惠生船坞坞口深基坑支护施工方法

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2011-02-01 08:15 热度:

  摘要:详细介绍了船坞坞口施工时采用深基坑支护施工的工艺过程,此方法减少了施工围堰的费用,可为类似工程提供借鉴。
  关键词:基坑;钢板桩;混凝土板桩;高喷灌浆;钢围囹;监测
  1工程概况
  惠生(南通)重工有限公司船坞位于南通市开发区江海路,船坞东西向布置,坞口朝西临近长江侧,尺寸为89.5m×28.3m×12m。
  2坞口深基坑施工
  坞口深基坑由钢板桩及钢筋混凝土板桩组成。板桩内侧为钢筋混凝土及型钢围囹,围囹间设钢管支撑,最顶部为钢筋混凝土框架梁支撑。钢板桩内侧设置高压旋喷桩,钢筋混凝土板桩的外侧设置高压摆喷桩作为止水;钢板桩及混凝土板桩在建筑物施工完成后,拆除底板以上部位。
  构成基坑围护结构工程如下表:
  桩型 桩顶高程(m) 桩底高程(m) 桩长(m) 数量(根)
 1.jpg

  3主要施工方法
  3.1钢板桩施工
  1)钢板桩施工工艺:打桩平台整理→施工放样→桩机就位→打设导向桩→设置架设槽钢导梁→定位板桩就位→下桩→沉桩至设计高程→验收合格。
  2)钢板桩缝隙止水处理
  在钢板桩内侧设置顶高程于坞口底板以下的旋喷止水;坞口底板以上部位的钢板桩缝隙止水,在钢板桩外侧布置厚度40cm、深度至底板以下2m的高压旋喷桩防渗墙,墙顶高程同钢板桩。钢板桩的转角处,增设加密旋喷桩,桩长同钢板桩。
  3.2板式地连墙施工
  坞口钢筋混凝土板桩与PU25钢板桩组成坞口施工基坑,起挡土防渗作用;南北挡墙底板下板桩,起防渗、承载、挡土作用。钢筋混凝土板桩结构采用500mm(厚)×600mm(宽)钢筋混凝土板桩。采用液压抓斗设备沿事先修筑的导墙,按6m的分割槽段在钢筋混凝土导墙中抓取土体,同时注入优质泥浆进行槽孔护壁,待槽段挖至桩尖设计标高后,用履带吊吊桩入槽。成槽、植桩连续进行,形成流水作业。
  板桩墙施工工艺:测量定位→构筑导墙→泥浆配置→成槽机挖槽→槽段清底→板桩植桩→形成板桩墙。
  3.3高压喷射注浆施工
  坞口钢板桩的内侧及钢筋混凝土板桩转角搭接缝处设置高压旋喷桩,直径不小于1.0米,桩间距为0.8米,为单排套接;钢筋混凝土板桩背侧设高压摆喷桩,摆喷桩间距为1.5米,起防渗止水作用。坞口高压喷射注浆穿插于钢板桩、钢筋混凝土板桩施工过程中。
  旋喷桩施工工艺:平整场地→钻机就位→钻机引孔→高喷台车就位→高喷施工→形成高喷灌浆体。
  3.4降水措施
  1)降水布置
  在土方开挖前,在基坑内打5口深井降水,在基坑外南北两侧布置4口深井,降水井沿基坑南北向中轴线偏东3m布置,两端2口井位距板桩10-12米,中间3口等距布置,井口初始高程▽2.0m,随土方开挖降到坞口底板面位置,井底标高▽-30.0m,32m长井管均采用标准透水管,外径50cm。
  2)降水井施工
  深井施工工艺为:放样→埋设护筒→钻机钻孔→回填底砂垫层→吊放井管→回填滤层→安放水泵、试抽→正常运行。
  3.5基坑内土方开挖
  坞口土方开挖在基坑内深井降水布置完成、钢筋混凝土支撑系统达到设计强度后进行,土方开挖分层进行,每层由中轴线向两侧推进。坞口土方在开挖至接近相应支撑标高以下1.0m后,停止土方开挖进行支撑的施工。在支撑系统完成后再向下开挖,开挖时分层对称进行。在挖至▽-8.0m后,水枪仅作水平向切土,水力开挖至▽-9.0m,坞口▽-9.0~-9.5m间土方采用人力开挖。坞口底板土方完成后,先进行坞口底板钢筋混凝土施工,穿插进行泵房位置土方水力开挖,泵房位置土方水力开挖至▽-11.5m,▽-11.5~-12.8m间土方人工开挖。为避免土体的扰动,底板封底分块突击,先开挖出来的先封,不等到全部开挖完成后再封底。
  3.6支撑系统施工
  1)钢筋混凝土支撑的形成
  在坞口基坑支护桩施工完成后即进行▽2.5m~▽3.5m钢筋混凝土支撑系统的施工,施工前按设计要求对混凝土板桩、钢板桩桩头进行处理。混凝土支撑浇筑一次成型,由中轴线向两侧进行,在同条件养护试块达到设计强度的80%后再向下开挖土方。
  2)钢围囹支撑安装施工
  双拼钢围囹地面拼制→钢牛腿、支架安装焊接→钢围囹吊装就位→水平支撑梁安装→施加轴力→支撑节点加强。
  土方开挖至低于支撑标高1m后清出板桩、方桩上的预埋件,焊接牛腿及支架,要确保牛腿及支架上表面高程符合安装要求,钢围囹分段吊装安装于板桩侧牛腿上,钢围囹与板桩之间间隙用混凝土填实。钢围囹分段安装好后,再将其焊接连成整体。
