箱型預(yù)制構(gòu)件復(fù)合水泥土墻在施工中的應(yīng)用

陸怡

（上海市浦東新區(qū)交通投資發(fā)展有限公司）

1 項(xiàng)目概況

1.1 工程概況

上海建工醫(yī)院病房樓改建項(xiàng)目總建筑面積為8637m2，其中地上6130m2，地下約2507m2。基坑面積約2670m2，周長(zhǎng)約212m?；娱_挖深度5.35～6.95m，深坑局部降深2.40m、1.80m?；影踩燃?jí)一級(jí)，基坑環(huán)境保護(hù)等級(jí)一級(jí)。基坑西側(cè)緊鄰醫(yī)院中心樓、連廊等，基坑邊線距離中心樓基礎(chǔ)外邊線僅2.1m；北側(cè)緊鄰醫(yī)院5號(hào)樓，邊線距離5號(hào)樓地下室筏板外邊線僅為1.95m，距離陽(yáng)臺(tái)外邊線僅為1.15m，施工操作空間極為狹小。

1.2 水文地質(zhì)條件

根據(jù)詳勘報(bào)告，場(chǎng)內(nèi)地基土層分布情況：①層雜填土；②層粘質(zhì)粉土；③層砂質(zhì)粉土；④淤泥質(zhì)粘土；⑤、⑥、⑦層粉質(zhì)粘土；⑧層粉質(zhì)粘土夾粘質(zhì)粉土。

1.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式

項(xiàng)目東側(cè)與南側(cè)采用單排φ1000@1500三軸水泥土攪拌樁內(nèi)插預(yù)制箱型構(gòu)件750×300@750；西側(cè)和北側(cè)采用雙排φ850@1200三軸水泥土攪拌樁內(nèi)套打φ800@950鉆孔灌注樁。

2 預(yù)制箱型構(gòu)件復(fù)合水泥土墻應(yīng)用

2.1 箱型預(yù)制構(gòu)件復(fù)合水泥土墻定義

箱型預(yù)制構(gòu)件復(fù)合水泥土墻是利用傳統(tǒng)的水泥攪拌樁攪拌土體形成液水泥土，在其凝結(jié)前，插入預(yù)制鋼筋混凝土箱型構(gòu)件，凝結(jié)后形成復(fù)合型擋土止水帷幕墻體，再加上支撐和錨桿，形成完整的支護(hù)體系。該形式是集鋼筋混凝土板樁與SMW工法樁墻優(yōu)點(diǎn)于一身，是一種安全、高效和經(jīng)濟(jì)的新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)。[1]

2.2 施工工序

測(cè)量放線、開挖溝槽→定位型鋼→樁機(jī)就位→樁機(jī)鉆進(jìn)下沉攪拌→樁機(jī)提升攪拌→構(gòu)件起吊→插入并固定構(gòu)件。

其中，圍護(hù)止水帷幕采用傳統(tǒng)套打施工，必須控制好套打連接質(zhì)量。

2.3 施工工藝

2.3.1 測(cè)量放線

進(jìn)場(chǎng)后，根據(jù)甲方提供的基準(zhǔn)坐標(biāo)，配合施工圖紙，計(jì)算及使用專業(yè)測(cè)量?jī)x器放出圍護(hù)中心線后，復(fù)核坐標(biāo)數(shù)據(jù)并做好保護(hù)樁。根據(jù)已知坐標(biāo)進(jìn)行垂直防滲墻軸線的交線定位，并提請(qǐng)總包、監(jiān)理放線復(fù)核。

2.3.2 開溝槽

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的圍護(hù)中心線，使用挖掘機(jī)沿其平行方向挖出工作槽，按照圍護(hù)結(jié)構(gòu)寬度確定工作槽寬度，槽寬約1.2m，槽深約1.5m。期間，遇到影響后期成樁質(zhì)量的不良地質(zhì)情況，采用樁前處理后再施工，并將水泥摻量提高3%。遇地下障礙物時(shí)，使用施工機(jī)械將障礙物清除干凈，并對(duì)產(chǎn)生的空洞分層回填壓實(shí)后，重新開挖溝槽。

2.3.3 定位箱型構(gòu)件

在工作槽平行方向設(shè)置兩根型鋼用以定位，規(guī)格為350×350，長(zhǎng)度取6～8m，針對(duì)定位箱型構(gòu)件，采用點(diǎn)焊進(jìn)行固定連接；箱型構(gòu)件定位采用槽鋼定位卡。

