资源描述
明挖基坑跨越大断面高压电缆管沟工程中MJS技术应用
研究报告
编制单位:xxxx集团有限公司
编制时间:2014年12月
目录
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.1.1 国内外现状及发展趋势 1
1.2.2 课题研究的必要性和意义 1
1.2 社会发展需求 1
1.3课题特色 2
2 背景工程 3
2.1 工程概况 3
2.2 水文地质条件 4
2.3 工程难点 6
3 MJS工法斜桩试验 7
3.1 试桩概况 7
3.2 难点分析 7
3.3 技术参数 7
3.4 设备材料 8
3.5 过程控制 9
3.6 试验成果整理 10
4 工程适用性分析 12
5 MJS工法共同沟开孔施工 13
5.1 施工概况 13
5.2 开孔施工 14
5.2.1 开孔前准备 14
5.2.2 开孔施工过程 16
5.2.3 施工过程中共同沟变形情况 17
5.2.4 开孔后期修复 19
5.3 工程难点及应对措施 22
5.3.1 加固盲区 22
5.3.2 沉降数据报警 22
5.3.3 共同沟底板夹层缝隙 22
5.3.3 桩位调整消弱加固体 23
5.3.4 消防水池位置桩位施工 23
5.3.5 修复过程部分孔位渗水问题处理 24
6 技术研究成果 26
6.1 论文 26
6.2 专利 26
6.3 研究成果 26
7 研究成果应用效益 27
8 国内外比较及成果创新点 28
8.1 MJS工法斜桩施工 28
8.2 高压电缆管沟开洞MJS工法施工技术研究 28
8.3 创新点 28
9 推广应用前景及社会经济效益 29
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 国内外现状及发展趋势
MJS工法以其自身优势在日本建筑市场得到广泛的应用。MJS工法不仅垂直施工工艺,倾斜施工和水平施工也都被成熟应用于不同需求的工程部位,具有代表性的包括:运行铁路正下方MJS工法倾斜施工的应用,已有构筑物正下方MJS工法水平施工的应用等。
MJS工法引入中国已经有将近五年时间,施工应用主要在上海及周边地区,主要是MJS工法垂直施工的应用,目前,国内设备十套左右,主要分布在上海,广东(华遂公司拥有两套)。该工艺因其特殊优势,成为城市工程建设中的一项专业特色强、无可替代的方法,具有国内领先地位。
目前,市场对MJS工艺已经基本认同,设计单位已经逐渐开始推广。根据国家十二五规划,长三角、珠三角、天津滨海地区都将掀起一轮新的基础设施建设高潮,全国城镇化的步伐也逐步加快,MJS工法的应用也将越来越多。
1.2.2 课题研究的必要性和意义
MJS工艺由于具有桩径大、对周边环境影响小的特点,在邻近管线及保护建筑物的工程施工中应用广泛。目前城市管线越来越多,特别是电力管线,逐步由地上到地下发展。为了管线更合理的布置和规划,大尺寸的电缆管沟也越来越多,这样不仅提高了安全和耐久性,也方便了维护和检修。但与此同时,跨越大尺寸电力管沟的施工也变成一个难题。由于管线迁移成本越来越大,甚至在有些特殊地段和干线部位,管线改迁条件短时间内也并不具备,这严重影响工程的实施。因此,如何在不迁移大断面高压电缆管沟的情况下进行交叉基坑的开挖围护止水加固,成为一个迫切解决的问题。所以,对跨越大断面高压电缆管沟工程中MJS技术研究利用、技术创新有着重要的意义和价值。
1.2 社会发展需求
