钢筋混凝土灌注桩技术在深基坑支护中的应用.pdf

第 3 5 卷 第 4 期 2 0 1 3 年8 月 山 东 S h a n d o n g 冶 金 Me t a l l u r g y V0 l -3 5 No ．4 Au g u s t 2 01 3 L 4 L 4 L {经验 交流 } 1 竹 ， 1 1 1 1 叶4 - 钢筋混凝土灌注桩技术在深基坑支护中的应用 胡博 ( 上海二 十冶工程技术有限公司 ， 上海 2 0 1 9 0 0 ) 摘要 ： 济钢2 1 0 t 转炉炼钢工程铁水倒罐坑实施改造， 倒罐坑深基础施工支护采用钢筋混凝土灌注桩+ H型钢连系梁+ 对 顶支撑的复合支护形式， 在没有影响铁路运输正常运行的情况下， 基坑支护成功。 关键词 ： 深基坑； 支护； 灌注桩； 铁水倒罐坑； H型钢； 对顶支撑 中图分类号 ： T U 7 5 3 ． 3 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 4 — 4 6 2 0 ( 2 0 1 3 ) 0 4 — 0 0 7 4 — 0 2 1 前言 随着近几年冶金建设高潮 的回落 ， 企业节能减 排 、 技术升级改造成为冶金行业发展的重点。如何 根据现场条件 ， 综合考虑安全性 、 受力情况 、 施工难 易程度、 经济性能等指标 ， 进行合理的基础施工方案 设计， 成为施工单位的重要课题。结合济钢2 1 0 t 转 炉炼钢铁水倒罐坑基础施工 ， 探讨改扩建工程深基 坑施工的方案设计。 2 工程概况 济钢 2 1 0 t 转炉主车间内新增两个铁水倒罐坑 ， 坑宽 1 5 ． 6m， 长3 2 ． 6m； 底板深度一 1 1 ． 0m， 底板厚 1 ． 3 m； 坑侧壁厚 1 ． 2 m。周边环境 ： l # 佃 J 罐坑处原有两条 铁水罐车轨道， 东侧轨道横穿倒罐坑 ， 西侧轨道距倒 罐坑外侧边缘仅 1 ． 2m， 北侧紧邻炼钢厂房 Gy lJ 、 F列 柱基础 ； 2 倒罐坑局部与已建混铁炉平台、 框架柱基 础位置重 叠 。 先行施工 l 铁水倒罐坑 ， 待工程投产后再施工 2 铁水倒罐坑。由于 l 倒罐坑施工需拆除东侧铁路 轨道及基础 ， 施工期 间要确保西侧铁路正常运行； 2 铁水倒罐坑施工需要拆除部分混铁炉平 台， 完成 以 后再进行恢复。地质资料( 从上往下) 为 ： 第 1 层为 杂填土( 素填土) ， 深度 2 ． 3～8 ． 0 m； 第 2 层为黄土状 粉质黏土 ， 深度6 ． 2—1 4 ． 3 m； 第 3 层为粉质黏土 ， 深 度 1 0 ． 0i n 。 3 施工方案 3 ． 1 施工条件和要求 倒罐坑施工不能影响周边的铁路正常运营 ； 保 留厂房柱基础及混铁炉平台； 工程位于已投产炼钢 厂房内， 不能投用大型作业机具 ； 工期不能超过业主 收稿 日期 ： 2 0 1 3 一 o 3 — 2 8 作者简介： 胡博 ， 男 ， 1 9 5 9 年生， 2 0 0 8 年毕业于西安科技大学工程管 理专业。现为上海二十冶工程技术有限公司董事长、 总经理， 工程 师， 从事建筑工程施工管理工作。 7 4 方 规定 时间 2 ． 5 个月 。 3 - 2 施工方案 土方开挖及支护优选方案有 3 种 ： 阶梯放坡土 方开挖施工、 沉井施工、 钢筋混凝土灌注桩护壁支护 施工 。考虑倒罐坑与炼钢厂建筑及铁路距离较近 ， 不具备阶梯放坡挖土条件 ； 工程处地土质不匀且基 坑长宽I： E >2 ， 1 x 坑西侧铁路运送罐车动载对施工影 响较大 ： 故不采用沉井施工。 