可拆解式鋼護(hù)筒穿越地下人防的施工方法

劉喜峰

山西建筑工程集團(tuán)有限公司 山西 太原 030006

1 工程概況

背景工程為科研臨床樓和全科醫(yī)生臨床培養(yǎng)基地項(xiàng)目B、C區(qū)，位于太原市雙塔寺東街山西省人民醫(yī)院院內(nèi)東南角。本工程B區(qū)地上21層，地下3層，建筑高度90.20 m；C區(qū)地上5層，地下3層，建筑高度29.40 m。根據(jù)防空洞的走向及樁分布初步位置，約有97根工程樁及支護(hù)樁穿過防空洞。防空洞底標(biāo)高約為－20.60 m，防空洞頂為磚砌結(jié)構(gòu)，墻厚約500 mm，洞凈高3 700 mm，寬2 400 mm，混凝土地面厚約200 mm，洞頂距自然地面約17 m。為確保施工安全，避免下孔作業(yè)，工程樁范圍內(nèi)地下有防空洞的區(qū)域，全部采用鋼護(hù)筒穿越（現(xiàn)有地面至防空洞底向下2 m范圍）防空洞的方法進(jìn)行處理。

為預(yù)防多根支護(hù)樁連續(xù)在防空洞內(nèi)施工時造成防空洞整體坍塌，影響周圍環(huán)境和毗鄰建筑物的安全，支護(hù)樁范圍內(nèi)地下有防空洞的區(qū)域采用鉆孔填充泡沫混凝土加全長護(hù)筒的方法進(jìn)行處理[1-5]。另外，采用可拆解式鋼護(hù)筒施工方法，使得上節(jié)鋼護(hù)筒可重復(fù)利用，降低施工成本。

2 施工工藝原理及關(guān)鍵技術(shù)

2.1 工藝原理

可拆解式鋼護(hù)筒分2節(jié)制作，先將下節(jié)鋼護(hù)筒放至孔口位置，用鋼絲繩拉住，防止掉入孔內(nèi)，再將上節(jié)鋼護(hù)筒放至孔口位置，與下節(jié)鋼護(hù)筒對正后，利用14根延伸至孔口的鋼筋與下節(jié)鋼護(hù)筒焊接成一個整體。用液壓振動錘將鋼護(hù)筒下放至防空洞底板向下2 m處，鋼護(hù)筒用鋼絲繩拉住防止掉入孔內(nèi)，然后加入泥漿，泥漿面控制在防空洞底向下2.5 m處。再更換直徑與樁直徑相同的鉆頭，繼續(xù)成孔，直至設(shè)計樁底標(biāo)高處，接著清孔、下鋼筋籠、下導(dǎo)管、澆筑混凝土。最后將上節(jié)鋼護(hù)筒口上的14根鋼筋割斷，用吊車及配套液壓振動錘將上節(jié)鋼護(hù)筒拔出，實(shí)現(xiàn)上節(jié)鋼護(hù)筒的重復(fù)利用。

根據(jù)繪制的防空洞與支護(hù)樁、支撐樁相對位置圖，結(jié)合地下人防內(nèi)部實(shí)際布局，以支護(hù)樁中心5 m范圍內(nèi)，采用機(jī)紅磚封堵砌筑，使其水平方向形成一個封閉空間，以便發(fā)泡混凝土的澆筑。在支護(hù)樁位置，用鉆機(jī)成孔至防空洞內(nèi)，成孔直徑400 mm，放入導(dǎo)管，澆筑發(fā)泡混凝土至封堵的人防部分填充飽滿。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 場地準(zhǔn)備

場地整平后，進(jìn)行放樣，將樁位放出，釘好十字保護(hù)樁并記錄放樣數(shù)據(jù)備案。

2.2.2 地面開孔鋼護(hù)筒的制作及埋設(shè)

鋼護(hù)筒采用厚8 mm鋼板，直徑大于樁直徑200 mm（樁徑800～1 200 mm），根據(jù)地層情況制定護(hù)筒長度（長1.5～3.0 m），鋼護(hù)筒必須滿足剛度、強(qiáng)度及防漏的要求。通過定位的控制樁放樣埋設(shè)鋼護(hù)筒，把鉆機(jī)鉆孔的位置標(biāo)于孔底，同時用水平尺或鉛垂球檢查，使鋼護(hù)筒豎直。

2.2.3 泥漿制作及其性能要求

當(dāng)旋挖樁鉆進(jìn)至地下水位時，選用含砂量少的膨潤土作為泥漿的配制材料，施工過程中做好泥漿過濾處理，確保泥漿的相對密度和稠度。在容易坍孔的土層中成孔時，泥漿相對密度應(yīng)加大；當(dāng)成孔至黏土層時應(yīng)注入清水，以原土造漿護(hù)壁。

2.2.4 可拆解式鋼護(hù)筒制作

鋼護(hù)筒采用鋼卷板制作，運(yùn)至專業(yè)制作廠家加工，將鋼卷板開卷、平直后焊接成鋼護(hù)筒。

工程樁鋼護(hù)筒分2節(jié)制作，上節(jié)鋼護(hù)筒長度12 m（該節(jié)為厚10 mm鋼板制作，以提高該節(jié)鋼護(hù)筒的重復(fù)利用率），下節(jié)鋼護(hù)筒長度8 m（該節(jié)為厚8 mm鋼板制作）。