通过在轨道交通、市政建设、房屋建筑基础处理领域的实践,MJS工法作为处理城市环境复杂地区土体改良的一种方法,随着高层建筑、城市轨道交通、城市管道等工程越来越密集的建设,对既有建(构)筑物的保护等要求越来越高,MJS工法的优势越来越凸显,有着广阔前景。同时,随着一个个工程实践的成功,MJS工法也逐渐被社会认可和推崇。MJS技术随着国内的工程应用案例增多,技术逐渐成熟,掌握技术的人员熟练程度也越来越高,功效和风险也向更好的方向发展。MJS工艺目前已经成为国内市场的一项不可或缺的工法。在江浙沪、天津滨海地区、广东地区等软土条件下的工程中,该工法会越来越受到青睐。
在城市建设中,MJS工法由于工效低、造价高等局限,主要应用在施工环境复杂、难度较高的工程中。但是,MJS工法的出现,也克服了工程建设以往无法解决的问题,使本来无法实现的设想成为可能,为城市规划和工程设计的合理性、科学性提供了更广阔的思路。同时,也为该工法施工提出了进一步挑战。
1.3课题特色
根据工程需要,进行斜桩试验,探索和总结MJS工法倾斜施工工艺,分析MJS工法施工工艺适用性,拓展MJS工法的应用。
通过工程实践,对跨越大断面高压电缆管沟工程中MJS工法应用进行研究,解决实际工程中遇到的各种难题,形成比较系统的施工方法,拓展MJS工法的应用方向。
2 背景工程
2.1 工程概况
上海世博会地块B02、B03地块1~3#地下连通道工程位于博成路,分别邻近长清北路、规划一路、世博路交叉口。施工采用明挖顺作法,开挖深度1#和3#为12.150m,2#为15.500m。围护结构采用钻孔灌注桩结合止水帷幕进行施工。施工期间管线(除共同沟)全部迁改至工程影响范围外,共同沟采用悬吊保护。共同沟标准段面宽度3300mm,加上垫层外轮廓为3500mm,埋深2650mm。
考虑对共同沟的保护,在1~3#连通道共同沟一定范围内,选用MJS工法进行加固。MJS工法作业部分由xxxx集团有限公司承建。
图2-1 工程位置示意图
2.2 水文地质条件
经本次勘察揭露,拟建场地位于古河道沉积区,在90.34m深度范围内的地基土属第四纪上更新世Q3至全新世Q4沉积物,主要由饱和粘性土、粉性土及砂土组成,一般具有成层分布特点。根据土的成因、结构及物理力学性质差异可划分为7个主要层次(拟建场地缺失上海市统编第⑥、⑧层)。其中第⑤层及第⑨层根据土的成因、土性特征分为若干亚层、次亚层(第⑤2-1、⑤2-2、⑤2-3、⑤3、⑤4层;第⑨1、⑨2层)。工程场地浅部地下水属潜水类型,潜水水位埋深一般为0.5~1.5m。深部分布第⑤2微承压含水层,⑦、⑨层承压水含水层。(微)承压水位埋深一般为3.0~12.0m。
各土层的组成及特征分别概述如下:
1)第①1层杂填土,含碎石、砖块等建筑垃圾,场地大部分区域下有厚度不等的旧混凝土地坪及道路,土质杂乱、不均匀。
2)第②层褐黄~灰黄色粉质粘土,含氧化铁和铁锰质斑点,夹薄层粉性土,随深度增加土质逐渐变软,呈可塑~软塑状。场地内大部分区域缺失。
3)第③层灰色淤泥质粉质粘土,含云母,有机质,夹少量薄层粉砂,流塑状,高等压缩性。拟建场地内遍布。
4)第③夹层灰色粘质粉土夹淤泥质粉质粘土,含云母、贝壳碎屑,局部夹砂质粉土,土质不均匀,松散状态。该层位于第③层中部,在场地内局部分布。
5)第④层灰色淤泥质粘土,含云母、有机质,夹薄层粉砂及少量贝壳碎屑,土质均匀,呈流塑状,呈高等压缩性。拟建场地内遍布,层位分布稳定。
6)第⑤2-1层灰色粉砂夹粉质粘土,含云母,局部夹砂质粉土及多量粘质粉土,土质不均,呈稍密~中密状态,中等压缩性。拟建场地遍布,且层位分布较为稳定。
7)第⑤2-2层灰色粘质粉土夹粉质粘土,夹粉砂及砂质粉土,具层状结构,土质不均。稍密状态,中等压缩性。该层在场地内遍布,但层厚变化较大,尤其在A2区东北部厚度最大。
