浅谈“梅花园地铁站”深基坑施工经验

2012-09-06 00:54李天成周妙玲李盛
城市建设理论研究 2012年22期
关键词:支撑体系深基坑

李天成 周妙玲 李盛

[搞要]:该基坑深度深(约15米),地质条件差,周围环境复杂,给工程的进行带来了很大的难度。通过加强技术攻关和日常管理,该工程顺利完工,并在工程质量、经济效益、技术创新方面取得了不错的成绩。本文结合项目的实际情况,谈谈深基坑施工方面的经验。

[关键词]:深基坑;基底加固、支撑体系、主体结构施工

中图分类号:TV551.4文献标识码:A 文章编号:

(李天成,(1966—)贵州余庆人,湖南长大建设集团股份有限公司总工程师,工程硕士,高级工程师,一级注册建造师、注册监理工程师、注册造价工程师)

该基坑深度深(约15米),地质条件差,周围环境复杂,给工程的进行带来了很大的难度。通过加强技术攻关和日常管理,该工程顺利完工,并在工程质量、经济效益、技术创新方面取得了不错的成绩。质量方面,工程获得广州市优质样板工程;技术方面,通过技术攻关和总结获得一项国家级工法、一个省级工法。下面结合工程的的实际情况,谈谈深基坑施工方面的经验。

基底加固

1、机械使用

梅花园地铁站主体结构主要位于填土层、砂层以及粉质粘土层、淤泥质土层外,还有较厚的<5Z-1>、 <5Z-2>和<6Z>土层,钻进相对困难;实桩段为<6Z>和<7Z>花岗岩残积层,土质密实,钻进缓慢,普通桩机成桩效果不是很好。在这种地质情况下选用自行改装的长杆三管高压旋喷桩就成桩效果和施工进度相对普通的旋喷桩机有显著的提高。

(1)长杆三管高压旋喷桩由于自身机身比较重、动力足而稳定持续性好,所以扭矩大,对于相对较硬的地质<5Z-1>、 <5Z-2> 、<6Z>和<7Z>层中钻进速度更有保证;

(2)长杆三管高压旋喷桩机架高,钻杆可以整条制作,浆、水、气三重注浆管安装在钻杆内部,与钻杆同时下沉至桩底,无需象普通三管旋喷桩机先引孔再插管及钻杆频繁接拆,大大节约了施工时间,施工速度得到了很大的提高;

(3)由于机身带有液压行走系统,在移位、桩的就位方面大大节省时间。

2、成桩效果

长杆三管高压旋喷桩机由于自身机架高,管内自带三重管,在钻杆达到设计桩底标高既可以马上进行旋喷工艺,先向喷管的水管内注入压力为40Mpa以上的高压水流,然后启动空压机,向旋喷管的气流管内注入压力为0.7~0.8Mpa气流,使高压水喷头的周围形成圆形高压保护气流,进行高压喷射流和气流同轴喷射冲切土体,形成较大半径的裂隙土体。再另由注浆泵注入压力为2~5Mpa的浆液填充土体裂隙。上述各项压力达到指标后,由下而上进行喷射作业。施工作业注意控制以下几项指标:

(1)严格控制提升速度在0.12m/min左右,以利于高压水充分切削、破碎土体。

(2)高压水射流的压力要达到40MPa以上,水泥浆液压力要达到2~5Mpa,气流的压力达到0.7~0.8Mpa,以有效保证成桩半径。

(3)严格控制水泥浆液流量在105L/min以上。

成桩效果好:长杆高压旋喷嘴上方加有两片小叶片,这样可以帮助水压力切割土体保证成桩的直径,由于钻杆长不需要拆卸,可以一次性旋喷成桩,在保证提速的情况下,不会出现断桩或重复旋喷,这样可以减少不必要的浪费。

3、机械的弊端:

