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淤泥地质条件下管道基坑开挖与钢板桩支护技术

2021-03-04赵永红李建荣黄正彦

中华建设 2021年2期
关键词:板桩吊装基坑

赵永红 李建荣 黄正彦

淤泥地质的稳定性欠佳,因此于该处组织基坑开挖作业时难度较大,易引发质量及安全层面的问题,需采取行之有效的处理措施。钢板桩在刚度、止水效果等方面均有较好的性能表现,且具备重复利用的价值,现阶段已成为淤泥地质处理的重要方法。

一、工程概况

宜宾市城乡污水设施统一建设管理运营PPP项目,建设于四川省宜宾市,覆盖翠屏区、南溪区等5个县(区)在内的49个乡镇,建设内容包含污水设施、管网、黑臭水治理等。建设范围内以淤泥地质条件为主,缺乏稳定性与承载力,遇雨季施工时水量明显增加,不利于基坑开挖作业的顺利开展,需重视对施工技术的应用与优化。

二、基坑开挖施工要点

开挖深度3m~7m,放坡系数1∶1.75,为二阶放坡开挖方法;用圆木护坡,按0.8m的间距标准依次布设,管间用架管稳定连接,构成完整结构体系;铺设φ12@200双向钢筋网以及水泥砂浆,形成防护结构,以达到有效护坡的效果。

排水为淤泥地质施工期间的重点内容,在离坡顶1.0m的位置设置沙袋,切断外界水体的流通路径,以免其进入基坑内而造成不良影响。在基坑底部修筑排水沟和集水井,配置抽水泵,高效清理内部积水。加强安全防护,在基坑四周设临时围栏,高度1.2m,再紧密敷设密目网,全面防护。

1.管道基坑支护

以拉森钢板桩为基础,配套二道内支撑,共同形成基坑支护结构。钢板桩施工期间,用围檩连接,使其可维持稳定。根据内支撑施工要求,采用DN300*10的钢管,作为主要的支撑材料。

2.基坑施工的监测

重点考虑如下几方面内容:

(1)基坑周边沉降及位移。以钢筋水泥为原材料,制作监测点和控制点;仪器方面,采用全站仪和水准仪;频率方面,每层开挖均观测2次,具体安排在开工前和收工后,遇特殊情况时增加观测次数,完整记录数据,以便对比分析。

(2)土体侧向变形。测斜孔布设间距为20m,按该标准沿基坑周边依次布设,采用PVC管,稳定埋入弱风化岩层。在埋设测斜孔时,要求存在一组与基坑边线保持垂直关系的导向槽;孔壁与管道存在空隙时,易影响管道的稳定性,需向该处填砂,再用适量的水泥浆密封。在落实上述工作后,每开挖一层均观测一次。

(3)地下水位。布设φ90观测孔,置入PVC管,填补管道与孔壁的间隙,用水泥砂浆抹面。考虑到外界粉尘等杂物易进入PVC管的情况,在管口处加装保护盖,减小外界因素的干扰,从而精准完成地下水位的观测工作。

三、基坑支护

1.钢板桩支护

钢板桩安装期间的稳定性控制为重点工作内容,用HW250*250*11*11围檩连接。对于围檩与钢板桩形成间隙的情况,需向其中打入木楔,提高稳定性,转角处应布设专用构件。内支撑装置选用的是φ300×10的钢管。通过吊装的方式使管道精准就位,再回填砂,确保实测密实度>90%后方可拆除钢支撑。钢管桩支护施工具体如图1所示。

