摘要:地下连续墙作为地铁车站的主要围护形式,得到了越来越广泛的应用。本文主要结合某地铁的实际情况,对地连墙施工技术进行了探讨,首先介绍了世纪鹿园站的工程状况,然后对地连墙的施工重点难点进行了剖析,最后针对施工的重难点提出了改善措施,对于当前的地铁围护结构地连墙的建设施工具有一定的参考作用。
关键词:地铁;围护结构
在地铁工程地下连续墙施工过程中,大体积砼混凝土技术的实施和运用跟浇筑施工的质量和工程造价有很大的关系,社会在不断的进步,针对技术的要求也变得更加严格。因此要对大体积砼施工过程中出现的技术问题进行深入地思考和分析,最终采用相应的管理措施进行管理和控制。
一、连墙中的施工重难点
1.地铁站工程施工简介。该轨道交通1号线站位于建设路与规划路的交叉路口,沿建设路布置。车站为地下2层11 m岛式站台,为牵引降压混合所车站,车站总长180 m,标准段宽度20.1 m,地下1层为站厅层,地下2层为站台层。车站共设置4个出入口,2组风亭,其中2号出入口为预留出入口,位于车站第二象限。1号出入口设于车站第三象限;3号出入口位于车站第一象限;4号出入口位于车站第四象限。车站的两组风亭分别位于车站南北两端,沿着建设路道路东侧布置。本站主体结构和附属结构均采用明挖法施工,围护结构采用地下连续墙+内支撑体系。主体结构为地下双层单柱两跨钢筋混凝土框架结构。车站两端接盾构区间,大里程设置盾构始发井。
2.施工重难点。(1)地连墙施工中碰到岩石残留或者岩石风化带。这种地质地貌遇到液体容易软化,岩石残留和岩石风化带在水流的作用下容易崩塌,导致工程施工无法正常进行。另外灌注应及时有效,保证灌注效果。(2)成槽施工中碰到孔洞,会对成槽过程造成一定的阻碍。遇到这种情况,应选择优质沙土和黏土,将槽中的孔洞进行填补,慢慢将孔洞填平,纠正坑槽偏差。(3)钢筋笼体积与钢筋不适应,造成起吊困难。钢筋笼体积过大,最大体积为28.82 m×6.0 m×0.7 m,最大重量38 t,为此采取以下方案:设备采用主吊150 t+副吊80 t组合,同时聘请有关专家进行专项方案的制定,经过反复商榷,确定最终的起吊方案,保证顺利安全起吊。该车站与快速路沿线布置,安全风险大,因此,保证吊装安全十分重要。
二、地下连续墙施工
连续墙施工工序较为复杂,主要包括导墙施工、泥浆制备与处理、连续墙成槽、钢筋笼制作与吊装、混凝土灌注等,以下就各工序进行施工方法详述。
1.导墙施工导墙施工是地下连续墙施工的重要准备环节,其主要作用是为连续墙成槽导向,控制标高,控制槽段,钢筋网定位,防止槽口坍塌及承重。导墙型式为倒“L”型。导墙施工顺序为:平整场地一测量放样一挖槽一绑扎钢筋一支模板一浇筑混凝土一拆模并设置横撑一导墙外侧回填粘土压实。
2.泥浆配置和使用。泥浆的正确使用是成槽的关键,泥浆的制备要结合工程的地质情况和施工条件进行。泥浆池及泥浆沟设置:泥浆池分为三级,由沉淀池、循环池、储浆池组成,尺寸大小根据各工程需要定,池壁采用砖砌,壁厚240ram。泥浆的配制:拌制泥浆前,应根据地质条件、成槽方法等进行泥浆配合比的初定,合格后方可使用。优质粘土在使用前需经取样,进行泥浆配比试验和物理分析。将选定的优质粘土放入泥浆搅拌机中进行搅拌,制作泥浆。新制备的泥浆必须在泥浆池存放24h以上,使粘土充分水化后,才能使用。泥浆主要成分为优质粘土和水。泥浆的使用:施工期间,槽内泥浆液面必须高于地下水位1.On)以上,在砂层施工时,为避免槽壁塌方,应适当提高泥浆比重和粘度,增加泥浆储备量,备有堵漏材料。
