鐘方紅
(江西省地質局贛東北大隊,江西上饒334000)
承臺施工一般包括基坑開挖、安置模板(套箱)、布置鋼筋、澆筑混凝土等主要工序[1-2]。在海上灘涂區(qū)承臺施工中,受工作區(qū)域條件影響,對于利用鉆孔灌注樁鋼護筒、基坑開挖方法、套箱模板結構設計及重量、實現(xiàn)可回收周轉使用等方面,是需要考慮的重要因素,以下是針對這些因素所采取的處理方法,為海上灘涂區(qū)鉆孔灌注樁低位承臺施工提供工程參考[1,3]。
利用灘涂區(qū)每日兩次,每次退潮4~5h左右的時間,采用抽砂法進行基坑開挖[1,3]。具體做法:利用深水區(qū)水源(或外部水源)設置高壓水源系統(tǒng),用兩臺QSPF10-10-0.55潛水泵,接上消防水帶,前置消防水槍,引入基坑進行高壓沖砂,形成泥砂混合液,再由一臺3PL立式泥漿泵抽出承臺基坑,泥漿泵立于200kg浮力雙排聚丙烯梭子浮中間,保障漲潮時電機不被水淹及便于移動,形成的承臺基坑應基本滿足承臺模板外形尺寸及承臺底60cm封底混凝土深度要求,可余留10cm作為套箱模板到位后清底時清除,工期較緊可適量增加沖、抽砂泵數量。有條件也可以使用小型吸泥船在漲潮有水時先行吸泥作業(yè),再沖、抽砂形成較規(guī)則的承臺基坑見圖1。
圖1 基坑沖抽砂示意圖
外套箱設計:采用分片組合單壁鋼套箱,可回收周轉使用。具體做法:假設承臺尺寸為?10m×3m,外套箱直徑采用?11.2m,套箱內周邊預留60cm安置內套箱模板,凈50cm左右作為拆卸內模板工作空間。外套箱每節(jié)水平連接采用厚δ15mm鋼板法蘭式連接,單節(jié)套箱采用分片組合,由均等6片組成,縱向選用75×75角鋼采用鍥塊錐合連接,橫向加勁箍選用8#A槽鋼圓弧彎曲,間距60cm設置一道,縱向加勁選用40×40角鋼,間距45cm,面板選用δ6mm鋼板,以滿足施工套箱剛性要求。分片組合,便于施工結束后減輕回收起拔模板重量及現(xiàn)場堆放。底節(jié)套箱高3.5~4m,加長節(jié)3m,高潮位備用節(jié)1.5m,節(jié)長可根據施工實際情況選定合理節(jié)長。承臺外套箱俯視平面示意圖見圖2。
圖2 承臺外套箱俯視平面示意圖
套箱導正:利用鉆孔灌注樁鋼護筒安裝導正架,確保套箱定位準確,滿足垂直度要求(見圖3)。
圖3 承臺外套箱吊裝下沉示意圖
套箱組合安裝及拆除:在施工平臺上首先組合分片底節(jié)套箱,套箱連接處選用10mm×20mm遇水膨脹橡膠條粘與連接筋板內邊緣,用于密封止水(可回收利用)。底套箱上口標高應考慮高于低潮水位50cm,套箱上部40cm間距用2個?18mm螺桿固定連接,下部用拆銷桿中的V形鍥塊錐緊連接(見圖4)。工作原理:底套箱上口采用兩道螺桿連接,以保證套箱整體剛性,退潮時可進行手工拆卸,下部入水土部分每間隔60cm左右設置一道鍥塊,V形鍥塊角度與75×75角鋼斜面保持一致,保證足夠錐合力。安裝時先用6個螺桿預緊模板,用磅錘把V形鍥塊錐緊后,解除下部4個螺桿,最后把拆銷桿用螺栓緊固于模板上,完成安裝工作。施工結束后,模板拆除時首先拆除上部兩個連接螺桿及拆銷桿螺栓,起拔拆銷桿,錐片上行翻轉,切槽空隙漸大,轉出錐合筋板,實現(xiàn)模板分離,達到分片回收目的。為減少起拔力,在拆銷桿上設置鍥塊滑槽,利用滑槽長度差,實現(xiàn)鍥塊逐塊拔出(見圖5)。
