胡桂寶,萬成中,沈志亞,毛 景,魏云波
(1.南京江北新區(qū)建設和交通工程質量安全監(jiān)督站,江蘇 南京 210031;2.中建八局第三建設有限公司,江蘇 南京 211500)
在進行高層建筑的基礎工程中,采用地下連續(xù)墻進行基礎結構的圍護是一種較為普遍的做法。當高層建筑施工所處位置地質條件復雜,且上層荷載較大的情況下,與以往單樁支護方式相比,從承載能力和抗?jié)B性兩個角度來看,地下連續(xù)墻都更加具有優(yōu)勢。同時,這一結構的強度和高度較大,整體性良好,能夠有效抵抗地下土層的運動,并減小對周圍建筑、管線、道路等變形的影響,推動整體工程安全性與穩(wěn)定性的提高[1]。同時,當前由于高層建筑越來越復雜的功能需要和敏感的環(huán)境,在極大程度上制約著地下連續(xù)墻施工的進行,并對其提出了減小干擾、提升效率、提高環(huán)保安全性等方面的要求[2]。在進行地下連續(xù)墻的施工中,泥漿的調配、開挖、澆筑等都是工程中的一個重要環(huán)節(jié)。只有加強對這幾個方面的管理,才能有效提高基坑養(yǎng)護工程的質量,從而為高層建筑提供良好的施工環(huán)境和地基基礎。當前開展地下連續(xù)墻施工時,由于其規(guī)模不斷擴大,隨之而來地產(chǎn)生了諸多問題,偶爾還會發(fā)生質量安全事故等[3]。因此,為進一步提高地下連續(xù)墻的施工質量,提高其工作效率,本文下述將以英發(fā)睿智創(chuàng)新園建設項目為例,開展對其施工技術的相關研究。
以英發(fā)睿智創(chuàng)新園建設項目為例,該工程地理位置位于南京市江北新區(qū)大橋北路 23 號,北側為泰達路,南側為旭日華庭小區(qū),西側為南京江北連鎖公寓,東側為大橋北路且緊鄰在建地鐵 S8 南延主體結構,局部與本項目相連。現(xiàn)場東西長約 92 m,南北長約 160 m,建筑結構總體占地面積約為 1.47 萬m2。該建設項目的建筑面積為 107 052.44 m2,建筑層數(shù)為地上 23 層和地下 3 層,建筑總高度為 98.6 m,主體結構類型為框架剪力墻結構[4]。項目共建設 2 幢高層,投資總額約為 4.18 億元人民幣,項目結合周邊地理環(huán)境優(yōu)勢,建設目標為實現(xiàn)對國際化科技研發(fā)辦公樓的建設,建筑群體以研發(fā)辦公為基準,功能包含加速器、服務平臺、零售、餐飲、員工宿舍等,項目的開發(fā)是為了與江北新區(qū)共同構筑城市空間與產(chǎn)業(yè)跨越的載體,更好地打造高端完整的城市風貌。該工程項目在 2021 年 1 月 10 日開工,擬定在 2023 年 9 月完成施工。
在開展地下連續(xù)墻施工前,先完成對連續(xù)墻安裝位置的槽段開挖。在施工過程中,使用雙輪式銑槽機。雙輪式銑槽機是基于液壓抓斗成槽的,對切割系統(tǒng)和電子控制進行改進[5]。切割設備包括鋼制刀架、液壓馬達、泥漿泵和磨具。設備上的銑輪可以根據(jù)不同的地層,配置不同的銑齒,對土體進行切割。通過泥漿泵將碾壓后的土壤抽吸到地表篩分系統(tǒng)中,將淤泥與碎石進行分離,然后進行沉淀,再進入溝槽[6]。根據(jù)施工的幅寬及設備的開挖寬度,在每個施工階段,采取三個鉆孔,先兩側、后中部,以此確保施工過程中的受力均勻。挖到設計深度后,再進行多次套銑,以修正邊界的平整度[7]。由于高層建筑地下連續(xù)墻是用工字鋼連接的,為了保證一期的槽形鋼筋籠和鎖扣管的平穩(wěn)下移,避免在二期槽銑槽時,因雙輪銑的銑輪與工字鋼的接頭發(fā)生碰撞而導致接頭損壞,從而影響連接質量,一期槽幅的槽寬寬度要求超過 600 mm,標準槽段單元槽施工順序示意圖如圖1 所示。
圖1 標準槽段單元槽施工順序示意圖
由于基坑圍護施工區(qū)域內包含多種不同的地層結構,針對不同地層,其銑削參數(shù)設置不同,不同地層類型的銑輪轉速與油缸壓力對照表如表1 所示。
表1 不同地層類型的銑輪轉速與油缸壓力對照表
按照上述內容,針對不同地層完成對設備運行參數(shù)的設置。在施工過程中,如果由于巖體的整體性能較好,且雙輪銑處于無臨空面使得其運行效率較低時,則可采用旋轉鉆機進行鉆孔,鉆孔深度達到地下連續(xù)墻的設計基標高,然后利用雙輪銑順序開槽。導孔后壁的寬度都不超過 1.5 m,雙輪銑銑輪的單次銑槽寬度為 2.2 m,依次按成槽段開挖[8]。為確保槽段的承載力,需要針對部分條件較差的軟弱地基進行加固處理[9]。在成槽范圍內采用雙排規(guī)格為φ600@500 的二重管高壓旋噴樁作為加固結構,在槽段中點與地下連續(xù)墻外距離 450 mm 位置上,設置這一加固結構。通過注漿加固的方式能夠有效強化地基,同時起到一定隔絕承壓水的效果,避免承壓水對成槽施工造成負面影響。
