□文/耿生春 高正強
天津濱海新區(qū)軌道交通Z4線一期工程融仁路車站為地鐵Z4線與B3線的換乘車站,地下3層,車站面積37 563 m2,其中車站Z4線方向(南北)長度為320 m,B3線方向(東西)長度為205.6 m,車站B3線主體圍護結構采用地下連續(xù)墻形式,墻寬1.0 m、長54 m,共計82幅,混凝土設計強度等級為水下C40,抗?jié)B等級P8,地下連續(xù)墻接頭采用工字鋼接頭方式。
在融仁路站B3線施工區(qū)域、地下連續(xù)墻施工深度范圍內,標高-29.84~-45.44 m處為厚約16 m的硬質粉砂層,呈密實狀態(tài),標準貫入度值小,見圖1。
根據(jù)地勘報告,地下連續(xù)墻頂以下約30 m位置即進入硬砂層,該砂層標貫值小,通過先期首件施工數(shù)據(jù)統(tǒng)計得,此超深地下連續(xù)墻采用純抓法成槽時間為78 h,工效低,進度慢,同時地下連續(xù)墻垂直度控制難度大融仁路車站為項目控制性工程,施工進度將會影響后續(xù)盾構始發(fā)的節(jié)點工期,從進度管理上需提高施工效率,加快進度。結合同地區(qū)深基坑施工項目的經驗“兩鉆一抓”施工方法確實可有效提高同類地質情況下地下連續(xù)墻施工成槽效率。
地下連續(xù)墻成槽施工采用鉆頭直徑與地下連續(xù)墻設計厚度相同的旋挖鉆機進行鉆孔,鉆孔孔距結合成槽抓斗的寬度來確定;引孔至穿過全部砂層后停止,然后采用成槽機抓斗挖除兩孔之間土體,進行成槽檢測,合格后吊放鋼筋籠(含工字鋼接頭)并利用導管澆灌水下混凝土。施工流程見圖2。
圖1 B3線地質地層分布
根據(jù)導線控制點,在施工場地內布設施工測量控制點,利用施工測量控制點進行施工放樣,確定地下連續(xù)墻軸線及轉點位置,同時在施工過程中要定期對基點樁位進行復測,確保控制點的精度。
圖2 地下連續(xù)墻施工工藝流程
導墻形式為“┐┌”形,中心線外放10 cm,以防止地下連續(xù)墻施工侵界。側墻厚度150 mm,翼板厚度150 mm,導墻寬度1 040 mm,根據(jù)地質情況,導墻開挖深度在1.5~2.5 m之間。
先利用旋挖鉆機進行引孔施工(接頭孔、導向孔),引孔距離根據(jù)地下連續(xù)墻寬度和抓斗寬度來確定,引孔至穿過全部砂層后停止,然后再采用成槽機抓斗挖除兩孔間土體至設計孔底標高,見圖3。
圖3 地下連續(xù)墻引孔施工
根據(jù)地下連續(xù)墻成槽寬度和抓斗寬度,確定引孔位置。引孔采用旋挖鉆機施工,施工過程中鉆機底座保證平整穩(wěn)固,確保不發(fā)生傾斜和移動,旋挖鉆機鉆具中心與孔位中心的允許偏差<20 mm。引孔前調整旋挖鉆機的鉆桿垂直度,確保地下連續(xù)墻成槽后垂直度滿足要求,垂直度偏差控制≯1/500;引孔過程中應減少對相鄰孔洞的影響;注意及時補充泥漿,保證泥漿護壁穩(wěn)定,防止塌孔;鉆孔過程中根據(jù)地質情況控制進尺速度。
選用金泰SG46型成槽機,液壓抓斗垂直導墻中心線向下掘進,運用成槽機上的自動測斜儀隨挖隨測并用液壓糾偏裝置隨時糾偏。成槽時,泥漿應隨著出土而補入,以保證泥漿液面在規(guī)定高度上。成槽機掘進速度應控制在15 m/h左右,液壓抓斗不宜快速掘進,以防槽壁失穩(wěn),當挖至離槽底2~3 m時,應放測繩測深,防止超挖和欠挖。
挖槽過程中,抓斗入槽與出槽應慢速、穩(wěn)當,根據(jù)成槽機儀表及實測的垂直度及時糾偏。抓斗出入導墻口時要輕放慢提,防止泥漿掀起波浪,影響導墻下面及后面的土層穩(wěn)定。
成槽至預定標高后,對閉合幅及連接幅應進行接頭處理,采用特制刷壁器刷壁,刷壁往復次數(shù)應≥20次,以防止夾泥,確保接頭防水效果。槽段清底采用導管法進行泥漿氣舉反循環(huán),保證沉淀物厚度<100 mm,使槽底(0.2~1 m)泥漿達到規(guī)定要求標準。
該地下連續(xù)墻設計為工字鋼接頭,鋼筋籠整幅成型起吊入槽,施工過程中工字鋼與鋼筋籠焊接一并吊裝入槽。鋼筋籠內的桁架數(shù)量根據(jù)鋼筋籠的幅度按設計要求確定,以確保起吊時的剛度和強度。鋼筋籠起吊點采用φ28 mm圓鋼加固,吊點圓弧端直徑≮15 cm,加強圓鋼與鋼筋籠主筋采用滿焊連接,焊接長度30 cm。轉角槽段增加φ28 mm鋼筋支撐,每4 m一道,保障鋼筋籠在起吊過程中的整體穩(wěn)定性,鋼筋籠第一根水平筋用為φ28 mm鋼筋作吊點位置水平加強鋼筋并按設計要求安裝剪力鋼筋,以增加鋼筋籠整體剛度。
地下連續(xù)墻采用導管法進行水下混凝土灌注,保證鋼筋籠下放完成至混凝土澆筑間隔時間不超過4 h?;炷翉姸鹊燃墳樗翪40,混凝土抗?jié)B等級為P8,配合比按設計要求通過試驗確定,坍落度宜為180~220 mm。
導管直徑為30 cm,施工前根據(jù)地下連續(xù)墻深度對導管的模數(shù)進行調整并預先做氣密性試驗,合格后方可用于地下連續(xù)墻混凝土灌注施工。
要求混凝土面上升速度≮2 m/h;槽內混凝土面高低差<0.3 m;中途停頓時間≯30 min;導管埋深控制在2~6 m之間,間距≯3 m,距槽段兩端≯1.5 m。為保證地下連續(xù)墻頂端混凝土質量,混凝土澆灌頂面標高比設計標高高出≮1.2倍墻厚,確保鑿除浮漿層后的混凝土強度等級達到設計要求。
相比于純抓成槽法,“兩鉆一抓”成槽法效益顯著,見表1。
表1 純抓成槽法與“兩鉆一抓”成槽法對比
在地質情況復雜地區(qū),”兩鉆一抓”法將旋挖鉆機成孔和液壓成槽機成槽進行有效結合,對超深地下連續(xù)墻的施工進度、工程質量均有積極作用。