图1 钢管桩支护

(1)严格控制钢板桩的位置,其必须满足设计要求,考虑到施工的便捷性要求,基础最突出的边缘外应留有作业面。

(2)优化基坑护壁板桩的形态,要求其具有平直、整齐的特点,尽可能减少不规则的转角,否则后续支撑的设置难度将明显加大。

(3)基础施工作业内容丰富,包含挖土、吊运、浇筑混凝土等,期间需采取防护措施,以免与已安装到位的支撑发生碰撞,且不可随意对支撑采取切割等操作。

2.板桩的检验、吊装、堆放

(1)检验

板桩在施工前需经过检验,保证其在材质、表观质量、尺寸等方面均可满足要求,对于存在异常的板桩,需根据设计要求矫正,以便后续可将其顺利打设到位。

(2)吊装

装卸作业采取的是两点吊装的方法,为确保施工安全,应当加强对锁口的防护,且严格控制钢板桩的单次吊装数量。根据施工要求选择具体的吊装方法,成捆起吊时用钢索将待吊装的板桩稳定绑扎至一起,此外也可采用单根吊装的方法。

(3)堆放

提前处理钢板桩的堆放场所,清理杂物并整平,要求地基具有足够的稳定性,以免在堆放钢板桩后发生失稳现象。堆放作业应重视如下几点:

①严格控制堆放的顺序、位置以及方向,既要快速完成堆放作业,还需满足后续的使用需求。

②遵循分类堆放原则,在每堆板桩处分别挂设标牌,注明信息。

③单层堆放数量最多为5根,层间防护采用的是垫入枕木的方式,通常按3m~4m的间距依次设置,每堆的总高度不超过2m。

3.导架的安装

布设刚度较大、稳定性较好的导架,确保在打设桩体时可有效采取控制措施,避免钢板桩出现屈曲变形等问题。导架由导梁、围檩桩等基础材料共同组成,以单层双面形式的导架较为可行。

4.板桩的打设

(1)做好施工准备工作,做全面的勘察,明确施工范围内既有建(构)筑物的实际情况,经测放后确定支护桩中线。逐根检查板桩,对于存在锈迹或是变形等异常情况的,需及时处理。向板桩的锁口处均匀涂抹油脂,减小阻力。

(2)插打施工期间加强检测,根据所得结果及时调整作业方法,要求各板桩的斜度不超过2%,若因偏差过大而无法拉齐时,需拔出并再次打设。通过屏风式打入法的应用,高效完成板桩的施工作业,此方法的特点在于可有效防护板桩,减小屈曲、倾斜等异常现象的发生概率,提高板桩打设的精度。取10~20根板桩,将其整理成排后再插入导架内,经调整后使其呈屏风状,在满足此要求后方可打设。施工期间,优先将屏风墙两端的一组板桩打设到位,待其满足深度要求后通过焊接的方式固定在围檩上,再打入中间部分。根据工程经验,屏风式打入法的作业顺序多样,包含正向、逆向、复合等顺序,具体应当根据作业情况合理选择,减小对垂直度、轴线位置精度等方面的不良影响。

5.板桩的拔出

基坑回填到位后,随即拔出无需使用的板桩,经过清理与修整后将其投入至后续施工中,提高重复利用率。但在拔出板桩前需做好分析,并确定合适的拔桩方法,以减小拔桩期间的扰动性影响,例如控制周边地面的沉降、维持既有构筑物的稳定性等。

在具体至本工程中,需采用振动锤拔桩的方法。这是因为,通过振动锤的应用,可产生较强的振动力,使土质处于相对松散的状态,在减小板桩周边土的粘聚力后,降低了拔桩期间的阻力,同时外界起吊力的作用下安全拔出板桩。

拔桩的注意事项主要有:

(1)确定起拔起点,若为封闭式板桩墙,要求起点位置离开角桩5根或更多,可采取跳拔的方法。

(2)适度振动板桩锁口,削弱该处土体的粘附作用,在拔桩过程中同步振动,对于拔桩难度较大的板桩,首先需利用柴油锤振动,使板桩向下移动100mm或适当增多,再用振动锤振拔。

6.板桩土孔处理

经过拔桩作业后,将形成桩孔,应随即组织该部分的回填作业。通常情况下,填入适量砂是较为便捷的方法。

四、结语

综上所述,淤泥地质条件的特殊性较强,在该处组织基坑开挖施工时应加强安全防护,合理应用钢板桩支护技术,全面确保施工的安全性,在完成工程本体施工的同时,尽可能减小对周边既有建(构)筑物的影响,从而提高工程项目的社会经济效益。

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