鞍钢1780工程铁皮沟逆作法施工

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  【摘 要】通过1780工程铁皮沟采用逆作法施工的实践,阐述了逆作法工艺原理,施工程序,施工技术关键及技术经济效果。
  【关键词】逆作法;钢;桩;铁皮;结构稳定
  
  1、问题的提出
  鞍钢1780热连轧工程是位于鞍钢半连轧厂边的技改工程,是新老结合,不影响生产前提下,进行改造。其中旋流井在旧厂房的另一侧,铁皮沟要穿过旧厂房到旋流井,铁皮沟深-14.2m,挖土到-15.5m,分上下两层,要求不影响生产,就不能采用正常敞开开挖。另外,场地狭窄,障碍多,地下管网纵横交错,地质条件复杂,放坡挖-15.5m深是不可能的。正常开挖-15.5m也要放坡或支护打桩。所以采用逆作法施工势在必行。我们在1780工程铁皮沟施工中,采用了逆作法。
  2、逆作法工艺原理
  先沿铁皮沟位置两侧打Ⅱ640钢桩,作为施工期间承受上部结构和生产荷载施工荷载的支撑。然后施工一层地面,这一层地面即维持地面上生产及上部结构,又是两侧钢桩一个刚度很大的支撑。随后逐层向下挖土方河浇筑各层铁皮沟。铁皮沟施工,先浇筑横向底板,它对桩是一道支撑,使桩改变受力状态,可防止桩失稳和变形过大,对铁皮沟上层沟壁将来也起支撑作用。与此同时上部照常生产或改造上部结构。如此,地面上下同时进行施工,直至结束。
  3、施工程序
  上部结构改造或生产
   打钢桩→厂房一层地坪→挖第一层土→铁皮沟上层底板 上层沟壁→挖第二层土→铁皮沟下层底板→铁皮沟下层沟壁。
  4、逆作法施工中的关键
  4.1 支撑钢桩正确定位
  逆作法属于施工技术范畴,设计院一般不出图,所以要与设计院沟通取得认识一致,共同协商计算定出其尺寸。在铁皮沟两侧打入,由两根工字钢焊接而成Ⅱ640的钢桩,L=16.5m,@500mm.桩承担上部垂直荷载和地下各层结构的自重及施工荷载,同时还承受沟壁的侧压力,将来在桩一侧包裹混凝土做正式铁皮沟的沟壁。所以其轴线位置与垂直度必须符合有关规范要求。要求偏差在20mm以内,否则会影响正式工程沟壁位置的正确性。这在施打钢桩时就要特别注意,提高精度,以便横向结构的连接,支撑上部和沟壁的自重,保证沟壁位置正确。
  4.2 沉降差异控制
  逆作法是先施工上部结构,后施工地下部分,所以桩前期受力,而沟壁不受力,如果与沟壁之间有较大的沉降差或桩与桩有较大的沉降差,已浇筑的上部结构即老厂地坪,就会产生裂缝,影响危及上部正常生产。所以一定要严格控制变形,使沉降不危及上部生产。
  4.3 逆作法
  在地下有地下水,加之老厂生产漏水,必然要排水。逆作法施工采用深井降水,其位置要事先设计,认真实施。对深井降水,实施动态控制,水位要定时观察。在始终让水位控制在挖土面以下4.5m左右,排清水挖干土,影响工期,而且危及桩的稳定,工程的成败。
  4.4 逆作法施工中的挖土技术
  在逆作法中,挖土速度的快慢是影响工期的主要因素之一,而挖土速度最终取决于出土速度。挖土方案的优劣,将直接影响工期及逆作法的成败。挖土是逆作法施工的重要环节,在有顶盖的地下挖土,难度大,周期长,不仅是影响工期的关键因素,而且是施工安全的关键,且挖土使桩的侧压力逐渐增大,变形增大。铁皮沟挖土,可在新建厂房地基开挖时,先分层开挖铁皮沟,因铁皮沟是厂区最深处-15.5m。随新厂铁皮沟一层层的开挖,这样老厂区的土就一层层暴露出来了,这就是逆作法挖土作业面,就一层层开挖。为加快速度,由两端向中间挖,利用小型挖土机0.4m3、0.15m3与人工挖土相结合,地下水平运输采用人力车及卷扬相结合,运到沟端,新建厂房挖土处,然后统一由大型机具挖运走。但要注意桩失稳、塌方。支撑、支护应及时跟上,桩间加焊3mm厚钢板,阻止土粒从桩缝隙挤出,避免桩后掏空。要求快速挖土,快速浇筑底板及沟壁混凝土,特别是二层底板,将大大改善桩受力状况(压杆计算长度减小),提高桩的刚度。如果桩失稳、塌方,那是不可想象,整个工程将告失败,老厂房上部结构塌落,将无法进行生产。
  4.5 逆作法施工应注意用电安全,必须予以充分注意
  本工程照明采用36V以下低电压,通风采用了抽风机向外抽空气。
  4.6 桩、板、墙的节点施工
  由于逆作法施工,其沟壁的结构节点形式与常规施工法有着较大的区别。打桩完毕验收后,接着进行铁皮沟顶板施工,铁皮沟顶板可用土模(第一层底板、第二层底板均可采用土模)。挖土至铁皮沟顶板底标高,找平,绑钢筋,支边模。桩与顶板钢筋焊接,浇筑在一起。桩与铁皮沟第一层底板,第二层底板钢筋采取在桩上焊接。绑扎板钢筋。对沟壁竖向主筋,先接立筋位置,将立筋穿透垫层,按设计的搭接倍数长度插入土中。再浇筑板混凝土,待底板浇筑完成后。绑扎沟壁钢筋,支沟壁侧模板,再浇筑与桩复合的墙,也就是沟壁的混凝土。这些节点构造与施工顺序中可见,一般横向构件先浇筑完成,竖向构件再浇筑,浇筑中保证混凝土浇筑密实,结合良好。因此,施工中位置必须正确完好,后续焊接必须牢靠,后浇筑混凝土要采取可靠措施,做到密实,无收缩裂缝。
  由于施工中我们注意到以上几点关键制定了相应措施,并认真贯彻执行,所以成功地完成了铁皮沟逆作法施工。
  5、逆作法施工的优点及社会经济效益
  5.1 工期短,影响小
  铁皮沟正常施工挖土-15.5m,老厂将无法生产。空压站正常施工影响邻近地下管线安全及工期无法保证。采用逆作法施工,铁皮沟达到预期目标,老厂正常生产。
  5.2 成本低
  承重桩与结构铁皮沟沟壁合一,支撑与沟底板合一,工程成本有较大降低。逆作法即使在场地狭窄、障碍多、地质条件较差,地下水位高等艰难施工条件下,逆作法仍优于顺行施工工序。改善工况,缩短工期,提高经济效益,是行之有效的。逆作法在工业建筑,老厂改造中是值得推广应用的一种新工艺。
  参考文献
  [1]李政、刘福春等采用逆作法安装冷轧罩式炉,施工技术,2000,(10).
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