上海隧道工程有限公司地基基础工程分公司 上海 201108
摘要:在杭州地铁5号线一期工程土建施工SG5-15标段江南大道站(5、6号线换乘站)附属地下连续墙施工过程中,全断面砂性土地下连续墙施工是该工程的难点。由此,通过对施工难点、特点的分析与研究,采取了一系列及时措施,良好的解决了塌方、渗漏等施工难题。
关键词:地下连续墙 全断面砂性土 塌方 渗漏 质量控制
1 工程概况及水文地质分析
1.1工程概况
江南大道站位于杭州滨江区,车站为5号线、6号线换乘站,5号线部分沿长河路设置,6号线部分沿江南大道设置,车站位于长河路和江南大道之间。车站周边现状:地块东北象限为华洲中心项目,华洲HILTON逸林酒店,目前正在施工;东南象限为在建中的忆江南大厦;西南为在建中的中南建筑装饰材料市场。
车站5号线部分为地下2层双柱3跨岛式车站,站台宽度13m,车站规模293.9m×22.7m,端头井宽度27.5m。6号线部分为地下3层双柱3跨岛式车站,站台宽度12.4m,车站规模174.4m×23.1m,端头井宽度27.5m。车站共设8个出入口及4组风亭,采用明挖法施工,车站顶板覆土约4.0m。
根据车站的环境条件,水文地质条件,附属基坑开挖深度10.8~17.45m,根据周围的环境条件和基坑深度,经技术经济比较后,与江南大道站主体围护结构相接的附属围护结构均采用明挖法施工。1号风亭围护结构采用800mm厚地下连续墙;4号风亭围护结构采用600mm、800mm厚地下连续墙,均采取H型钢止水接头形式。如图1所示,纵向为5号线主体围护结构,横向为6号线主体围护结构,阴影部分为附属围护结构。
.png)
1.2 工程地质、水文分析
1.2.1 工程地质
根据地勘报告,江南大道站所处地层从上至下依次为:①1杂填土、①2素填土、②31砂质粉土、②4砂质粉土、③2砂质粉土、③3粉砂夹砂质粉土、④2淤泥质粉质黏土、⑥1淤泥质黏土夹粉土、⑧21粉质黏土夹粉砂、⑫1细砂、⑫2中砂、⑫4圆砾。
1.2.2水文地质概况
该工点无地表水体,场地内的地下水类型主要是第四纪松散岩类孔隙水,根据地下水的含水介质、赋存条件、水理性质和水力特征,可划分为孔隙潜水和孔隙承压水2大类。
场区潜水静止水位一般在埋深0.70~2.50m,相当于85国家高程3.67~5.96m,并随季节性变化。潜水主要分布于浅部的①填土层、②、③粉、粉砂性土层中,水量较一般,主要接受大气降水和侧向迳流补给,并以蒸发为主要排泄方式。
承压水主要分布于深部的⑫砂、砾层和⑭砂、砾层中,水量丰富,隔水层为其上覆的淤泥质土和黏性土层,根据实测承压水水头高程-0.93m。
承压水受侧向迳流补给,富水性好,具有明显的埋藏深、污水少、水量大、流速极慢、咸、微咸的特点,根据《杭州-临浦幅1:50000水文地质、工程地质、环境地区区域调查报告》(1987年),单井开采量1000~3000m3/d,随季节变化不明显。
2施工难点
2.1 主要难点
2.1.1围护结构体接缝的防渗控制难
围护结构体的防渗能力直接影响着永久结构的防渗能力,一般围护结构一旦发生渗漏,永久结构在该部位发生渗漏的概率非常高。在相邻槽壁的接缝处、不同围护结构的结合部极易发生渗漏,并易引发工程事故。工程相邻槽壁的接缝基本为隔5~6米一个,由于接缝为地下连续墙新接头与老端头的交接处,所以本身防渗控制比较难。
2.1.2浅层土体差,易塌方
针对浅层②31砂质粉土、②4砂质粉土、③2砂质粉土、③3粉砂夹砂质粉土土层需进行有效技术措施来防止制作导墙及成槽过程中的塌方现象。
.png)
图2 附属地下连续墙围护结构平面图(左图为1号风亭,右图为4号风亭)
3 施工处理措施
3.1针对围护结构体接缝的防渗控制措施
所有地下连续墙均采用H型钢止水接头形式,确保H型钢接头空隙范围内填充效果。由于H型钢接头的地下连续墙在成槽过程中实际成槽宽度要比分幅宽度大40cm左右,以保证H型钢接头钢筋笼顺利下放,但是留下这将近40cm空隙需要妥善填充,填充效果既要避免混凝土绕流到该空隙内,影响接头防水质量,又要保证相邻槽段成槽过程中及接头处理过程中顺利进行,采用回填土包方式。
.png)
