楊 武
(中鐵九局集團(tuán)有限公司,陜西 西安 710018)
由于我單位施工的西安地鐵二號(hào)線渭河車(chē)輛段檢修庫(kù)內(nèi)地下固定式駕車(chē)機(jī)合同談判有問(wèn)題,最終影響到了土建的施工,設(shè)備基礎(chǔ)坑比較深且接近房屋立柱及另一側(cè)軌道,施工場(chǎng)地受到限制,原本的最佳方案是設(shè)備基礎(chǔ)與房屋土建基礎(chǔ)同步施工,但最終導(dǎo)致了房屋先施工,設(shè)備基礎(chǔ)后施工的局面。因此也帶來(lái)了另一個(gè)問(wèn)題:關(guān)于大型設(shè)備基礎(chǔ)基坑的支護(hù)。
檢修庫(kù)固定式駕車(chē)機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)位于檢修庫(kù)廠架修庫(kù)第L19股道上,結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),共12座,均采用相同的結(jié)構(gòu)形式;基礎(chǔ)墊層底標(biāo)高 -5.400 m(±0.000=絕對(duì)標(biāo)高373.650 m),基底以下2.5 m深度范圍原設(shè)計(jì)為換填2∶8灰土地基處理,基坑開(kāi)挖范圍為-1.000 m~-7.900 m,基坑基底標(biāo)高-7.900 m,開(kāi)挖深度6.9 m;勘察資料中地下水位標(biāo)高:-6.97 m~-8.62 m;固定式駕車(chē)機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)所在L19股道距北側(cè)相鄰L20股道7.5 m(兩股道線路中心距離),南側(cè)距樁基承臺(tái)1.605 m;現(xiàn)L20股道已施工完,相鄰樁基礎(chǔ)已經(jīng)施工。
目前周邊房屋排架柱及相鄰L20股道整體道床已經(jīng)形成,設(shè)備基礎(chǔ)施工場(chǎng)地狹窄,基坑兩側(cè)無(wú)法放坡,同時(shí)基坑開(kāi)挖深度較大,極易造成坍塌,且對(duì)既有建筑物基礎(chǔ)及L20股道道床造成不均勻沉降影響,因此對(duì)基坑靠既有結(jié)構(gòu)兩側(cè)采取放坡開(kāi)挖方案是不可行的,由于旋噴樁具有施工噪聲污染小、施工質(zhì)量易于控制、設(shè)備運(yùn)輸方便、施工工藝簡(jiǎn)單、成孔速度快等優(yōu)點(diǎn),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,擬對(duì)基坑靠既有結(jié)構(gòu)兩側(cè)采取單管旋噴樁水泥土擋土墻的支護(hù)方案(見(jiàn)圖1),即在基坑兩側(cè)采用高壓?jiǎn)喂苄龂姌稒C(jī)施工,樁徑600 mm、樁長(zhǎng)12.0 m的旋噴樁,樁懸臂端深度6.9 m,嵌入深度5.1 m,相鄰樁中心距離500 mm,相鄰旋噴樁之間咬合100 mm。同時(shí)為保證支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,采取旋噴樁內(nèi)插鋼管加筋措施,即樁內(nèi)插入3根φ48鋼管,長(zhǎng)度同樁長(zhǎng),并高出樁頂100 mm,加筋采取隔一插一的方式設(shè)置。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,設(shè)備基礎(chǔ)地基處理采取基底下2.5 m深度范圍內(nèi)采用2∶8灰土換填,由于基坑開(kāi)挖深度達(dá)6.9 m,開(kāi)挖過(guò)程中需對(duì)兩側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐,同時(shí)基底碾壓時(shí)機(jī)械振動(dòng)大,施工安全隱患大。此外,根據(jù)地質(zhì)資料,開(kāi)挖范圍不排除有水的情況,因此,在基底處理時(shí)需對(duì)基坑采取降水措施,施工難度大、工期長(zhǎng),施工成本大大增加,綜合考慮上述因素,采取將原設(shè)計(jì)2∶8灰土換填地基處理改為高壓旋噴樁復(fù)合地基的方案,即旋噴樁采用梅花形布設(shè),樁間距1.0 m,樁長(zhǎng)3 m,上設(shè)300 mm厚砂石褥墊層。
圖1 單管旋噴樁水泥土擋土墻
1)施工工藝流程。施工工藝流程見(jiàn)圖2。
圖2 施工工藝流程
