整體吊裝格賓石籠基礎施工方法

王光輝 楊培金 孫衛(wèi)平

(威海水利工程集團有限公司，山東 威海 264200)

1 概 述

格賓石籠擋墻作為一種新型的擋土墻結(jié)構(gòu)在河道治理工程中廣泛使用，具有造價低、生態(tài)良好、應用廣泛、變形靈活等優(yōu)點。但在河道基礎施工時，傳統(tǒng)施工方法仍然采用基坑抽水、人工填籠的方法，成本較高，工期較慢。鋼板槽整體吊裝格賓石籠基礎施工具有填籠速度快、可以水下施工等優(yōu)點，既能保證格賓石籠的質(zhì)量，也能很好地解決上述困難和問題。

2 工藝原理

格賓石籠是一種以鋼絲網(wǎng)箱為主體的柔性結(jié)構(gòu)體，填石料后其自身的強度不具備吊裝的條件。整體吊裝格賓石籠基礎施工法通過鋼板槽對格賓石籠邊板的保護與支撐，使格賓石籠基礎有了整體的剛度，能夠滿足吊裝的需要。在基槽開挖施工過程中，利用挖掘機就近將填裝好石籠的鋼板槽整體放置在基槽內(nèi)，通過整平、調(diào)直達到設計要求后，將鋼板槽拆除，最終完成格賓石籠基礎整體的吊裝施工。

3 工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程

3.2 操作要點

3.2.1 鋼板槽的制作

根據(jù)設計圖紙中格賓石籠基礎尺寸，確定鋼板槽內(nèi)部尺寸，采用1cm厚的鋼板，制作成兩片“L”形構(gòu)件，并利用連接扣將兩片“L”形構(gòu)件拼成一個4m×0.8m×0.8m(設計尺寸)的矩形鋼板槽。利用φ20的圓鋼制作成插銷插入連接扣中固定，如圖2所示。

圖2 鋼板槽示意圖

3.2.2 扁擔梁的制作

主橫梁采用[16槽鋼，肋梁采[8槽鋼，制成扁擔梁。主梁端部安裝吊環(huán)，用于固定鋼絲繩，方便在吊裝鋼板槽時掛鉤與脫鉤。次鋼絲繩通過受力計算，采用15～20mm鋼絲繩。太粗的鋼絲繩不利于從就位的格賓石籠基礎下抽出。主鋼絲繩采用30mm以上鋼絲繩，上部設計掛鉤。如采用挖掘機吊裝時，整個系統(tǒng)的高度應滿足挖掘機工作臂伸縮幅度的要求。扁擔梁的制作如圖3所示。

圖3 扁擔梁示意圖

3.2.3 格賓籠組裝

a.取出一個完整的格賓單元，校正彎曲變形的部分。立起隔板及端板，先用邊緣鋼絲延長部分固定住角點，確保每一豎直面板上端邊緣在同一水平面上，特別注意隔板的兩條豎直邊沿及底部邊沿要豎直。

b.組裝格賓籠的原則：形狀規(guī)則，絞合牢固、所有豎直面板上邊緣在同一水平面上，并且確保頂蓋邊緣能夠與面板上端水平邊緣絞合。隔板與面板、頂板應成90°相交，經(jīng)綁扎形成長方形或正方形格賓網(wǎng)箱或格賓網(wǎng)箱組，綁扎連接采用扎絲，由邊緣起綁扎，綁扎扎絲應采用與網(wǎng)絲同材質(zhì)的鋼絲，每一道綁扎應采用雙股線綁扎并絞緊，鋼絲的末端向里折。

c.將扁擔梁的次鋼絲繩均勻放置于挖掘機旋轉(zhuǎn)半徑內(nèi)平坦的地面處，將鋼板槽放置在次鋼絲繩上，然后將組裝好的格賓籠放置在鋼板槽內(nèi)。利用φ20的圓鋼制作成“U”形插筋，用于將鋼板槽與格賓籠邊板固定。每套鋼板槽需要10個“U”形插筋，如圖4所示。

