限高區(qū)域地道泵站工程施工工藝綜述

□文/郭 娟 魏 偉 王 瑩

□魏 偉/天津第三市政公路工程有限公司二分公司。

□王 瑩/天津第三市政公路工程有限公司五分公司。

限高區(qū)域地道泵站工程施工工藝綜述

□文/郭 娟 魏 偉 王 瑩

倉(cāng)庫(kù)區(qū)地道泵站工程是津?yàn)I高速公路改擴(kuò)建工程1標(biāo)雨水工程及倉(cāng)庫(kù)區(qū)地道改造工程的配套工程。由于泵站所在位置存在限高要求，而該工程又是大型深基坑工程，對(duì)施工過(guò)程中的機(jī)械及施工工藝都存在一定的制約，所以施工組織與正常施工有所不同。文章對(duì)工程明挖順作法的基坑上層土方開(kāi)挖、基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)土方開(kāi)挖、主體結(jié)構(gòu)施工等工藝過(guò)程進(jìn)行介紹。

基坑；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；土方開(kāi)挖；主體結(jié)構(gòu)；地道；泵站

1 工程概況

1.1 基本情況

倉(cāng)庫(kù)區(qū)地道泵站工程是津?yàn)I高速公路改擴(kuò)建工程1標(biāo)雨水工程及倉(cāng)庫(kù)區(qū)地道改造工程的配套工程。泵站位于津?yàn)I高速公路以南、現(xiàn)狀倉(cāng)庫(kù)區(qū)地道以西，用于將1標(biāo)段區(qū)域內(nèi)雨水、地道雨水和地道地下水提升后排入西河，占地面積2652m2，主泵房面積933m2。雨水泵房設(shè)計(jì)規(guī)模5.0m3/s，收水范圍為津?yàn)I高速公路K1+120～K3+600段路面雨水；地道雨水泵房設(shè)計(jì)規(guī)模為0.15m3/s，收水范圍為現(xiàn)狀倉(cāng)庫(kù)區(qū)地道范圍內(nèi)雨水；地道地下水泵房設(shè)計(jì)規(guī)模為0.04m3/s，收水范圍是現(xiàn)狀倉(cāng)庫(kù)區(qū)地道范圍內(nèi)地下水?；硬鄣讟?biāo)高為-6m，現(xiàn)狀地面標(biāo)高為3.5m，基坑開(kāi)挖深度為9.5m。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)施工條件

施工區(qū)域位于現(xiàn)狀新興村倉(cāng)庫(kù)區(qū)地道以西20m，新建津?yàn)I高速公路南側(cè)19m，泵站周?chē)鸁o(wú)任何建筑物。但施工區(qū)域位于天津?yàn)I海國(guó)際機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航臺(tái)附近，在天津?yàn)I海國(guó)際機(jī)場(chǎng)限制施工高度區(qū)域，此區(qū)域的施工機(jī)械允許高度為大沽水平15m，而此區(qū)域的現(xiàn)狀地面標(biāo)高為3.5m，所以施工機(jī)械的允許高度只有11.5m，按正常工藝施工，無(wú)法滿足深基坑施工所需要的大型吊車(chē)和打樁機(jī)等機(jī)械的使用要求。

2 現(xiàn)場(chǎng)施工部署

若按常規(guī)施工工藝先進(jìn)行基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，再進(jìn)行土方開(kāi)挖，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的深度將在17m左右，打樁機(jī)的高度將超過(guò)20m，而此區(qū)域的現(xiàn)狀地面標(biāo)高為3.5 m，所以施工機(jī)械高度為大沽水平23.5m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出機(jī)場(chǎng)的限制高度大沽水平15m。

由于存在限高要求，所以先開(kāi)挖一步土方后再進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工和土方開(kāi)挖，從而既達(dá)到保證機(jī)場(chǎng)限制高度的要求，同時(shí)又能保證工程的順利施工。