2.3.4 孔位放樣及樁機(jī)就位

通過(guò)工作槽兩側(cè)的定位輔助線，標(biāo)出鉆點(diǎn)位置。根據(jù)確定的鉆點(diǎn)移動(dòng)樁架到位，位置誤差不大于2cm。在開鉆前調(diào)平樁機(jī)平臺(tái)、調(diào)直機(jī)架，保證機(jī)架垂直度。

2.3.5 定位線

開槽前放出樁機(jī)動(dòng)力頭中心線到機(jī)前定位線的距離，定位標(biāo)記每一幅樁。

2.3.6 噴漿、攪拌成樁

水泥用P42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，攪拌樁水泥摻量取20%，水泥漿液的水灰比 1.5～2.0。

施工中必須保證樁身的強(qiáng)度和均勻性，攪拌過(guò)程中確保在初凝前達(dá)到水泥漿與土體的充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

施工中，控制好鉆機(jī)提升及下沉速度，控制攪拌時(shí)間。采用一噴一攪工藝，在下沉及提升時(shí)鉆頭下沉速度為0.5～0.8m/min，提升速度為1.0m/min，并保持勻速，同時(shí)避免提升時(shí)孔內(nèi)負(fù)壓過(guò)大，擾動(dòng)土體。

按時(shí)復(fù)核現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)壓漿泵的流量、泥漿比重、漿液配合比，控制成樁質(zhì)量。

2.3.7 預(yù)制箱型構(gòu)件

預(yù)制750×300箱性構(gòu)件采取場(chǎng)外加工定制，成品分批次運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。

2.3.8 箱型構(gòu)件吊裝

（1）箱型構(gòu)件吊裝機(jī)具配備

起吊索具的選擇必須安全可靠及牢固，根據(jù)本工程箱型構(gòu)件的實(shí)際情況，現(xiàn)場(chǎng)擬配備的吊裝機(jī)具如下：

采用70t履帶吊、起吊用鋼絲繩為φ28mm的鋼絲繩2根、起吊用卸扣，10t節(jié)的卸扣2只。

（2）箱型構(gòu)件吊裝方法

箱型構(gòu)件采取整根吊放，用70T履帶吊從箱型構(gòu)件頂端徐徐吊起，慢慢收縮吊機(jī)鋼絲繩，讓箱型構(gòu)件慢慢凌空吊直。再將箱型構(gòu)件慢慢移至已施工完的三軸攪拌樁預(yù)插點(diǎn)位，對(duì)中準(zhǔn)確后均勻緩慢垂直放下，切忌急速拋放，以防箱型構(gòu)件傾斜插入。

吊運(yùn)箱型構(gòu)件時(shí)，必須使其呈垂直懸吊狀態(tài)。箱型構(gòu)件插到大致標(biāo)高時(shí)，需校核箱型構(gòu)件的平面位置與高程偏差，并通過(guò)調(diào)整位置與高程，使箱型構(gòu)件吊裝位置符合設(shè)計(jì)要求（頂標(biāo)高誤差±100mm）。

（3）吊車配置

本工程箱型構(gòu)件最長(zhǎng)為18.5m，重約10.4t。選用70t履帶吊作為起吊機(jī)械，該吊車在主臂26.5m時(shí)，工作半徑7m，最大起重量為20.4t。吊車帶載行走安全系數(shù) 0.7，20.4T×0.7=14.28T＞10.4T（箱型構(gòu)件重量），所以吊車配置滿足起吊要求。

（4）吊具驗(yàn)算

鋼絲繩驗(yàn)算：主吊采用直徑為φ28mm、公稱抗拉強(qiáng)度1670MPa的6×37鋼絲繩，計(jì)算破斷拉力的總和為492.5kN，安全系數(shù)K取6，6×37鋼絲繩結(jié)構(gòu)換算系數(shù)為0.82。

鋼絲繩允許拉力[Fg]=0.82×492.5/6=67.31kN。

箱型構(gòu)件開始起吊時(shí)未離地面，鋼絲繩受力較小，其部分重量在地面上，處于垂直狀態(tài)時(shí)，受力最大，即單根鋼絲繩所受的最大力為P/2=10.4×9.8/2=50.96kN＜[Fg]=67.31kN，滿足要求。

