大型取水泵房基坑施工工藝介紹

黃原森 趙彪 陳軍

1 取水泵房基坑施工工藝

取水泵房基坑施工工藝示意圖見圖1。

2 基坑開挖

2.1 施工準備

基坑土方開挖前,須做好基坑范圍內地基表層土處理、檢查場地測量水準點設置和基坑內進行降排水等準備工作。

2.2 基坑范圍內表層土處理

基坑范圍內表面較薄一層覆蓋土進行挖除處理,在坑壁四周做好排水設施,設置好截水溝。

2.3 基坑地連墻封水效果檢測

開挖前須對基坑封水效果進行檢查,具體方法是:在基坑中心附近打一降水管井和水位觀測井,邊緣附近打四個水位觀測井。利用管井降水,降低基坑內水位(不大于設計允許的最大水位差),然后進行以下的觀測和分析:

1)抽水階段,中心觀測井水位下降,邊緣水位略滯后,呈下降趨勢;2)停止降水后,中心觀測孔水位回升,邊緣觀測孔水位繼續下降,直至水位持平;3)由于殘留孔隙水的作用,在持平后整個水面將會緩慢上升,上升的速度逐步減慢并趨于靜止。

2.4 基坑降、排水

1)基坑外集、排水。為防止降雨和坑外的施工用水流入基坑內,基坑開挖前在圈梁外側設置一圈矩形截水溝。截水溝采用磚砌,砂漿抹面,且在施工便道處埋設暗管涵并進行加固,截水溝槽與原有排水系統相連,并設一定坡度,確保排水暢通。2)基坑內降、排水。根據降水面積和土層的滲透系數,基坑采用深管井降水,共布置6口φ 80 cm深50 m的降水管井,每口管井配一臺深井泵。

2.5 基坑土方開挖、運輸及布置

1)土石方開挖機械。土方開挖機械選用反鏟挖掘機,軟巖采用推土機進行推土,反鏟裝土入斗。基坑內土方開挖完成后,巖面松散層用風鎬鑿除及巖面清基。2)土石方水平運輸機械。坑外水平運輸,先用桅桿吊將土方直接裝入自卸汽車,然后運至棄土地點。3)基坑土石方開挖順序。開挖順序從上到下按階梯形開挖,并嚴格按設計要求進行開挖,基坑開挖順序見圖2。4)開挖方法。基坑主要采用反鏟挖掘機配其他機具進行階梯形開挖,首先開挖基坑四周土石方,使基坑四周的空間能夠滿足襯砌施工,待襯砌澆筑后,再開挖其他的土石方。5)機械、人員進出坑。基坑施工機械及其他設備進出坑采用桅桿吊。施工人員上下的工具采用電梯和爬梯。

3 井壁襯砌施工

3.1 井壁襯砌施工

根據基坑分層開挖的程序和設計要求,井壁襯砌混凝土采用逆作法(從上至下)進行施工。

3.2 錨桿施工

1)先修整井壁,使井壁的垂直度滿足設計要求并保證內孔尺寸。2)測量測放的錨桿布置位置以進行鉆孔施工。3)進行錨桿鉆孔時,控制錨孔中心偏差不大于20 mm,錨孔偏度斜差不大于5%,鉆孔深度控制比設計錨桿長度3 m大50 cm以上。4)進行錨桿的安裝,安裝前先檢查桿體的組裝質量,安裝錨桿時,注漿管隨同錨桿一同放入錨孔,頭部距孔底為5 cm～10 cm,錨桿插入孔內的深度不小于錨桿長度的95%。5)錨桿灌漿采用M25水泥砂漿,灌漿壓力不小于0.8 MPa。灌漿完成后進行在井壁鋼筋綁扎、模板支撐和井壁混凝土的澆筑,及時用混凝土封住錨桿的外露部分。6)井壁混凝土施工完成后,從上到下繼續進行坑槽的開挖、錨桿安裝、鋼筋綁扎、模板支立及井壁混凝土的澆筑。

