地鐵工程中地層中地下連續(xù)墻施工技術(shù)

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摘要:地下連續(xù)墻兼具剛度大、抗?jié)B漏、適應(yīng)性強(qiáng)等多重優(yōu)勢，是地鐵工程中較為常見的結(jié)構(gòu)形式。但遇到復(fù)雜的地質(zhì)水文條件時(shí)，將明顯加大地下連續(xù)墻的施工難度。如富水圓礫地層的自穩(wěn)能力不足，施工連續(xù)墻時(shí)容易誘發(fā)局部沉降、坍塌的問題，合理采用施工技術(shù)至關(guān)重要。鑒于此，以五里營站工程為依托，考慮現(xiàn)場富水圓礫地層的特殊性，從實(shí)際條件出發(fā)，著重對(duì)其中的地下連續(xù)墻施工技術(shù)展開探討，最終取得了良好的施工效果。

關(guān)鍵詞:地鐵車站;富水圓礫地層;地下連續(xù)墻施工

1工程概況

位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市的五里營站為地下二層14m島式站臺(tái)，地下一側(cè)為站廳層，地下二層為站臺(tái)層，車站總長495．5m，標(biāo)準(zhǔn)段寬度22．7m。現(xiàn)場分布有地下水，埋深普遍為8～9．4m，在其深度范圍內(nèi)以2－9圓礫、4－4粉砂、4－5細(xì)砂的含水量較大，為主要的含水層。受地下水、地質(zhì)等因素的影響，地下連續(xù)墻施工難度偏高。

2槽段劃分的思路

綜合考慮項(xiàng)目建設(shè)現(xiàn)場的地質(zhì)、水文等自然條件，采用設(shè)計(jì)圖紙的劃分方式，形成適量合適尺寸的槽段。南北端端頭轉(zhuǎn)角部位適當(dāng)向外延伸，目的在于確保施工后槽段的斷面尺寸滿足要求，同時(shí)給后續(xù)鉆孔收邊工作的開展創(chuàng)設(shè)良好的條件。導(dǎo)墻拐角示意圖如圖1所示。

3導(dǎo)墻施工

導(dǎo)墻的施工質(zhì)量直接影響成槽效果。針對(duì)塌陷概率較大的地表土設(shè)置導(dǎo)墻可發(fā)揮出擋土墻的作用，并給測量工作的開展提供參照基準(zhǔn)。在成型導(dǎo)墻上標(biāo)注槽段分界線作為控制的基準(zhǔn)，以保證挖槽標(biāo)高、垂直度的合理性。此外，導(dǎo)墻具有支撐的作用，例如可為鋼筋籠的放置提供穩(wěn)定可靠的支點(diǎn)，提升施工安全性。

3．1導(dǎo)墻設(shè)計(jì)

導(dǎo)墻采用的是現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，形狀呈“┓┏”形，具體如圖2所示。圖2導(dǎo)墻斷面圖(單位:mm)

3．2導(dǎo)墻施工思路

以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，用全站儀測放地連墻軸線以及導(dǎo)墻施工位置，為正式施工提供清晰的參照基準(zhǔn)。以小型挖機(jī)為主、人工為輔的方法開挖，即實(shí)施機(jī)械與人工聯(lián)合作業(yè)的模式，保證開挖尺寸的合理性以及開挖面的規(guī)整性?；缀粚?shí)后鋪設(shè)10cm的混凝土層。導(dǎo)墻頂部高出地面2cm或適當(dāng)增加，起到阻隔的作用，以免地面水流入槽內(nèi)。拆模后，沿縱向按照1m的間距有序設(shè)置80mm×80mm方木，共分為上下兩道，聯(lián)合作用，構(gòu)成穩(wěn)定可靠的內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)體系。

3．3導(dǎo)墻施工要點(diǎn)