(1)钻机自身重、机架高,在行走过程中对场地的稳定行要求比较高,不能有超过一米深的局部软土,在遇到这种情况就要对场地进行回填沙,石块等。

(2)对原路面、砼板、杂填层等不能直接钻进,要先用挖机进行开沟处理。

(3)泥浆量大,场地文明施工管理难度大。

4、施工安排

为满足盾构单位施工始发,必须由始发端开始主体施工,这样在旋喷桩施工顺序上就要科学统筹、合理计划,始发端安排一台桩机(1﹟机),施工段为30m,另外两台桩机(2﹟机,3﹟机)先在主体两边分别施工长桩,这样就可以在1﹟机和2﹟、3﹟桩机基本同时完成第一施工段,1#在调回来施工30m,反方向与2#机相对施工,3#机靠近主体一边集中施工,为2#机留出后退场地,这样可以大大提高机械的工作效率和协调好交叉施工。

支撑体系

“梅花园地铁站”为6道支撑,其中第一道为混凝土支撑,2至6道为钢支撑及钢腰梁,3、4道为上下密排钢支撑,支撑架设一般采用随挖随撑。

以下,说说钢支撑安装时需要注意的几点问题:

在安装钢腰梁之前,要先清理好连续墙上的土。要是连续墙凹凸不平,需要凿平的凿,需要填补的补。

腰梁与连续墙之间的空隙灌注混凝土。灌注前要确保钢腰梁固定好,不要因为挖土时碰撞到钢腰梁,使钢腰梁于刚灌注的混凝土分离。

要确保灌注的混凝土要密实、自身牢固,在空隙比较大的地方可以适当加一点钢筋头,防止灌注的混凝土自身开裂;在空隙太小的地方可以采用砂浆甚至水泥浆灌缝。

加钢支撑要控制好时间及温度,一般为18:00~10:00。这样能减低热胀冷缩的影响,又能避开基坑底下工人施工的高峰期,趋于安全。

钢支撑一般为整体吊装,吊起时要先检查是否有工具、螺丝、碎石以及其它杂物在上面,以免落物击人。

钢腰梁之间接口一定要三面围焊,而且在整个施工过程中要不时检查一下并补焊,避免因为两侧受力不均匀而脱焊。

在施加预加力时,一般分3次施加。第一次先施加20%的预加力,使钢支撑与钢腰梁之间很好地接触;第二次施加至预加力的120%,然后等10分钟,看读数表指针稳定打入锲块;第三次是在打入锲块后,读书表指针往回走,然后施加预加力至120%,二次打紧锲块。在读数稳定在预加力的120%时,卸下液压千斤顶。

当气温比较低时,要每天检查锲块是否松动,反复打紧锲块,以补偿钢支撑的冷缩。

在换撑施工的时候,要考虑到以后的拆除。建议在设备中板预先留好吊钩,方便吊装。

在拆除时,应隔一拆一,避免延一个方向拆,产生应力集中;洞口部位要先拆除,避免旁边的钢支撑拆完后,应力集中在洞口部位。

混凝土支撑拆除时,应避免混凝土散块掉落到底板上,这会大大影响底板的拆架及清理的工期,加大施工难度。

主体结构施工

1、施工过程中的细节问题

(1)在第一段土方挖至设计标高后,进行人工挖土30cm,这样以免挖机扰动原状土的承载力。由于土方开挖为梯形开挖,后面梯形平台水压力较大、较丰富,这就要求对第一段要及时做好降水处理,以免基坑长时间泡水。降水井的选择要有预见性,以免给下步施工带来麻烦,例如不能选大梁底,不影响预埋件安装,要是底板的最低位置,又要满足降水要求,我们选择在废水池底部板区的位置,这样即可以满足以上的要求,也不妨碍下步施工。降水井是由两个油桶焊在一起,中间加设止水环,四周安装水龙头,水龙头大小及数量视排水量而定。

(2)在清理基底土时要做到流水施工,分2班人同时作业,一班人在前面清理原状土时要同时挖出盲沟道,令一班人要在后面同时做好碎石稳定层与盲沟铺设。需要把全部盲沟都引入到浆水井旁边,通过水龙头流进降水井。盲沟铺好后,填上碎石,上部还需要加上彩条布,以防止垫层混凝土浆液把盲沟堵塞。做好以上工作马上就做砼垫层,在此工序中要求施工员严格控制好标高、坡度,保证留有足够的防水、主体结构厚度,满足设计要求。