圖4 拆銷桿示意圖
圖5 V型鍥塊錐合連接示意圖
套箱吊裝:選用25#B工字鋼雙拼焊接加工十字吊架,確保吊裝中套箱不變形,下放便利(見圖3)。套箱及吊桿總重量約15t,吊裝力矩7~8m,QUY50A履帶吊便可以滿足吊裝要求。
套箱下沉到位后,清理平整套箱內基底面,可選用細宕渣或砂卵石料補平,沖抽砂基坑時應嚴控基底標高,避免回填量過大及浪費混凝土,基底必須滿足封底混凝土60cm厚度方案要求。低位退潮期,迅速抽干套箱內水,采用泵送C25#混泥土封底,結束抹平時在套箱邊緣處預埋直徑30cm×30cm×20cm鋼桶一個,作為承臺施工集水坑排水使用。封底完成后應注意海水漲潮時內外壓力平衡,避免出現(xiàn)壓穿封底混凝土,可在離外地面高度附近開一個10cm×10cm水位平衡窗,以平衡漲、退潮時套箱內外水頭壓力。封底混凝土初凝后或漲潮前應及時向套箱內注水,至與外水平面基本平衡。為加快混泥土早期強度,可添加混凝土早強濟,用三乙醇胺和氯化鈣一定比例配制,按水泥用量的千分之五左右添加,由實驗室試配結果選定。根據混凝土試驗,普通混泥土在養(yǎng)生72h后,混泥土強度達到75%左右,便可安裝上節(jié)模板(同樣采用整體吊裝的方法),進行抽水作業(yè),開展下道工序。
解除套箱內導正架及破除鋼護筒,鑿除樁頭,可采用剝離樁頭鋼筋,打眼鍥斷的方法,建筑垃圾必須滿足環(huán)保處置要求,不得隨意棄留于灘涂地。清理干凈承臺封底表面,標記內膜位置進行定位,便可安裝內膜。為便于安拆及現(xiàn)場堆放,內膜板同樣采用6片組合,整體吊裝于基坑內,再安置鋼筋、澆筑混凝土,完成承臺施工。在保證套箱剛性、定位尺寸和垂直度要求的前提下,也可以直接使用外套箱作為承臺套箱一次性完成,不用安裝內套箱。
單壁分片組合套箱和傳統(tǒng)的雙壁鋼圍堰相比,具有以下顯著有點:一是投入設備簡單,50t履帶吊就可滿足現(xiàn)場施工要求,避免了大型龍門吊的投入,操作移動便捷;二是套箱投入費用大大減少,套箱輕巧可回收,無預留建筑垃圾,周轉套箱數量主要考慮底套箱的數量,上部套箱可隨需互換使用;三是有效縮短施工工期,工藝簡單,如遇趕工要求,少量投入,就可實現(xiàn)多點同時施工,工期控制有保障;四是施工承臺質量高,由于采用了內置承臺套箱,可有效保證承臺外形尺寸及垂直度要求,作業(yè)面清理除濕方便。
分片組合套箱的工作思路不僅局限于海上灘涂區(qū)施工,也不局限于套箱外形。承臺施工應充分利用鉆孔灌注樁,實現(xiàn)套箱有效下沉,比如采用套箱內抽砂加壓下沉,就可利用鉆孔灌注樁對套箱施加下沉外力,鉆孔灌注樁也能對套箱定位及垂直度進行有效控制。
東海大橋、杭州灣大橋工程針對海上橋梁施工特點運用了耐久性設計、海上施工平臺、預制套箱承臺、陸上預制墩梁—海上整體吊裝等技術,對未來跨海橋梁的建設具有很好的借鑒意義[3]。通過對海上灘涂區(qū)鉆孔灌注樁低位承臺施工技術分析和研究,分析和評價其技術意義,歸納總結其設計與施工方法,在此基礎上對低位承臺施工技術進行總結和評價,并提出可行性建議。
海上灘涂區(qū)鉆孔灌注樁低位承臺施工技術分析和研究,此項施工方案優(yōu)化正是針對節(jié)約資源、便捷高效、清潔環(huán)保這一永恒話題的積極探索,是弘揚“工匠”精神的表現(xiàn)。