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改扩建工程基础的施工方法

日期:2017-4-24作者:佚名编辑:wangli点击次数:295
销售价格:免费论文论文编号:lw201011041118021062论文字数:3324 
论文属性:职称论文论文地区:中国论文语种:中文 

[摘要]结合工程项目特点和难点,介绍了改扩建工程基础的施工方法。重点介绍了控制新老基础不均匀沉降以及基坑支护的措施及相应的监测方案。根据宝钢股份公司“十一五”发展规划,在原二炼钢厂区内增加6号转炉及对相关设施扩容改造。

其中,新增6号转炉基础布置于○B○C跨⑤~⑥轴内,并与5号转炉设备基础相接。基础靠近⑤轴埋深-6•300m,比原有厂房柱基础深1•8m,基础穿过⑤轴(及○1/B 列两柱基底部;靠近⑥轴埋深-5•000m,与原有转炉基础埋深一致;转炉基础底板平均厚度约2•5m,混凝土量合计约3 240m3(不包括上部基础),属于大体积混凝土工程。

1 工程项目特点及难点由于6号转炉系统完全位于老厂房的生产区域内,其西侧是废钢运输通道,东侧是钢包运输通道,南侧是检修通道,北侧毗邻5号转炉,就象一座被生产包围的孤岛,具有显著的技改工程特点。1)施工与炼钢生产交叉作业,施工组织难度大 转炉基础的底板要与现有的5号转炉进行连接,同时要掏空⑤轴(列及○1/B 列两柱基下方土体,周围还有正在使用的老设备基础,靠近⑤轴(列处的2t电梯也要保证正常使用,基础施工对厂区的正常生产不能构成影响。2)土建与钢结构改造立体交叉施工,安全风险大 由于转炉基础全部坐落在厂房内,现场施工场地狭小,且上有11m和19•75m平台,高跨多层框架主厂房钢结构加固与平台改造阶段几乎全部是高空作业,且与转炉基础施工专业交叉强度大,因此安全风险控制难度非常大。3)转炉新旧设备基础的结合及沉降差异控制难度大 由于新建6号转炉基础有一半坐落在5号转炉老基础上,如果新老基础产生不均匀沉降,将对转炉炉体稳定产生严重后果。

2 施工难点的解决方案
2•1 新旧转炉基础不均匀沉降的综合控制措施虽然提出在新老基础相接处设置1条后浇带,待新建转炉基础的初步沉降达到一定程度后再浇灌后浇带混凝土,以尽可能减少差异沉降值,但根据以往对转炉基础的沉降观测的资料,要在短时间内新建基础与老基础的沉降达到一致难度较大。经过长达半年的反复研究,决定综合采取以下技术措施控制不均匀沉降:1)采用大直径超深钻孔灌注桩和桩底注浆加固技术以及旋喷桩加固技术 要控制转炉新老基础不均匀沉降,首先要控制新老桩基础的不均匀沉降。最终决定采用大直径超深钻孔灌注桩,灌注桩直径达1 000mm,有效桩长69m,桩入土深度76m,单桩竖向极限承载力标准值达6 000kN。为解决不同桩型的不均匀沉降问题,对79根灌注桩进行桩底注浆加固,还对该区域进行旋喷桩加固,以确保该区形成复合整体地基,并提高其群桩承载能力和降低沉降变形量。2)转炉基础提前3个月进行预压,并采用后浇带施工技术 新基础施工完毕以后,暂时不与老基础连在一起,利用转炉基础自身的重量对地基产生预压,待新基础沉降基本稳定以后,才将新老基础浇灌连成一体。此外,新基础施工时将原厂房柱基础包裹起来形成整体,有利于转炉新基础的沉降稳定。要将老柱基础包裹起来,必须将老柱基础柱底下方土体掏空,并将基础混凝土表面凿开露出主筋,然后植好新钢筋,确保新老基础结合好。
2•2 转炉深基坑稳定支护施工的综合控制措施在转炉基础施工期间,困难主要体现在基坑围护施工上。新增6号转炉基础靠近⑤轴,埋深-6•3m,比原有厂房柱基础深1•8m,且基础穿过⑤轴(列和○1/B 列两柱基底部。因此,如何确保基坑稳定,进而对老厂房柱基、2t电梯和周围设备基础以及地下管线保护是转炉设备基础顺利实施的关键。此外,柱基底部如何采取有效安全措施确保人工柱底下挖土安全也是本工程的一个难点。为防止基坑开挖时发生塌方和透水事故,对4、5号转炉生产和厂房柱基础带来危害,在考虑基坑支护方案时,沿50m×38m转炉基坑一周交错浇筑了共97根直径800mm的围护灌注桩,在基坑周围形成了挡土防水的“铜墙铁壁”;并在底部悬空的高跨主厂房柱基础周围设置了共4 465m3的旋喷桩,保证了基坑开挖和混凝土基础顺利施工,并确保了周边主厂房柱基础和设备基础的稳定。此外,还制定了基坑变形应急预案,具体是在支撑与围檩相接的部位设置一个预加调力的装置,随时观察基坑的变形情况,并随时调整支撑体系的支撑力,以确保基坑的位移变形不超过控制值。另外,现场准备临时顶撑管,确保在顶撑受力变形过大时用于补强。柱基的位移变形主要是通过一道-4•0m的水平支撑来控制的。通过调整柱基之间的支撑系统来保证柱基稳定,具体就是调整支撑的预加应力。由于采取了一系列的有效措施,使6号转炉基坑稳定控制在允许范围之内。