综合考虑 ， 采用钢筋混凝土灌注桩护壁支护( 以 下简称护壁桩 ) 施工。参照类似工程施工经验并结 合 P K P M基坑支护软件科学计算 ， 支护采用 8 0 0 m m桩 。1 、 2 倒罐坑南 、 北侧间距 1 ． 5 i n ， 东、 西侧护 壁桩加密， 间距 1 ． 1 i n ， 桩深均为一 1 4 ． 5 0m， 配筋选用 中1 8 m m钢筋 2 2 根 ； 为保证护壁桩的整体刚性 ， 桩 顶设8 0 0 m m1 2 0 0 mm的钢筋混凝土压顶圈梁 ， 同 时桩顶的钢筋伸人压顶梁内。在一 1 ． 2 1 1 3 、 一 7 ． 6 0 I n 处 采用 HW4 0 0 X 4 0 0 型钢沿护壁桩加设两道连系横 梁。对顶支撑采用 H W2 5 02 5 0 型钢 ， 设置间距 3 ． 0 m。与混铁炉平 台交叉桩采用中1 0 0 0 mm、 底部半 径扩大3 0 0m l T l 的灌注桩。 方案经P K P M基坑计算软件分别对基坑支护的 4 个关键性数据进行验算 ： 护壁桩埋入深度 ； 对护壁 桩配筋验算 ； 型钢连系横梁及对顶支撑验算 ； 整体稳 定性计算。经验算 ， 通过以上设施布置 ， 能够满足工 程整体稳定性、 安全性要求。 4 施工方法 4 ． 1 工艺 流程 首先进行倒罐坑周侧护壁桩的施工 ， 待护壁桩 强度达到要求后 ， 随即进行土方开挖。根据工程量 和施工进度计划 ， 确定各种机械设备和工具 、 用具的 需求量 。钢筋切断机 、 弯曲机 、 对焊机 、 搅拌机各 1 台， 搅拌车 3 辆 ， 电焊机 1 台， 振动棒 1 6 根 ， 泵车和电 锯各 1 台。 施工顺序 ： 1 、 2 倒罐坑拆除施工( 1 倒罐坑东侧 胡博 钢筋混凝土灌注桩技术在深基坑支护中的应用 2 0 1 3 年第4 期 轨道基础及铁水罐基础拆除) 一人工挖孔灌注桩施 工一钢筋笼吊放 } 昆 凝土灌注 养护一施工压顶圈 梁一土方开挖至一 7 ． 6 0 m处 在一 7 ． 6 0 m处焊接支撑 土方开挖到设计标高一垫层施工一灌注桩 内侧挂 钢板网、 铺油毡纸一倒罐坑底板 、 侧壁钢筋内模板一 底板侧壁混凝土浇筑至一 1 ． 2 0 m 一拆模 、 拆除型钢支 护 上部侧壁施工一底板上轨道基础施工一顶板及 上部结构施工。 4 _ 2 护壁桩施工 1 、 2 倒罐坑周侧共设 8 0 0 m m护壁桩 7 1 根 ， 南 北侧 间距 1 ． 5 m， 东西侧 加密 区护壁 桩 间距 1 ． 1 m。2 倒罐坑与混铁炉平台柱基础、 厂房框架柱基础 重叠部分护壁桩兼备竖向传递承载力作用 ， 采用 6 根直径 1 0 0 0 m的扩孔灌注桩代替原设计的框架柱 桩基 。 成孔顺序 ： 为防止桩孔塌方 ， 采取 间隔施工方 法 ， 先进行①号桩施工 ， 再进行②号桩施工 ， 最后进 行③号扩孔桩施工。护壁桩采用人工成孔 ， 同时做 好桩孔 口防护工作。人工挖孔至桩顶 4 m时 ， 采用 6 mm厚 8 0 0 m m卷焊钢管进行护壁 ， 每段护壁钢 管长 1 ． 0 m。桩开挖至一 7 ． O 0 m时用吹风机给孔内送 风 ， 保持孔内空气流通， 以免施工人员缺氧窒息。 桩孔挖好后进行钢筋安装及钢筋保护层垫设 ， 在 一 1 ． 2 0 、 一 3 ． 6 0 、 一 4 ． 5 0 、 一 7 ． 6 0 m处 靠坑 壁 侧 设 4 0 0 m m x 4 0 0 mm x 1 4 m m预埋铁， 检查达到要求后进行 混凝土浇筑 。 4 ． 3 倒罐坑施工 1 ) 土方工程。