淺談城市水利工程中預(yù)應(yīng)力錨索式地連墻施工

田四海 胡修林

一、工程概況

北門橋控制工程地處江蘇省淮安市北門橋處的里運(yùn)河上，工程施工時(shí)須進(jìn)行深基坑開(kāi)挖，基坑周邊多為居民小區(qū)，西南側(cè)小區(qū)建有1幢11層高層建筑和多幢多層建筑，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為1級(jí)。閘塘基坑開(kāi)挖深度達(dá)12.6m，受地形限制，無(wú)法向兩側(cè)放坡。施工過(guò)程中要大幅度降低閘塘基坑的地下水，基坑降水必然引起四周地下水驟降，可能引起現(xiàn)有周邊居民樓不均勻沉降，樓房開(kāi)裂。為保證基坑開(kāi)挖和鄰近建筑的安全，采用雙排鋼筋混凝土地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)在南側(cè)截滲和支護(hù)，采用單排鋼筋混凝土錨桿式地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)在北側(cè)截滲和支護(hù)。

二、地下連續(xù)墻施工技術(shù)

該工程地下連續(xù)墻位于重粉質(zhì)砂壤土夾薄層粉質(zhì)壤土上，成槽的過(guò)程中非常容易出現(xiàn)坍塌，存在嚴(yán)重安全隱患。成槽之前采取單軸攪拌樁加固臨水側(cè)土體，這樣對(duì)工程進(jìn)度和施工安全起到一定的保證作用。

1.導(dǎo)墻施工

地下連續(xù)墻施工前，應(yīng)先進(jìn)行導(dǎo)墻施工，導(dǎo)墻的質(zhì)量情況對(duì)地下連續(xù)墻的標(biāo)高以及軸線具有直接影響。導(dǎo)墻對(duì)于引導(dǎo)成槽機(jī)械、槽內(nèi)泥漿的液位、上部土體穩(wěn)定性的圍護(hù)、防塌等發(fā)揮著非常重大的作用，所以導(dǎo)墻施工過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求施工，確保導(dǎo)墻施工質(zhì)量。

2.泥漿固壁施工

該工程按配合比試驗(yàn)將膨潤(rùn)土、分散劑、增粘劑和水制配成泥漿，泥漿的黏度和比重兩個(gè)指標(biāo)必須達(dá)到相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求。

在泥漿制配、循環(huán)過(guò)程中應(yīng)做好泥漿質(zhì)量控制，經(jīng)常檢測(cè)泥漿性能指標(biāo)，以滿足成槽過(guò)程中對(duì)泥漿質(zhì)量的要求。對(duì)不符合質(zhì)量要求的泥漿及時(shí)進(jìn)行凈化處理并加料調(diào)配成合格泥漿儲(chǔ)存?zhèn)溆谩Ｄ酀{性能控制指標(biāo)見(jiàn)表1。

3.成槽的具體施工

當(dāng)導(dǎo)墻中充滿泥漿時(shí)，即可進(jìn)行挖土成槽，邊挖槽邊向槽內(nèi)注入護(hù)壁泥漿，并始終保持泥漿液面略低于導(dǎo)墻頂面。

槽段開(kāi)挖結(jié)束后，對(duì)槽底進(jìn)行清渣，吸渣泵離孔底30cm。清渣從槽段的一頭往另一頭移動(dòng)進(jìn)行，每次移動(dòng)35～50cm，每個(gè)位置停留3min，讓槽底的沉渣從出漿管中排出。

表1 泥漿性能控制指標(biāo)表

表2 錨索的錨固力與墊板尺寸表

4.鋼筋籠制作及吊裝

（1）整幅吊起鋼筋籠入槽，對(duì)于鋼筋籠的強(qiáng)度和剛度要做好考慮，吊點(diǎn)位置借助25mm的圓鋼做好加固，在轉(zhuǎn)角槽段增加8號(hào)槽鋼做好支撐，每4m增設(shè)一根。為保證鋼筋籠吊裝過(guò)程中安全穩(wěn)定，施工中增加4道鋼筋型號(hào)為φ32的剪刀撐鋼筋固定鋼筋籠。

（2）吊放鋼筋籠，用履帶120t和50t吊車，分別起吊頂部和中部，主鉤吊頂部，副鉤吊中部。

5.安裝注漿管

當(dāng)鋼筋籠安置完畢后，即可在鋼筋籠預(yù)留導(dǎo)管位置處設(shè)澆筑導(dǎo)管。導(dǎo)管內(nèi)徑為250mm（450mm厚的墻澆筑導(dǎo)管內(nèi)徑為200mm），采用螺紋扣連接，導(dǎo)管連接處增加橡膠墊圈，以保證導(dǎo)管連接嚴(yán)密，不漏水，不漏漿。開(kāi)始澆注時(shí)導(dǎo)管底端距離槽底應(yīng)控制在30～50cm左右。

6.灌注混凝土

墻體混凝土采用混凝土汽車泵輸送澆筑，嚴(yán)格控制混凝土配合比及入槽坍落度。開(kāi)始澆筑時(shí)，導(dǎo)管底端距槽底不得大于0.5m，澆筑過(guò)程中導(dǎo)管埋入混凝土中2～4m，混凝土頂面的上升速度不應(yīng)小于2m/h?；炷凉嘧⑦^(guò)程中，應(yīng)常測(cè)混凝土頂面高度，計(jì)算出導(dǎo)管埋入混凝土深度，其埋管深度超過(guò)6m時(shí)必須拆卸導(dǎo)管。混凝土灌注結(jié)束后，將導(dǎo)管緩緩拔出并清洗干凈。

