摘要:随着城市建设的发展,地下空间在各大城市中得到开发利用,随着这些地下空间的兴建,产生了大量的基坑工程,而很多基坑工程位于市区。在施工过程中,往往面临着基坑上部空间受限条件下的施工 环境。本文结合花城大道东延线(首期)工程土建三标段的实际,对上部空间受限条件下基坑工程的施工技术进行探讨。
关键词:上部空间受限;孔内钢筋笼制安;对称开挖;对拉锚索
一、工程概况
广州市花城大道延长线位于广州市天河区珠江新城东部,其中三标段工程位于花城大道延长线上,下穿华南快速路,隧道分为左、右线设计,闭口段采用左、右分离式设计,开口段采用左、右线整体式设计, 其中穿华南快速路桥底部分为闭口、左右分离式。
华南快速路桥底段基坑工程以华南快速路高架桥桥墩为分界线分为左右两边深基坑,基坑深约为10m,在地表原状土以上约4.5m为华南快速路高架桥结构,在左右线基坑的中间保留土体是华南快速路高架桥的 N34轴桥墩,桥墩采用的是摩擦端承桩基础,桩深约为15m,地表原状土以下约20m为广州地铁五号线盾构区间,基坑本身设置两道混凝土支撑,施工空间十分狭窄,同时也要注意对华南快速路高架桥的保护,面 临较大的安全风险。
华南快速路桥底段支护工艺由原设计方案多排相切微型桩、桩顶冠梁及砼支撑、底下两道钢支撑变更成采用人工挖孔桩、桩顶冠梁及砼支撑、底下一道砼支撑。
二、主要施工技术
上部空间受限条件下基坑工程施工技术主要包括人工挖孔桩孔内钢筋笼制安、基坑土方对称开挖传递出土、预应力对拉锚索、高压旋喷桩对称施工。
1、针对上部空间受限的特定条件,采用人工挖孔桩孔内绑扎钢筋笼施工技术。该工艺操作简单,施工方便,可多根挖孔桩钢筋笼同时进行安装,施工速度相对较快,不需要大型机械设备,降低工程造价。可以 有效地克服钢筋笼垂直度无法得到有效保证,吊装难度大,施工进度慢,成本高,受施工环境影响大的缺点。
2、基坑土方对称开挖传递出土。一方面可以平衡基坑开挖过程中左右线基坑的变形位移,减小偏压;另一方面可以在立体空间上形成多层次的施工工作面,施工布局更加合理,在保证施工安全和质量的前提下 加快了施工进度,同时减少基坑暴露时间,降低基坑安全风险。
3、对拉锚索压紧土体。通过在第二道支撑处设置对拉锚索压紧土体,可以提高整块土体的侧向刚度和N34轴桥墩抵抗水平荷载的能力,以及提高腰梁的整体稳定性,保证基坑工程和华南快速路高架桥的安全。
4、高压旋喷桩通过由里及外、对称打桩。通过合理的打桩顺序,并按设计要求严格控制桩底标高、桩位、垂直度及注浆压力等指标,提高华南快速路高架桥N34轴桥墩周边土体的固结、止水质量,并减小打桩 施工过程对华南快速路高架桥桥墩及桩基础的偏压影响。
三、人工挖孔桩孔内钢筋笼制安
1、钢筋下料:钢筋在钢筋加工场地下料,主筋采用螺纹套筒连接,主筋及箍筋按设计图纸下料加工成型。
2、安装五边形钢筋及定位箍筋
(1)作业人员顺着钢爬梯进入桩孔内,将预先制作好的五边形钢筋送入孔内,固定在第一节护壁与第二节护壁凸出位置,五边形钢筋架与护壁牢固卡住。
(2)定位筋为Φ22的箍筋,预先用粉笔在定位箍筋上将每个主筋的位置标明,然后将定位箍筋放入孔内,将定位箍筋安放在五边形钢筋上,并将定位箍筋与五边形钢筋用钢丝绑扎牢固。
3、预放箍筋:安装好定位箍筋后,将余下箍筋分组,每组数量为每节护壁对应的钢筋笼主筋上布置的箍筋个数,将箍筋分组用绳索吊放至孔内,作业人员顺着钢爬梯进入孔内将吊入的每组箍筋安放在每节护壁 交接处凸出位置上,再在护壁节点上将箍筋临时绑扎固定住。
4、下放主筋:箍筋安放完毕后,开始下放主筋,在孔口架立一根钢筋,将8#槽钢制作成的溜槽挂在孔口钢筋上,孔口外安排两名作业人员沿着孔口和溜槽传递下放主筋,将主筋逐根整根下放至孔内。
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5、主筋与第一节护壁底定位箍筋绑扎连接:孔内一名作业人员将主筋扶正,并将主筋依次绑扎在定位箍筋上,直到主筋与定位箍筋完全绑扎牢固,主筋底离孔底距离约为10cm。
6、下放环向加强筋:将环向加强筋按等间距固定在绳索上,吊放至相应的孔内位置,麻绳上端固定在孔口钢筋上。
7、钢筋笼孔内全绑扎:安排两名作业人员进入孔内,由下至上将箍筋与主筋用钢丝绑扎牢固。垂直作业的两名作业人员,一人负责一半圆箍筋的绑扎,避免在孔内转身,提高作业效率,同时采取可靠地安全措 施避免发生安全事故。