3.3 井壁襯砌鋼筋施工

1)當每層四周土石方開挖到設計標高后,用風鎬鑿除修整巖面松散層及泥土,然后進行錨桿施工,再進行底模基礎整平、底模安裝。井壁襯砌環向主筋采用冷擠壓接頭,與錨桿相連接的鋼筋采用綁扎或點焊連接,其他鋼筋按規范處理。2)鋼筋加工和固定。環梁鋼筋在加工車間按設計圖分段加工、綁扎成半成品、編號分類堆放。半成品鋼筋用車運至現場,桅桿吊吊入基坑現場進行綁扎,然后主筋與錨桿鋼筋連接固定形成整體,并確保鋼筋保護層的厚度。

3.4 井壁襯砌模板

1)模板設計。井壁襯砌模板由底模、側模、端模組成,底模采用定型組合鋼模組拼而成,按井壁襯砌壁厚度進行設計;側模由型鋼、鋼板相互焊接成大塊模板。側模按井壁襯砌壁厚不同設計成可拆分模板;端模采用收口網模板。為加快施工進度,提高模板的利用率,襯砌模板按一圈井壁襯砌壁配置。2)模板安裝。底模安裝前,先進行地面找平,沿徑向鋪設20 cm×10 cm的方木,間距50 cm,然后在方木上安裝底模并調平。側模采用桅桿吊吊安,測量定位后,穿拉桿且與錨桿固定,模板支立示意圖見圖3。3)井壁襯砌混凝土。每層井壁襯砌混凝土采用二次澆筑完成,采用吊罐工藝澆筑,混凝土采用活動式輸送槽布料。混凝土在攪拌站集中生產,采用混凝土罐車運至現場,然后將混凝土放到吊罐內,利用塔吊和桅桿吊吊進基坑。井壁襯砌混凝土采用分層澆筑,混凝土經輸送槽入倉,沿環向每隔2 m布置一個輸送槽,采用插入式振搗器振搗,避免漏振和欠振,以確保混凝土的質量。井壁襯砌混凝土養護采用蓋麻袋,并用噴霧器灑水保濕養護。

4 底板混凝土施工

1)基底清基與找平。在底板鋼筋施工前,須對基底清理,滿足設計要求后,用C20混凝土找平。基底圍護結構是否基本穩定,通過施工變形監測,進行跟蹤,及時反饋信息。2)基底排水。根據基底每天滲流量,在基底布置5口集水井,每口配備一臺深井泵排水,集水井伸入基底150 cm,四周設盲溝。集水井采用鋼管,分次接高,接頭采用法蘭盤,底部鋼管表面開小孔,并外包一層過濾網。集水井平面布置見圖4。3)勁性骨架施工。勁性骨架單元采用型鋼制作,現場采用塔吊吊安,安裝先用螺栓臨時固定,測量控制滿足精度后將勁性骨架焊接固定。4)鋼筋和冷卻管施工。底板鋼筋將根據分層要求定長下料,加工至半成品,編號分類堆放。采用汽車運至現場,采用塔吊和專用吊具逐捆吊安就位。鋼筋靠勁性骨架精確定位,逐根就位擠壓,安裝精度應滿足規范要求。底板冷卻管按溫控計算進行設置架立采用勁性骨架,接頭要順直,并用膠帶密封,保證接頭不漏水。5)混凝土澆筑。混凝土由攪拌站集中拌制,混凝土運輸車運至現場,由桅桿吊吊罐,塔吊輔助,插入式振搗器振搗。混凝土每次澆筑又采用分層澆筑,分層厚度為33 cm,控制好混凝土初凝時間,以確保上層澆筑時,下層混凝土未初凝。

施工縫處理采用人工鑿毛的方法,鑿毛清理至露石后,用高壓水沖洗。下次澆筑前先鋪2 cm～3 cm砂漿后澆筑混凝土。大體積混凝土應加強混凝土的養護,每層澆筑完畢,外露面混凝土灑水并覆蓋養護,使混凝土外露面始終保持潮濕狀態。

5 結語

取水泵房基坑施工是本供水工程的關鍵工程,其基坑直徑達28 m(不含井壁襯砌厚度),埋置深度達55.5 m,屬較大型特殊項目。該項目難點在于高深基坑的土方開挖及混凝土澆筑。所論述該項目基坑施工工藝流程,可為同類型工程施工提供相關經驗和借鑒。

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