宝钢厚板厂新建2\3#热处理线工程基础施工难点及对策

来源:用户上传      作者: 陈 玉

　　摘要:本文针对宝钢厚板厂新建2、3#热处理线系统地阐述了如何运用砂桩、钻孔沉桩、旋喷桩内插H型钢、坑内坑底旋喷注浆加固、搅拌桩重力挡土墙支护等施工技术。
　　关键词:沉桩、砂井、预钻孔沉桩、支护、搅拌桩、旋喷桩
　　一、工程概况
　　宝钢宽厚板新建2、3#热处理线项目为宝钢分公司厚板厂一期工程预留了2条连续热处理线的扩建工程。分别为No.2、No.3热处理线,建成后热处理产量达到37.07万吨/年。
　　 建设区域位于纬三路、经五路交叉口西北侧,已建成的宽厚板厂房G列外侧,与空压站、淬火水处理池、事故水塔、8ER、检化验室、试样剪切间之间的GJ跨24～50线,施工区域内还布设有一期回水管廊、试样剪切运输链、电缆遂道等地下建(构)物。如上图所示。根据设计图纸和现场实际状况分析此工程特点为:施工区域狭长(宽33m、长409m)、周边和地下生产设施多、新建厂房工艺布置紧凑、新建设备基础埋深较深(最深处为-10.3m)并且底标高变化大、设备基础与周边设施紧邻、新建设施与周边生产设施接口多、总工期时间紧等特点,从而形成在施工作业的同时,保护周边生产设施和不影响生产正常进行是此工程的重中之重。
　　二、桩基工程
　　(1)、桩基工程概况。本工程桩基工程主要包括:主厂房柱基础桩、设备基础桩、地坪桩等。柱基采用桩型(SCP600与PHCAB1 600)。其中SCP609型桩6套,桩长在64米;PHC桩共21套,桩长为57.9~59.5米。设备基础采用桩型PHC AB1 500,其中PHC500桩约300套,桩长约为60米;地坪桩采用PHC500AB型桩,约400套,桩长分别为60、61米。
　　(2)、预钻孔沉桩。预钻孔沉桩施工原理。为尽可能减少预制桩下沉时产生的挤土影响造成对邻近建筑物的危害,预先在桩位进行钻孔取土,然后以锤击方法沉桩。采取本工艺能大幅度减少沉桩区及其附近土体变形和超静孔隙水压力,减少对桩区邻近建筑物的危害,还有利于减少沉桩施工中的噪音和振动影响,并减小地基后期的土体固结沉降量以及相应的负摩阻力。预钻孔沉桩法常用于城市密集建筑群中的桩机工程,预钻孔的孔径均小于桩径,约为桩径的60%～80%。钻孔形成后防止塌孔,影响桩机等机械设备就位,需要及时进行沉桩施工,钻孔形成与沉桩相差时间不应大于12小时,严重制约施工速度。施工工艺:桩位测放、桩机就位、钻孔、原浆护壁、清孔。
　　三、基坑支护工程
　　基础设计状况。基础南侧紧靠G列厂房柱基,北侧与8ER电气室和检化验室相邻,设备基础基坑开挖深度-1.200～-8.900 m。
　　旋喷桩内插H型钢,坑内坑底旋喷注浆加固技术。
　　基坑南侧紧靠G列柱基础,与No.1热处理线设备基础相距5.60m,与原厂房G列墙皮相距300mm,基坑开挖深度-3.300～-7.700m,已有的G列柱基础埋深-7.5m～-9.0m,No.1热处理线设备基础埋深-7.60～-10.20m。支护重点考虑对G列厂房外部基坑边缘土体的支护和对G列厂房内地坪下部土体的固化。由于施工场地限制,大型桩机无法满足G列外侧支护施工需要,并且已经成熟的施工工艺如SMW工法、连续墙均不适宜采用,从而采用设备体积较小的旋喷桩内插H型钢进行支护,由于工艺限制,H型钢为一次性使用,投入较大。旋喷桩桩径为￠1000mm,根据基坑深度设定桩长为15m,H型钢布置间距为1.5m,型钢规格为H400*400*13*21。
　　基坑北侧8ER电气室和检化验室之间宽8m范围内无构筑物,基础外侧土体侧向压力较大,需要加大支护强度和提高防水等级。基坑开挖深度-3.30～-7.70m,已有的J列柱基础埋深-8.50m, 8ER电气室基础埋深-0.20～-6.20m,检化验室基础埋深-7.20m。 采用由φ800mm的旋喷桩内插H400×400×13×21的H型钢组成的围护墙体,墙顶用H400×400×13×21的型钢水平围檩,将内插H型钢连成整体。
　　(2)搅拌桩重力挡土墙支护技术。
　　基坑北侧与8ER电气室相邻处,基坑开挖深度-1.20～-7.70m,已有的J列柱基础埋深-7.50m～-8.50m,8ER电气室基础埋深-0.20～-6.20m。针对上述环境采用直径Φ800mm旋喷桩支护,旋喷桩桩顶标高-4.00m,桩底标高为-12.00m,旋喷桩有效长度8.00m,挡土墙宽度2.90～3.62 m。根据施工环境原有柱基之间、基坑内设备基础高低差处理采用了搅拌桩重力挡土墙技术。
　　四、工程实施效果分析
　　(1)喷桩与搅拌桩效果。旋喷桩由于是靠泥浆压力渗透到土壤缝隙后产生的固化效果,所以,效果不太好,而搅拌桩是靠钻头旋转对土体搅动同时渗入水泥浆,不存在以上问题。
　　(2)建(构)筑物的沉降、位移。从对监测数据的统计结果来看,在开挖施工期间所发生的沉降和位移占到总的沉降和位移量的60%以上,表明土体的位移主要发生在土压力被改变期间,开挖后的位移主要是土体自身应力场动态平衡调整所产生蠕变的结果,采取的支护措施加大了挖土施工速度,对于基坑的稳定与安全起着主要作用。
　　(3)围护顶的沉降和位移。围护顶的沉降和位移观测是了解搅拌桩因相应位置土体的挖除对其顶部的影响程度,围护桩顶最大沉降量为19.28mm;最小沉降量为4.86mm,其余测点的沉降量均在5.80mm~17.58mm之间,平均沉降量为9.75mm。最大位移量为9.0mm;最小位移量为3.8mm,其余测点的位移量均在4.5mm~7.4mm之间,平均位移量为5.4mm。在底板浇筑完成前,因土体应力场的调整已基本处于微调状态,而在底板浇筑完成后,土体应力场被动加速调整,基坑更快地趋于稳定状态。
　　(4)围护体位移。围护体位移是在预先埋设在围护桩体内的测斜管的变形情况,以了解基坑开挖施工过程中,搅拌桩墙体因相应位置土体的挖除对其整体水平位移的影响程度,分析围护桩体在各深度上的稳定情况。围护体位移测点的位移较小,最大的位移是向坑内累计位移8.81mm;最小的向坑外累计位移为1.27mm。至底板完成时,围护体已处于稳定状态。
　　根据监测情况,在深基坑作业期间,上述基坑支护技术较有效地解决了基坑开挖时建(构)地沉降、位移、土体位移等情况,也为合理地控制基坑开挖速度、方式提供了决策据。

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