首先在現(xiàn)狀地面采用放坡開(kāi)挖法先向下開(kāi)挖3.5 m，開(kāi)挖后基坑內(nèi)標(biāo)高為±0.0m，以此標(biāo)高為工程施工的基準(zhǔn)面，基坑的開(kāi)挖深度為6m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)深度可以減少為12m，打樁機(jī)高度為15m，正好滿足機(jī)場(chǎng)限高要求。

放坡開(kāi)挖前，需先進(jìn)行降水井的施工，降水井采用內(nèi)大口井，利用降水井將地下水降至開(kāi)挖面以下0.5 m，然后根據(jù)基坑所在位置和預(yù)留的施工便道位置，在施工便道以外按1∶1.5進(jìn)行放坡開(kāi)挖。開(kāi)挖時(shí)在泵站靠近津?yàn)I高速一側(cè)和靠近新興村一側(cè)，降土坡腳距開(kāi)挖槽邊的距離≮6m；為了保證機(jī)械在基坑內(nèi)工作，在泵站靠近地道一側(cè)和靠近天津收費(fèi)站一側(cè)，降土坡腳距開(kāi)挖槽邊的距離≮8m，從而保證吊車(chē)在上支撐時(shí)有足夠的施工區(qū)域。見(jiàn)圖1-圖3。

3 基坑支護(hù)

基坑槽底標(biāo)高為-6m，現(xiàn)狀地面標(biāo)高為3.5m，正常施工的基坑開(kāi)挖深度為9.5m，一步土方開(kāi)挖完成后的施工面標(biāo)高為±0.0m，所以圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工完畢后的土方開(kāi)挖深度為6m。根據(jù)這一條件，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用12 m長(zhǎng)360mm工字鋼一丁一順密排進(jìn)行施工，外側(cè)加14 m長(zhǎng)φ700mm@450mm雙排水泥攪拌樁相結(jié)合的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，其中工字鋼樁樁底標(biāo)高為-12m，水泥攪拌樁樁底標(biāo)高為-14m。見(jiàn)圖4。

基坑支護(hù)體系設(shè)置1層，由360mm工字鋼三拼腰梁、橫支撐、工具柱、連系梁等組成，支撐間距為3m。由于層板的板頂標(biāo)高為-1.2m，為了減少支撐的倒換，將支撐設(shè)置于2層頂板以上，支撐中心標(biāo)高為-0.5m，支撐最低點(diǎn)標(biāo)高為-0.9m，高于2層頂板30cm。基坑端頭及拐角處設(shè)置八字斜撐。支撐主要采用φ600mm工具式鋼管撐。見(jiàn)圖5。

4 土方開(kāi)挖

4.1 基坑降水

降水井井底標(biāo)高為-9m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)土方開(kāi)挖前15d開(kāi)始進(jìn)行降水，以保證基坑安全?；娱_(kāi)挖過(guò)程中加明溝控制地下水及滲漏水，基坑挖到槽底后輔以盲溝、集水井降低地下水位。見(jiàn)圖6。

基坑開(kāi)挖中保持工作面干燥，如基坑邊有明水出現(xiàn)，則立即開(kāi)挖臨時(shí)明溝，將水引入大口井中抽出，明溝隨基坑開(kāi)挖隨施做，大口井也隨之拆除已開(kāi)挖部分井管。

4.2 土方開(kāi)挖

對(duì)泵站整體分2層進(jìn)行開(kāi)挖，由出水管一側(cè)向進(jìn)水管一側(cè)開(kāi)挖，其中在寬槽段采用普通挖掘機(jī)和60小挖掘機(jī)相配合的方法進(jìn)行施工，在泵站進(jìn)水口即窄槽段采用60小挖掘機(jī)和長(zhǎng)臂挖掘機(jī)配合的方法進(jìn)行施工。每段施工按照由深至淺的原則施工。

