋墻施工環(huán)節(jié),均沿基坑按照自北向南、自東向西的順序依次施工,將各圍護(hù)樁串聯(lián),共同組成完整的結(jié)構(gòu)體系,提高整體抗傾覆能力。

        (1)施工工藝流程(圖2)。

        圖2 冠梁施工工藝流程

        (2)開挖表層覆土。結(jié)合設(shè)計(jì)冠梁位置和高程,由測(cè)量員在現(xiàn)場(chǎng)組織測(cè)量放線工作,以所得的放線位置為參照基準(zhǔn),組織表層覆土的開挖作業(yè),機(jī)械開挖至到達(dá)設(shè)計(jì)冠梁底標(biāo)高以上20 cm為止,剩余20 cm 采用人工清除[2]。

        (3)樁頭處理。隨著表層覆土開挖進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn),當(dāng)其達(dá)到設(shè)計(jì)底高程后需及時(shí)處理孔樁樁頭,適度對(duì)鋼管樁采取切割處理措施,滿足冠梁頂標(biāo)高位置要求后方可停止,再清理樁頭。

        (4)綁扎鋼筋及預(yù)埋件安裝。在確保樁頭得到清洗后組織測(cè)量放樣,以確定冠梁邊線和高程控制點(diǎn),再綁扎鋼筋。①鋼筋的制安:提前在加工場(chǎng)制作成型,經(jīng)檢驗(yàn)后出廠,轉(zhuǎn)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)用于安裝。主筋采取搭接焊的方式,其與箍筋形成的交叉節(jié)點(diǎn)處應(yīng)當(dāng)綁扎穩(wěn)定。對(duì)于冠梁主筋與鋼管樁外皮可通過焊接的方式加以固定。根據(jù)要求,冠梁保護(hù)層厚度應(yīng)達(dá)到30 cm,對(duì)此,加強(qiáng)處理冠梁主筋的外側(cè)及主筋與側(cè)筋所形成的交叉區(qū)域,于該處綁扎混凝土墊塊;②預(yù)埋件安裝:以設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)選擇合適型號(hào)的預(yù)埋鋼板、鋼筋等工程所需的預(yù)埋件,安裝到位并固定在鋼筋骨架上,以免在施工期間發(fā)生偏位等異?,F(xiàn)象。

        (5)模板施工。冠梁施工中,將15 mm 厚的竹膠板作為模板,背杠用50 mm×100 mm 木枋,橫桿用Φ42 mm 的鋼管。在安裝鋼管時(shí)利用Φ12 mm 螺桿對(duì)拉,為進(jìn)一步提高穩(wěn)定性用蝴蝶結(jié)加螺母鎖死。

        (6)混凝土澆筑。以C30 商品混凝土為施工材料分層澆筑冠梁,單層厚度200 mm,澆筑期間應(yīng)用插入式振搗器加強(qiáng)處理,提高混凝土的密實(shí)度。經(jīng)澆搗作業(yè)后用鐵抹抹平,待其初凝后即可覆蓋土工布,澆水養(yǎng)護(hù)7 d。

        4 混凝土的噴射施工

        引入濕噴工藝,由此完成樁間混凝土的噴射作業(yè)。

        4.1 施工方法

        噴射機(jī)械精準(zhǔn)就位后先注水及通風(fēng),將管道內(nèi)的雜物和附著在基面的雜物清理干凈。

        噴射施工時(shí),先開外加劑、后開風(fēng)、再送料,應(yīng)當(dāng)同時(shí)滿足粘結(jié)能力強(qiáng)、回彈量小的要求。操作人員嚴(yán)格控制噴射機(jī)的工作風(fēng)壓,該值應(yīng)穩(wěn)定在0.5~0.7 MPa,同時(shí)以作業(yè)面的位置為準(zhǔn)調(diào)整好噴嘴與之形成的間距。

        4.2 技術(shù)要求

        (1)水泥采用425 號(hào)普通硅酸鹽水泥,粗骨料為粒徑<10 mm的卵石,細(xì)骨料為細(xì)度模數(shù)>2.5 的中砂。在噴射料施工前加強(qiáng)攪拌,即采取過篩處理措施,根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的用料需求拌制混合料,其存放時(shí)間不宜超過20 min,否則易發(fā)生初凝現(xiàn)象。

        (2)嚴(yán)格控制混凝土的配合比,通過試驗(yàn)的方式確定合適的值,再采取控制措施,以免出現(xiàn)大范圍回彈或是大量粉塵的現(xiàn)象。以設(shè)計(jì)配比為準(zhǔn)選取適量質(zhì)量達(dá)標(biāo)的原材料,按順序摻料并攪拌。為保證材料計(jì)量的精準(zhǔn)性,可利用電動(dòng)流量計(jì)控制。

        (3)噴射施工前對(duì)受噴面做全面檢查,將浮土清理干凈,通過灑水的方式潤(rùn)濕樁體表面;檢查水、電等基礎(chǔ)施工要素,調(diào)試設(shè)備,使其維持正常運(yùn)行狀態(tài),以便后續(xù)施工順利開展。

        (4)遵循分層噴射的施工原則:在本層混凝土初凝后方可組織后一層的噴射,按照自下而上的順序依次操作。噴射過程中噴嘴與受噴面垂直,距離控制在0.6~1.0 m,以緩慢的速度做螺旋形運(yùn)動(dòng),實(shí)際螺旋直徑控制在20~30 cm,采取此方法有利于提高混凝土的密實(shí)度。噴射作業(yè)應(yīng)具有連續(xù)性,工作風(fēng)壓需穩(wěn)定在合理區(qū)間內(nèi),若因特殊情況而被迫中斷噴射施工,需及時(shí)清理管道內(nèi)的殘積混凝土,以免在管道中凝結(jié)。

        (5)若存在出水點(diǎn)則及時(shí)開設(shè)泄水孔,在排水的同時(shí)噴射混凝土,可在既有用量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加水泥量,實(shí)現(xiàn)對(duì)配合比的優(yōu)化,并在出水點(diǎn)處設(shè)導(dǎo)管以便高效引出積水,再于導(dǎo)管的周邊噴射混凝土。施工期間加強(qiáng)質(zhì)量控制,混凝土應(yīng)具有完整、密實(shí)的特點(diǎn),要求平整度偏差在30 mm 以內(nèi)[3]。

        (6)自混凝土噴射結(jié)束算起,經(jīng)2 h 后即可噴水養(yǎng)護(hù),減小因水泥水化熱而導(dǎo)致的內(nèi)外部溫差,若存在裂紋則需做好標(biāo)記,對(duì)其展開全面監(jiān)測(cè),分析其發(fā)展規(guī)律及成因,采取針對(duì)性的處理措施。

        5 結(jié)語

        地鐵車站深基坑圍護(hù)是營造安全施工環(huán)境的重要裝置,易對(duì)整體施工質(zhì)量造成影響。在工程實(shí)踐中,全體人員需精準(zhǔn)把控現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況,合理優(yōu)化基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工工藝,充分發(fā)揮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用,助力于工程項(xiàng)目的發(fā)展。

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