(3)局部有高差的部位需要砌砖模。在砖模砌好后需要批荡,下面直角处做成八子角以便防水铺设,并起到泄压作用;上面一匹砖批荡成圆角以免划破防水。铺设防水板前要对垫层面清理干净,不能有杂物、砂子之类的东西,保护好防水板不被划穿。在施工侧墙防水时土工布搭接位置一定要满足设计尺寸并固定好。在浇捣防水保护层前要定好标高,在捣的过程中要严格从一边向另一边浇捣,严禁随处浇捣,以免防水板下部形成气泡,容易刺穿或者压破防水板。防水保护层要做好砼养护,在保证防水层能上人走动时就开始施工放线。放线时,钉子不能太长,以免刺破防水。

(4)钢筋安装:在绑扎钢筋前首先对班组进行技术交底,明确施工流程,关键部位的处理,再进行细部点位、轴线交底。在绑扎开始时一定要定好第一根钢筋的位子,过程中控制好钢筋间距,验收前先自检。钢筋绑扎快慢直接影响施工进度。

(5)在施工设备层板时为方便以后轨顶风道施工,在浇筑砼前放线定位预留出空洞以方便以后砼浇捣。预留空洞留设两排,一排为风道侧墙,位置一定要准确,因为风道侧墙只有20cm;一排为风道板用。

(6)地铁站的模板体系都属于高大支模,这样对支架搭设、模板安装、砼浇捣都有很高的要求。特别是才用钢管支架对撑来支承侧墙模板的体系,更要严格控制质量,因此,必须做到以下几点:

A、在搭设支架时严格按高支模方案施工。

B、横向侧墙对撑严禁搭接,一定要用直接扣件,扣件要扣紧。

C、柱子在先浇捣的情况下,模板不能先拆,使其作为支撑点,对侧墙起到一定的顶撑作用。D、剪刀撑一定要到位,在临边、有拐角的位子要加设竖向剪刀撑和水平剪刀撑。

E、模板安装时,与施工缝交界处要加设木方,支架要加密(竖杆、剪刀撑),特别时模板的底脚水平支撑要加密处理。

F、浇捣砼时不能超高浇捣,每次控制在500mm左右。要对称浇捣,不能一个点下料,而且泵管口要有倾斜的角度,绝不允许直下,这样可以减少砼从泵管出来的冲击力及自身的动能。G、同一施工部位两次浇捣时间前后不能超过2个小时(抗渗砼),以免出现断层、冷缝。

(7)有些大型预埋钢板的安装需要用到龙门吊配合。大型预埋钢板上有很多锚固钢筋,通常都是先将锚固钢筋按设计要求焊接在钢板上,但对于钢筋密集的地方是没办法安装钢板安装部位的。我们项目部反方向施工,先将大型预埋钢板就位,然后再焊上预埋筋,最后复测。使大型预埋钢板在安装上满足设计使用要求。

2、施工流程

(1)底板一个施工段的流程为步骤:人工清土→盲沟→碎石、砼垫层→防水→防水垫层→测量放线→梁→暗梁→板底筋→梁面筋→板面筋→侧墙倒角钢筋→装侧墙倒角模板、中梁倒角钢筋与预埋件→安装止水钢板→捣砼。

(2)其它施工段的流程为步骤:搭设支架→凿倾陷→中梁底模板、侧墙防水、柱子钢筋安装→侧墙钢筋电渣焊、中板底模、柱子模板安装→浇捣柱子砼→侧墙水平钢筋安装→安装侧墙模板、中板放线定位→绑扎中板钢筋及安装竖向收口网→捣砼。砼养护4天后开始拆钢支撑。

结束语

通过该工程的顺利实施,我们认为,深基坑的施工首先要对作业环境和施工图纸有一个全面的了解,在解决技术难题的基础上,要注重日常管理、过程控制和日常监测,确保项目始终处于受控状态。

参考文献:

[1] GB50202_2002,建筑地基基础工程施工质量验收规范,北京:中国建筑工业出版社,2002

[2] GB50204-2002,混凝土结构工程施工质量验收规范 (2010年版) ,北京:中国建筑工业出版社,2002

[3] GB/T 50326-2006,建设工程项目管理规范,北京:中国建筑工业出版社,2006

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