高磊
(中交第二航務(wù)工程局有限公司,湖北武漢 430000)
梅觀高速清湖南段市政化改造工程一標(biāo)為南北向,起于民樂(lè)立交北側(cè)原梅林主線收費(fèi)廣場(chǎng)南端,止于留仙立交起點(diǎn)附近,路線全長(zhǎng)約2.24km,沿途依次與梅坂大道、規(guī)劃民樂(lè)路、民康路、軌道交通5號(hào)線、平南鐵路等道路相交。綜合管廊沿梅觀道路東西兩側(cè)輔道雙側(cè)布設(shè),管廊總長(zhǎng)4.605km。道路西側(cè)輔道下方布設(shè)兩艙綜合管廊,斷面尺寸為8.8m×4.1m,管廊長(zhǎng)2.270km;道路東側(cè)輔道下方布設(shè)兩艙綜合管廊,斷面尺寸為7.1m×4.1m,管廊長(zhǎng)2.335km。
地質(zhì)情況從上至下依次為:人工填土、淤泥質(zhì)黏土、全~微風(fēng)化粗?;◢弾r。地下水位埋深3m~15m,圍護(hù)方案分下述類(lèi)型:
(1)放坡+土釘墻,主要用于基坑開(kāi)挖深度不超過(guò)6m,開(kāi)挖深度內(nèi)主要土層為填土和粘性土,坡比采用1:0.75,土釘墻噴錨護(hù)面。(2)鋼板樁+鋼支撐,適用于開(kāi)挖深度7m至7.5m的基坑,采用拉森Ⅳ鋼板樁400mm×170mm支護(hù),長(zhǎng)12m。設(shè)置一道鋼支撐。(3)鉆孔灌注樁+一道內(nèi)撐,用于基坑開(kāi)挖深度7.5m~9.5m,采用Φ800@1100鉆孔灌注樁圍護(hù),樁長(zhǎng)13m,設(shè)一道鋼支撐。(4)排樁+兩道內(nèi)撐,基坑開(kāi)挖深度9.5m~11.5m,采用Φ800@1100鉆孔灌注樁圍護(hù),樁長(zhǎng)16m,設(shè)兩道鋼支撐。(5)排樁+三道內(nèi)撐,基坑開(kāi)挖深度11.5m~14m,采用Φ1000@1300鉆孔灌注樁圍護(hù),樁長(zhǎng)20m,設(shè)三道鋼支撐。
(1)項(xiàng)目位于城市中心,周邊建筑多,地下管線復(fù)雜,施工干擾多。梅觀高速為龍華區(qū)交通要道,交通量大、且與多條道路交叉,周邊臨近居民小區(qū),給排水、電力、通信、軍用光纜和燃?xì)獾裙芫€密布,施工過(guò)程中如何保證原有梅觀道路既有通行,確保周邊臨近建筑物、管線安全,降低對(duì)周邊居民的影響是本項(xiàng)目的重要課題。(2)環(huán)保、水保要求高。本項(xiàng)目位于深圳市龍華區(qū),城市化程度高,合理采取環(huán)保、水保有效措施,控制對(duì)大氣、水、噪音及廢棄物排放,最大限度地減少對(duì)環(huán)境的影響是本項(xiàng)目的施工重點(diǎn)[1]。(3)地質(zhì)情況復(fù)雜,工序多且繁雜,施工工期緊。綜合管廊沿線有軟弱土、人工填土及球狀風(fēng)化孤石等不良地質(zhì),科學(xué)合理地選用施工方法,提高施工工效,是本項(xiàng)目的關(guān)鍵。
(1)液壓鋼板樁打樁機(jī)施打。液壓打樁機(jī)操作簡(jiǎn)單、機(jī)動(dòng)性好,對(duì)場(chǎng)地要求低,轉(zhuǎn)運(yùn)無(wú)需拆裝;設(shè)備集打樁和拔樁一體,打拔樁作業(yè)轉(zhuǎn)換快速;產(chǎn)生的噪音低、振動(dòng)小。(2)履帶吊+振動(dòng)錘方式施打。履帶吊+振動(dòng)錘施打鋼板樁投入人工較多,操作不便,施打時(shí)需配置輔助設(shè)備(須配置發(fā)電機(jī)、振動(dòng)錘控制器等設(shè)備),轉(zhuǎn)運(yùn)須利用平板車(chē),機(jī)動(dòng)性較差,發(fā)電機(jī)及振動(dòng)錘產(chǎn)生油污易污染環(huán)境,施工時(shí)噪音大,施工工效較低。液壓鋼板樁打樁機(jī)施工工效高、污染少、操作簡(jiǎn)單,綜合考慮,選用液壓鋼板樁打樁機(jī)施打鋼板樁。
(1)沖擊鉆成孔。沖擊鉆成孔為目前成樁比較常用的方法。能適應(yīng)各種地層、各種樁徑大小尺寸和樁長(zhǎng),護(hù)臂效果好,有效提高樁基成孔質(zhì)量??變?nèi)護(hù)壁可靠、塌孔情況較少,設(shè)備操作簡(jiǎn)單,但鉆進(jìn)速度較慢,每延米成孔造價(jià)較高。(2)回旋鉆成孔。回旋鉆成孔可用于地下水位較高的軟弱土層,具有沿海地區(qū)適應(yīng)面廣,樁基成孔質(zhì)量較好,成孔速度較沖擊鉆快,每延米成孔造價(jià)低,但施工過(guò)程中用水量較大,不適用于卵石層和堅(jiān)硬巖層的地質(zhì)。(3)旋挖鉆成孔。旋挖鉆成孔具有設(shè)備機(jī)械自動(dòng)化程度較高,人力強(qiáng)度低,成孔速度快,對(duì)周邊土體振動(dòng)小,產(chǎn)生的噪音低等特點(diǎn),每延米成孔造價(jià)介于沖擊鉆與回旋鉆之間。但機(jī)械自重大,對(duì)地基承載力要求較高,在軟土地層易塌孔和縮徑[2],如表1所示。