8)第⑤2-3层灰色粉砂夹粉质粘土,含云母、有机质及贝壳碎屑,夹薄层砂质粉土、粘质粉土及少量细砂,土质不均匀,中密~密实状态,中等压缩性。该层自西北向东南方向逐渐变厚(场地西北端缺失)。
9)第⑤2-3t层灰色粉质粘土夹粘质粉土,含云母、有机质,夹少量砂质粉土,土质不均匀,可塑状态,中等压缩性。该层主要分布于第⑤2-3层中部,于场地中部局部分布,层位起伏较大,厚度不一。
10)第⑤3层灰色粉质粘土,含云母、有机质,偶见钙质结核,夹少量粉土团块及粘土,土质不均匀,软塑~可塑状态,属中等压缩性。该层自西向东、自北向南逐渐变薄,场地东部及南部该层缺失。
11)第⑤3夹层灰色砂质粉土,含云母、有机质,夹粉砂、粘质粉土及薄层粘性土,中密状态,中等压缩性。该层分布于第⑤3层中部,仅在A1区西侧局部分布。
12)第⑤4层灰绿~深灰色粉质粘土,含少量氧化铁斑点,局部夹薄层粉性土,呈硬塑~可塑状态,中等压缩性,土质较佳。该层在场地内局部分布。
13)第⑦2层灰色粉细砂,含云母,颗粒成分以石英、长石为主,夹少量粉性土,密实状态,中等~低等压缩性。该层层位分布有一定的起伏,自西向东、自北向南逐渐变薄,场地东部及南部该层缺失。
14)第⑨1层灰色粉砂,含云母,颗粒成分以石英、长石为主,土质较致密,夹细砂、砂质粉土及薄层粘性土,密实状态,中等压缩性。该层在场地大部分区域分布较为稳定,在场地东侧缺失,在场地南端厚度较小或缺失。
15)第⑨2层灰色细砂,含云母,颗粒成分以石英、长石为主,土质均匀致密,夹中粗砂,密实状态,中等~低等压缩性。该层在场地内遍布,层位分布较为稳定,仅在场地东侧局部埋深较大。该层至90.34m深度尚未揭穿。
表2-1 土层地基承载力
层序
土名
静探Ps值
(MPa)
直剪固快平均值
地基承载力特征值
fak(kPa)
C(kPa)
Φ(°)
②
粉质粘土
0.81
19
16.5
70~80
③
淤泥质粉质粘土
0.52
12
17.5
60~65
③夹
粘质粉土夹
淤泥质粉质粘土
1.24
10
23.0
80~90
④
淤泥质粘土
0.62
13
11.0
55~60
2.3 工程难点
明挖基坑跨越大断面高压电缆管沟(简称共同沟),共同沟截面处灌注桩无法施工,围护结构施工无法闭合。
施工难点:1、共同沟对受力、沉降有特别要求;2、共同沟标准段宽3.3m,其正下方加固止水难以处理;3、共同沟区域属围护结构薄弱环节,对加固止水要求高。
共同沟标准断面如图2-2所示,为单仓,高3.8m,宽3.3m矩形板壳结构,壁厚0.3m;
图2-2 共同沟标准段断面
图2-3 标准段面配筋图
3 MJS工法斜桩试验
3.1 试桩概况
根据背景工程特点,MJS工法桩径2400mm,不能满足搭接止水要求。根据MJS工法特点,可进行倾斜施工,由于斜桩施工缺乏依据,故考虑通过试验论证施工可行性。
试桩为非原位试桩,依托轨道交通13号线淮海中路站工程,地址位于卢湾区瑞金一路以东,淮海中路以北的地块内。在试验期间通过检测,了解斜桩对周边尤其是对工程中共同沟相对位置的影响,论证MJS工法斜桩的可行性。
试桩计划1根桩,桩身设计直径2400mm,垂直深度26.5m,倾斜13°,桩身长度27.197m。桩体所在深度土质良好,均为粘性土质。
3.2 难点分析
1、 斜桩无前例,不确定因素多;
2、 斜桩施工引孔机、主机就位精度难以控制;
3、 成孔及钻杆倾斜度难以控制;
4、 倾斜施工,工法钻杆偏心力增加,增大设备风险;
3.3 技术参数
表3-1 MJS施工参数表
序号
内容
参数
序号
内容
参数
1
桩径
2400mm
9
削孔水压力
10~30MPa
2
水灰比
1:1
