一種水下混凝土澆筑導(dǎo)管提升裝置在連續(xù)墻施工中的應(yīng)用

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龍家宇劉自強(qiáng)張凱

城市更新是針對(duì)現(xiàn)有土地功能和資源利用不符合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的狀況，對(duì)現(xiàn)階段的特定城市建成區(qū)實(shí)施綜合整治、功能改變或者拆除重建的活動(dòng)。在建筑工程施工過(guò)程中，地下連續(xù)墻、工程樁等地下暗挖工程施工需要進(jìn)行水下混凝土澆灌。在水下混凝土澆灌工程中，混凝土第一灌是否能夠順利下管，關(guān)乎到后續(xù)水下混凝土作業(yè)是否能夠繼續(xù)施工，因此，在水下混凝土澆灌時(shí)，第一灌混凝土導(dǎo)管的距離施工孔底高度一般為0.3～0.5m，假如第一灌混凝土導(dǎo)管的懸空高度過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致混凝土澆灌量不足以至于不能埋住導(dǎo)管，樁孔內(nèi)的泥漿水從導(dǎo)管底口進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)，簡(jiǎn)單造成混凝土澆灌不連續(xù)，出現(xiàn)混凝土缺陷或者斷樁塌孔現(xiàn)象;在水下混凝土澆灌過(guò)程中，混凝土導(dǎo)管一般需埋入混凝土中2～4m，導(dǎo)管跟隨著混凝土高度上升而勻速向上拔出拆除，導(dǎo)管往往由于水下混凝土凝聚速度快而導(dǎo)致拔出困難，因此一般需要采用吊車對(duì)水下筑混凝土澆灌導(dǎo)管進(jìn)行起吊、安裝、、固定、拔管以及拆除等作業(yè)，此類施工作業(yè)操作不便利，采用吊車進(jìn)行施工對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地占用量大，經(jīng)濟(jì)不劃算。

本研究通過(guò)采用水下混凝土澆筑導(dǎo)管提升裝置，確保水下混凝土澆筑質(zhì)量的同時(shí)又可以減少在水下混凝土澆筑過(guò)程中大型機(jī)械的高額費(fèi)用，并且保證施工質(zhì)量及安全。

城市更新單元;水下混凝土澆筑;混凝土澆筑導(dǎo)管

10.12334/j.issn.1002-8536.2022.04.033

1、應(yīng)用概況

本工程類型為城市更新單元工程，工程位于深圳市羅湖區(qū)筍崗地鐵站北側(cè);北臨多層廠房，東側(cè)為筍崗大廈，南側(cè)為梅園路，鄰近地鐵7號(hào)線筍崗站，西側(cè)為在建的周和莊工程，工程紅線距周和莊用地紅線約35m。西側(cè)緊靠本工程為市政道路及市政綠化，市政道路已建成，還未投入使用。市政道路被周和莊工程圍入圍擋內(nèi)，后期作為臨建用地，市政綠化地目前為中建科技工人生活區(qū)，雙層箱式房，距用地紅線約2m。。地塊用地面積2801平方米。周邊建筑物較多，主要為居民住宅樓、廠房及辦公樓。場(chǎng)地周邊管線密集，周邊環(huán)境較為繁雜，場(chǎng)外緊東側(cè)一條道路，道路狹小且車流量較大，無(wú)法使用。周邊距現(xiàn)有建筑物較近，周邊市政排水系統(tǒng)較完善，暴雨時(shí)排水較順暢。工程設(shè)四層地下室，整個(gè)場(chǎng)地原為廠房，現(xiàn)已拆除，地勢(shì)較平坦，交通便利。基坑開(kāi)挖深度為18.40～19.70m，支護(hù)周長(zhǎng)約236.00m，基坑開(kāi)挖面積約2484.30m2?；影踩燃?jí)：所有剖面均按一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)操縱?？禹?.0m范圍內(nèi)限值荷載不大于10KPa，2.0m外限值荷載不大于20KPa?；又ёo(hù)形式主要采用A800地下連續(xù)墻+三道鋼筋砼內(nèi)支撐，地下連續(xù)墻共45幅，止水帷幕采用地下連續(xù)墻，對(duì)連續(xù)墻接頭的位置采用兩根雙管旋噴樁加強(qiáng)止水，連續(xù)墻內(nèi)側(cè)設(shè)置攪拌樁。地下連續(xù)墻施工區(qū)寬約15m，進(jìn)場(chǎng)后平整、施工區(qū)場(chǎng)地，成槽機(jī)和起重吊車行走道路（15m寬）。地連墻在東側(cè)（新村一路）導(dǎo)墻完工后施工部分槽段，待東側(cè)地連墻施工完成后施工西側(cè)（田西路）地連墻，西側(cè)地連墻施工完成后進(jìn)行北側(cè)地連墻施工，最終對(duì)南側(cè)（梅園路）地連墻進(jìn)行施工。計(jì)劃配備1臺(tái)成槽機(jī)，配備6臺(tái)旋挖鉆機(jī)或沖孔樁機(jī)施工巖層的成孔，平均每天完成一幅，90天完成全部地下連續(xù)墻施工。內(nèi)支撐立柱：D1.0m灌注樁，施工按基坑開(kāi)挖、支護(hù)施工分區(qū)安排，在地連墻施工的同時(shí)施工，計(jì)劃安排2臺(tái)旋挖鉆機(jī)跟隨施工。水泥攪拌樁：D800@650大直徑攪拌樁，安排1臺(tái)水泥攪拌樁機(jī)在第一層土方開(kāi)挖后跟隨地下連續(xù)墻同步施工?；影踩燃?jí)為一級(jí)。施工場(chǎng)地南北長(zhǎng)約95米，東西寬約30米，面積約2800平方米，場(chǎng)地周邊存在1棟高度約300米的超高層，距離施工場(chǎng)地約100米;存在1個(gè)深度約20米地下地鐵站，距離施工場(chǎng)地約8米;存在1個(gè)開(kāi)挖深度20米，南北長(zhǎng)180米，東西寬50米的深基坑，距離施工場(chǎng)地約30米。場(chǎng)地周邊環(huán)境條件繁雜，綜合確定基坑安全等級(jí)為一級(jí)?；娱_(kāi)挖面積2484.30㎡，開(kāi)挖周長(zhǎng)236.00m。

