胡 超 中煤江南建設(shè)發(fā)展集團(tuán)有限公司助理工程師

隨著城市建設(shè)用地日益緊張，許多城市開始大力發(fā)展地下工程。深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是一個(gè)巖體工程和結(jié)構(gòu)工程交叉的復(fù)雜技術(shù)，所有基坑施工希望達(dá)到安全可靠的支護(hù)效果，使施工安全進(jìn)行，如何在保證施工安全的前提下，根據(jù)不同地質(zhì)及水文條件制定施工方案，是深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工隊(duì)的重要內(nèi)容[1]。

社會(huì)經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展的過程中對(duì)環(huán)境造成了一定程度上的污染，污水處理廠作為城市的基礎(chǔ)設(shè)施，主要作用是收集和處理城市的污水。由于污水處理廠主要分布于城市的沿海區(qū)域，隨著時(shí)間的推移，其地下結(jié)構(gòu)受到了一定程度的影響，因此對(duì)污水廠地下結(jié)構(gòu)的改造施工非常必要[2]。本文在污水處理廠原有的設(shè)施基礎(chǔ)上對(duì)污水廠的圍護(hù)結(jié)構(gòu)提出了改造施工方案，并對(duì)其施工工藝效果進(jìn)行分析，在一定程度上為污水處理廠的圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造施工提供了一定的參考依據(jù)，同時(shí)對(duì)今后的圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量與安全發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 污水處理廠改造施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工方案

1.1 污水處理廠圍護(hù)結(jié)構(gòu)選型

圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工改造的施工根據(jù)研究區(qū)域的地質(zhì)條件確定，本文所施工的污水處理廠的地質(zhì)地貌為海成一級(jí)階地，該施工區(qū)域場地地形平坦，為人工填土形成，大概深度在30 m，地區(qū)的斷裂區(qū)域均在施工場地200 m 以外。由于研究區(qū)域內(nèi)污水處理廠下穿淤泥砂層且鄰近大海，因此需要保證基坑開挖的防水及防滲。工程主體維護(hù)結(jié)構(gòu)的地下墻深度為26.5 m，施工的主要難點(diǎn)為地下連續(xù)墻的垂直度[3]。對(duì)工程條件進(jìn)行分析，結(jié)合巖土勘查報(bào)告，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用剛度大、強(qiáng)度高并具有抗?jié)B性的鋼筋混凝土地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻施工為攪拌樁，其直徑為6 dm，咬合距離為1.5 dm，共650根。該方案可作為永久結(jié)構(gòu)，并且可以用于基坑止水，與污水處理廠的地質(zhì)及工程條件相適宜。

對(duì)污水處理廠的圍護(hù)材料進(jìn)行選擇的過程中，主要采用規(guī)格為350 mm 或220 mm 的加氣混凝土砌塊，并在其內(nèi)部增加一層砂漿結(jié)構(gòu)?？紤]到污水處理廠的節(jié)能環(huán)保要求，大部分污水處理廠的圍護(hù)結(jié)構(gòu)體型系數(shù)普遍超過0.15，在外墻傳熱系數(shù)小于或等于0.5 的標(biāo)準(zhǔn)中，需進(jìn)一步提高污水處理廠施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能效果，針對(duì)其各層結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)定。首先，針對(duì)保溫層的參數(shù)設(shè)定，將其導(dǎo)熱系數(shù)控制在0.025 ～0.055 W/mk，修正熱阻控制在1.255 m2/kW 左右。其次，針對(duì)圍護(hù)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)定，可選用加氣混凝土材料作為其主要材料，將厚度控制在320 ～350 mm，導(dǎo)熱系數(shù)控制在1.200 左右。最后，針對(duì)抹灰層的參數(shù)設(shè)定，可選用石灰水泥混合砂漿材料作為其主要材料，將其厚度控制在35 ～40 mm，導(dǎo)熱系數(shù)控制在1.00 ～1.10。

除此之外，由于在污水處理廠的圍護(hù)結(jié)構(gòu)上存在梁柱冷橋的情況，因此在施工過程中可能存在傳熱系數(shù)超過規(guī)定上限的問題，無法達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)這一問題，可選擇采用保溫復(fù)合壓型鋼板材料替代其原本使用的結(jié)構(gòu)材料，以此達(dá)到降低傳熱系數(shù)的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理廠圍護(hù)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化。

1.2 導(dǎo)墻施工與地下連續(xù)墻成槽

導(dǎo)墻的施工需要嚴(yán)格控制軸線，由于導(dǎo)墻的位置決定著后續(xù)地下連續(xù)墻的施工，因此在軸線設(shè)置樁基，并設(shè)立導(dǎo)墻模板。為了保證施工過程的穩(wěn)定性，在導(dǎo)墻頂部及模板內(nèi)部布設(shè)鋼筋網(wǎng)。在導(dǎo)墻測量放樣時(shí)采用導(dǎo)線測量法，嚴(yán)格控制誤差。在施工現(xiàn)場布設(shè)兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，并實(shí)時(shí)觀察導(dǎo)墻兩側(cè)標(biāo)樁，檢查導(dǎo)墻的走向中心線。導(dǎo)墻溝槽的開挖需要將已經(jīng)探明的原有管線挖出，再進(jìn)行放坡開挖，開挖深度為2 m。為了保證施工的穩(wěn)定性，導(dǎo)墻的鋼筋捆綁選擇Φ12@150 的單層鋼筋，厚度為2 dm。為了保證成槽的精度達(dá)到施工精度的要求，將成槽機(jī)的抓斗與導(dǎo)墻保持角度上的平行，為避免泥漿污染場地，成槽機(jī)抓斗內(nèi)的土量不宜過多[4]。此外，挖土過程中需控制抓斗速度和垂直度，并及時(shí)補(bǔ)注泥漿，維持導(dǎo)墻泥漿液面穩(wěn)定。挖槽時(shí)應(yīng)先挖槽段兩端單孔，再挖隔墻，沿槽長方向進(jìn)行套挖，并挖出槽底沉渣。