10
成桩角度偏差控制
≦1°
3
水泥浆浆压力
40±2MPa
11
提升速度
40min/m
4
水泥浆浆液流量
85~100L/m
12
步距行程
25mm
5
主空气压力
0.8~1.0MPa
13
步距提升时间
60s
6
主空气流量
1.0~2.0Nm3/min
14
转速
3~4rpm
7
倒吸水压力
0~20MPa
15
地内压力
1.3~1.6系数
8
倒吸水流量
0~60L/min
16
水泥掺量
40%
3.4 设备材料
施工主要材料为水泥,采用P.O 42.5级散装水泥。设备除MJS工法标准配置外,为斜桩施工,设计加工一套倾斜施工平台和钻杆拆卸辅助装置。具体设备配置详见“表3-2”。
表3-2 MJS工法施工设备、仪器配备表
序号
设备名称
规格
数量
功率(KW)
1
MJS工法主机
MJS-40VH
1台
37
2
高压泵
GF-120SV
1台
90
3
高压泵
GF-75SV
1台
55
4
空压机
SA18A
1台
18.5
5
泥浆搅拌系统
BZ-20L
1套
56.5
6
泥浆泵
3PNL
1台
7.5
7
交流电焊机
BX1-500F-3
1台
22
8
引孔机
MDL-120G
1台
55
9
测斜仪
1台
10
倾斜平台
1套
11
钻杆拆卸辅助装置
1套
12
高压镝灯
1KW
若干
13
吊车
25t
1台
合计
用电最高峰(不考虑同时引孔与喷浆)
286.5kw
图3-1 主机就位在倾斜平台上
图3-2 安装好拆卸辅助装置的主机
3.5 过程控制
1、引孔
(1)就位时,引孔机需耐心调试,通过调整高度来纠正点位偏差。
(2)选用2m长得圆心筒钻头,保证在钻进过程中角度与初始设定角度一致。
(3)为避免塌孔,采用膨润土进行护壁,膨润土拌合均匀达标后使用。
(4)引孔成功后,对成孔情况进行检测。
图3-3 引孔前初始角度控制
图3-4 成孔质量检测
2、MJS施工
(1)保证定位平台方向与引孔机一致,主机调好角度,通过滑动行程纠正孔位误差。
(2)钻杆下到设计深度,进行倾斜度检测。
(3)喷浆过程中严格控制按技术参数进行施工。
(4)考虑斜桩对土体的作用,有一定的上偏角。在施工至离地面较近的位置,出现浆液冒出等异常情况,提前结束施工。
(5)在距离桩位前方15m范围内,布置9个地面测量点,测量点位置见“MJS施工试桩平面图”。测量初始数据根据施工前,三次测量平均值获取。施工期间测量频率为2小时1次,起止时间为MJS正式喷浆开始至完成。
备注:测量选用2m长钢筋,插入土体,钢筋顶与地面留一定距离,避免破坏;
图3-5 测点相对位置示意图
图3-6 测点图
3.6 试验成果整理
1、完成部分桩体施工,验证斜桩施工可行性
由于施工区域急需他用,工期紧迫,在施工喷射过程中仅喷射两端: 27.197m- 23.697m和13.5m- 3m,总计9根钻杆,13.5m。施工进场时间为2013年8月10日晚,喷射时间为2013年8月15日11点30分至8月16日8点30分,出场日期为2013年8月16日晚。
2、材料设备
材料选用P.o 42.5普通硅酸盐水泥,总计用量46.7吨;钻杆在施工过程中,有两对接头被高压浆水吹破。
3、成孔倾斜度偏差
引孔后,通过仪器进行孔位的倾斜度测量,测量结果深度28.7m,偏心距696.45cm,角度最小值为13.22°,底部最大角度为17.27°,平均14.88°。
4、MJS钻杆倾斜度偏差
下完钻杆,通过排泥管进行钻杆倾斜度测试,测试结果显示:深度:28.05m,偏心距:663.77cm,最小倾斜角12.75°,最大倾斜角16.41°,平均倾斜度14.59°。