三、預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)

預(yù)應(yīng)力錨索采用拉力集中型粘結(jié)式預(yù)應(yīng)力錨索體系，錨索由錨固段、自由段和緊固頭三部分構(gòu)成，緊固頭由腰梁或圍檁、鋼墊板和錨具組成。錨索長(zhǎng)度包括錨固段、自由段、張拉段三部分。

1.施工準(zhǔn)備

包括調(diào)試機(jī)械，測(cè)放鉆孔孔位，安裝鉆機(jī)，鉆機(jī)定位，崗前交底、培訓(xùn)以及錨索埋件的安放等工作。

2.鉆孔、成孔

鉆孔過(guò)程中用鉆孔測(cè)斜儀控制鉆孔方向，孔深必須大于設(shè)計(jì)尺寸，鉆進(jìn)一定深度后，將鉆具提離孔底，待鉆渣排出后再繼續(xù)鉆進(jìn)，鉆到設(shè)計(jì)深度后，逐根拔出鉆桿和鉆具，將沖擊器清洗好備用。

3.錨索制作及安裝

（1）錨索的組裝

錨索選用低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，每根錨索由3～5束7φ5鋼絞線組成。鋼絞線嚴(yán)格按設(shè)計(jì)尺寸下料，每股長(zhǎng)度誤差不大于50mm。將自由段與錨固段分別作出標(biāo)記，在錨固段范圍內(nèi)的錨索每隔1m穿一個(gè)架線環(huán)，兩架線環(huán)之間扎一道箍筋環(huán)。自由段的鋼絞線放入塑料管內(nèi)并涂黃油，在錨固端頭部安好導(dǎo)向帽后，平順?lè)藕么谩?/p>

（2）錨索的安放

錨索放入鉆孔之前，先確認(rèn)錨索與孔位一致，將注漿管與錨索綁在一起一同放入鉆孔中，注漿管底口距孔底50cm左右；注漿管1（常壓注漿管）底口用黑膠布封住，注漿管2（高壓注漿管）底口封堵嚴(yán)密，錨固段做成花管（孔眼φ6～8，間距0.5m）孔眼用黑膠布封口。

4.注漿

錨索安放后，用注漿管1進(jìn)行一次常壓注漿，注漿材料采用水泥砂漿，水泥采用425號(hào)普通硅酸鹽水泥。待一次注漿體初凝后，立即用注漿管2進(jìn)行二次高壓注漿，注漿材料采用純水泥漿（水灰比為0.45～0.5）。

5.墊板

錨索用墊板的材料一般為普通鋼板，外形為方形，其尺寸大小和厚度應(yīng)由錨固力的大小確定，為了確保墊板平面與錨索的軸線垂直和提高墊墩的承載力，一般使用與鉆孔直徑相匹配的鋼管焊接成套筒墊板，墊板的幾何尺寸見(jiàn)表2。

6.錨索張拉

張拉鎖定是預(yù)應(yīng)力錨固的關(guān)鍵工序，當(dāng)錨固體強(qiáng)度滿足要求后分級(jí)進(jìn)行張拉，分級(jí)應(yīng)力分別為設(shè)計(jì)應(yīng)力的10%、20%、100%、105%，每級(jí)持荷 5min，并記錄鋼絞線的伸長(zhǎng)量，檢測(cè)指標(biāo)合格后及時(shí)進(jìn)行鎖定。

施工過(guò)程中對(duì)錨索張拉的質(zhì)量采用控制張拉力和伸長(zhǎng)量雙項(xiàng)指標(biāo)控制，張拉鎖定經(jīng)驗(yàn)收合格后，將張拉段多余束體切除。

四、實(shí)施效果評(píng)價(jià)

施工結(jié)束后，立即安排專業(yè)測(cè)量人員進(jìn)行水平位移觀測(cè)，觀測(cè)頻率為前期密后期疏，前期2天觀測(cè)1次，半個(gè)月后5天觀測(cè)1次，待水平位移量相對(duì)穩(wěn)定后半個(gè)月觀測(cè)1次，把前1個(gè)月水平偏移量作為觀測(cè)重點(diǎn)，共觀測(cè)10次，累計(jì)偏移量0.8mm，至工程結(jié)束時(shí)，累計(jì)偏移量0.9mm，基本無(wú)偏移。同時(shí)，委托淮河流域水工程質(zhì)量檢測(cè)中心對(duì)地下連續(xù)墻的質(zhì)量進(jìn)行了檢測(cè)，采用聲波透射法共檢測(cè)6處，15個(gè)斷面，檢測(cè)結(jié)果無(wú)明顯異常。采用探地雷達(dá)法對(duì)地下連續(xù)墻154m進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果地下連續(xù)墻均勻性和連續(xù)性較好。綜合聲波透射法及探地雷達(dá)法檢測(cè)結(jié)果分析，地下連續(xù)墻墻體無(wú)明顯質(zhì)量缺陷■