淺談地下連續(xù)墻H型鋼接頭在實(shí)際施工中應(yīng)用

2023年12月27日發(fā)(作者：嫉妒的近義詞)

·76·2016年4月 第25期 工程施工 工程技術(shù)?淺談地下連續(xù)墻H型鋼接頭在實(shí)際施工中應(yīng)用

王 敏

中國建筑西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海 201206

摘要：主要通過上海市虹口區(qū)提籃橋街道66街坊綜合開發(fā)項(xiàng)目工程實(shí)例，并結(jié)合以往多個工程項(xiàng)目實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，簡要闡述了在周邊環(huán)境復(fù)雜地段選用H型鋼作為地下連續(xù)墻接頭的施工優(yōu)點(diǎn)。希望這些成功實(shí)例為今后類似項(xiàng)目的施工提供一些實(shí)踐基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：地下連續(xù)墻接頭；H型鋼；周邊環(huán)境；碎石黏土袋

中圖分類號：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-5586（2016）25-0076-02

緒論

隨著建筑工程地下空間的發(fā)展，地下工程支護(hù)體系的形式也呈現(xiàn)出多樣化趨勢。地下連續(xù)墻接頭形式可分為柔性接頭與剛性接頭，其中剛性接頭主要以H型鋼接頭和“十”字鋼板接頭為主要形式，其中H型鋼接頭具有剛度大、受力好、砼繞流路徑長、便于刷壁、止水效果好、型鋼腹板背部空腔內(nèi)可不使用接頭箱等優(yōu)點(diǎn)，在本工程中得到廣泛的應(yīng)用。

1 工程概況

上海市虹口區(qū)提籃橋街道66街坊綜合開發(fā)項(xiàng)目位于上海市虹口區(qū)西安路以南、商丘路以西、旅順路以東、東長治路以北。總用地面積：13372.8m2，總建筑面積9.99萬m2。

擬建建筑物主要為2幢高層（18F）、2F商業(yè)和地下車庫，地下設(shè)有4層地下室，樁筏板基礎(chǔ)。基坑面積為1.1萬m2，開挖深度為20～23m，圍護(hù)墻及土體加固包括1.2m厚41～45深地下連續(xù)墻和1m厚41～45m深地下連續(xù)墻，咬合樁，SMW工法樁、高壓旋噴樁、三軸攪拌樁、立柱樁等。

2 周邊環(huán)境

擬建場地地處市區(qū)繁華地段，原有建筑物已拆除，現(xiàn)場較為平坦，場地已硬化。

1）基坑?xùn)|側(cè)。地下室外墻線與該側(cè)基地紅線的最近距離9.6m，紅線外為商丘路。商丘路東側(cè)分布有上海海員醫(yī)院，該醫(yī)院為優(yōu)秀歷史建筑物，地下室外墻線距離其最近距離約為29.7m。

2）基坑北側(cè)。地下室外墻線與該側(cè)基地紅線的最近距離2.9m，紅線外為西安路。西安路北側(cè)分布有宇泰公寓（8～14F，樁基礎(chǔ)，無地下室）和多幢多層建筑物（2～4F，天然地基），地下室外墻線距離建筑物最近距離約為16.5m。

3）基坑西側(cè)。地下室外墻線與該側(cè)基地紅線的最近距離2.9m，紅線外為旅順路，旅順路西側(cè)為待拆建筑物。

4）基坑南側(cè)。地下室外墻線與該側(cè)基地紅線的最近距離3.2m，紅線外為東長治路。基坑南側(cè)紅線外分布有地鐵12號線，本工程地下室范圍對應(yīng)處為地鐵12號線的國際客運(yùn)中心車站及相應(yīng)區(qū)間隧道（國際客運(yùn)中心站-天潼路站），地下室邊線距離地鐵12號線車站的最近距離約為39.3m，地下室邊線距離區(qū)間隧道的最近距離約為41.6m。此外，場地東南角外分布有地鐵12號線國際客運(yùn)中心車站4號出入口，二者最近距離約3.1m。東長治路南側(cè)為在建工地（已出地面）。