图3-7 成孔检测结果
图3-8 钻杆检测结果
5、监测结果
根据监测数据报表,最大累计变化量为4mm。说明MJS工法在倾斜施工中,仍能保持工法优势,有效控制对周边土体的影响。
图3-9 各测点累计变形统计图 (9号点受场地条件未全测)
4 工程适用性分析
1、斜桩施工
(1)优点:
共同沟不用开洞施工,避免上翻泥浆等进入共同沟,省去封洞、修补环节;
与共同沟管理单位协调难度小;
(2)缺点:
斜桩施工不确定因素大;
桩位及搭接效果难以控制;
施工遗留三角加固盲区,开挖存在很大风险;
当喷射至上部时,斜向上的喷浆压力,对周边影响相对较大;
斜桩施工效率低,钻杆损耗大,成本增加;
2、中间开洞施工
(1)优点:
搭接更合理,止水性良好;
无三角区域遗留,增加保险系数;
MJS工法垂直施工工艺成熟,施工质量有保证,施工效率高;
(2)缺点:
协调难度大;
开洞过程临时削弱共同沟结构承载力;
封堵、修复增加施工工序,需进入共同沟,并且封堵不利于地下压力释放;
3、方案论定
经专家论证及各方讨论,开洞施工降低施工风险,施工质量有保证,以基坑安全为首要目的,选用开洞MJS工法加固进行施工。
5 MJS工法共同沟开孔施工
5.1 施工概况
经调整,侧面MJS工法桩不变,合计56根;取消原斜桩12根,增加开孔MJS工法桩19根;MJS工法桩共计75根,桩体标高不变,施工参数按照MJS工法垂直施工标准。
图5-1 2#通道MJS斜桩施工平面图
图5-2 2#通道开孔MJS施工平面图
5.2 开孔施工
5.2.1 开孔前准备
1、排查共同沟内部结构
进入共同沟内部,确定开孔相应位置,对部分有影响设备进行移除。为减少风险,调整部分桩位,避开共同沟结构变形缝等薄弱部位。
图5-3共同沟内部情况
图5-4共同沟断面配筋图
2、套管装置设计
(1)套管装置设计理念:
① 为MJS工法钻杆通过共同沟创造条件;
② 隔离共同沟,避免水及浆液进入共同沟内;
(2)设计考虑因素:
① 引孔机动力,现有引孔机圆心筒钻头,国标钢管尺寸,加工条件;
② 接口密封形式;
(3)设计套管装置情况:
① 连通管选用219×5mm无缝钢管;
② 用法兰固定密封装置,接口密封形式通过密封圈及遇水膨胀止水橡胶密封(具体设计情况参见图5-5);
图5-5套管装置设计详图
3、套管及相关装置准备
根据设计图纸,加工外径237*6.5mm引孔机钻头及密封装置等配件,采购外径219*5mm钢管等。
4、开挖至共同沟标准段顶板
共同沟标准段顶板埋深2650mm,为减少点位误差,方便共同沟防水与修复,开挖至顶板进行MJS开洞施工。开挖后,采用明沟集水排水。
5.2.2 开孔施工过程
1、安装底板密封装置
(1)将开孔桩位引至共同沟底板上;
(2)通过膨胀螺丝将法兰固定在底板上;
(3)将密封装置固定在法兰上;
图5-6固定法兰
图5-7固定密封装置
2、钢管安装及密封
(1)在相应顶板位置引孔;
(2)放置钢管;
(3)密封;
(4)快速水泥封堵法兰周边;
图5-8顶板成孔
图5-9 套管装置效果图
3、MJS工法作业
(1)更换引孔机钻头,在钢管里面引孔,穿过底板后,换三叶钻头引孔至设计深度;
(2)按照MJS工法垂直施工工艺进行后续施工;
5.2.3 施工过程中共同沟变形情况
共同沟变形监测采用磁致式静力水准仪进行自动化监测,共设置11个监测点,C1、C2、C3控制1号通道;C4、C5、C6、C7控制2号通道; C8、C9、C10、C11控制3号通道。监测为实时监测,报告频率每天一次。报警值:单次沉降量5mm,累计沉降量20mm。