  用吊车将预拼好的Ф609钢管对撑吊搁于牛腿及支架上,临时固定好后再施加轴力。
  每根支撑的轴力施加由1台QF100-20型油压泵站配备2只100吨千斤顶,在支撑一端活络头施加,共配备轴力施加设备4台套,由坞口中轴线向两侧推进。二次加压完成后下好锲铁,并将支撑与牛腿及支架焊好。
  3)支撑安装质量控制
  钢支撑安装尽管是临时工程,但其施工质量对基坑安全关系很大,严格按照《深基坑工程设计施工手册》GB508-61-97、GB50202-2002规程要求进行施工质量控制。
  4)支撑的拆除
  ①坞口支撑拆除
  土方水力开挖至▽-9.5m时先进行坞口底板钢筋混凝土施工,中块、边块同时进行,墩墙位置浇筑至▽-5.85m,达到设计强度后,拆除▽-5.5m钢角撑;将坞墩混凝土浇筑▽-2.5m,达到设计强度后,拆除▽-1.5m钢筋混凝土角撑;将坞墩混凝土浇筑▽1.5m,达到设计强度后,拆除泵房▽2.5m以上钢筋混凝土角撑,混凝土浇筑至▽5.0m,最后进行坞口底板中边底板间的后浇带施工。
  ②泵房支撑拆除
  泵房混凝土浇筑至▽-10.6m,达到设计强度后,拆除泵房▽-9.5m侧钢角撑及3根东西向对撑;然后浇筑进水流道层至▽-7.1m,混凝土达到设计强度后,拆除▽-5.5m钢角撑、该高程位置的13#东西向对撑,用于该断面▽0.0m位置增设东西向支撑,再进行水泵层▽-7.1~-3.0m钢筋混凝土施工,然后拆除▽-1.5m钢支撑,将水泵层浇筑▽-1.0m后,拆除泵房▽0.0m钢筋混凝土支撑。电机层混凝土浇筑至▽2m,拆除▽2.5m混凝土角撑后,混凝土浇筑至▽5.0m。最后进行坞口底板与泵房底板间的后浇带施工。
  ③换撑施工
  靠近泵房位置13#断面东西向钢对撑,不影响坞室2-3轴施工,其他1-12#断面上的钢支撑影响坞室2-3轴施工,需换撑。在坞口底板、泵房混凝土面施工至▽-7.10m后,将拆除1-12#断面上▽-9.5m的对撑调整为斜撑,一端支撑于钢板桩内侧围囹上,一端支撑支混凝土底板上的1#斜撑所示位置,然后再将拆除1-12#断面上▽-5.5m的对撑调整为2#斜撑所示位置,换撑完成后将拆除2-3轴坞室施工影响范围内的钢筋混凝土圈梁、混凝土板桩。
  换撑施工在该位置的水平向支撑拆除前完成,先在相应位置将斜撑布置好,1#、2#斜撑;1#斜撑上端焊于钢围檩上,下端支撑于混凝土底坎上、2#斜撑上端焊于混凝土圈梁的埋件上,下端支撑于预留混凝土底坎上,斜撑采用Ф609钢管支撑。斜撑设好后,分组拆除水平支撑,先拆除1#、3#、5#、7#、9#、11#断面上的对撑,再拆除2#、4#、6#、8#、10#、12#断面上的对撑,13#断面支撑随建筑物的上升逐步拆除。换撑拆除时及拆除后跟踪监测,观察支撑、板桩的应力、应变情况,对异常情况进行分析,若因支撑不足引起支撑变形,停止换撑,补足斜撑,再拆除。
  当整个船坞具备折坝条件后,先拆除坞口袋装土基坑,将圈梁、防洪墙分段凿成单体辅以浮吊吊稳后,人工水下割断钢板桩。再用浮吊将板桩、混凝土梁吊离坞口。
  3.7基坑的安全控制
  1)施工质量上的控制:基坑的施工严格按照设计要求进行,调整支撑的方式、支撑的位置,均需经过设计同意,各种施工用材料必须符合设计要求,不得随意更改设计;各道工序必须符合规范要求,合格的施工质量是基坑安全的前提。
  2)加强基坑的监控:在基坑的四个角、各边的跨中、周边土体、基坑支护桩的内侧设置监测点,监测基坑在施工过程中、基坑完建期、换撑、支撑拆除时土体的变形情况及变化趋势,对围囹、对撑进行应力监测,以便及时采取调控措施。成立基坑监控小组,专门进行基坑的安全监测,在基坑施工过程中、换撑支撑拆除时、长江大潮、汛期加强观察的密度,并对观察数据及时整理分析,发现异常及时上报。
  3)减小基坑的侧向压力:在坞口基坑开挖过程中,基坑外侧不得堆积重物、行驶机械和车辆。在基坑内土方开挖及完建期内,尽量避免周围30m范围内沉桩、振动碾压等施工作业,尽可能地降低周围的土方以减载,基坑四周设置的降水井必须持续运行有效降低地下水、地表设置排水沟及时排除积水,降低侧向压力确保基坑稳定。
  4)基坑内土方开挖一定要分层对称进行,水枪分层平扫,严禁向下掏土,开挖过程中安排人员跟踪值班。保护层土方开挖时,做好降排水工作,确保干作业。保护层开挖要一气呵成,封好底要快速完成底板混凝土施工,减少建基面暴露的时间。
  4结束语
  采用深基坑支护施工船坞坞口可减少临时围堰的费用,对场地比较小的工程很实用,是一种值得推行的施工工艺

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