場(chǎng)地周邊施工狀況較為繁雜，施工場(chǎng)地地形呈狹小矩形，工程施工難度大?；又ёo(hù)形式全部采用800地下連續(xù)墻+三道鋼筋混凝土內(nèi)支撐，止水帷幕采用地下連續(xù)墻，對(duì)連續(xù)墻接頭的位置采用兩根雙管旋噴樁止水，連續(xù)墻內(nèi)側(cè)設(shè)置攪拌樁。

地下連續(xù)墻混凝土灌注全過(guò)程采用水下混凝土進(jìn)行灌注，傳統(tǒng)水下混凝土澆筑第一灌混凝土導(dǎo)管的懸空高度一般為0.3～0.5m，在水下混凝土灌注過(guò)程中，導(dǎo)管需埋入混凝土中2～4m，導(dǎo)管跟隨著混凝土高度上升而勻速向上拔出拆除，導(dǎo)管往往由于水下混凝土凝聚速度快而導(dǎo)致拔出困難，因此一般需要采用吊車對(duì)水下筑混凝土澆灌導(dǎo)管進(jìn)行起吊、安裝、、固定、拔管以及拆除等作業(yè)。結(jié)合本工程實(shí)際狀況，傳統(tǒng)水下混凝土澆筑會(huì)產(chǎn)生以下弊端：

（1）水下混凝土灌筑，第一灌至關(guān)重要，第一灌混凝土導(dǎo)管的懸空高度依照常規(guī)做法一般為0.3～0.5m，假如第一灌混凝土導(dǎo)管的懸空高度過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致混凝土澆灌量不足以至于不能埋住導(dǎo)管，樁孔內(nèi)的泥漿水從導(dǎo)管底口進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)，簡(jiǎn)單造成混凝土澆灌不連續(xù)，出現(xiàn)混凝土缺陷或者斷樁塌孔現(xiàn)象;

（2）在水下混凝土澆灌過(guò)程中，導(dǎo)管需埋入混凝土中2～4m，導(dǎo)管跟隨著混凝土高度上升而勻速向上拔出拆除，導(dǎo)管往往由于水下混凝土凝聚速度快而導(dǎo)致拔出困難，因此一般需要采用吊車對(duì)水下筑混凝土澆灌導(dǎo)管進(jìn)行起吊、安裝、固定、拔管以及拆除等作業(yè)，此類施工作業(yè)操作不便利，采用吊車進(jìn)行施工對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地占用量大，經(jīng)濟(jì)不劃算。

（3）本工程施工場(chǎng)地有限，如若采用吊車進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)的導(dǎo)管提升作業(yè)，勢(shì)必會(huì)堵塞施工道路，影響其他工序的穿插施工，耽擱工期。

（4）水下混凝土導(dǎo)管提升時(shí)，導(dǎo)管需隨著混凝土高度上升而勻速向上拔出，而吊車很難做到勻速提升，會(huì)間接影響混凝土澆筑質(zhì)量。

