寶鋼五冷軋帶鋼工程軋機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)施工技術(shù)

王 鵬

1 概況

寶鋼五冷軋帶鋼工程是寶鋼“十一五”規(guī)劃重點(diǎn)項目之一。軋機(jī)機(jī)組是該工程的核心機(jī)組。軋機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)由中冶南方工程技術(shù)有限公司設(shè)計,中國二十冶建設(shè)有限公司施工?；A(chǔ)普遍埋深-8.2 m～-10.7 m,局部埋深達(dá)到-12.7 m。基坑長約122 m,寬約85 m。基礎(chǔ)北側(cè)為軋機(jī)電氣室、東側(cè)為軋后庫、南側(cè)為電纜隧道、西側(cè)與酸洗機(jī)組出口段銜接?；A(chǔ)±0.00 m以下設(shè)計采用C30 S6防水混凝土,±0.00 m以上的基礎(chǔ)為C30混凝土,全部采用商品混凝土,總量約1.8萬m3?；A(chǔ)和四周存在大量PHC管樁,基坑開挖邊坡穩(wěn)定及PHC管樁保護(hù)工作為本工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。根據(jù)工程特點(diǎn)及施工總體安排,該深基坑采用半開挖半支護(hù)的形式。即基坑-5.0 m以上采用放坡開挖卸載,-5.0 m以下采用重力式水泥攪拌樁擋墻支護(hù)。根據(jù)工期安排及設(shè)計圖紙交付進(jìn)度,2006年5月初開始水泥攪拌樁施工,6月初開始降水施工,7月1日開始土方卸荷,10月1日酸軋區(qū)主廠房鋼結(jié)構(gòu)開始安裝,2007年1月10日±0.00 m以上所有軋機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)墩施工完畢。

2 地質(zhì)情況

根據(jù)中冶集團(tuán)武勘院地質(zhì)勘探報告,場地土類型為軟弱土,屬長江口三角洲沉積層,建筑場地類別為Ⅳ類,具有土質(zhì)顆粒細(xì)、含水量高、透水性差的特點(diǎn)。土層構(gòu)成及特性如表1所示。

3 施工技術(shù)

3.1 重力式水泥攪拌樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

基坑?xùn)|側(cè)和西側(cè)水泥土墻寬5.2 m,樁頂標(biāo)高-5m,長16.2m(根入深度9.3 m),-5 m以上卸荷平臺寬11 m;與電氣室銜接部位中間擋墻寬5.2 m,樁頂標(biāo)高-5 m,長13 m(根入深度7.3 m);與電氣室銜接部位兩端擋墻寬3.2 m,樁頂標(biāo)高-5 m,長10 m(根入深度6.8 m);對四個柱基礎(chǔ)深坑(-12.7 m)布置3.2 m寬,5.3 m深的坑底攪拌樁加固。水泥攪拌樁采用2φ700,中心間距500 mm,相鄰樁體搭接200 mm,格柵式排列。采用32.5級普通硅酸鹽水泥,摻量為14%,水灰比0.5,上做150 mm厚的φ4@100鋼筋混凝土壓頂板。攪拌樁經(jīng)養(yǎng)護(hù)30 d后進(jìn)行基坑開挖。開挖時要求水泥土30 d齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于0.8 MPa。水泥攪拌樁水泥土總量約2.7萬m3,使用10臺SJB-2型攪拌機(jī)分區(qū)段同時施工,采用兩攪兩噴施工工藝,水灰比通過計量和比重計控制,注漿量和攪拌速度用流量計實(shí)時監(jiān)控。

3.2 降水施工

采用UPVC管材降水施工新技術(shù),目標(biāo)是將地下水位降至基底以下0.5 m。根據(jù)基坑特點(diǎn),在基坑外圍設(shè)置一級輕型井點(diǎn)封住四周地下水源,在基坑中間設(shè)置真空大井控制地下水位,降水坡度按1/10取值。6月初施工輕型井點(diǎn),6月底開始施工大井。輕型井點(diǎn)施工采用導(dǎo)桿式?jīng)_槍成孔,大井采用鉆孔施工。井點(diǎn)采用粗砂填充,黏土封口,派專人負(fù)責(zé)日常運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)和記錄。7月1日第①塊土方開挖前,測得地下水位為-9.75 m;7月30日第②塊土方開挖前,測得地下水位為-13.3 m,均滿足開挖條件。

3.3 土方施工

設(shè)計將軋機(jī)基礎(chǔ)劃分為E塊和F塊,其中E塊為軋機(jī)本體,F塊為軋機(jī)通風(fēng)機(jī)房。為方便施工,將其劃分為第①塊～第⑤塊,其中第①塊對應(yīng)F塊,第②塊～第⑤塊對應(yīng) E塊(見圖1)。根據(jù)到圖情況,首先開挖第①塊,利用第②塊作為挖土道路,待第①塊底板施工結(jié)束后,再開挖第②塊土方;接著開挖第③塊～第⑤塊土方。軋機(jī)電氣室土方隨攪拌樁土方卸荷挖完,由于挖土?xí)r軋機(jī)電氣室結(jié)構(gòu)圖紙沒到,所以先進(jìn)行100 mm厚墊層施工。-5.00 m以上開挖采用一級挖土;-5.00 m～-8.00 m采用二級接力挖土,-8.00 m以下采用三級接力挖土?；油谕?xí)r,對前期施打的大量PHC管樁(約600套)的保護(hù)是重點(diǎn)。采用對所有施工人員詳細(xì)技術(shù)交底、在樁頭插小紅旗和專人指揮挖機(jī)作業(yè),并對土方邊坡及深基坑開挖所暴露的淺基礎(chǔ)樁,露出2.0 m～2.5 m時,在頂部設(shè)一道φ48腳手管拉結(jié),超過3.5 m～4.0 m時設(shè)第二道拉結(jié)。開挖過程中,基坑整體變形是穩(wěn)定的。