图3 H型钢回填土包示意图
H型钢接头钢筋笼安放完成后,在H型钢背侧空隙里回填袋装土,第一次回填高度不超过10m,随后一边浇灌混凝土一边回填,始终保持回填袋装土的高度高于混凝土液面高度3~5m。
.png)
图4 喷射井点施工流程图
回填袋装土应采取分层回填并夯实的措施,以保证回填密实和防止混凝土绕流,分层夯实高度不超过10m,采用吊车吊重锤进行捶击夯实,重锤重量不少于5t,夯实后再进行下一层袋装土回填。
3.2针对浅层土体差,易塌方的保证措施
(1)为保证导墙制作及成槽过程中浅层粉砂土的稳定性,工程采取了地下连续墙施工预降水的措施,每幅地下连续墙均设置一口井点。地下连续墙施工降水的机理是降低土层内水位,提高护壁泥浆对水位的水头差,以保证壁面稳定。同时通过抽除粉性土的水使粉性土产生固结,增加粉性土的强度,从而确保该土层的稳定。为达到以上效果,工程采用了喷射井点施工,钻孔直径300mm。井点管长度和井点钻孔深度按各工作井所穿越的粉砂土层厚度不同而分别确定,降水管底部必须位于砂层内,井点滤管应伸入需降低水位的土层,槽段处控制水位应为地面下4~6m。降水管理采取短促降水的措施,即在导墙制作前2~3以及某一幅地下连续墙施工前4~5天,在该位置设置的井点开始24h不间断抽水,这样在土体渗透性良好的前提下,短促降水既可以满足地下连续墙稳定要求,又可将周围沉降降低到最低限度。工程施工过程中,井点降水措施对周围构、建筑物未造成沉降影响,开挖槽段完成后进行超声波检测,实测所有地下连续墙导墙下口至地表下6m位置槽段壁面均无明显塌方,该保证措施效果良好,喷射井点施工流程图如下。
(2)为提升地下连续墙施工中的泥浆护壁性能、携渣能力、稳定性、回收处理等种种方面,工程选用了新型的复合钠基膨润土(GTC-4)。其水化后的膨胀倍数为钙基膨润土的10倍以上,膨润土的小板结构充分打开。膨润土的小板与高分子聚合物之间的桥接作用,可在槽壁孔壁形成又薄又韧、致密的泥皮。大大降低了泥浆的滤失,使泥浆的失水量减少,从而降低了对周边地层含水量的扰动,使孔壁周边的地层尽量保持原状,防塌性能增强。由于工程地质为全断面砂性土,土体较差,易塌方,故工程施工时每幅地下连续墙均在泥浆性能指标表(见表1)指导下上调了成槽过程中使用的新鲜泥浆配比和指标,复合钠基膨润土从35Kg/m3提升至40Kg/m3,新鲜泥浆黏度从30~35提升至33~38,减小了地墙施工对临近管线和构、建筑物的影响。工程施工过程中,槽段完成后的超声波检测中,所有地下连续墙槽段壁面均无明显塌方,该措施使得成槽过程中泥浆更加有效护壁,达到预期目标。
表1 泥浆性能指标表
泥浆指标 新鲜泥浆 成槽泥浆 清孔后泥浆
漏斗黏度{秒} 30~35 25~35 25~35
密度(g/cm3) 1.03~1.10 1.1~1.2 1.03~1.10
PH值 8~9 8~10 8~10
胶体率(%) >99 >96 >99
失水量(cc/30分) <10 <15 <10
泥皮厚(mm) <1 <1.5 <1
含砂率 <8% <4%
4 结语
在杭州地铁5号线一期工程土建施工SG5-15标段江南大道站(5、6号线换乘站)附属地下连续墙施工过程中全断面砂性土地下连续墙施工是该工程的难点,主要体现在围护结构体接缝易渗漏、浅层土体差,水位高,易塌方。对此全部采取了H型钢止水接头形式,回填土回填夯实防止混凝土绕流、每幅地下连续墙均采用井点降水和控制泥浆指标来确保土体的稳定性。杭州地铁5号线一期工程土建施工SG5-15标段江南大道站附属结构已全部开挖至底板,施工应用表明,该技术实施效果较好,良好的解决了塌方、渗漏等施工难题,达到了施工质量控制要求,已在各主体结构地下连续墙工程施工中进行推广使用。
字数还是不足3000。基本上没怎么修改,“附属地下连续墙”是否应该是风亭基坑的地下连续墙?
参考文献:
[1]呼明亮,温龙辉,邱发强.预制拼装综合管廊接头构造分析与优化[J].市政技术,2020,38(03):215-221.
[2]徐建成.地下连续墙和SMW工法桩接头部位渗水问题的思考及建议[J].建材与装饰,2020(13):27-29.
[3] 《地下连续墙安全专项施工方案》