3 施工质量控制措施根据《岩土工程勘察报告书》,该工程位于长江三角洲河口淤泥平原,场地土为软弱土,建筑场地类别为Ⅳ类。因此,在软土地基区域控制特大型转炉基础沉降是面临的难题,尤其是如何通过确保超深钻孔灌注桩的施工质量,进而达到控制灌注桩的沉降量的目的。
3•1 确保转炉基础钻孔灌注桩的施工质量本工程采用滞后压浆钻孔灌注桩,桩身采用水下C30混凝土,共79根1 000mm桩端进入持力层(⑨-1粉砂层)3 000mm,孔底沉渣厚度≤50mm,采用泥浆护壁,试桩压力达到6 000kN即可终止试验。因为钻孔灌注桩直径较大,且地下有钢渣层和砂质土层,成孔时采用护筒围护、人工挖至老土的办法来确保灌注桩成孔质量,以防塌孔、挤钻等。根据设计要求和工程地质情况,本工程采用“正循环成孔原土自然造浆护壁法”钻进、“反循环”清孔、“导管法”浇灌水下混凝土、“预埋压浆管法”压浆。由于部分相邻两桩中心距离小于4d(d为桩径),施工时采用隔桩跳跃顺序进行成孔施工,以避免桩孔太密集造成塌孔。正循环钻孔法是无套管成孔法,即利用静水压力来达到保持孔壁稳定的施工。为了堵住土颗粒之间的细小孔隙,防止来自孔壁的水流,必须严格控制钻进速度。结合本工程的土质,钻机转速为32~85r/min,钻进速度根据地层变化而变化。在施工工艺上,采用大流量逆循环清孔法,以及采取措施从缩短钢筋笼下放、对接时间等各方面确保清孔质量,尽量减少沉渣厚度,并通过加强施工过程的配合协调、各工序旁站式质量监控、全部进行小应变检测、严格按规范进行静载试验等全过程质量控制措施,确保钻孔灌注桩的总体施工质量。根据本工程桩孔规格、设计要求、地质条件以及成孔工艺,清孔施工采用“反循环清孔”,即换浆法二次清孔。采用反循环钻进,泥浆的上返速度一般可达2~3•5m/s,所以可排出粒径很大的钻屑,而且排出速度很高。二次清孔工艺是控制桩体沉渣厚度(沉降量)的关键。它利用灌注混凝土的导管输入泥浆进行反循环清孔,每次清孔结束后,需由专人测孔深及沉渣,亦采用带圆锥形测锤的标准水文测绳测试。通过钻孔灌注桩桩端压浆法结合钻孔灌注桩形成承载复合体,来提高该区域软土地基和桩基的总体承载力,进而减小复合地基的整体沉降量,因此,灌注桩成桩完毕后再进行桩底压浆。压浆加固的作用有:渗透、挤密、劈裂。水泥浆在粉细砂层中的渗透半径约0•45


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