卸扣驗(yàn)算：箱型構(gòu)件在垂直狀態(tài)時(shí)，其受力最大，故采用2點(diǎn)懸吊及10t的卸扣，按照2個(gè)卸扣同時(shí)受力，總起重量為10t×2=20t＞10.4t，經(jīng)計(jì)算滿足要求。

2.3.9 箱型構(gòu)件的插入與固定

水泥土攪拌樁施工完畢后即應(yīng)實(shí)施箱體吊裝，吊裝完成時(shí)間控制在攪拌樁施工結(jié)束后的30min內(nèi)。吊機(jī)就位后，裝好吊具和固定鉤，采用70t履帶吊機(jī)起吊箱型構(gòu)件，箱型構(gòu)件必須保持垂直狀態(tài)。然后將箱型構(gòu)件底部對(duì)準(zhǔn)樁位中心沿定位卡緩慢垂直插入攪拌樁體內(nèi)，同時(shí)通過(guò)線錘控制構(gòu)件垂直度。箱型構(gòu)件插入垂直度偏差控制在1/150以內(nèi)，長(zhǎng)度偏差控制在1cm以內(nèi)，底標(biāo)高誤差不大于3cm，構(gòu)件平面位置平行和垂直于基坑邊線分別小于5cm和1cm，形心轉(zhuǎn)角控制在3°以內(nèi)。

當(dāng)箱型構(gòu)件插入到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，及時(shí)控制并處理溢出的水泥土，以便進(jìn)行下道工序施工。

若箱型構(gòu)件插入深度無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，采用輔助措施下沉，不得采用多次重復(fù)起吊箱型構(gòu)件并松鉤下落的插入方法，下插過(guò)程中必須時(shí)時(shí)控制好箱型構(gòu)件垂直度。

2.3.10 施工記錄

圖1

施工過(guò)程中，及時(shí)填寫施工記錄表，詳細(xì)記錄攪拌樁樁長(zhǎng)、樁號(hào)、水灰比、水泥摻量、下沉（提升）攪拌噴漿的時(shí)間、下沉深度、截面面積等數(shù)據(jù)。

2.4 特殊情況處理

（1）發(fā)生異常情況無(wú)法滿足設(shè)計(jì)圖紙要求，及時(shí)上報(bào)并經(jīng)各方研究后，采取補(bǔ)救措施，保證成樁質(zhì)量。

（2）施工過(guò)程中，如遇異常突發(fā)停電導(dǎo)致的成樁工藝發(fā)生中斷時(shí)，應(yīng)立即將攪拌機(jī)下降至停漿點(diǎn)以下0.5m處，等恢復(fù)供漿后再噴漿攪拌，避免不連續(xù)墻體的出現(xiàn)；若因故長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，應(yīng)采用措施防止?jié){液凝結(jié)堵塞管道，及時(shí)清洗管路。

（3）如果發(fā)現(xiàn)管道堵塞，應(yīng)立即停泵處理。待處理結(jié)束后立即將鉆機(jī)提升和下沉1.0m后，完成后繼續(xù)注漿，等待10～20s后，繼續(xù)進(jìn)行提升攪拌，避免發(fā)生斷樁情況。

（4）攪拌樁發(fā)生施工冷縫的處理方式：

①為增加搭接的強(qiáng)度及抗?jié)B能力，將套打1個(gè)孔改為套打2個(gè)孔。

②為提高搭接質(zhì)量，嚴(yán)格控制提升和下沉速度，做好全過(guò)程輕壓慢速。

③如上述方法仍然無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可在產(chǎn)生冷縫的樁位外側(cè)補(bǔ)打一幅攪拌樁，且其搭接不小于10cm，保證滿足止水要求。

3 實(shí)施效果

采用預(yù)制箱型構(gòu)件復(fù)合水泥土墻技術(shù)，將鋼筋混凝土板樁與SMW工法樁優(yōu)點(diǎn)融合在了一起，形成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且防滲止水效果良好，具有安全、高效和經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，適合在今后的圍護(hù)設(shè)計(jì)中推廣應(yīng)用。

[1]林巧，苗延飛，等.預(yù)制箱型構(gòu)件復(fù)合水泥土墻設(shè)計(jì)與施工[J].建筑施工，2012（09）：897～899.

[2]《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部編.