（5）傳統(tǒng)水下混凝土澆筑導(dǎo)管提升方法采用的人工及機(jī)械設(shè)備較多，增加施工成本。

（6）采用吊車進(jìn)行導(dǎo)管提升作業(yè)時(shí)，導(dǎo)管有可能隨著吊繩的晃動(dòng)而產(chǎn)生偏移或者失穩(wěn)，影響施工質(zhì)量。

2、施工方法

此水下混凝土澆筑導(dǎo)管提升裝置包括槽鋼骨架平臺(tái)，平臺(tái)上設(shè)有提升裝置，操作臺(tái)，導(dǎo)管卡板。

槽鋼骨架平臺(tái)采用12號(hào)槽鋼與8mm厚的鋼板進(jìn)行焊接，規(guī)格尺寸為3000×2000mm，槽鋼之間焊接為單面滿焊，槽鋼與鋼板之間為點(diǎn)焊。具體尺寸詳見(jiàn)圖1。

提升裝置包括電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)、鋼管門(mén)字架、三級(jí)配電箱。電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)采用4個(gè)M10螺栓固定或者焊接與平臺(tái)上，卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩槽的中點(diǎn)與門(mén)字架上的滾輪線槽中點(diǎn)、導(dǎo)管孔口中點(diǎn)在同一直線上。鋼管門(mén)字架采用直徑150mm的鋼管制作，鋼管與平臺(tái)滿焊，并用兩塊150mm的等腰三角鋼板增加焊接長(zhǎng)度。鋼管豎桿之間采用法蘭盤(pán)連接，豎桿與水平桿滿焊焊接，門(mén)字架水平桿中點(diǎn)設(shè)置一個(gè)滾輪作為鋼絲繩受力輪。門(mén)字架設(shè)置與導(dǎo)管孔口位于同一直線。三級(jí)配電箱支架與平臺(tái)采用焊接固定，配電箱用作給卷?yè)P(yáng)機(jī)供電，并為卷?yè)P(yáng)機(jī)提供用電安全保護(hù)裝置。具體尺寸詳見(jiàn)圖2～4。

操作臺(tái)作為操控卷?yè)P(yáng)機(jī)的裝置，操縱卷?yè)P(yáng)機(jī)的開(kāi)啟與關(guān)閉、正反向的運(yùn)轉(zhuǎn)。包括卷?yè)P(yáng)機(jī)開(kāi)關(guān)、正反線路、雙向開(kāi)關(guān)。具體尺寸詳見(jiàn)圖2～4。

導(dǎo)管卡板是導(dǎo)管定位及固定導(dǎo)管的裝置，包括合頁(yè)鋼卡板，導(dǎo)管孔口。當(dāng)導(dǎo)管需要進(jìn)行拼裝或提升施工作業(yè)時(shí)，向上翻開(kāi)卡板，使得導(dǎo)管拼裝部位有足夠空間進(jìn)行拼裝作業(yè)，當(dāng)需要固定導(dǎo)管進(jìn)行混凝土澆灌時(shí)，向下合上卡板，使得導(dǎo)管固定穩(wěn)固，卡板下方應(yīng)設(shè)置尺寸500×500mm的孔口作為導(dǎo)管孔口。導(dǎo)管孔口還應(yīng)在卡板上切割一個(gè)直徑300mm的圓孔，作為導(dǎo)管的固定位置。具體尺寸詳見(jiàn)圖2～4。

混凝土導(dǎo)管下放，卷?yè)P(yáng)機(jī)的鋼絲繩穿過(guò)此設(shè)備上方的受力輪，鋼絲繩通過(guò)卡環(huán)與第一節(jié)導(dǎo)管連接。此時(shí)，通過(guò)操控卷?yè)P(yáng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)鋼絲繩下放，將第一節(jié)導(dǎo)管卡在導(dǎo)管卡板上，卸下與第一節(jié)導(dǎo)管相連的鋼絲繩，鋼絲繩通過(guò)卡環(huán)與其次節(jié)導(dǎo)管連接，將第一節(jié)導(dǎo)管上部與其次節(jié)導(dǎo)管下部連接。重復(fù)上述步驟，直至混凝土導(dǎo)管下方完成。

混凝土導(dǎo)管提升，待最下面一節(jié)導(dǎo)管混凝土面澆筑完成后，通過(guò)操控卷?yè)P(yáng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)鋼絲繩收縮，在上方第一節(jié)混凝土導(dǎo)管完全拔出后，將上方其次節(jié)導(dǎo)管上端卡在導(dǎo)管卡板上，將上方第一節(jié)導(dǎo)管拆除后，鋼絲繩通過(guò)卡環(huán)與上方其次節(jié)導(dǎo)管連接。重復(fù)上述步驟，直至水下混凝土澆筑完成。