高層建筑建設規(guī)模較大,由于鋼筋籠所需的面積較大,所以在工程上采取了兩臺起重機的吊裝方法。選用 100 t 型履帶式起重機 1 臺作為主要起重設備,50 t 型履帶式起重機 1 臺為輔助起重。根據(jù)施工計劃,在工地上確定吊車的位置,并安排好設備進入工地。在吊裝時,為了進一步提高該結構自身穩(wěn)定性,可以事先在地上鋪設水泥砂漿[10]。鋼筋籠采用現(xiàn)場組裝的方式設置,經(jīng)過檢驗,確認沒有問題后,在附近找一塊平整的地方,將這一結構水平放置在現(xiàn)場。在吊裝之前,完成對吊鉤結構與鋼筋籠結構的銜接,以確保吊裝的平穩(wěn)性。確認接頭位置穩(wěn)固后,即可進行吊裝工作。吊車操作者在現(xiàn)場指導下,將吊桿逐漸抬起,拉緊吊繩,吊起50 cm 后,檢驗鋼筋籠是否平衡,吊繩是否平穩(wěn)。確定沒有問題后,才緩緩上升到一定的高度,然后豎直上升到一個水平,停在指定的位置。此時,將鋼筋籠均勻地放入,并在現(xiàn)場工人的指導下,對其進行精確地調整,以確保鋼筋籠的正確安裝。結合鋼筋籠底部的緊固件,將鋼筋籠固定在基座上,能夠有效避免在后續(xù)混凝土澆筑時,鋼筋籠出現(xiàn)位移,保證最終地下連續(xù)墻的施工效果符合設計要求。
針對上述高層建筑施工項目,鑒于場地空間有限,對地下連續(xù)墻的澆筑采用了預制混凝土澆筑。用 5 臺水泥車輪流運送,在澆筑之前,要注意混凝土的流動性,不能太稀或太黏,若存在離析現(xiàn)象則不可使用。為了提高注漿率,在每一槽段的兩側各設置一條管道,并在兩端同時進行灌漿,以提高注漿率。在放置管道時,將管道一頭插入鋼筋籠內,在距基坑底部 50 cm 處停止。將管道的末端與灌漿設備相連,現(xiàn)場施工人員調整灌漿壓力、灌漿速度等各項參數(shù)。在正式澆筑之前,先加少許水,一方面可以使管道保持濕潤,避免水泥粘在管道上造成堵塞,另一方面也可以檢測管道的暢通。確認沒有任何問題后,就可以進行混凝土的灌漿。在混凝土繼續(xù)灌注時,管道也要逐步地向上抽出。第一次澆筑到標高后,進行振搗,直至混凝土上表面沒有氣泡產(chǎn)生。在保持靜置時間約 1 h,并在初凝結束后,混凝土會有一定的沉陷,然后進行二次澆筑,直至標高,蓋上模板,進行養(yǎng)護。在此期間,應在 28 d 內隨機選擇幾個檢測點,檢驗其強度是否大于設計值 95 %,以此確保施工質量。在連續(xù)墻的轉角部位,由于其存在較大的滲透性,故在該工程中,對矩形連續(xù)墻 4 個角部采用了特殊的防滲措施。由于連續(xù)墻的連接部是工字鋼,所以在施工中要注意清除工字鋼上的淤泥和其他雜物。若有大量的坍落性混凝土、黏土等,埋藏深度較深的附著物,則需要借助專業(yè)的機械進行清除。
為驗證施工技術可行性,對施工后的效果進行分析。選擇將連續(xù)墻的承載力作為評價施工效果的指標,若連續(xù)墻的承載力能夠符合項目設計階段要求的承載力要求,則說明該施工技術能夠在一定程度上確保施工質量;反之,若連續(xù)墻的承載力不符合規(guī)定要求,則說明在后續(xù)施工或使用階段會出現(xiàn)由于連續(xù)墻承載力不足而造成的質量問題和安全問題。在完成施工后的地下連續(xù)墻上隨機選擇 10 個節(jié)點作為測點。10 個測點的具體位置如圖2 所示。
圖2 地下連續(xù)墻承載力測點布設示意圖
圖2 中 10 個測點分別布設在地下連續(xù)墻的樁結構、墻體結構等各個位置上,得到的承載力測量結果能夠充分代表該地下連續(xù)墻整體的承載力情況。對于地下連續(xù)墻的承載力計算,可通過獲取地下連續(xù)墻長度、墻體自身強度等參數(shù),并按式(1)計算得出。
式中:R為地下連續(xù)墻某一測點的承載力,kPa;li為地下連續(xù)墻長度,m;qi為墻體自身強度,MPa。根據(jù)上述公式,計算得出 10 個測點的承載力,并將結果記錄如表2 所示。
表2 地下連續(xù)墻測點承載力測量結果記錄表
通過對表2 中記錄的數(shù)據(jù)分析得出,各個測點的承載力均符合該高層建筑項目要求的基坑圍護地下連續(xù)墻承載力在 100 kPa 以上的要求。
由此可以說明,按照上述施工思路開展對高層建筑基坑圍護地下墻施工,承載力能夠得到有效提升,能夠促進施工整體質量的提升。
在開展高層建筑基坑圍護作業(yè)施工中,通過采用地下連續(xù)墻作為基坑圍護的基本結構,能夠有效促進高層建筑基層強度的提升,并在一定程度上提升防滲效果?;诘叵逻B續(xù)墻結構的應用優(yōu)勢,本文上述以英發(fā)睿智創(chuàng)新園建設項目為例,開展對該項目中地下連續(xù)墻的施工技術研究。通過對施工結果進行分析得出,新的施工技術應用可以有效促進基坑整體強度提高。Q