從上述情況可見，基坑周邊環(huán)境非常復(fù)雜：周邊管線密集，交通繁忙，且基坑鄰近軌道交通12號線區(qū)間隧道。綜上所述本基坑安全等級為一級。

3 基坑圍護(hù)分區(qū)支護(hù)體系設(shè)計(jì)概況

1）A區(qū)支護(hù)體系：采用地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，B區(qū)與A區(qū)之間分隔圍護(hù)墻體采用1000厚/1200厚地下連續(xù)墻，墻長41.0/43.0m，1000厚地下連續(xù)墻采用柔性（鎖口管）接頭（B-1、B-2、B-3區(qū)與A區(qū)分隔墻），1200厚地下連續(xù)墻采用H型鋼接頭（B-4區(qū)與A區(qū)分隔墻）；其余區(qū)域圍護(hù)墻體采用1000厚地下連續(xù)墻，墻長41.0/43.0/45.5m，標(biāo)準(zhǔn)槽段長度6.0m，采用鎖口管接頭；

2）B區(qū)支護(hù)體系：采用地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，圍護(hù)墻體采用1000厚地下連續(xù)墻，墻長43.0/45.5m，臨地鐵側(cè)（B區(qū)外側(cè)）均采用H型鋼接頭。如圖1。

?圖1 基坑圍護(hù)分區(qū)示意圖

4 施工難點(diǎn)

因本工程周邊環(huán)境復(fù)雜，居民區(qū)較近，無法進(jìn)行24小時連續(xù)施工，施工時間只能控制在每日6：00～22：00，盡量避免影響周邊居民休息。

本工程工期緊，在無法進(jìn)行連續(xù)24小時施工的情況下，完成本工程施工任務(wù)，必須在其他方面采取措施，在保證施工安全、質(zhì)量的前提下，精簡一些工序及持續(xù)時間。

5 H型鋼接頭主要施工方法介紹

H型鋼接頭通過先行幅鋼筋籠伸出一定長度的H型鋼翼緣到下一幅墻中能夠承受一定的豎向剪力、水平拉力以及止水的作用。為了防止當(dāng)前施工槽段的混凝土繞流到鄰接槽段，通常采用在H型鋼兩邊再增加安裝止?jié){鐵皮的辦法來防止混凝土繞流。在H型鋼腹板的背側(cè)（施工槽段外側(cè)），采用碎石袋及黏土袋回填，并采用特制“沖錘”分層壓實(shí)，用以傳遞灌注砼時H型鋼腹板所承受的側(cè)向壓力，壓實(shí)后的碎石及粘土也減小了H型鋼背側(cè)空隙，防止少數(shù)繞流砼或水泥漿抱團(tuán)結(jié)塊，從而減小了對后續(xù)連接幅的成槽及刷壁影響，有利于兩幅槽段的銜接和止水效果。

6 H型鋼接頭較“十字”鋼板接頭主要優(yōu)缺點(diǎn)分析

6.1 優(yōu)點(diǎn)分析

H型鋼空腔側(cè)的“[”型結(jié)構(gòu)更易刷壁，亦可將成槽機(jī)抓斗伸入“[”型結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行抓鏟淸壁，將繞流砼清理干凈。如遇到不良地質(zhì)情況，有孔壁坍塌出現(xiàn)，此時止?jié){鐵皮加上H型鋼翼緣長的優(yōu)點(diǎn)，將起到很好的防繞流作用。在灌注砼前，向H型鋼背側(cè)回填黏土袋和碎石，并用特制的沖錘分層壓實(shí)，到達(dá)防繞流及H型鋼側(cè)向受力傳遞效果，回填黏土袋可與安裝砼導(dǎo)管同時進(jìn)行，節(jié)省了安裝、頂拔接頭箱的時間；同時避免了頂拔接頭箱時產(chǎn)生的頂拔噪音。（如圖2-a）

施工過程中，止?jié){鐵皮一般會出現(xiàn)下列問題：止?jié){鐵皮接頭過多，搭接長度不足。鋼筋籠制作時，對已安裝的止?jié){鐵皮保護(hù)不善，焊渣燒穿鐵皮，形成大量孔洞。壓條鋼筋焊接不牢固，鋼筋籠吊裝入槽時，壓條鋼筋松動、脫落，致使止?jié){鐵皮與H型鋼或“十”字鋼板分離。因此，本項(xiàng)目H型鋼翼緣寬度約50cm，在灌注砼時，砼繞流路徑長，繞流通道狹窄，如不出現(xiàn)槽壁坍塌等特殊情況，將會很好杜絕砼繞流問題。如圖2-b。

圖2 H型鋼接頭與“十字”鋼板接頭防繞流分析

（下轉(zhuǎn)第?81?頁）?