基坑槽開挖施工環(huán)節(jié)，先對(duì)現(xiàn)場做全面的勘察，在確保無地下管線后正式開挖;開挖深度范圍內(nèi)存在地下水的干擾時(shí)，提前確定可行的降水措施并落實(shí)到位。地基需具有足夠的穩(wěn)定性，遇雜填土或其他不良地質(zhì)時(shí)以換填的方法處理。分段開挖導(dǎo)墻，單次開挖量不宜過大。首先由機(jī)械設(shè)備開挖，距離設(shè)計(jì)標(biāo)高20cm時(shí)立即暫停，轉(zhuǎn)為人工清底的方式，得到平整性和穩(wěn)定性均較好的槽底。按要求將模板、鋼筋等相關(guān)材料設(shè)置到位并固定，經(jīng)過檢查后若無偏位、失穩(wěn)現(xiàn)象則澆筑混凝土。導(dǎo)墻對(duì)稱澆筑，盡可能減少差異量，待實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后拆模，過程中加強(qiáng)防護(hù)，以免損傷混凝土等既有結(jié)構(gòu)，將拆除后的模板分類堆放到位。拆模后，沿豎向放置兩道80mm×80mm方木作為支撐裝置。

4地下連續(xù)墻成槽施工

4．1設(shè)備配套方案

金泰SG46型液壓抓斗成槽機(jī)，共4臺(tái)，在協(xié)同配合之下充分發(fā)揮出機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)力優(yōu)勢，高效成槽，成槽施工中產(chǎn)生的渣土由自卸車裝載外運(yùn)。

4．2成槽工藝

槽壁的穩(wěn)定是保證地下連續(xù)墻順利施工的關(guān)鍵。在成槽方法上采用了“抓銑結(jié)合”的施工工藝。其中，在圓礫層以上土層較為松散，采用液壓抓斗開挖，開挖深度約43m。圓礫層以下土層由于完整性較好，成槽施工采用雙輪銑槽機(jī)開挖成槽，深度約29m。開挖時(shí)劃分地下連續(xù)墻按槽段，采用分幅跳槽施工，標(biāo)準(zhǔn)槽段每幅長5．5m。轉(zhuǎn)角處槽段按先短邊后長邊的原則開挖成型。成槽施工時(shí)，利用成槽機(jī)上自帶垂直度儀表及自動(dòng)糾偏裝置來保證成槽垂直度，成槽的垂直度應(yīng)≤1/300。成槽過程中分別在基坑底部、槽段底部采用超聲波檢測法檢測槽壁垂直度，進(jìn)行過程控制。

4．3清底換漿

成槽后，槽底殘留部分余土以及沉渣，均不利于施工，需用抓頭抓起，然后以泵舉反循環(huán)的方法深度清理?；炷凉嘧⑹┕で叭孕璋才哦吻宓?，過程中持續(xù)置換泥漿，保證清底效果。清槽后，要求槽底沉渣厚度在100mm以內(nèi)，并檢測槽底以上500mm范圍內(nèi)泥漿的比重，要求實(shí)測值在1．15以內(nèi)。1)抓斗清淤后由專員操作刷壁器，利用該裝置深度清理接頭壁面，使其保持潔凈，經(jīng)過持續(xù)性的清理后，待鋼絲刷基本無粘泥現(xiàn)象時(shí)即可結(jié)束。2)在現(xiàn)場配備砂石泵，用該裝置抽吸清底，直至沉淤厚度控制在10cm以內(nèi)為止。針對(duì)沉砂過量的情況采用氣舉清底的方法。3)清底換漿時(shí)兼顧清理效果和壁面穩(wěn)定性的雙重要求，因此合理控制清底時(shí)間，通常不超過2h。

4．4工字鋼接頭施工

本標(biāo)段兩個(gè)車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻槽段間接頭采用工字鋼接頭，先在施工槽段鋼筋籠兩端加焊708mm×mm450工字鋼，然后在施工槽段的鋼筋籠兩端嵌入工字鋼內(nèi)，鋼板厚10mm。保證工字鋼與鋼筋的焊接牢固可靠，鋼板保證平直，不能撓角。為了防止接頭漏水，在兩端的超挖部分均勻充填沙包，以防混凝土繞流。一期槽段澆筑完畢，在二期槽成槽后采用“沖擊破碎法”將繞流的混凝土清除;即用沖樁機(jī)帶動(dòng)特制的方錘把“工”字鋼內(nèi)的沙包及繞流混凝土清除干凈。工字鋼接頭縫處理方式如圖3所示。經(jīng)上述方法處理后再用刷壁器緊靠“工”字鋼腹板上下移動(dòng)、清刷，保證鋼板表面不再附有泥皮、泥塊。刷壁器加工時(shí)沿側(cè)向鋼絲較長一些，這是因槽段接頭側(cè)壁的刷壁有一定困難，側(cè)向鋼絲刷較長可以增大側(cè)向柔性，有利于保證側(cè)向刷壁質(zhì)量。