8、检查钢筋笼:绑扎完后检查钢筋间距、垂直度、保护层是否符合设计要求,钢筋连接是否牢固。
四、基坑土方对称开挖传递出土
车行隧道基坑在下穿华南快速路桥底部时,为避开华快高架桥N34轴桥墩,分为左右两边基坑。采用基坑土方对称开挖传递出土方式。
1、基坑开挖总体顺序:
冠梁以上土方可从中间往东西两端开挖出土,开挖出桩顶及支撑位置,施工冠梁、支撑等。而冠梁以下的基坑土方开挖工程施工顺序如下:
(1)首先,第一层支撑至第二层支撑的土方,由东西两端往中开挖及出土;
(2)其次,从中间往两边开挖第二层砼支撑位置的土方,并进行第二层砼支撑、腰梁、对拉锚索等施工;
(3)最后,第二层支撑至基坑底的土方,从西边与一标交界位置开始开挖,纵向上采用分台阶分段后退式开挖,台阶长度宜6至10m(视具体情况调整)。
2、坚向分层开挖及施工顺序:
(1)第一层:开挖至第一道砼支撑冠梁底以下10cm位置标高处(支撑等垫层厚10cm),约高程7.0m处,进行该平面上的冠梁和砼支撑施工;
(2)第二层:在冠梁和砼支撑达到强度后,进行第二层土方开挖,第二层土方由两侧往中间开挖,开挖至第二道砼支撑顶以上0.5m;
(3)第三层:第三层土方由中间往两侧开挖至第二道砼支撑底标高位置,并按要求施工腰梁、预应力对拉锚索和第二道砼支撑。在腰梁和第二道砼支撑达到设计强度80%后,在第二道砼支撑顶以上回填0.5m覆 土,以便机械通行开挖第四层土方。
(4)第四层:开挖至设计基坑底以上30cm处,剩余的30cm土方由人工开挖至设计基坑底。
3、纵向施工:纵向分段与主体结构施工相配合,基坑开挖与支护、浇筑垫层及主体结构等工序同时交替进行。
4、基坑采用挖掘机台阶式传递挖土,挖土时,沿基坑纵向上采用后退式放坡挖土。当开挖接近基坑底设计标高时,预留出30cm厚度的土,采用人工清底。
五、预应力对拉锚索压紧土体
该锚索施工场地周围分布有华南快速路桥梁桥墩及桩基础,施工时亦要注意对桥墩的保护,因此,在对拉锚索施工时,有针对性的加强以下措施:
1、该处钻孔的倾角为0°,具体的按照垂直于同排桥墩连线来确定,开孔时要用钻头来回多次对孔口进行钻进,导正开孔的倾角和孔位,并在开孔钻进前一米时,用测斜仪多次量测钻机的底盘或钻杆,随时调 整钻机,保证在开孔时由地层软硬或坡面不平整引起钻机对孔位偏移的误差,在钻进中毎钻进3m左右时用测斜仪量测一次钻孔孔斜,及时调整钻孔孔斜误差。锚孔倾角、水平角允许误差点在±1°以内,成孔后 ,钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚索长度的3%。
2、对拉锚索应注意避开微型桩钢筋及华快桥墩桩基础,锚索位置可以根据实际情况与设计、监理、甲方洽商确认后适当调整。
3、对拉锚索由一端往另一端依序张拉。
六、高压施喷桩由里及外对称施工
1、位于桥墩周边范围内的旋喷桩施工过程中,按设计要求严格控制桩底标高、桩位及垂直度。
2、N34轴中间土台的旋喷桩施工过程中,应左右线对称,由里向外施工。中间土台旋喷桩施工按三步骤进行,首先是先施工土台内的梅花状旋喷桩,按照先施工靠近桥墩位置的旋喷桩,依次往外施工的顺序; 其次是从两边往中间对称施工人工挖孔桩内侧密排旋喷桩;最后施工土台外围密排旋喷桩,也是从两边往中间对称施工。
3、施工过程中,按照设计要求严格控制旋喷注浆的压力,注浆压力大小控制在20-30MPa。。同时加强对施工过程中桥墩基础及周边土体的位移变化的监测。
七、结束语
与传统施工方法相比,采用本技术进行施工,不需要投入大型机械设备,投入的劳动力也非常少,能够节省大笔的机械使用租赁和人力投入费用;同时提高基坑工程整体稳定性,降低工程施工安全风险;加快 施工速度,缩短工期,经济和社会效益显著,能为今后类似条件下的深基坑施工提供参考。
参考文献:
[1]常乃坤 人工挖孔桩孔内制作钢筋笼新技术.低温建筑技术.2013年08期
[2]石文慧 大孔径抗滑桩孔内制作钢筋笼技术应用.山西建筑.2011年25期
论文作者:卢中津
论文发表刊物:《基层建设》2015年8期
论文发表时间:2016/8/26
标签:基坑论文; 钢筋论文; 桥墩论文; 土方论文; 华南论文; 对称论文; 高架桥论文; 《基层建设》2015年8期论文;