圖4 格賓石籠與鋼板槽組裝示意圖

3.2.4 石料裝填

a.用小型裝載機填充石料時，必須分層向各箱格內(nèi)填充石料，各箱格均衡裝填，不得將單個箱格一次性填滿，每層填料厚度應控制在30cm左右。為防止鋼板槽受壓彎曲及格賓籠隔板彎曲，每裝填三分之一格賓籠高度就安裝兩根面板加強鋼絲(每根長度在2.5m左右)，中間用小木棒繞轉(zhuǎn)鋼絲(見圖5)，繞轉(zhuǎn)時把握加強鋼絲的松緊尺度，既要避免過于松弛而達不到預期的效果，又要防止太緊而導致格賓籠邊板往內(nèi)收縮。

圖5 面板加強筋操作示意圖

b.考慮到填充料的沉降，填充石料頂面宜適當高出石籠2～4cm，空隙處應以適當?shù)男∷槭钊軐崳栽黾邮\密實度。裸露在河底面以上的填充石料，以人工碼放平整(按干砌石的標準)，石料間應相互搭接穩(wěn)定，平整面朝外。

c.絞合頂蓋前，要對格賓籠基礎整體結(jié)構(gòu)進行檢查，對一些彎曲變形、表面不平整等不符合施工要求的部位進行校正：出現(xiàn)隔板彎曲現(xiàn)象時，可將凸側(cè)的石塊移到凹側(cè)方格，然后扳直隔板來糾正隔板順直度，彎曲變形較深的應采用鋼釬扳直。表層的石塊必須用人工整平，預留2～4cm的超高，確保表面平整。對于隔板頂部被埋到石塊下面、絞合不到位的隔板，可用鋼釬將隔板翹起。用長1.4m的鋼絲單、雙圈間隔絞合蓋板邊緣與面板上邊緣、蓋板與隔板上邊緣。面板上邊緣與頂蓋邊緣要絞在一起(一般將4條邊一起絞，把整個結(jié)構(gòu)連成一個整體，這樣做也可以節(jié)省鋼絲的用量)，頂蓋絞合后，所有絞合邊緣成一條直線，而且絞合點的鋼絲緊密靠攏，絞合不攏的地方必須用鋼釬校正，使其表面在同一水平面上。

3.2.5 基槽開挖

a.施工準備：開工前測定線路，包括導線、中線的復測，水準點的復測與增設，橫斷面的測量與繪制。在施工現(xiàn)場工作界限內(nèi)，保護所有按規(guī)定應保留的植物及結(jié)構(gòu)物。對施工范圍內(nèi)的建筑廢棄物、腐殖土等進行清除運棄。

b.土方開挖：基槽開挖應按放樣定出的開挖寬度，分段分層挖土，采取不放坡或放坡開挖。當開挖基坑的土體含水量較大或土質(zhì)較差時，邊坡不穩(wěn)定或受周圍場地限制需用較陡的邊坡時，應采取臨時性支撐加固措施。邊挖邊檢查槽底寬度，寬度不夠時應及時修整，每開挖深度1m左右修坡一次，至設計高程后再統(tǒng)一進行一次修坡并清底，檢查槽底寬度和高程，要求槽底凹凸不超過20mm。基槽底高程不同時，高低標高相接處應做成臺階形，臺階的高寬比不宜小于1∶2。

3.2.6 格賓石籠基礎整體吊裝施工

a.當基槽開挖長度大于石籠基礎分段長度后，利用挖掘機或汽車吊將裝填好的鋼板槽石籠整體吊運至作業(yè)面，將其吊裝在開挖好的基槽內(nèi)，根據(jù)設計高程和坐標位置調(diào)整鋼板槽，直至滿足設計要求。