2)施工準(zhǔn)備。施工前應(yīng)進(jìn)行場(chǎng)地平整,清除樁位處地上、地下的障礙物,場(chǎng)地低洼處用粘性土料回填夯實(shí),并做好排漿溝,確保用電安全。
3)樁位測(cè)設(shè)。繪制樁位布置圖,注明樁位編號(hào),樁位應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)測(cè)設(shè),偏差不得大于50 mm。
4)鉆機(jī)就位、調(diào)正角度并固定。鉆孔位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于100 mm。鉆機(jī)或旋噴機(jī)就位時(shí)機(jī)座要平穩(wěn),立軸或轉(zhuǎn)盤(pán)與孔位對(duì)正。
5)鉆孔。采用單管旋噴法施工。該方法插管與鉆孔兩道工序合二為一,即鉆孔完成時(shí)插管作業(yè)同時(shí)完成。
6)配漿,提鉆噴漿,膨脹觀測(cè)。按設(shè)計(jì)的配合比配制漿液,攪拌時(shí)間不少于5 min,再經(jīng)0.8 mm的篩網(wǎng)過(guò)濾兩次。提鉆時(shí)主要施工參數(shù):噴射壓力13 MPa~20 MPa;噴嘴孔徑2.5 mm;噴漿流量80 L/min~90 L/min;提升速度16 cm/min~20 cm/min;旋轉(zhuǎn)速度20 r/min~22 r/min。噴射時(shí),先應(yīng)達(dá)到預(yù)定的噴射壓力,噴漿旋轉(zhuǎn)30 s,水泥漿與樁端土充分?jǐn)嚢韬?,再邊噴漿邊反向勻速旋轉(zhuǎn)提升注漿管,直至距樁頂1 m時(shí),放慢攪拌速度和提升速度。
7)沖洗機(jī)具。噴射施工完畢后,應(yīng)把注漿管等機(jī)具設(shè)備沖洗干凈,管內(nèi)機(jī)內(nèi)不得殘存水泥漿。
8)移機(jī)。將鉆機(jī)等機(jī)具設(shè)備移到新樁位上重復(fù)以上的工作。
嚴(yán)格按照現(xiàn)行GB 50202-2002建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范及有關(guān)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量控制。水泥土攪拌樁及高壓噴射注漿地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1,加筋水泥土樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。
表1 水泥土攪拌樁及高壓噴射注漿地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
表2 加筋水泥土樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
在旋噴樁加固支護(hù)的過(guò)程中為防止?jié){液凝結(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),漿液中的水浸入建筑物基礎(chǔ)或路基基礎(chǔ)造成基礎(chǔ)或路基的軟化,導(dǎo)致既有建筑物和路基下沉,一般在漿液配制過(guò)程中需加減水劑和速凝劑(速凝劑和減水劑的用量要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定,一般控制漿液凝結(jié)時(shí)間在20 min~30 min)。
作業(yè)時(shí)必須時(shí)刻注意檢查漿液配合比等參數(shù)是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,并做好記錄。
在提鉆過(guò)程中出現(xiàn)機(jī)械故障時(shí)維修時(shí)間小于1 h時(shí)銜接50 cm繼續(xù)施工;大于1 h,立刻提出鉆桿清除管內(nèi)余漿,故障排除后重新下鉆。
噴漿時(shí),應(yīng)盡量保證連續(xù)施工。噴注中若遇到故障等特殊情況時(shí),噴管須下降20 cm才能開(kāi)始繼續(xù)噴注,以保證旋噴加固體的豎向連續(xù)性,因故障中斷時(shí)應(yīng)復(fù)噴,間隔時(shí)間超過(guò)2 h后應(yīng)重噴。
施工結(jié)束28 d后抽取總樁數(shù)1%(且每工點(diǎn)不應(yīng)少于3根)的樁鉆芯取樣,進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。