MJS施工顺序为2号通道——1号通道——3号通道,其中2号通道施工起止时间为9月10日至10月20日,1号通道施工起止时间为9月22日至11月12日,3号通道施工起止时间为10月28日至11月25日。根据监测数据进行统计,MJS施工过程中累计变形数据走势如下图5-10、5-11、5-12 。
图5-10 2号通道MJS施工期间累计变形统计图
图5-11 1号通道MJS施工期间累计变形统计图
图5-12 3号通道MJS施工期间累计变形统计图
根据监测数据可以看出,在前期2号通道后期、1号通道前期MJS施工过程中,出现沉降数据过大现象,经过原因分析,采取合理的措施,在3号通道及1号通道后期施工中,取得良好效果。
5.2.4 开孔后期修复
1、施工开挖
开挖至共同沟顶板,暴露出预埋的钢管,将顶板上的土、水清理干净,做好防水坝体,避免水流入。
2、拆除套管
拆除时取出套管固定螺栓,将套管从共同沟顶板上部拔出。
3、表面凿毛
拆除钢套管后,对开孔部位混凝土进行凿毛,凿毛采用人工凿毛。
图5-13拔出钢管
图5-14 人工凿毛
4、钢筋连接
(1)共同沟顶板孔洞钢筋连接
凿除共同沟顶板上保护层,暴露出顶板上层主筋,采用焊接进行切断处主筋的连接,钢筋搭接长度为10d,搭接处采用单面焊。
备注:钢筋直径大于结构配筋,根据现场条件,选用Ø18进行连接。
(2)共同沟底板孔洞钢筋连接
凿除共同沟底板上保护层,暴露出底板上层主筋,采用植筋进行切断处主筋的连接,连接段主筋直径不低于共同沟原主筋直径。植入深度10d,钢筋搭接长度为10d,搭接处采用绑扎连接。
施工流程:定位→钻孔→洗孔→注胶 →植筋→固化养护→抗拔试验→绑筋浇混凝土。
① 根据现场暴露的配筋位置及数量,错开原结构钢筋位置,标注出植筋位置。
② 用冲击钻钻孔,钢筋选用Ø14的钢筋,钻头选用Ø20的合金钢钻头。孔深大小10d(160mm),实际钻深170mm,钻孔时,保证钻孔垂直于底板。
③ 洗孔是植筋中最重要的一个环节,因为孔钻完后内部会有很多灰粉、灰渣,直接影响植筋的质量,所以一定要把孔内杂物清理干净。方法是:用毛刷套上加长棒,伸至孔底,来回反复抽动,把灰尘、碎渣带出,再用压缩空气,吹出孔内浮尘。
④ 取一组强力植筋胶,装进套筒内,安置到专用手动注射器上,慢慢扣动板机,排出铂包口处较稀的胶液废弃不用,然后将螺旋混合嘴伸入孔底,然后扣动板机,板机孔动一次注射器后退一下,排出孔内空气。为了使钢筋植入后孔内胶液饱满,又不能使胶液外流,孔内注胶达到80%即可。孔内注满胶后应立即植筋。
⑤ 植筋前把钢筋植入部分用钢丝刷反复刷,清除锈污。钻孔内注完胶后,把经除锈处理过的钢筋立即放入孔口,然后慢慢单向旋入,不可中途逆向反转,直至钢筋伸入孔底。
⑥ 在强力植筋胶完全固化前不能振动钢筋。
⑦ 两天后,待植筋固化后,进行抽拔试验,保证植入钢筋牢固。
⑧ 弯曲钢筋,通过扎丝进行植筋及植筋与主筋结构的连接。
图5-15 顶板钢筋焊接情况
图5-16 底板植筋情况
5、止水条布设及混凝土浇筑
孔内设止水条,止水条用胶固定。
浇筑底板及顶板混凝土前,在新老混凝土接触部位涂刷一层界面处理剂。混凝土采用P35S8微膨胀细石混凝土,混凝土振捣密实。
图5-17止水条放置
图5-18 混凝土浇筑
6、永久性防水层施工
(1)底板内防水做法:
① 混凝土固化后,将表面清理干净,涂一层双组份环氧胶,黏贴防水卷材。
② 浇筑一层25mm厚环氧砂浆找平层,找平层对止水带及双组份环氧胶进行覆盖。
③ 环氧砂浆固化后通过化学螺栓将厚10mm,宽350mm,长350mm安装固定在环氧砂浆上部,选用M12化学螺栓,单排,螺栓间距为150mm。
④ 用快速水泥抹平,保证底板平整度。