工程技術(shù) 工程施工 2016年4月 第25期·81·?5.2 拱肋合攏安裝

拱肋合攏段就位時，400t浮吊60m把桿，吊臂吊臂68°夾角情況下，最大起吊高度56m，起吊重量263噸；150t浮吊60m把桿，吊臂吊臂65°夾角情況下，最大起吊高度50m，起吊重量110噸；合計(jì)重量373噸＞1.2*303噸（合攏段重量），就位時把桿與拱肋最小距離大于1m，能滿足中段吊裝要求。

5.2.1 整體合攏思路

根據(jù)安裝要求，在拱肋合攏分段吊裝就位后需將合攏段與四個拱腳可靠連接、形成整體后方可浮吊脫鉤。為降低合攏難度，提高合攏速度。合攏思路是：

1）拱腳與主拱合攏段在廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)拼，預(yù)拼后焊接定位耳板。現(xiàn)場合攏采用定位耳板及銷軸快速連接、定位。合攏時先進(jìn)行西側(cè)合攏口調(diào)整，就位后立即鉸接，再進(jìn)行東側(cè)合攏口就位。東側(cè)單耳板開孔為135*105長孔，以保證在拱腳及合攏段略有安裝誤差情況下仍能順利合攏。2）合攏段下口及內(nèi)側(cè)采用定位馬板臨時固結(jié)，保證馬板與系梁間焊縫的長度及焊腳高度，滿足連接要求。3）合攏點(diǎn)較多，主拱有四個合攏節(jié)點(diǎn)，且內(nèi)傾12°。中段合攏受合攏溫度、制作及安裝精度、吊裝變形等因素的影響，有一定的不確定性。

5.2.2 吊裝順序

1）總體安裝順序。分段安裝順序采用先安裝系桿及拱腳部分，在安裝端橫梁、中橫梁及小縱梁，形成穩(wěn)固的底盤，最后安裝拱肋整體合攏段，形成成橋狀態(tài)。2）鋼箱胎架現(xiàn)場拼裝順序。澆筑拱腳及系桿拼裝胎架，拼裝拱腳和系桿。拱肋合攏段搭設(shè)拱肋合攏段胎架，拼裝拱肋，拼裝風(fēng)撐，形成合攏段整體。3）拱肋合攏分段重量303t，焊接吊耳，采用兩臺浮吊6點(diǎn)吊裝，經(jīng)計(jì)算得吊耳最大承重68t，采用70噸級標(biāo)準(zhǔn)吊耳，材質(zhì)Q345B。

5.2.3 安裝工藝要求

1）胎架拼裝時，一個節(jié)段焊接完畢后，切割一端余量，再拼裝下一節(jié)段，逐節(jié)段拼裝；2）拼裝的縱橫軸線采用全站儀進(jìn)行控制，豎向采用水準(zhǔn)儀確定高程。3）在必要位置切割一定數(shù)量的80cm*50cm的人孔，供人員進(jìn)出焊接。控制人孔的數(shù)量。4）小縱梁焊接完成后，對四個拱腳的平面和豎向位置采用全站儀和水準(zhǔn)儀結(jié)合測定三維位置，為拱肋合攏段整體拼裝提供數(shù)據(jù)，確保拱肋整體合攏時就位準(zhǔn)確。5）合攏段吊裝前根據(jù)測量數(shù)據(jù)，測定合攏焊接口的余量。測量應(yīng)保證溫度相同的情況下連續(xù)測量，取多次測量結(jié)果的平均值為最終值。