b.吊裝前必須仔細檢查繩索、吊環(huán)是否完好。在吊運過程中必須嚴格控制起吊及下放速度，確保鋼板槽平穩(wěn)安裝，防止與其他設備等發(fā)生碰撞。

c.吊裝前先試吊，將填裝好的鋼板槽整體吊離地面不大于10cm處暫停，對各主要受力部位的狀況做細致的檢查，確認狀況良好，方可繼續(xù)起吊。

d.下放就位時，必須嚴格控制平面位置和高程。偏差在允許范圍內(nèi)方可撤離起吊設備；若超過允許偏差，應分析造成偏差的原因，根據(jù)原因分析結(jié)果處理后，再次吊裝鋼板槽，直至符合要求。

e.松開捆綁鋼板槽的次鋼絲繩，并將其從鋼板槽下抽出，然后將鋼板槽吊起，使鋼板槽與格賓石籠脫離。如格賓石籠在吊運、安裝過程中，石塊將鋼板槽擠住，不能順利地脫槽，需要將鋼板槽的插銷打開，分別吊出兩塊L形的鋼板。在脫去鋼板槽的操作過程中，如果格賓石籠基礎變形不能滿足要求時，需要使用撬杠將變形部撬直。

3.2.7 土方回填

利用挖掘機就近取土，將格賓石籠基礎兩側(cè)的土方分層對稱回填，使格賓石籠基礎固定、不移位，土方應回填至設計高程。

4 質(zhì)量控制

4.1 質(zhì)量控制標準

4.1.1 條形基槽開挖

條形基槽開挖質(zhì)量控制標準見表1。

表1 條形基槽開挖質(zhì)量控制標準

4.1.2 格賓石籠

對本次研究區(qū)1∶25 000水系沉積物測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，制作變化系數(shù)解譯圖(圖2)，由圖可知：(1)研究區(qū)內(nèi)Au元素含量變化幅度很大、高強數(shù)據(jù)很多，更易于富集成礦；(2)區(qū)內(nèi)含量變化幅度大，高強數(shù)據(jù)多，成礦可能較大的元素計有As，Mo，W，Pb，Ni，Bi；(3)區(qū)內(nèi)含量變化幅度較小，高強數(shù)據(jù)一般，具有一定的成礦可能性元素有Cd，Cr，Sn，Sb，Cu，Ag，Zn；(4)研究區(qū)內(nèi)變化幅度小，高強數(shù)據(jù)少，只可能具有局部成礦可能性的元素有Th，U，La，Y，Nb，Co。

a.格賓是由特殊防腐處理的低碳鋼絲經(jīng)機器編織而成的六邊形雙絞合鋼絲網(wǎng)，由其組合成的網(wǎng)箱內(nèi)填充石料制作成符合設計尺寸及質(zhì)量要求的格賓石籠，具有優(yōu)于EN 10223-3標準中所述網(wǎng)箱的力學性能。

b.格賓石籠為一次成型生產(chǎn)，沿長度方向每隔1m采用隔板隔成獨立的單元，除隔板外，底板、端板、面板及蓋板由一張連續(xù)不裁斷的網(wǎng)面組成，不可采用獨立的雙層折疊網(wǎng)面通過絞合在底板上作為隔板。

c.鋼絲網(wǎng)進行鍍高爾凡(5%鋁鋅合金+稀土元素)防腐處理，鍍層的黏附力要求：鍍高爾凡層黏附力檢驗采用纏繞試驗方法，當鍍高爾凡鋼絲緊密纏繞相當于自身直徑2倍的芯軸6圈時，用手指摩擦鋼絲，其不會剝落或開裂，符合EN 10223-3標準。

d.網(wǎng)面抗拉強度30kN/m，符合EN 10223-3標準。格賓護岸供貨單位須提供有資質(zhì)的檢測單位出具的網(wǎng)面抗拉度強度檢測報告。

e.網(wǎng)面裁剪后末端與端絲連接處是整個結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，為加強網(wǎng)面與端絲的連接強度，須采用專業(yè)的翻邊機將網(wǎng)面鋼絲纏繞在邊端鋼絲上不少于2.5圈，不能用手工絞；或者以射絲為端絲，以折邊代替機械翻邊，翻折長度不小8cm，如圖6所示。