5鋼筋籠吊裝作業(yè)

吊裝鋼筋籠時(shí)采用的機(jī)械設(shè)備為KH180履帶式起重機(jī)、50t履帶式起重機(jī)。在吊裝時(shí)，應(yīng)確保鋼筋籠水平，同時(shí)主吊鉤和副吊鉤同時(shí)起吊，當(dāng)鋼筋籠起吊到一定高度之后，緩慢將副吊鉤放松，同時(shí)繼續(xù)提升主吊鉤，使鋼筋籠從水平狀況轉(zhuǎn)變成垂直狀態(tài)，之后拆除副吊鉤，最后根據(jù)對(duì)應(yīng)的位置將鋼筋籠放入槽內(nèi)。圖4為鋼筋籠吊裝示意圖。在鋼筋籠吊裝過程中，應(yīng)特別注意鋼筋籠吊點(diǎn)的布置和起吊方式，錯(cuò)誤的吊點(diǎn)和起吊方式會(huì)造成鋼筋籠出現(xiàn)不可恢復(fù)的變形［1］。不得出現(xiàn)鋼筋籠在地面上拖拉的問題，同時(shí)在鋼筋籠的下端綁一根拽引繩，通過人工操作拽引繩的方式確保鋼筋籠在空中穩(wěn)定。在吊運(yùn)過程中，只能單獨(dú)使用主吊鉤進(jìn)行吊運(yùn)，確保鋼筋籠保持垂直的狀態(tài)。在將鋼筋籠放入槽內(nèi)之后，用吊梁穿入鋼筋籠最終吊環(huán)內(nèi)，擱置在導(dǎo)墻頂面上。嚴(yán)格根據(jù)鋼筋籠的設(shè)計(jì)位置和高程對(duì)實(shí)際鋼筋籠的位置和高程進(jìn)行調(diào)整，確保符合設(shè)計(jì)要求。

6混凝土灌注

在漏斗口下方導(dǎo)管處設(shè)置球膽，經(jīng)過對(duì)導(dǎo)管嚴(yán)密性、內(nèi)部通暢性的檢查后，判斷是否有異常，若無誤則正式灌注混凝土。首灌混凝土?xí)r，導(dǎo)管埋深至少為1．5m，后續(xù)灌注時(shí)精準(zhǔn)控制導(dǎo)管，使其下端的埋深始終穩(wěn)定在2～6m，且盡可能保持相對(duì)穩(wěn)定的埋深。球膽開管澆筑混凝土，根據(jù)施工進(jìn)度持續(xù)向漏斗內(nèi)增添適量的混凝土，避免施工中斷，此過程中導(dǎo)管下口應(yīng)有1．5～6m的埋管。混凝土灌注施工遵循連續(xù)性原則，過程中加強(qiáng)現(xiàn)場檢查與記錄。隨著灌注量的增加，混凝土逐步上升，適時(shí)向上提升導(dǎo)管，將導(dǎo)管埋深穩(wěn)定在許可范圍內(nèi)［2－3］。灌注時(shí)以30cm的幅度上下移動(dòng)導(dǎo)管，并且在墻體接頭處加大移動(dòng)頻率。

7結(jié)束語

地下連續(xù)墻是重要的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，得益于高強(qiáng)度、大剛度等優(yōu)勢，在地鐵車站工程中取得廣泛的應(yīng)用。但地連墻的施工難度較大，文章經(jīng)過分析后提出在富水圓礫地層條件下的具體施工要點(diǎn)，以期為類似工程提供參考。

參考文獻(xiàn):

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［2］劉德如．市政地鐵工程中地下連續(xù)墻施工技術(shù)探究［J］．工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020，68(20):148－149．

［3］冀新華．復(fù)雜地質(zhì)條件下地下連續(xù)墻施工技術(shù)［J］．山西建筑，2017，43(11):85－87．

作者:劉海華 單位:中鐵十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司