□劉慶利
田莊暗渠段工程是南水北調配套工程石津干渠的渠首工程,它將南水北調中線總干渠與現有的石津灌渠相連,是下游所有供水目標實現的關鍵通道。工程位于河北省石家莊市古城西路南側,工程起點自南水北調田莊分水口,至趙陵鋪進水閘下游與石津干渠相接。根據現場客觀條件,決定對該段箱涵采用灌注樁基坑支護方案施工。
按1/2分擔法計算多道支撐結構的內力。
圖中點為 R1和 R2間的中點(1/2點),近似計算時,即認為R1等于 e0與e1間的三角形荷載。
基坑支護結構最下面一道支撐R2以下的主動土壓力面積,可近似看作等于矩形GNOF。其中一半由R2承擔,另一半由坑下被動土壓力EFM承受。
在基坑支護結構的土壓力、支撐力和插入深度確定后,即可根據靜力平衡條件確定任意截面上圍護結構所受的彎矩。
據此計算確定支護方案如下:
灌注樁支護立面圖
灌注樁施工,上部土方開挖3m深作業(yè)平臺。灌注樁直徑100cm長7m,間距150cm?;炷翉姸菴25,樁中心線距箱涵外墻距離70cm,底高程比箱涵底高程低7m。施工完成后,鑿除頂部樁頭,支立模板,澆筑斷面為100×80cm的壓頂梁,以增加灌注樁支護的整體性,并作為內部鋼管支撐的受力結構。壓頂梁每間隔20m左右設一道施工縫,并預留錨具及穿索通道。在樁內側固定兩排工字鋼,分別作為兩排錨索及鋼管支撐的著力點。在樁與箱涵外墻間掛鋼筋網噴射20cm厚C20早強混凝土,既對相鄰樁體間的縫隙進行封閉,又作為箱涵施工時的外側模板。兩排灌注樁采用內頂外接固定連接。
測量定位后,使用挖掘機對上部3m范圍內的土方進行開挖。
灌注樁施工采用CZ20沖擊鉆機鉆孔施工。
鉆孔樁施工順序為:測量定位→埋設護筒→鉆機就位→鉆進→換漿法清孔→檢測(鋼筋籠對中)→(下設鋼筋籠前清理鋼筋籠泥土)吊裝鋼筋籠→吊裝導管→灌注水下混凝土→擴大基礎、處理樁頭→樁基檢測→承臺施工。
鉆孔樁施工工藝流程:
一是場地平整。施工場地做到三通一平。
二是埋設護筒。護筒一律采用鋼護筒,采用挖埋法施工。節(jié)間焊接要嚴密,謹防漏水。相臨樁間不足4倍樁徑要跳樁施工或間隔36h后方可施工。
三是泥漿制備和運輸。為保證泥漿的供應質量,施工時設置制漿池、貯漿池及沉淀池。泥漿傳送采用泥漿槽和泥漿泵。
四是鉆機就位。鉆機就位后,調平機座,認真量測檢查鉆頭中心與護筒中心是否在一條鉛垂線上,鉆桿、鉆頭等部位連接是否牢固、運轉是否良好。
五是鉆孔開鉆時應先在孔內灌注泥漿,鉆機應輕壓慢轉不進尺,只空載轉動,使泥漿充分進入孔壁;保持孔內水位并經常檢查泥漿比重;接換鉆桿或因其他原因短時停鉆再次開鉆時,應按開孔時處理;鉆進過程中用兩臺經緯儀檢查鉆桿位置及垂直度,以確保成孔質量。
六是清孔及成孔檢查。在鉆孔至設計深度后,對孔徑進行檢查,檢查合格后,立即清孔。采用二次換漿法清孔。清孔后4h以內仍不能開始灌注混凝土,則要再次清孔。
七是鋼筋籠的制作和吊裝。鋼筋籠制作時,搭接長度不小于10倍的鋼筋直徑,焊接頭錯開至少50cm。鋼筋籠吊裝完成后,最上一節(jié)口上焊上吊筋,用以調節(jié)鋼筋籠的上下位置。
八是澆注水下混凝土。下鋼筋籠之后,安裝灌混凝土導管,導管直徑不小于25cm,導管下口離孔底25~40cm。灌注水下混凝土首盤采用壓球法,混凝土的坍落度應控制在18~21cm,水下混凝土的灌注必須連續(xù)進行,灌注時間控制在2~3h內,樁身混凝土要按規(guī)范和設計要求進行超灌。
九是截樁頭。樁混凝土灌完24h后,開挖并截除樁頭。此時截除樁頭應留15~20cm,在樁頭混凝土達到設計強度時再次截除。
灌注樁完成連續(xù)20m以上時,即可開始壓頂梁施工。壓頂梁每間隔20m設一道施工縫。將壓頂梁鋼筋加工安裝完成后,進行鋼模板支立,模板之間用卡、扣連接固定。采用混凝土直接入倉,人工振搗密實。
壓頂梁內側面預埋鋼板做為安裝鋼管支撐的埋件。
在壓頂梁施工完成后,焊接安裝鋼管支撐。將鋼管加工成型后,對鋼管進行起吊就位,兩端同時焊接進行安裝。
向下繼續(xù)開挖3m深,在灌注樁內側安裝工字鋼,焊接安裝第二排鋼管支撐。
壓頂梁完成后,采用洛陽鏟造孔,置入第一排錨索,進行高壓灌漿。強度達到要求后,進行張拉。
土方開挖到第二排錨索高程后,重復以上工序并在灌注樁內側安裝工字鋼,然后進行張拉。
兩排鋼管支撐及三排錨索施工完成后,支護工作即完成。
工程完工后灌注樁及周圍土體穩(wěn)定,臨近建筑物及道路的地基沒有因為基坑開挖而受到擾動,確保了施工安全,達到了工程預期。
該方案適合城區(qū)內,臨近高層建筑物較近,作業(yè)面狹小,需要明挖作業(yè)的基槽防護工程,具有較好的經濟效益?!?/p>