(2)顶板外防水做法:
① 混凝土固化后,将表面清理干净,涂一层双组份环氧胶,黏贴防水卷材。
② 浇筑一层环氧砂浆找平层,找平层对止水带及双组份环氧胶进行覆盖。
图5-19 双组份环氧胶涂抹
图5-20 防水卷材黏结
5.3 工程难点及应对措施
5.3.1 加固盲区
1、问题描述
考虑40MPa高压浆液可能对共同沟造成冲击,共同沟正下方一定距离内,无法按标准参数加固,导致遗留加固盲区,开挖时遗留漏水通道,对基坑安全造成威胁。
2、应对措施
正常参数下,施工行程遗留50cm;为防止遗留漏水通道,将施工压力调整至5-10MPa,进行浆液填充;
5.3.2 沉降数据报警
2#通道47号桩开洞施工过程中,共同沟单次隆起数据报警。
1、问题分析
(1)MJS工法施工过程中,出现排s泥不畅现象;
(2)周围桩体施工完毕,形成封闭空间,不利于压力释放;
(3)数据响应不及时,数据异常没能及时反映到施工现场,导致数据变形加剧;
2、应对措施
(1)调整施工顺序,后期优先施工中间桩位,避免形成封闭施工空间;
(2)严格控制地内压力,排泥不畅及时处理;
(3)建立监测响应体系,数据异常能及时反映到施工现场,保证及时采取措施;
5.3.3 共同沟底板夹层缝隙
1#通道6号桩引孔破除底板过程中,发现引孔用水大量进入共同沟内部侧面排水沟。
1、问题分析
共同沟底板结构层与面层之间存在缝隙,我部套管封闭之后,引孔至缝隙位置,压力水通过缝隙,进入侧面排水沟。若不治理,施工中浆液必然通过缝隙进入。
2、应对措施
(1)套管外边20cm外一圈,破除面层至结构层;
(2)利用快速水泥封堵破除区域,中断缝隙管理;
(3)硬化后,继续进行MJS工法施工;
5.3.3 桩位调整消弱加固体
3#通道71、70号桩因场地条件限制,无法按设计位置施工。
1、问题分析
3#通道东侧消防水池位置相对设计位置向基坑侧内移,导致72号桩位位于消防水池上,无法按设计施工;
2、应对措施
(1)71号桩内移,尽可能贴近消防水池;
(2)70号桩内移至基坑边缘,并调整为背向基坑180°摆喷;
(3)提高70、71、65、66、72、73号桩施工参数,减慢其提升速度,对因全圆改半圆造成的削弱进行补强;
图5-21 调整前桩位图
图5-22 调整后桩位图
5.3.4 消防水池位置桩位施工
3#通道69号桩位于消防水池内,无法按方案正常施工。
1、问题分析
(1)消防水池属消防用品,为火灾用水储备用池,内部有三排消防接合器、一个集水池,施工需避开现有设备,位置受限;
(2)消防水池与共同沟顶板之间没有连接,中间存有60cm土体,套管埋好后,顶板处与孔洞缝隙无法处理,会造成漏水现象;
(3)施工过程中,浆液通过套管上翻,泥浆进入消防水池,污染消防接合器。
图5-23 消防水池侧面
图5-24 消防水池内部情况(已排水)
2、专项方案
(1)移开蓄水池盖板,排水后,放线确定,69号桩位置位于集水池中,不需要调整;
(2)共同沟防水处理
① 在集水池底板上,以桩位为中心,开出一个直径300mm的孔洞,后将共同沟顶板与集水池间的土体掏出。放入直径300mm的PVC套管,将周围土层隔开;
② 恢复除孔位上方的盖板,在蓄水池上垫铺钢板,引孔机就位,破除共同沟顶板,将套管安装固定好;
③ 将拌制好的双快水泥浆注入套管和pvc管之间,形成隔水层,起到止水的作用;
(3)蓄水池封闭处理
套管接到蓄水池顶板以上50cm,将模板按套管大小挖孔,套在套管上,封闭蓄水池。
(4)为缩短对消防设施的影响,引孔及安放套管计划在白天进行。MJS施工不影响蓄水池使用,保证能及时恢复蓄水池正常使用。