止水帷幕充分固結(jié)后進(jìn)行基坑開(kāi)挖，以“時(shí)空效應(yīng)”理論為指導(dǎo)，在不同的施工階段選用適合的機(jī)械進(jìn)行開(kāi)挖并輔以人工清槽，以基坑土體卸載后支撐暴露時(shí)間做為施工的主要參數(shù)，在開(kāi)挖過(guò)程中遵循“短開(kāi)挖、快支護(hù)、嚴(yán)治水、勤量測(cè)、分層分段、先撐后挖”的原則進(jìn)行，盡量減少分段長(zhǎng)度，及時(shí)架設(shè)支撐，準(zhǔn)確施加預(yù)應(yīng)力，嚴(yán)格按支護(hù)設(shè)計(jì)要求施工，充分利用土體本身的自穩(wěn)自抗能力，以確保基坑及其周邊地區(qū)的安全。

支撐附近土體在寬槽段土方開(kāi)挖采用“兩側(cè)島式”配合“中心盆式”方法，在挖除兩個(gè)“側(cè)島”土體的同時(shí)，組織人力安裝兩邊的腰梁，這兩步工序同時(shí)、平行進(jìn)行，取完兩“側(cè)島”土體后，及時(shí)架設(shè)鋼支撐，以控制基坑變形。

支撐附近土體在窄槽段開(kāi)挖采用“中心島”式方法，在挖除基坑中心島的同時(shí)，組織人力安裝兩邊的腰梁，這兩步工序同時(shí)、平行進(jìn)行，取完中心島部位土體后，及時(shí)架設(shè)鋼支撐，以控制基坑變形。支撐架設(shè)完畢后下方土體采用“中心盆”式方法開(kāi)挖。

5 主體結(jié)構(gòu)施工

5.1 施工順序

底板及底梁→池壁及框架→頂板及頂梁→基坑回填并分層夯實(shí)→上部建筑及結(jié)構(gòu)→停止降水。

5.2 模板

工程主體為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角、曲線多，模板工程量大，支立形式復(fù)雜。以定型模板為主，配以適量異形模板、角模、木模等，以保證結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尺寸。

5.3 混凝土澆筑

1）第1步?；娱_(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行墊層和底板施工，澆筑底板（墊層）至標(biāo)高-4.500m處。見(jiàn)圖7。

2）第2步。澆筑一步側(cè)墻至標(biāo)高-1.200m處，拆模后，將泵房主體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的施工區(qū)域用素土分層夯實(shí)進(jìn)行回填，回填后將支撐進(jìn)行拆除。見(jiàn)圖8。

3）第3步。澆筑二步側(cè)墻至標(biāo)高0.500m處。見(jiàn)圖9。

4）第4步。澆筑頂板。見(jiàn)圖10。

5.4 混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成后，及時(shí)進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)14d以上，防止混凝土表面開(kāi)裂，影響結(jié)構(gòu)耐久性及美觀程度。支結(jié)構(gòu)內(nèi)模時(shí)考慮設(shè)置帶噴頭的塑料管，在拆除內(nèi)模之前通過(guò)噴頭噴水以方便對(duì)側(cè)墻進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。雨季施工時(shí)嚴(yán)格按相應(yīng)的施工措施進(jìn)行，保證混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

5.5 模板的拆除

混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，按先側(cè)模、后頂模的順序拆除模板。模板拆卸時(shí)輕撬輕打，以防損傷混凝土。施工完畢后，對(duì)結(jié)構(gòu)的標(biāo)高、線位進(jìn)行復(fù)測(cè)。

6 結(jié)語(yǔ)

在施工環(huán)境受到制約的情況下能夠采用該工藝進(jìn)行施工，既提高了施工的安全性，又降低了施工難度，增加了工程的經(jīng)濟(jì)效益。

TU47

C

1008-3197（2011）02-40-03

2011-03-11

郭 娟/女，1968年出生，工程師，天津市排水工程公司，從事工程技術(shù)管理工作。

□魏 偉/天津第三市政公路工程有限公司二分公司。

□王 瑩/天津第三市政公路工程有限公司五分公司。