圖6 翻邊示意圖

f.綁扎鋼絲必須采用與網(wǎng)面鋼絲一樣材質(zhì)的鋼絲，為保證連接強度，須嚴格按照間隔10～15m單圈-雙圈連續(xù)交替絞合，見圖7。

圖7 絞邊示意圖

g.格賓石籠質(zhì)量控制標準見表2。

表2 格賓石籠質(zhì)量控制標準

4.2 質(zhì)量保證措施

施工項目部在進行工程施工前，需要做好以下幾個方面的工作：

a.需要做好項目的合同及設計文件的研究工作，在此基礎上進行施工組織計劃的編制工作。

b.技術(shù)人員需要做好實地勘察工作，特別是施工處的地質(zhì)及水溫情況，需要認真采集數(shù)據(jù)，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況來確定整個工程的計劃以及每階段的進度控制工作，做好技術(shù)準備。

c.根據(jù)施工設計方案對所涉及的各項數(shù)據(jù)以及施工圖中的關鍵項目進行檢查，并安排專人做好工程測量工作，對獲得的數(shù)據(jù)進行及時的實測分析。一定要確保施工前采集的各項成果及數(shù)據(jù)的真實性和有效性，確保質(zhì)量檢驗符合國家制定的各項法律法規(guī)、規(guī)范標準，確保數(shù)據(jù)的完整性，不得出現(xiàn)偽造及隨意舍棄研究成果及資料的行為，工作人員需要備份檢測記錄，做好保管工作，未經(jīng)允許不得進行涂改或者刪檔等。還要保證檢測區(qū)域在整個項目中具有代表性，因此選取時一定要特別注意。

4.2.2 做好格賓石籠的材料質(zhì)量控制工作

在進行格賓石籠選擇時，要確保用于編織格賓網(wǎng)的材料質(zhì)量過關，特別是在其化學性能、力學指標等方面，都應符合設計要求，對于不符合質(zhì)量要求的材料不得使用。根據(jù)施工要求，在進行格賓石籠填充工作時，應滿足如下要求：

a.需要確保整個格賓網(wǎng)的平整性和美觀性，單個網(wǎng)箱面的最大變形量不超過5cm。

b.對編織完成的格賓石籠進行網(wǎng)孔檢查，確保網(wǎng)孔的大小一致，保證石籠的整體性。

c.對外涂樹脂薄膜質(zhì)量以及鍍鋅層厚度進行檢查，確保格賓石籠的耐久性和抗沖刷能力；對填充料的質(zhì)量及形狀大小以及透水土工織物等數(shù)據(jù)進行檢查，保證填充物密實、不松動，同時還要確保整個格賓石籠具備良好的透水性和自排水性，在保證工程質(zhì)量的前提下更好地實現(xiàn)其生態(tài)價值。

4.2.3 嚴格施工質(zhì)量控制

在進行工程施工前，還需要做好地基基礎的數(shù)據(jù)檢查，包括基礎的土質(zhì)、基坑的尺寸等數(shù)據(jù)，確保符合設計及規(guī)范要求，通常情況下，格賓基礎面的平整度要求在±8cm的范圍內(nèi)，傾斜度在0.5°的范圍內(nèi)；一旦施工中涉及地基處理，必須要對地基的承載力進行嚴格的檢測，確保地基的承載力能夠滿足施工的要求；對石籠的拼裝工藝及流程進行檢測，確保填充石料的工藝程序等符合施工要求。對石籠吊裝的各項基本數(shù)據(jù)進行抽查，要求高度偏差在±5cm的范圍內(nèi)，寬度偏差在±3cm的范圍內(nèi)，長度偏差在±3cm的范圍內(nèi)。

5 結(jié) 語

整體吊裝格賓石籠基礎施工工藝原理簡單，取材方便，周轉(zhuǎn)利用率高，成本低，安全性好，更節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟，極大地提高了施工效率，并保護了當?shù)厮Y源，防止了水土流失，受到建設單位的高度好評，具有良好的社會效益。