表1 土層構(gòu)成及特性

3.4 設(shè)備基礎(chǔ)施工

1)施工縫劃分。設(shè)備基礎(chǔ)施工,大致分為三個階段,第一階段施工底板和柱基礎(chǔ),底板與側(cè)墻之間施工縫留置在側(cè)墻底板標(biāo)高以上300 mm處,采用3.00 mm厚、300 mm寬鋼止水板止水;第二階段施工側(cè)墻,施工縫也采用上述鋼止水板;第三階段施工頂板。不同底板板塊塊間施工縫采用鋼止水板和“快易收口網(wǎng)”模板相結(jié)合的方式,以加強(qiáng)新舊混凝土之間的粘結(jié),加快施工進(jìn)度。該基坑標(biāo)高眾多、斷面復(fù)雜,施工縫劃分難度大。

2)鋼筋工程。鋼筋在現(xiàn)場集中加工制作,以機(jī)械加工(Φ8以上)為主,人工加工為輔(Φ8及Φ8以下)。接長采用閃光對焊、綁扎搭接、焊接搭接、錐螺紋接頭等形式。分階段就綁扎順序、鋼筋規(guī)格間距、位置、搭接長度、錨固長度以及彎鉤形式等向施工班組進(jìn)行技術(shù)交底。底板為雙層鋼筋網(wǎng),在上下層鋼筋之間設(shè)置鋼筋馬凳,板厚500 mm以上時采用角鋼固定架,以保證上層鋼筋位置的正確和兩層鋼筋之間距離。采用自制鋼筋卡尺,確保鋼筋間距的準(zhǔn)確。根據(jù)設(shè)計要求制作不同厚度墊塊,確保不同保護(hù)層厚度使用不同規(guī)格的墊塊。

3)模板工程。底板、側(cè)墻采用組合鋼模,尺寸不足部分采用木模,頂板采用木模板。側(cè)墻、頂板內(nèi)模采用新模板。對用過的模板再次使用前,模板維護(hù)質(zhì)量必須經(jīng)過項目部專檢人員的確認(rèn)。模板接縫采用密封條,以防漏漿。模板平整度、垂直度隱蔽驗(yàn)收按照項目部的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)2 mm進(jìn)行檢查。鋼腳手管背楞采用φ14@750對拉螺桿對拉緊固,結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定采用頂拉措施。支撐系統(tǒng)采用單管支柱,板厚500 mm以下的間距為1 000 mm;板厚500 mm～1 000 mm的間距為800 mm;板厚1 000 mm以上的間距為400 mm。預(yù)埋件與模板采用M6螺栓進(jìn)行固定,以防止混凝土澆筑時預(yù)埋件跑偏。

4)混凝土工程?；炷敛捎蒙唐坊炷痢＼垯C(jī)各塊底板厚度為 1.2 m～1.7 m,每次澆筑混凝土量平均約 1 200 m3,屬于大體積混凝土。為防止由水化熱和混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫,根據(jù)大體積混凝土早期收縮及降溫速度的特點(diǎn)采取“抗放兼施,先放后抗,以抗為主”的“分塊跳倉澆筑綜合技術(shù)措施”的施工工藝。實(shí)際上由于本工程工期比較緊,設(shè)備基礎(chǔ)無法采用跳倉施工,而是采取相鄰兩塊底板混凝土用“快易收口網(wǎng)”模板隔離,中間設(shè)一鋼止水板,相鄰兩塊混凝土的澆筑時間至少控制在10 d～15 d的辦法。

澆筑方式以水平輸送管為主,局部配以布料泵車及溜槽作輔助澆筑?；炷敛捎眯泵娣謱油藵驳姆绞竭M(jìn)行,每層厚度控制在500 mm以內(nèi),保證基礎(chǔ)混凝土的強(qiáng)度及密實(shí)性一致。混凝土工程實(shí)行責(zé)任掛牌制,明確現(xiàn)場協(xié)調(diào)人、坍落度測試人、振搗工、養(yǎng)護(hù)人等,做到責(zé)任到人。大體積混凝土施工中,采用后備一家商品混凝土攪拌站、1臺～2臺泵車,并控制澆筑順序和振搗,避免施工中產(chǎn)生冷縫?；炷琉B(yǎng)護(hù)采用覆蓋一層塑料膜一層麻袋并澆水養(yǎng)護(hù),防水混凝土養(yǎng)護(hù)時間大于14d,其余養(yǎng)護(hù)時間大于7 d。對大體積混凝土采用測溫指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)法(見圖2),確?；炷羶?nèi)部溫度與外界環(huán)境溫差在25℃以內(nèi),避免有害裂縫的產(chǎn)生。

[1] 呂首琦,張 瑜.關(guān)于汽輪發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)計算設(shè)計總結(jié)[J].山西建筑,2009,35(3):141-142.