3、施工原理

卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩槽與門(mén)字架受力輪、導(dǎo)管位于同一水平線上，鋼絲繩通過(guò)卡環(huán)與導(dǎo)管連接，通過(guò)操控卷?yè)P(yáng)機(jī)正反向的運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)鋼絲繩收或者放，使得導(dǎo)管提升或者下降。

4、施工優(yōu)勢(shì)

以往水下混凝土澆筑時(shí)，導(dǎo)管提升一般使用傳統(tǒng)方法，使用吊車協(xié)同施工，本方法相較于傳統(tǒng)施工方法，有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。

（1）水下混凝土灌筑，第一灌至關(guān)重要，第一灌混凝土導(dǎo)管的懸空高度依照常規(guī)做法一般為0.3～0.5m，假如第一灌混凝土導(dǎo)管的懸空高度過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致混凝土澆灌量不足以至于不能埋住導(dǎo)管，泥水從導(dǎo)管底口進(jìn)入，導(dǎo)管內(nèi)出現(xiàn)涌泥，混凝土被污染，降低了強(qiáng)度，造成夾層，引起滲漏，繼而影響到混凝土的各項(xiàng)性能;而采用此方法，可通過(guò)下方導(dǎo)管的數(shù)量猜測(cè)出導(dǎo)管的懸空高度，以此保證水下混凝土澆筑質(zhì)量。

（2）在水下混凝土澆灌過(guò)程中，導(dǎo)管需埋入混凝土中2～4m，導(dǎo)管跟隨著混凝土高度上升而勻速向上拔出拆除，導(dǎo)管往往由于水下混凝土凝聚速度快而導(dǎo)致拔出困難，因此一般需要采用吊車對(duì)水下筑混凝土澆灌導(dǎo)管進(jìn)行起吊、安裝、固定、拔管以及拆除等作業(yè)，此類施工作業(yè)操作不便利，采用吊車進(jìn)行施工，簡(jiǎn)單引起導(dǎo)管拔出過(guò)度，泥漿被擠入管內(nèi)，影響工程質(zhì)量，且吊車使用費(fèi)用較高，經(jīng)濟(jì)不劃算。本方法設(shè)備較為簡(jiǎn)單，且易操作，儉約施工工期及成本。

（3）本工程施工場(chǎng)地有限，如若采用吊車進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)的導(dǎo)管提升作業(yè)，勢(shì)必會(huì)堵塞施工道路，影響其他工序的穿插施工，耽擱工期。此方法設(shè)備占地面積相較于吊車占地面積較小，不會(huì)阻塞道路，可便利其他工序穿插施工。儉約施工工期。

（4）水下混凝土導(dǎo)管提升時(shí)，導(dǎo)管需隨著混凝土高度上升而勻速向上拔出，而吊車很難做到勻速提升，導(dǎo)致混凝土在水下離析，澆筑不均勻，造成混凝土夾層，開(kāi)挖后可能會(huì)引起滲漏。此方法鋼管提升速度由卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩提升速度決定，卷?yè)P(yáng)機(jī)提升速度均勻，可使混凝土澆筑均勻，提高施工質(zhì)量，也可減少后期因滲漏引起的返工，儉約施工成本，提升施工質(zhì)量。

（5）傳統(tǒng)水下混凝土澆筑導(dǎo)管提升方法采用的人工及機(jī)械設(shè)備較多，增加施工成本。且吊車占地面積較大，不利于狹小場(chǎng)地使用，且只能單根混凝土導(dǎo)管澆筑作業(yè)。此方法采用的設(shè)備較小，可以在轄下的場(chǎng)地內(nèi)施工，一臺(tái)設(shè)備只需兩人就可以操作完成，且可以多臺(tái)設(shè)備同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，儉約施工工期。

（6）采用吊車進(jìn)行導(dǎo)管提升作業(yè)時(shí)，導(dǎo)管有可能隨著吊繩的晃動(dòng)而產(chǎn)生偏移或者失穩(wěn)，影響施工質(zhì)量。而本方法混凝土澆筑導(dǎo)管卡板，可有效固定混凝土澆筑導(dǎo)管，保證混凝土澆筑質(zhì)量，減少因質(zhì)量問(wèn)題引起的返工，儉約施工成本，提升施工質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)：

隨著城市經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市中好多原建筑物已不能滿足人們的生產(chǎn)生活需求，越來(lái)越多的城市更新單元工程應(yīng)運(yùn)而生。水下混凝土灌筑，第一灌至關(guān)重要，第一灌混凝土導(dǎo)管的懸空高度依照常規(guī)做法一般為0.3～0.5m，假如第一灌混凝土導(dǎo)管的懸空高度過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致混凝土澆灌量不足以至于不能埋住導(dǎo)管，樁孔內(nèi)的泥漿水從導(dǎo)管底口進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)，簡(jiǎn)單造成混凝土澆灌不連續(xù)