表1 成孔方案比選
結(jié)合本項(xiàng)目特點(diǎn),上述方案均具有可行性,但從工期、環(huán)水保、經(jīng)濟(jì)性和施工難易程度和安全性等方面綜合考慮,旋挖鉆成孔所用工期短、產(chǎn)生的污染少、花費(fèi)少、自動(dòng)化程度高方便實(shí)際施工、安全風(fēng)險(xiǎn)小,因此最終選擇了旋挖鉆成孔。
施工前對(duì)鋼板樁進(jìn)行檢驗(yàn),選用無(wú)變形、無(wú)銹蝕、無(wú)焊接接頭的鋼板樁,檢查液壓鋼板樁打樁機(jī)設(shè)備性能,尾氣排放是否滿足要求。當(dāng)?shù)刭|(zhì)為軟弱土層時(shí),可直接利用液壓鋼板樁打樁機(jī)進(jìn)行施工,當(dāng)鋼板樁底標(biāo)高位于較硬巖層時(shí),進(jìn)行引孔施工、回填后再施打鋼板樁,如圖1和圖2所示。
圖1 液壓鋼板樁打樁機(jī)施工
圖2 鋼板樁引孔施工
(1)因線路地下水位起伏較大,根據(jù)地下水位差異情況,選擇不同的樁基成孔工藝。當(dāng)?shù)叵滤坏陀跇兜讟?biāo)高時(shí),采用干作業(yè)成孔工藝,當(dāng)?shù)叵滤桓哂跇兜讟?biāo)高時(shí)采用濕作業(yè)成孔工藝。濕作業(yè)采用泥漿護(hù)壁,鉆桿通過(guò)伸縮將鉆頭提升至孔外卸渣,泥漿經(jīng)過(guò)沉淀可循環(huán)利用,排污較少,清理出的鉆渣利用新能源全封閉自卸車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)至指定棄土消納場(chǎng),對(duì)環(huán)境影響小。(2)因地質(zhì)情況有軟弱土、人工填土及球狀風(fēng)化孤石,鉆進(jìn)中根據(jù)不同巖層配置不同種類(lèi)的鉆頭,對(duì)于軟弱土和人工填土采用雙開(kāi)門(mén)截齒筒式鉆,對(duì)于巖層采用截齒筒式鉆或牙輪筒式鉆,提高成孔速度,從而降低對(duì)周?chē)用竦挠绊慬3],如圖3和圖4所示。
圖3 旋挖鉆機(jī)施工
圖4 旋挖鉆鉆頭
(1)鋼支撐鋼管采用法蘭同軸連接,并設(shè)置調(diào)節(jié)段;統(tǒng)一在工廠集中加工制作完成后,運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)整體吊裝,減少現(xiàn)場(chǎng)拼接時(shí)間,提高施工效率[4]。(2)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置由臨時(shí)排水溝、集水井與三級(jí)沉淀池組成的循環(huán)水利用系統(tǒng),定期巡查、清理排水系統(tǒng),將收集到的雨水和基坑降水的水用于泥漿制備、便道灑水降塵。(3)合理規(guī)劃施工場(chǎng)地。施工前規(guī)劃出施工總體布置,考慮好設(shè)備站位、渣土堆放及泥漿池設(shè)置等,渣土及時(shí)用新能源自卸車(chē)外運(yùn),無(wú)法及時(shí)運(yùn)走的現(xiàn)場(chǎng)需采取彩條布覆蓋措施,材料下墊上蓋,做好防雨,保證現(xiàn)場(chǎng)材料堆放整齊,渣土堆放整潔有序且全部覆蓋,從而減少土地占用面積。(4)合理安排施工。加快周轉(zhuǎn)材料周轉(zhuǎn)使用頻率,避免和減少夜間施工,夜間施工設(shè)備車(chē)輛進(jìn)行限速行駛,且禁止鳴笛。(5)施工現(xiàn)場(chǎng)采用施工圍擋全封閉,將施工現(xiàn)場(chǎng)與周邊分隔開(kāi),進(jìn)場(chǎng)出入口采用混凝土硬化,并設(shè)置洗車(chē)池,進(jìn)場(chǎng)材料、設(shè)備派專(zhuān)人管理、指揮,按要求堆(停)放至指定位置;
本文以梅觀高速清湖南段市政化改造工程一標(biāo)為依托,對(duì)城市綜合管廊基坑支護(hù)綠色、快速施工進(jìn)行研究,得到以下結(jié)論:
(1)在城市綜合管廊基坑鋼板樁支護(hù)施工過(guò)程中,合理的選用液壓鋼板樁打樁機(jī)施打工藝,有效地解決了對(duì)周邊擾動(dòng)、噪音污染等問(wèn)題。(2)通過(guò)分別采用干、濕作業(yè)成孔工藝,降低了地下水位起伏不定的影響,保證了成孔質(zhì)量,提高了施工工效。(3)充分利用旋挖鉆雙開(kāi)門(mén)截齒筒式鉆頭、截齒筒式鉆頭和牙輪筒式鉆頭在不同地質(zhì)的適應(yīng)性,降低了對(duì)城市綜合管廊周?chē)h(huán)境的影響,確保了周邊結(jié)構(gòu)物的安全,節(jié)約了施工成本,縮短了施工工期。