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摘要:近年来地铁建设规模在国内一线城市中不断扩展,伴随而来的城市深基坑工程越来越多,对深基坑支护技术水平、工艺的要求越来越高,而地下连续墙工艺凭借其优异的截水、防渗、承重、挡土能力及安全可靠性[1],成为了地铁深基坑支护的不二之选,被广泛应用在地铁工程中。
关键词:地铁车站;基坑围护结构;变形影响分析
引言
地铁工程环境复杂,不同项目所处的地质环境存在差异,受软土、砂土等多重因素影响,在展开深基坑施工作业时,与之对应的地下连续墙施工技术也有所不同。此时,工程人员要高度重视这一问题,准确掌握工程地质信息,在此基础上确定合适的工艺方法,顺利完成深基坑施工作业。
1基坑围护结构的定义及常见围护形式
在地铁基坑施工过程中,可以用到的围护结构类型众多,需要依照实际情况合理地对基坑的深度,水文地质条件以及工程地质情况进行分析和研究,综合对比经济性和技术性,对城市发展的特征进行确定。在地铁基坑施工的过程中有很多方法,比如说逆作法,明挖顺作法,盖挖法等。
1.1地连墙
地连墙的施工方法主要是在地下水位较高的软土区域当中进行使用,在施工的过程中噪音相对较低,而且振动较小,可以在构筑较为密集的区域进行施工。在进行地下连续墙施工的过程中,具有很多优势,主要可以承受较大的水平侧向载荷,而且应用的过程中刚度较大。在基坑开挖的过程中可以发现不会造成较大的沉降,而且形变相对较小,不会对周围建筑产生较大影响,可以有效的保证地下管线和周围建筑物的安全性,具有较好的防水效果,广泛应用于深基坑施工当中。然而,地下连续墙施工的过程中造价相对较高,施工机具占用场地较大。在富水砂层当中需要对墙缝止水的问题进行重点考虑,一般情况下使用旋喷桩或者搅拌桩等方法将墙缝止水的问题解决。
1.2钻孔灌注桩
在钻孔灌注桩施工的过程中,主要分为湿作业和分干作业,适合在各种地形条件下进行操作,如果地下水的水位相对较高可以与止水帷幕共同结合进行操作,如果地下水位相对较低或者无地下水可以不进行帷幕的设置。其和地下连续墙相比,刚度相对较小,造价比地下连续墙低。在土层条件较好且地下水位相对较低的区域,这种方法最为适用在软土地区,基坑深度在10m~15m左右的时候,这种方式应用效果较好,但是在施工的过程中会对环境有一定影响。
1.3钻孔咬合桩
钻孔咬合桩在整体刚度方面与地下墙相比相对较低,和钻孔灌注桩相比相对较高。在工艺施工方面,对施工队伍和施工设备的要求较高,在施工的过程中需动用钻孔机具及套筒工具,在施工工序方面相对较复杂,如果施工水平不足,经验不丰富,可能会出现一定的问题,另外在成桩精度要求非常高(特别是垂直度方面)而且工艺相对较为复杂。在进行操作的过程中,如果没有合理的控制初凝的时间,可能会导致墙体产生渗水等情况,另外一定要密切注意整体垂直度的控制。与此同时,在深厚砂层当中进行施工的时候,可能会产生颈缩等问题。在地铁基坑施工的过程中,这种方法使用相对较少,而且这种方法在施工的过程中造价较高。
2基坑围护结构施工技术
2.1导墙
2.1.1导墙放样
考虑到结构净空尺寸要求,导墙放样分为两部分,围护结构轴线外10cm,同时需在导墙中轴线外放10cm。
2.1.2导墙开挖
基于反铲挖掘机有序展开开挖作业,在此基础上辅以人工修整的方式。施工中若遇到大量松土,需采取平整夯实措施;针对存在积水的部分,有必要开挖集水坑,并利用潜水泵将其中的积水抽干;当遇到大量淤泥时,为避免沉陷现象,利用黏性土回填;当导墙开挖中存在硬物时,采取破除措施后将其清理干净,随后使用黏性土回填并夯实。
2.1.3导墙灌注
素混凝土在达到强度要求后,便进入到绑扎钢筋环节,需控制同一断面接头位置,各自的错开距离在50cm内,并形成30d搭接长度。在立模过程中,需要确保垂直度,所得模板支撑应具有足够的稳定性,在通过质量检验后便可灌注施工。此环节使用C35混凝土材料,采取的是泵送入仓的方式,适配了插入式振捣器以便提升其密实性,整个施工区域的高差均在10mm内。检测混凝土强度,当达到设计值的70%后便满足拆模条件,为避免导墙变形问题,需横向设置三排方木,并针对外侧区域采取回填与夯实措施。导墙施工采取的是分段的方式,各段长度介于20~40m,连接区域会形成施工缝,该处凿毛清洗处理必不可少,各导墙处均要设置溢流孔。
2.2 主要施工控制要点
2.2.1 先撑后挖
第一阶段,开挖表层土(土体厚度约2m),冠梁和第一道砼支撑达到设计强度后,进行第二层土方开挖;开挖至第二道支撑面下0.5m,架设第二道钢支撑。进行土方开挖时,基坑内部降水必须在开挖面以下。
2.2.2 严禁超挖、欠挖
先撑后挖,防止围护结构变形过大。土方超挖,坑内土体卸载较大,导致围护结构发生更大的变形,对基坑造成不利的影响;土方欠挖,导致本道支撑架设位置与设计位置有较大偏差,当开挖到下一层土方的设计深度时,大大增加了下一道支撑的受力,进而增大了下部围护结构的变形。总的来说:土方超挖、欠挖不利于基坑围护结构变形的控制。
2.2.3 钢支撑预加轴力
单渡线施工段基坑,宽度由13.17m渐变为11.64m,基坑跨度较小、空间小。为了节省工期,第二道、第四道采用钢支撑。钢支撑在其设计位置及时架设,并按设计要求施加预应力且稳定后锁定,继续向下开挖。
2.3地下连续墙混凝土浇筑工艺
制定施工方案,做好浇筑工作,检查主要机械,施工人员应具有相应的技术能力和证件才可上岗。采用商品混凝土,通过泵车将混凝土运送至施工场地,结合单元槽的施工进程,做好混凝土供应的提前准备。包括混凝土的使用量、使用时间和等级,经过实验研究,确定混凝土比例满足使用条件。选用直径为250mm的钢制管灌注混凝土,使用双螺纹连接接头部分,每个槽段配备2个导管一起灌注。导管应先试压再使用,压力值应在0.5~1MPa。放置钢筋笼后,放置导管,导管底部与槽底间的距离在0.2~0.5m,最上节的导管长为0.5~1m。当钢筋笼、锁扣管和导管等全部安放完成后,上报验收部门核验合格后,申请混凝土建筑,同时进行二次清槽。泥浆的各项指标均符合灌注标准时,应及时灌注混凝土,混凝土灌注的隔水栓选用球胆,充气之后再放入导管,同时将钢板塞放置在漏斗底部,在漏斗内的混凝土量符合首批混凝土的要求后,使用吊钩将钢板塞取出,同时持续注入混凝土,灌注到地下连续墙顶面的50cm以上。
结束语
在地铁车站施工中,深基坑支护工程的地下连续墙是其中的重点,需要引起施工人员的高度重视。基于此,本文将某个深基坑围护工程作为研究对象,该基坑采取地下连续墙的围护方式,系统地总结了地下连续墙施工技术在深基坑围护工程中的具体应用,提出地下连续墙的相应施工技术要点及主要工作流程,望日后能够给相似工程提供经验。
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