(5)施工结束后,将套管割除至蓄水池盖板下,封闭盖板,后期进行修复。
5.3.5 修复过程部分孔位渗水问题处理
底板修复过程中,由于部分孔洞有渗水现象,浇筑混凝土后,混凝土受渗水影响凝结后存有缝隙,永久性防水无法施工。
1、问题分析
共同沟正下方一定范围内,因降低施工参数,加固体止水效果降低,套管拆除后,部分孔洞渗水。
2、应对措施
对渗水孔洞,采用注聚氨酯的方式进行处理,处理后进行永久性防水施工。
(1)按现场条件钻斜孔,保证斜孔穿过漏水点;
(2)放入注浆针头,并通过旋转,挤压膨胀橡皮,固定针头;
(3)注浆,压力控制在0.3-0.4MPa,至无渗水现象为止;
(4)及时做好永久性防水施工。
图5-25 渗水孔洞
图5-26 注浆设备
图5-27 注浆针头
6 技术研究成果
6.1 论文
6.2 专利
6.3 研究成果
(1)MJS工法斜桩施工
通过试桩,我部对MJS工法斜桩施工进行总结,分析MJS工法倾斜施工的适用性;并通过实践,积累了丰富的施工经验,整理了一套可贵的参考资料。
(2)高压电缆管沟开洞MJS工法施工技术研究
MJS工法在工程中的应用,成功跨越3.3m以上高压电缆管沟,达到了加固止水效果,保护了基坑安全,也对共同沟起到保护作用,其成功应用具有重大意义。我部通过实践,探索了开洞施工的可靠办法,包括套管设计及应用、施工过程控制、后期孔洞修复等,为以后同类工程提供珍贵的参考资料。
7 研究成果应用效益
斜桩试验为上海世博会地块B02、B03地块1~3#地下连通道工程MJS工法施工,提供了可贵的参考资料。开洞MJS工法施工的应用,减少了工法钻杆损耗成本,提高了施工效率,减少了施工风险,取得良好的经济和社会效益。
开洞MJS工法施工研究,为本工程的顺利施工起到了良好的指导作用。为保证了施工质量和控制工期节点,起到了重要性的作用。
我部在世博通道工程中的突出表现,得到领导的好评,也获得总包、监理、业主等单位的信任和好评。
MJS工法斜桩试验和世博园通道电缆箱涵开洞MJS工法,是我部在MJS工艺研究的进一步拓展,增强了施工人员客服困难的信心,为我部后期的发展拓展了方向,也为MJS工法应用的推广起到良好的作用。
图7-1 施工中照片
8 国内外比较及成果创新点
8.1 MJS工法斜桩施工
MJS工法倾斜施工工艺在日本已成熟应用,但在国内仍缺乏相关应用资料可供参考。通过斜桩试验,我部掌握了合理的MJS工法倾斜施工方法,积累了丰富的施工经验,整理了一套可贵的参考资料。
8.2 高压电缆管沟开洞MJS工法施工技术研究
MJS工法主要应用在具有特别保护要求的施工条件工程中,在高压电缆箱涵旁施工也有相关实例,但跨越3m以上的电缆管沟进行加固止水,尚为少见。本工程中应用的,高压电缆管沟开洞及孔洞修复施工工艺,都是在这一领域的探索与拓展,有着重要意义和价值。
8.3 创新点
(1)MJS工法倾斜施工工艺;
(2)套管及密封的设计及成功应用;
(3)高压电缆管沟开孔MJS技术的成功应用;
(4)孔洞修复技术的成功应用;
9 推广应用前景及社会经济效益
MJS工法在背景工程中的应用中,取得良好的成果,成功跨越大断面高压电缆管沟,这对MJS工法在同类施工条件下的应用和推广有着非常深远的意义。
随着城市建设的发展,施工条件逐步受限,施工要求却逐步提高。MJS工法施工,以其在加固领域的独特优势,将逐步受到建筑行业的青睐。MJS工法在不同施工条件下的探索和应用,不仅是MJS工法的应用拓展,也一定程度影响推动建筑行业的发展方向,有很高的价值和意义。MJS工法在本工程中的应用,体现了建筑行业的发展需求,不仅是施工环境需求的成果,也是和谐社会争取绿色、环保可持续发展的体现。
展开阅读全文