一、工程概况
变电所改造工程,新增建(构)筑物包括110kVGIS综合楼、主控制楼以及相关的附属设施。由于现有变电站承担着区域供电重要任务,无法整体拆除,新建建构筑物要在现有电缆沟正常工作条件下托换施工。
根据相关设计资料,变电所的场地设计标高为26.50m(吴淞高程系,以下同),各新建建(构)筑物拟采用天然地基方案,基础埋深约3.5-4.5m。
二、工程地质条件
根据雨花变220KV改造项目的工程地质资料,建设场地地形平坦,地面高程一般为26.43~27.12m。交通条件较为便利。就区域地貌单元而言,所址区的地貌单元为III级阶地。层①杂填土();②粉质黏土();③粉质黏土();④粉质黏土混卵砾石();⑤泥质砂岩(J3)。
三、托换加固调整方案
1、现场局部开挖勘测情况
电缆沟内净宽度1.1m,埋深1.2m,底部是建筑垃圾或者是乱毛石,砂浆抹面后即为电缆沟底板,与原判定的200mm厚度的钢筋混凝土有较大差异。侧墙为砖砌体,不同时期修建的电缆沟使用材质也不同,分别采用240*120*53实心粘土砖、240*120*120空心粘土砖、水泥砖砌筑,砌筑质量一般,盖板也因修建时期而不同。特别是电缆沟下面的地基条件较差,大部分是深度约3.0m左右的建筑垃圾和老建筑基础。
建设单位组织了相关部门人员到现场,实地考察现场情况,同时对初步加固方案进行了评审,提出了要分段实施、整体包裹加固、确保电缆沟及沟内电缆的正常营运。待新的变电站运营后该电缆沟不再使用即可拆除,所以不做永久性保护,仅是施工期间的临时性保护,但确保安全可靠。
建设单位要求设计单位和总包单位根据实际情况,完善和调整原初步加固方案。
2、加固保护的电缆沟工程量
需要加固的电缆沟共三条,总长度约70m。三条电缆沟之间相互连通。需要支护加固的电缆沟一条,长度约35m。原控制楼与新建基坑距离也较近,根据实际放线以及原控制楼基础埋深情况确定是否进行基坑加固。
3、加固方案
加固方案基于电缆沟是钢筋混凝土底板,砖砌体侧墙,一般土质地基条件。主要方法是。
(1)开挖土方:挖至电缆沟底部,约1.5m深度。
(2)打托换桩:采用钻孔砂浆钢管桩,钢管直径150mm,壁厚5mm,钻孔直径180mm,灌注M5砂浆。以(5)层泥质砂岩为持力层,钢管桩有效长度不小于8.0m,托换桩间距3.0m。
(3)穿设下横梁:在电缆沟板底横穿10b型槽钢,间距1.0m,槽钢长度1.8-2.0m,超过侧墙外0.2m。
(4)浇筑夹板墙:侧墙砌体墙面植筋,钢筋双层双向Ф10@150。夹板墙厚度150-200mm,C30混凝土。
(5)设置上联梁:在夹板墙之间采用L100*8角钢拉结,间距1.0m,与下横梁平行对位设置。
(6)开挖基础土方:待夹板墙混凝土强度达到设计强度后,即可开挖基础土方。
4、初步方案的深化调整
(1)托换桩
因底部3.0m厚度的建筑垃圾和乱毛石,原来的钻孔植钢管的托换桩方法无法实施。现调整为:
边清理建筑垃圾边打设钢管,钢管Φ120,壁厚4.5mm,钢管打设深度6.0-7.0m,以(4)层卵石层为持力层。
因清理建筑垃圾较深且不能危及既有电缆沟,需要局部清理建筑垃圾--快速打桩--快速回填的处理方式。桩间距调整为1.5-2.0m,并且根据建筑垃圾的影响情况现场调整间距。
(2)电缆沟结构加固
建设单位强调对电缆沟的整体包裹加固。另外因墙体砌筑质量较差,底部无混凝土底板的情况,原来的夹板墙横担加固方案整体性稍差,现调整为:
采用型钢制作整体性包裹桁架,桁架支撑于托换桩上。墙体外侧采用钢丝网聚合物砂浆抹面加固。
桁架形成整体的施工步骤:
先在电缆沟底部安装受拉角钢,角钢L125*125*10,角钢与钢管桩的牛腿焊接。
然后安装顶部受压角钢,角钢L63*63*8,角钢与电缆沟压顶梁锚固,锚栓Φ12间距500mm。
将顶部角钢和底部角钢通过L50*50*5角钢焊接连接,形成侧面与顶面的三面桁架。
局部人工开挖电缆沟板底以下建筑垃圾或乱毛石,边开挖边焊接底部连接10#槽钢。分段局部开挖宽度不能超过1.5m。以此类推逐步形成四面整体桁架。最终将桁架支撑至钢管桩上面。
三面桁架完成后,侧墙外侧采用钢丝网与聚合物砂浆加固,加固厚度30-50mm。
电缆沟内侧采用木枋支撑,上下各一排,间距0.5-0.7m,根据沟内电缆分布情况调整位置。
基坑开挖后,钢管桩之间采用2Φ25钢筋交叉拉结。
基坑开挖到底后,钢管桩周边1.0m范围内混凝土垫层加厚至300mm。并配置Φ10@200钢筋网,钢筋与钢管焊接。