1.3 灌注水下混凝土

水下混凝土采用導(dǎo)管法進(jìn)行澆筑施工，且混凝土需要有較好的和易性。砼導(dǎo)管選用內(nèi)徑為250 mm 的鋼導(dǎo)管，按照比例將緩凝劑摻入混凝土中，使混凝土具有超緩凝作用，保持時(shí)間在10 h 左右。在砼澆注前要測試砼的塌落度，當(dāng)塌落度在1.8 ～2.2 dm 時(shí)，可沉放鋼筋籠。在砼導(dǎo)管內(nèi)設(shè)置球膽，以達(dá)到一定的抗水性能[5]。開始灌注時(shí)的隔水栓位置應(yīng)接近泥漿面，插入導(dǎo)管的過程中需注意與槽底的距離保持在3 ～5 dm，灌注速度保持在3 cm/min 以上。在灌注面上升的同時(shí)，不斷調(diào)整與拆卸導(dǎo)管，但不能將導(dǎo)管提到灌注面上方。測量導(dǎo)管埋深，但不能過深，為避免鋼筋籠上浮，使導(dǎo)管底部高于鋼筋籠底部。此外，在上述過程中做好水下混凝土的灌注記錄，砼泛漿高度在3 ～5 dm，以保證地下連續(xù)墻強(qiáng)度滿足施工要求。

2 工藝效果分析

現(xiàn)場監(jiān)測是檢驗(yàn)深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的重要手段，用以確定污水處理廠基坑開挖對(duì)環(huán)境的影響。通過預(yù)埋測斜管線等周邊環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)，根據(jù)施工進(jìn)度及時(shí)采集測量初值，監(jiān)測污水處理廠地下深層土層變化和地下水位，并對(duì)其進(jìn)行3 次獨(dú)立觀測，將觀測得到的平均值作為初值，進(jìn)而對(duì)基坑開挖施工期間的位移變形做出準(zhǔn)確判斷。監(jiān)測周期從基坑工程進(jìn)行前開始，在地下圍護(hù)工程完成后結(jié)束。監(jiān)測點(diǎn)由專業(yè)操作人員進(jìn)行監(jiān)護(hù)，并在監(jiān)測點(diǎn)周圍進(jìn)行標(biāo)記。由于基坑開挖后卸載土的壓力過大會(huì)使土體受到一定的擾動(dòng)，為了避免基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)因頂力影響導(dǎo)致穩(wěn)定性較弱，因此采用間接力的方式進(jìn)行頂管施工，對(duì)深層水平位移監(jiān)測的結(jié)果如表1 所示。

位移量為正值代表深層土體向基坑內(nèi)側(cè)變形。由表1 可知，5 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的土層位移均在15 mm 以內(nèi)，基坑未產(chǎn)生較大變形，各測點(diǎn)最終位移均符合施工標(biāo)準(zhǔn)，合格率為100%。

表1 深層水平位移監(jiān)測成果

對(duì)地下水位的監(jiān)測中，地下水位變化較為平穩(wěn)，其具體結(jié)果如表2 所示。

地下水位的上升和下降變化用正值和負(fù)值表示。由表2 中地下水位的監(jiān)測結(jié)果可知，該基坑中沒有地下水匯聚現(xiàn)象，基坑周邊地下水的水位變化較為平穩(wěn)，深度保持在1.2 ～1.4 m，且4 個(gè)測點(diǎn)的水位均有下降，說明本文施工的圍護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量優(yōu)良，防滲效果好，達(dá)到了施工工藝的要求。在監(jiān)測后對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)外觀進(jìn)行了檢查，具體如圖1 所示。

表2 地下水水文監(jiān)測成果

由圖1 可知，采用本文施工方案對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的改造施工，基坑壁未產(chǎn)生開裂變形，圍護(hù)施工質(zhì)量優(yōu)良，有效保證了基坑施工的安全，施工工藝達(dá)到了較為理想的效果，具有可靠性。

圖1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)外觀檢查

3 結(jié)語

本文對(duì)污水處理廠圍護(hù)結(jié)構(gòu)選型、灌注水泥攪拌樁、導(dǎo)墻施工與地下連續(xù)墻成槽的主要部分提出了施工方案，并付諸實(shí)施，對(duì)污水處理廠的改造進(jìn)行了圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，取得了一定的研究成果。但是由于時(shí)間和條件的限制，研究還存在諸多不足，有待于在日后的研究中深入探討。由于對(duì)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工的預(yù)警及質(zhì)量控制還未涉及，未來還應(yīng)在研究中建立有效的反饋機(jī)制，以更好地完成軟黏土質(zhì)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工。