此外,施工時(shí)對(duì)既有構(gòu)筑物及軌道的監(jiān)測(cè)尤為重要,為防止成樁時(shí)的膨脹對(duì)線路和既有構(gòu)筑物的破壞,采用水準(zhǔn)儀對(duì)鋼軌軌頂進(jìn)行定點(diǎn)沉降觀測(cè),并與開(kāi)工前原始數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,檢查既有構(gòu)筑物以及軌道、邊坡是否出現(xiàn)位移或變形;提鉆時(shí)注意觀察是否有漿冒出,如出現(xiàn)較大位移時(shí)立即停止作業(yè),待問(wèn)題解決后方可繼續(xù)施工。
1)所有施工作業(yè)人員進(jìn)場(chǎng)后立即組織安全教育和培訓(xùn)并考核,考核合格后持證上崗。2)為防止成樁時(shí)的膨脹對(duì)線路和既有構(gòu)筑物的破壞,采用水準(zhǔn)儀對(duì)軌道線路方向高度變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),采用道尺對(duì)軌道的水平位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。3)每臺(tái)用電設(shè)備有各自專(zhuān)用的開(kāi)關(guān)箱,開(kāi)關(guān)箱中必須裝設(shè)漏電保護(hù)器,實(shí)行“一機(jī)一閘一保護(hù)”制,嚴(yán)禁用同一個(gè)開(kāi)關(guān)電器直接控制兩臺(tái)及兩臺(tái)以上的用電設(shè)備(含插座)。4)在施工過(guò)程中,對(duì)機(jī)具的運(yùn)轉(zhuǎn)情況、輸漿管連接情況定期檢查維修,防止設(shè)備構(gòu)件脫落傷人。嚴(yán)禁在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中檢修、保養(yǎng)。5)進(jìn)場(chǎng)后立即對(duì)高壓泵的各項(xiàng)儀表進(jìn)行標(biāo)定,以保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。施工作業(yè)過(guò)程中,設(shè)專(zhuān)人監(jiān)控各項(xiàng)儀表,若儀表讀數(shù)超出設(shè)計(jì)范圍立即停止作業(yè),查明原因后方可繼續(xù)施工。6)定期對(duì)輸漿管進(jìn)行檢查,嚴(yán)禁使用破皮、老化的輸漿管,以防止注漿時(shí)爆管。
在邊坡坡腳處挖40 cm×40 cm的排漿溝,并注意對(duì)既有結(jié)構(gòu)側(cè)采取有效隔離措施,防止泥漿滲漏對(duì)結(jié)構(gòu)附近土體產(chǎn)生不利影響,同時(shí),視排漿量和場(chǎng)地大小開(kāi)挖排漿池,為防止泥漿池底滲漏,形成泥漿池后用塑料鋪設(shè)至泥漿池邊。施工時(shí)安排專(zhuān)人排漿,防止水泥漿污染。施工完后清除排漿溝和排漿池中的廢漿,再回填,防止污染。
高壓旋噴樁施工技術(shù)作為一種成熟的工法已在西安地鐵二號(hào)線區(qū)間圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中得到廣泛應(yīng)用,但在車(chē)輛段房屋內(nèi)屬首次嘗試,經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明,通過(guò)采用高壓旋噴樁支護(hù)加固技術(shù)順利完成了大型設(shè)備基礎(chǔ)施工,其工期短、效果好、成本低、操作簡(jiǎn)便、安全等優(yōu)勢(shì)也為將來(lái)的既有建筑物改造及深基礎(chǔ)施工開(kāi)辟了新的思路并提供了較客觀的依據(jù),具有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的推廣前景。
[1] 彭振斌.注漿工程設(shè)計(jì)計(jì)算與施工[M].武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,1997.
[2] 殷宗澤,龔曉南.地基處理工程實(shí)例[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2000.
[3] GB 50202-2002,建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].