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      某地鐵站地下連續(xù)墻施工工藝研究

      2022-12-05 14:30:24
      黑龍江科學 2022年22期
      關(guān)鍵詞:導墻溝槽泥漿

      蘇 寶

      (中國鐵建大橋工程局集團有限公司,天津 300000)

      某地鐵站位于軟土地區(qū),土體靈敏度高,流體可塑性大,導水率低[1],地下水豐富,水位較淺且經(jīng)常施壓,地鐵站工程施工地質(zhì)情況惡劣。尤其是以地下連續(xù)墻作為基坑支護,鋼筋籠笨重,吊裝施工困難,垂直精度難以控制。由于土體較軟,地下水位較高,地下連續(xù)墻接縫部位的施工質(zhì)量難以把控,需提升地鐵站地下連續(xù)墻施工質(zhì)量。

      1 工程概況

      某地鐵站基本結(jié)構(gòu)為3層2柱3跨地下島式,全長178 m,標準斷面坑寬24.2 m,基坑寬28.2 m,坑深24.06~25.048 m,平均頂板覆土厚度2.59 m。地下連接墻厚16 m,截面深46 m,端軸深49 m。場地地質(zhì)條件復雜,基坑開挖影響區(qū)域為水飽和粉砂質(zhì)層和粉砂質(zhì)層,淤泥層滲透性強,地下連續(xù)墻接縫、角落等薄弱點處漏水風險大。

      2 地鐵站地下連續(xù)墻施工技術(shù)要點

      2.1 施工工藝流程

      施工基本工藝流程為導墻施工、鋼筋籠設(shè)置、溝槽開挖、成槽、鎖管下放、鋼筋籠吊放、混凝土灌漿、墻趾注漿、高壓旋噴地連墻接縫止水樁[1]。地下連續(xù)墻的施工應(yīng)在支架澆筑和保溫樁架設(shè)后進行。最初的基坑開挖區(qū)域用礫石回填,以滿足80 t起吊設(shè)備的工作要求。泥漿槽最大容量為80 m3,即泥漿槽開挖尺寸為10 m×4 m×2 m。圖1所示為調(diào)整開槽尺寸,開槽用挖掘機挖掘,細節(jié)通過人工修正。導墻頂面高度對齊地面。

      圖1 槽段尺寸調(diào)整圖Fig.1 Slot size adjustment

      2.2 導墻施工

      導墻采用挖掘機配合人工完成,挖掘?qū)A(chǔ)時,在距離底板1~2 m釬探,檢查是否有砼基礎(chǔ)、木頭、管道等障礙物,如有需及時清理[2]。結(jié)構(gòu)采用木模板,由10 cm厚的槽鋼支撐,間隔2 m。澆筑導墻時,用插入式振搗器充分振搗混凝土。在側(cè)壁模板的設(shè)計阻力達到70%之前不能拆模。使用100 mm×100 mm的方形硬木增加支撐,呈兩層梅花型布設(shè),間隔1 m。在250 mm x 450 mm擋板表面設(shè)置溢流口,排水溝位于 500 mm x 600 mm 擋板的全長上。導墻質(zhì)量符合標準條件,軸向誤差條件不大于±10 mm,內(nèi)壁垂直度誤差不大于0.5%,頂部平整度誤差不大于5 mm[3]。拆除模板后第一時間做好支護,避免導墻垮塌?;炷廖礉M足施工設(shè)計要求前,禁止大型施工設(shè)備靠近導墻作業(yè)。導墻軸線與地下室連續(xù)墻直線嚴格匹配,最大軸向偏差控制在10 mm以內(nèi)[4]。連接兩壁部分的絲網(wǎng)必須焊接緊密,以保證導墻的完整性,防止導墻滑落,保持上層的穩(wěn)定。

      2.3 選擇合適的泥漿

      該地鐵站地下連續(xù)墻施工采用膨潤土造漿,主要成分是膨潤土、摻加劑和水。該摻加劑主要由羧甲基纖維素(CMC)和燒堿(Na2CO3)組成[5],可以增加泥漿的黏度,膨潤土漿配比如表1所示。