6 安裝效果

1）采用鋼箱拱分節(jié)段出廠，履帶吊胎架現(xiàn)場拼裝，浮吊整體水上安裝的施工方案，對航道和施工安全效果明顯，整個施工過程中對航道的通航?jīng)]有產(chǎn)生影響，施工操作安全，沒有出現(xiàn)安全事故。2）這種大體積和面積的中厚鋼板現(xiàn)場拼裝的鋼箱拱在安裝、焊接過程中應(yīng)力分布均勻，沒有產(chǎn)生大施工變形。安裝過程，由江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司采用光纖對鋼箱拱的應(yīng)力變化進(jìn)行了實(shí)時監(jiān)測。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)表明，橋梁的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)良好。3）經(jīng)過鋼箱拱焊縫的無損檢測和對橋梁線型測量，焊縫質(zhì)量全部符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求；整橋中線偏差6mm，墩臺處梁底標(biāo)高偏差±5mm，橋面標(biāo)高實(shí)測結(jié)果均滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

7 結(jié)束語

1）大跨度提籃鋼箱拱單元件及分段結(jié)合出廠，現(xiàn)場胎架拼裝，整體吊裝施工方案的選擇符合現(xiàn)場實(shí)際條件，對航道通行影響降到最低，經(jīng)實(shí)踐操作驗(yàn)證該方案的合理性。2）支撐體系選擇主墩與副墩配合使用的搭設(shè)方法，既滿足通航寬度的要求，也滿足支撐體系整體穩(wěn)定性要求。3）在安裝過程中通過選用合理的吊裝設(shè)備和安裝順序，使整體安裝完畢后各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。4）安裝過程中在短時間內(nèi)封航，大大提高了工作效率，同時對施工安全和質(zhì)量創(chuàng)造好的條件和環(huán)境。該方案的成功實(shí)施，為今后在黃金水道擴(kuò)建中橋梁改造提供了參考。

參考文獻(xiàn)

[1]王偉峰，崔錫根.鋼箱梁吊裝精度控制技術(shù)[J].鋼結(jié)構(gòu)，2011（1）：75-78.??（上接第?76?頁）?6.2 十字鋼板接頭在本項(xiàng)目中主要缺點(diǎn)

由于十字鋼板中間有一塊凸出的止水鋼板，將影響刷壁質(zhì)量，如果有繞流砼包裹，側(cè)清理難度更大。在灌注砼前，須向十字鋼板背面空腔內(nèi)安裝接頭箱及黏土袋，來抵抗十字鋼板側(cè)向變形和防止砼繞流，灌注結(jié)束后，在砼初凝前須不停地頂拔、活動接頭箱，費(fèi)時且產(chǎn)生噪音。十字鋼板多為現(xiàn)場加工，在場地小、資源緊張的情況下，對整體工期影響較大。在不考慮止?jié){鐵皮作用的情況下，十字鋼板接頭地連墻在灌注砼時，砼繞流路徑短，如果槽壁寬度稍比十字鋼板的寬度大，極容易發(fā)生繞流，如果正好在坍孔處，隱患更大。如圖2-c。

7 本工程H型鋼接頭開挖后效果（如下圖3）

8 結(jié)語

圖3 開挖后效果

基坑開挖后地下連續(xù)墻墻體干燥，接縫處無滲漏水，墻體變形小，滿足地鐵運(yùn)營方對基坑變形要求，在基坑施工過程中墻體豎向變形累計(jì)不超過10mm，局部近地鐵側(cè)墻體測斜監(jiān)測情況見下表：

?綜上所述，對于本項(xiàng)目周邊環(huán)境復(fù)雜、施工條件苛刻，采用H型鋼作為地下連續(xù)墻接頭施工相對較易，砼繞流路徑長，清洗刷壁相對簡單，H型鋼剛度大，抗?jié)B防水效果好。同時在本項(xiàng)目做了突破性改進(jìn)，H型鋼背側(cè)空腔不采用接頭箱，改為回填碎石黏土袋，分層壓實(shí)，節(jié)約了大量時間，開挖后止水效果好，H型鋼側(cè)向位移小，整體垂直度好。

參考文獻(xiàn)

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