2.2.5 可拆解式鋼護(hù)筒施工

先用50 t履帶吊車下放下節(jié)鋼護(hù)筒（鋼護(hù)筒口上用2塊300 mm 300 mm鋼板焊接，與上節(jié)鋼板位置錯開）至孔口位置，將下節(jié)鋼護(hù)筒用鋼絲繩拉住，防止掉入孔內(nèi)；再用50 t履帶吊車吊住上節(jié)鋼護(hù)筒（上節(jié)鋼護(hù)筒上口用14根φ16 mm、長度13 m的鋼筋均勻分布焊接，下口用8塊300 mm 300 mm鋼板均勻分布焊接）至孔口位置，與下節(jié)鋼護(hù)筒對正后，利用14根延伸至孔口的鋼筋與下節(jié)鋼護(hù)筒焊接成一個整體。

2.2.6 支護(hù)樁鋼護(hù)筒施工

支護(hù)樁在地下有防空洞的區(qū)域進(jìn)行施工時，用直徑大于樁徑200 mm的鉆頭施工至防空洞底板向下2.0 m處，然后用50 t履帶吊車及配套液壓振動錘下放隔離鋼護(hù)筒至防空洞底板向下2.0 m處。接著加入泥漿并將泥漿面控制在防空洞底向下2.5 m處，再更換直徑與樁直徑相同的鉆頭繼續(xù)成孔，直至設(shè)計樁底標(biāo)高處，然后清孔、下鋼筋籠、下導(dǎo)管、澆筑混凝土。

2.2.7 鋼筋籠的制作和安裝

鋼筋籠內(nèi)徑大于導(dǎo)管接頭處的外徑為60 mm；鋼筋籠主筋外徑小于沖孔設(shè)計直徑100 mm；鋼筋籠的主筋凈保護(hù)層 50 mm。鋼筋籠采取汽車吊進(jìn)行吊裝，吊運(yùn)時應(yīng)采取措施防止扭轉(zhuǎn)、彎曲。

2.2.8 混凝土澆筑

混凝土澆筑必須連續(xù)作業(yè)，嚴(yán)禁中斷。混凝土的坍落度控制在18～22 cm，首批混凝土必須保證封底成功，控制最后一次混凝土的澆筑量，不使樁頂超高或偏低過多，應(yīng)控制在設(shè)計樁頂標(biāo)高以上約0.5 m，從而確保樁頂混凝土的質(zhì)量。

2.2.9 拔出可拆解式上節(jié)鋼護(hù)筒

待澆筑混凝土完成12 h后，先將上節(jié)鋼護(hù)筒口上的14根φ16 mm、長度13 m的鋼筋割斷，再用50 t履帶吊車及配套液壓振動錘將上節(jié)鋼護(hù)筒拔出。由于上節(jié)鋼護(hù)筒可重復(fù)利用，故在施工前，上節(jié)鋼護(hù)筒只需要制作10套，從而避免浪費(fèi)。

2.2.10 地下防空洞泡沫混凝土填充施工

1）根據(jù)防空洞的走向以及支護(hù)樁的分布平面位置圖，在防空洞內(nèi)，利用全站儀進(jìn)行相應(yīng)的樁位測放，并確定封堵位置。

2）因防空洞空間較大，故墻體砌筑厚度370 mm，且沿墻長通長壓筋，并與兩側(cè)墻體連接牢固，砌筑砂漿采用M10，且在砌筑7 d后進(jìn)行混凝土澆筑。

3）在支護(hù)樁位置，用鉆機(jī)成孔至防空洞內(nèi)，成孔直徑400 mm，放入導(dǎo)管，澆筑發(fā)泡混凝土至封堵的人防部分填充飽滿。

4）發(fā)泡混凝土分層澆筑，每層澆筑厚度不得大于400 mm，到初凝后澆筑上一層，直至封堵人防內(nèi)灌滿。

5）發(fā)泡混凝土澆筑14 d后，再進(jìn)行支護(hù)樁鉆孔及后續(xù)施工。

3 結(jié)語

山西省人民醫(yī)院在樁基施工中遇到地下有防空洞，通過采用砌筑封堵進(jìn)行泡沫混凝土填充，有效封堵了防空洞，成功防止了工程樁澆筑時混凝土溢流至防空洞內(nèi)，使施工作業(yè)處于可控狀態(tài)。采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)穿越的方法進(jìn)行處理，極大地縮短了施工工期，保證了施工安全及工程節(jié)點(diǎn)的順利完成。針對采用常規(guī)方式無法有效重復(fù)利用鋼護(hù)筒的弊端，采用了一系列的改進(jìn)措施，創(chuàng)造性地提出可拆解式鋼護(hù)筒施工方法，使得上節(jié)鋼護(hù)筒可以拔出后重復(fù)利用，大大降低了施工費(fèi)用。

本文總結(jié)出了一套簡單易行、安全有效、成本較低的綠色施工技術(shù)，可為以后類似工程的施工提供借鑒。