      表1 膨潤土造漿配比Tab.1 Ratio of bentonite slurry

      新制漿、再生漿和槽內(nèi)漿在澆筑前需要進行物理性能測量,主要測量其黏度、比重和含砂量,具體控制指標見表2。

      表2 護壁泥漿的控制指標見Tab.2 Control index of wall protection mud

      2.4 溝槽開挖

      使用開槽機進行溝槽開挖,附加設(shè)備為空氣壓縮機1臺,風量10 m3,直徑250 mm的管道長75 m。開挖過程中采用泥漿正循環(huán),形成溝槽后通過氣舉反循環(huán)處理池清理溝槽[6]。同時進行兩個溝槽開挖,使用開槽機在每個槽中開挖。設(shè)備安裝好后,按照開槽鉆裝置示意圖所示位置開挖,此過程中使用污泥減量工藝去除殘渣。開挖2 m后,開槽機移動到下一個鉆孔位置,用方錘將槽的凸壁清除[7]。檢查泥漿輸送管運輸泥漿過程中是否有障礙物,施工設(shè)備運行狀態(tài)是否正常,解決上述問題后才能開始施工。溝槽開挖過程中,基于施工區(qū)域地質(zhì)環(huán)境變化調(diào)節(jié)泥漿參數(shù),密切關(guān)注開挖溝槽中的出土數(shù)量、開挖速度及泥漿補給量,檢查溝槽是否存在質(zhì)量缺陷。溝槽開挖設(shè)備與導墻垂直,間隔3 m以上,避免因自重導致應(yīng)力過度集中,在機器下方放置一塊35 mm厚的鋼制墊板。開槽設(shè)備提升臂傾斜角度控制在65°~75°。開挖時,6~7 m深度時需適當減慢開槽速度,確保槽壁垂直度滿足要求。在開挖軸線精準定位的情況下,保證挖掘位置精準度,開槽速度可相應(yīng)提高。檢查溝槽5 m范圍內(nèi)的泥漿質(zhì)量,判斷泥漿是否泄漏,實時調(diào)整泥漿參數(shù),采取適當?shù)难a救方式,觀察地下水位變化。開挖全程需盡量降低地下水對溝槽側(cè)壁的影響,一旦開槽機停止工作,抓斗應(yīng)及時撤出溝槽。開挖溝槽時,勿將產(chǎn)生強烈振動的機器設(shè)備布設(shè)在槽附近。

      2.5 清底

      挖完溝槽后,清理底土,用專用鋼絲刷清理側(cè)壁,反復刷洗,直到槽壁干凈為止。清理槽壁后,將沙泵布設(shè)在規(guī)定位置進行清孔作業(yè)。沖洗條件:底部沉積物厚度不超過15 cm,距離底部20~100 cm處污泥密度不超過1.3,含沙量不超過7%,在主要構(gòu)成為砂石、軟土的地層中,底部置換時間不應(yīng)超過2 h[8]。

      2.6 接頭施工

      使用“工”型梁連接頭,將工字鋼焊接到鋼籠上時,下部距地下連續(xù)墻不應(yīng)超過200 mm,上部不應(yīng)高于連續(xù)墻頂部450 mm[9]。將寬度為300 mm、厚度為15 mm的鋼板焊接成鋼籠,安裝好鋼籠后,在背面回填沙袋,防止混凝土流動?;炷两宇^作業(yè)完成后,用灌漿刷保持清潔,直至無灌漿殘留,以防接頭夾泥形成冷縫,導致滲漏,降低地下連續(xù)墻的承載力、抗?jié)B能力。