3.成槽工艺。(1)接头施工:地下连续墙槽段间接头采用“工字钢”接头形式,为保证钢筋笼定位准确及便于Ⅱ期槽段准确对位,工字钢需做标志标明在导墙顶面上。工字钢采用场内加工,在钢筋网制作平台内与I期槽段钢筋网拼接而成。由于工字钢与槽段宽度之间有一定的空隙,为避免浇注混凝土时,混凝土绕过空隙充填Ⅱ期槽段空位,造成Ⅱ期槽段施工困难。因此,在接头处采用接头钢套箱止浆。接头钢套箱一般由两节组成。接头钢套箱主要采用5ram钢板焊接而成,两节接头钢套箱采用插销连接,吊点外采用钢板加强,内每隔2米设置一道支撑。(2)成槽方法:地下连续墙采用跳槽施工,一期浇注完成后达到70%强度后方能进行相邻的二期槽段施工。成槽是地下连续墙施工关键工序之一,其直接影响工程工期和施工质量,根据地质情况及结合以往施工经验,采用液压抓斗和冲孔桩机配合施工。采用两冲一抓,即使用冲孔桩机先冲端头孔,严格控制其垂直度,然后用液压抓斗挖掘岩层(强风化)以上部分,强、中及微风化岩层换用冲孔桩机成槽。岩层成槽时,先施工圆形主孔,后施工副孔,最后方锤修孔。液压抓斗沿导墙壁挖土,通过液压抓斗导向杆调整抓斗的垂直度,以控制成槽精度,挖至岩面时,应尽量修平槽底,以减小冲孔桩机成孔偏差
4.钢筋网制。安根据设计图纸制作钢筋网,为保证钢筋网制作平直规整,钢筋网加工在场内的钢筋制作平台进行,工字形接头型钢在场内加工,与钢筋网焊接,并严格控制加工尺寸精度。钢筋笼吊放主要采用一台80t履带式起重机按“退吊”方式起吊,履带吊边退边提钩,必要时采用一台50t履带式起重机配合进行。钢筋网吊点布置和起吊方式要防止起吊时引起钢筋网不可恢复变形。(1)钢筋笼制作。钢筋笼根据地下连续墙墙体配筋图来制作,按单元槽段做成一个整体,不分段制作。根据设计要求,主筋保护层厚度采用钢板制作定位块焊接在竖向桁架E。制作钢筋笼时,要预先确定浇筑混凝土的导管位置,使该位置上下贯通。钢筋笼在制作平台上一次成型。钢筋网骨架及四边各交叉点全部采用点焊,其余各纵横交叉点采用50%梅花形点焊,50%绑扎。竖向钢筋桁架的布置应满足间距不大于设计图纸要求,且布置应均匀,使钢筋笼吊装保持平衡。钢筋笼底端满足设计要求,顶端伸出墙顶84cm。连续墙钢筋笼上的预埋件,必须严格按设计要求进行施工。(2)钢筋笼吊放。钢筋笼采用80t履带式起重机吊装,采用50t履带式起重机配合吊装,以防止起吊时钢筋笼变形。起吊时不能使钢筋笼下端在地面上拖引,以防造成下端钢筋弯曲变形。下放钢筋笼时,钢筋笼对准槽段中心,垂直又准确地插入槽内,钢筋笼进入槽内时,吊点中心对准槽段中心,徐徐下降,防止碰撞槽壁。钢筋笼插入槽内后,检查其顶端高度是否符合设计要求,然后将其搁置在导墙上。
5.清槽。成槽作业完成后,为了把沉积在槽底的沉渣清出,需要对槽底进行清孔,以提高地下连续墙的承载力和抗渗能力,提高成墙质量。在清槽后及灌注混凝土前,槽底沉碴厚度不大于l00mm。清槽后,槽底以上0.2~0.5m处的泥浆比重应小于1.15,含砂率小于8%,粘度小于28s。
6.水下混凝土浇注。地下连续墙混凝土按水下混凝土的要求配制及浇注。浇注混凝土前须清孔,并应将工字钢接缝面的泥土杂物冲刷干净。
7.地下连续墙的凿除。凿除方法采用凿岩机、风镐结合人工的方法进行。连续墙顶的浮渣层凿除后,按有关部门指定的槽段进行检测,验收合格后方进行下一工序施工。凿除墙顶浮渣层前,墙顶以上的土体采用临时钢板桩支护,完成冠梁和挡墙施工后拔除钢板桩。
通过以上一系列相应措施,使得施工过程中对地铁结构的变形影响达到了最小,同时,基坑在最终开挖时未发现有明显的漏湿现象,地铁结构的日变形量及累计变形量都处于有效控制范围内。
参考文献:
[1]李件.地下连续墙的设计施工与应用[M].北京:中国水利水电出版社,2018.
[2]陆国.地下连续墙的理论与实践[M].北京:中国铁道出版社,2018