待所有桩强度达到设计要求后进 行土方开挖 。土方开挖完后在周侧灌注桩间挂钢板 网， 铺单层油毡纸 ， 以护壁桩 的外壁代替外模 。 2 ) 模板制作与安装 。采用组合钢模 ， 局部不到 位 的地方用木模嵌补。施工前放 出内模板线 ， 内部 采用脚手架支撑 ， 每一节模板施工找正固定后再施 工上一节模板 ， 待全部施工完后重新检查 ， 最后固定 在 内脚手架上。内模板工程的支撑系统也可作为井 内操作脚手架 ， 立杆间距 1 ． 5 m， 横杆间距 1 ． 7 m。内 模支好后绑扎钢筋。 3 ) 钢筋工程 。在模板检查校正无误后进行钢筋 的人工绑扎。钢筋接头错开 1 ／ 4 ， 搭接长度 《3 0 0 m it t_ ， 确保钢筋绑扎合格、 埋件安装准确。 4 ) 混凝土工程 。混凝土浇注分两次完成 ， 先浇 注底板 ， 再进行侧壁的浇注。该工程混凝土数量大， 除按要求进行前期 的材料检验及} 昆凝土试配工作 外 ， 在混凝土浇注时还要采用泵送砼 ， 搅拌车运输 。 因现场设立了1 台1 ．5 m 的大型搅拌机， 所以能够保 证在 2 h ( 混凝土初凝时间) 内浇注完整圈 5 0 0mm层 厚的混凝土。为保证混凝土浇注均匀对称 ， 沿井壁 周侧均匀设 8 个浇注点 ， 每个浇注点采用串筒下灰， 下灰时保证浇注厚度不超过 5 0 0 n ! l T I． 。接近初凝时 再浇注第2 层， 避免因混凝土侧压力过大引起胀模。 5 结语 从基坑开挖到结构施工完成 ， 经定期观测及对 比， 1 坑西侧向内最大偏移 7 m m， 南侧偏移 5 m m， 其 他侧偏移均在3 m m以内， 没有影响铁路运输的正常 运行 ， 基坑支护成功 。深基坑支护支撑体系选择得 当， H型型钢对顶支撑、 钢制连系梁施工速度较快 ， 效果较好 。人工挖孔灌注桩成功应用 ， 解决了济钢 厂区场地狭小、 空间高度低的施工环境问题 ， 且对场 地耐力要求不高 ， 可广泛应用于工业改扩建工程深 基础施 工 。 ( 上接 第 7 3 页) 2 ． 3 手提数据处理器的操作 1 ) 通过手提数据处理器接收测量数据并对接 收数据进行处理操作。为 了消除偏心造成的误差 ， 测量完 1 8 0 o的水平数值和垂直数值后必须将接收 器旋转 1 8 0 o再测量 1 次， 通过手提数据处理器计算 两次测量的平均值作为最后测量结果 。旋转时角度 差控制在一 0 ． 5 。 ～0 ． 5 o。2 ) N量结果波动较大时执 行手提数据处理器中过滤程序， 首先调出菜单 ， 然后 输入程序 6 ， 再输入程序 3 ， 最后确定 。3 ) 激光发射 器到接收器的距离设定。入 口接收点距离 、 1 5 机 架距离、 出口接收点距离 ， 从 1 0 m依次递减到 1 m。 2 ． 4 轧制线的调整 调整垫片时按照手提数据处理器上 、 日显示数 值进行调整 ， 对 1 一5 连轧管机架隧道两侧的定位 块进行调整。调整连轧管机架中心时， 手提数据处 理器上 的数值为正则要增加垫片， 为负则需要减少 垫片。为确保调整精度 ， 要求每张调整垫片的厚度 为0 ．0 1 mm。 3 结语 P Q F 连轧管机轧制 中心线激光检测方法测量精 度高( 精度级别0 ． 0 0 1 m m) 、 测量数据采集方便快捷 ( 直接数值显示) ， 消除了人工测量导致的误差。目 前该检测方法已在烟台宝钢钢管有限责任公司成熟 应用 ， 通过定期测量及校正 ， P Q F 连轧管机轧制中心 线精度 目前可保证在一 0 ．0 3～ 0 ．0 3 m m， 为进一步提 高产品尺寸精度奠定了基础。 7 5