      2.7 鋼筋籠制作及安裝

      鋼籠在加工平臺上制作,上鋼籠按6 m制作,下鋼籠長度根據(jù)鋼籠的剩余長度完成。每個鋼籠都打上編號,方便起吊對接。每個鋼籠桁架上的頂部焊口有32個吊點,保證鋼籠可以吊起,主筋連接為直螺紋機械連接。鋼籠長約48.2 m,重約33~47 t,選用65 t汽車起重機吊裝鋼籠。吊裝前經(jīng)過預先設(shè)計,確定吊索、提升力和提升點位置,嚴格按照施工設(shè)計要求埋設(shè)預埋件,根據(jù)單元內(nèi)槽的橫截面預先確定鋼筋籠的單個尺寸。將接縫“工字”梁布設(shè)到位,用粉筆將接縫“工字”梁底部放置的鋼筋做好標記,將鋼筋籠放置在底部,點焊成梅花形布設(shè)。在架立鋼筋上部鋪設(shè)鋼筋網(wǎng),焊滿鋼筋籠接頭盒工字鋼,以提高其完整性[10]。采用主吊+副吊的吊裝方式,主起重能力150 t,輔助起重能力50 t。兩臺起重機懸吊在鋼籠的中心和頂部,距地面10~20 cm。主吊機負責提升,副吊機負責穩(wěn)定鋼筋籠,避免移動或碰撞。鋼筋籠由主吊機垂直吊入溝槽,使其由導墻上的剛橫擔固定,且使鋼筋籠與導墻預埋部分焊接一起,以防浮起。

      2.8 澆筑混凝土

      水泥比例不能高于370 kg/m3,碎石比例不能高于400 kg/m3,水灰比控制在0.6以內(nèi)。在晴朗無大風天氣進行混凝土澆筑,確?;炷翝仓艿烂芊饬己?,有效避免橫向偏移,澆筑導管的初始深度為1 m以上。需對澆筑導管底部進行清理并測量沉積物厚度,使用直徑為250 mm的管道澆筑混凝土,管道的初始深度至少為1 m,澆筑過程中可增加到3 m左右。持續(xù)澆筑混凝土,混凝土平面升高,速度控制在2 m/h以上,最大允許的時間間隔為20~30 min,相鄰混凝土澆筑導之間的混凝土平面高差小于50 cm。混凝土澆筑過程中做好記錄,在兩根管道的外側(cè)和中心取3個點,每隔3~4 m測量一次混凝土表面高度。開始澆注時,兩根管道同時澆注,再交替澆注?;炷帘砻鎯蓚?cè)的高度差不應(yīng)超過50 cm。為提高混凝土密實度,需將混凝土澆筑導管吊起,每次限高不超過30 cm?;炷翝仓^程中需實時檢測參數(shù)并記錄相關(guān)事項,混凝土需要運到現(xiàn)場進行坍落度測試?;炷翝仓?,墻體上部應(yīng)高于規(guī)定高度300~500 mm,澆筑累計時間不得超過24 h。混凝土澆筑導管接頭完全密封,防止?jié)仓Ч芙宇^滲漏。

      2.9 墻體灌漿

      在每塊地下連續(xù)墻體上安裝兩根直徑為40 mm的墻底混凝土澆筑導管,控制地下連續(xù)墻的豎向沉降,利用混凝土加固墻底土體,減少墻體豎向沉降。

      2.10 高壓旋轉(zhuǎn)射流、接地墻接縫、防水樁

      在地下連續(xù)墻接縫處安裝高壓旋噴防水樁[3],放置3個Φ850@600反力樁,在墻內(nèi)角處安裝內(nèi)角鋼樁,加固范圍設(shè)置為2 m×2 m。

      3 結(jié)語

      地下連續(xù)墻施工質(zhì)量影響著車站主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,尤其是軟土地區(qū)地下連續(xù)墻施工質(zhì)量至關(guān)重要。在地下連續(xù)墻施工中,鋼筋籠縱向和橫向吊點的布置需要根據(jù)正負最大彎矩相等的原則確定,對于地鐵站地下連續(xù)墻施工來說,為確保基坑結(jié)構(gòu)安全,要在施工前進行仔細的調(diào)查和測試。施工過程要求落實各項重大技術(shù)施工措施,嚴格按照現(xiàn)場技術(shù)規(guī)范執(zhí)行,有效保證地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量。通過運用關(guān)鍵技術(shù),該地鐵站工程地下連續(xù)墻施工高質(zhì)量完成,基坑開挖后期,除局部少量滲漏外,無重大滲漏,保證了基坑安全。

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