超深地下連續入巖導墻施工要點淺談

周開揮

1 工程簡介

本工程為武漢市軌道交通二號線一期工程循禮門站地鐵車站。車站位于武漢市解放大道與京漢大道之間的江漢路下方,車站西端為解放大道及循禮門下穿地道,東端為京漢大道和已建成的輕軌一號線,本站為地鐵二號線車站,與已建成的輕軌一號線江漢路站換乘。車站為標準地下兩層車站,地下一層為站廳層;地下二層為站臺層。車站總長183 m,站臺為地下兩層島式站臺,主體建筑面積為10 191.1 m2,出入口通道、風道(風亭)建筑面積為3 272.2 m2,車站總建筑面積約為13 463.3 m2。施工的部分為車站基坑圍護結構工程,基坑圍護結構采用地下連續墻,墻體深度約為46.5 m～53.5 m之間,要求連續墻墻底入巖1.5 m,墻體之間采用三管懸噴樁止水。此類工程在武漢市政工程建設上尚算首次,工程施工難度大,不可預見情況多,如何提高地下連續墻入巖成墻的速度是重中之重。

2 施工準備

2.1 場地平整

場地開工2 d內開始初步測量放線,用白灰和旗桿圈出各高壓旋噴樁和地下連續墻施工范圍。然后對場地內現有混凝土地面,采用一臺啄木鳥配合一臺反鏟挖掘機進行破除工作,并隨時用自卸翻斗車裝運出場。

2.2 排水溝布置

在已破除的場地內,靠近混凝土道路內側兩側設置300 mm×300 mm排水溝一道,保證破除地面內不積水,溝盡頭設集水井,用潛水泵將積水抽排至市政排水管網。

2.3 泥漿制備與管理

1)泥漿制備。泥漿攪拌采用2臺ZL-400型高速回轉式攪拌機。配制方法:先配制CMC溶液靜置5 h,按配合比在攪拌筒內加水,加膨潤土,攪拌3 min后,再加入CMC溶液。攪拌10 min,再加入純堿,攪拌均勻后,放入儲漿池內,待24 h后,膨潤土顆粒充分水化膨脹,即可泵入循環池,以備使用。2)泥漿質量管理。泥漿制作所用原料符合技術性能要求,制備時符合制備的配合比。泥漿制作中每班進行兩次質量指標檢測,新拌泥漿應存放24 h后方可使用,并在泥漿池中不斷用泥漿泵攪拌。混凝土置換出的泥漿,應進行凈化調整到需要的指標,與新鮮泥漿混合循環使用,無法調凈的泥漿排放到廢漿池,用泥漿罐車運輸出場。

3 主要施工要點

3.1 導墻施工

1)具體方法。溝槽土方開挖采用挖掘機開挖,人工配合。導墻開挖尺寸及結構圖如圖1所示。導墻鋼筋在加工場加工,現場綁扎。模板按照圖1中的尺寸安裝,混凝土采用C25商品混凝土溜槽輸送入模,人工分層澆筑,插入式振搗器分層振搗密實,模板采用組合鋼模。導墻鋼筋混凝土分段施工,每段長度約30 m,分段施工縫與連續墻的分段接頭錯開0.5 m以上。2)導墻施工工藝流程。測量放線→開挖導墻溝土體→夯實導墻基礎→墊層施工→鋼筋綁扎→立側墻模板→澆筑底板及側墻混凝土→側墻拆?！鷫Ρ澈粚嵒靥铕ね痢鷿仓姘寤炷痢鹉＜皟戎伟苍O→混凝土養生。3)導墻施工技術措施。a.導墻溝槽土方開挖設臨時排水系統,防止槽坑積水。b.本車站導墻坐落于雜填土層上,導墻基礎較好,采用原土夯實的基礎上進行導墻的修筑。如局部遇松軟土體、塊狀回填物或少量雜填土,先進行換填黏土處理,必要時用三合土回填改良地基,避免成槽時基礎坍塌、導墻變形,甚至埋籠事故發生。c.導墻在拆模后及時沿其縱向每隔2 m設上、下兩道內支撐,將兩片導墻支撐起來,以防導墻壁位移。上、下兩道均采用直徑為100 mm質地堅硬圓木。d.導墻強度達到10 MPa并架設好支撐后,墻背用黏土分層回填夯實,夯填時兩側對稱均勻回填夯實,防止墻體產生水平位移。e.導墻達到設計強度以前嚴禁重型機械在附近行走、停置或作業,以防導墻變形。f.考慮基坑開挖時地下連續墻在外側土壓力作用下會向內位移和變形,為確保后期基坑結構的凈空符合要求,地下連續墻施工時中心軸線外放100 mm。導墻施工時同理軸線外放100 mm。4)導墻施工注意事項。a.導墻不得以雜填土為基底,遇到填土須挖出,若挖出以后土方超深,則此處的導墻加深,遇其他障礙物時按上述方法處理,若遇軟弱地質面積較大,深度較深,采取地基加固的措施。b.導墻施工接頭應與地下連續墻接頭位置錯開。槽壁段施工時,為確保槽壁穩定必須嚴格控制槽壁附近的堆載,不允許車輛在上面行駛和碰撞。c.導墻拆模后,及時進行墻間支撐安設,支撐按每2 m設上下兩道的原則設置木支撐(直徑100 mm),導墻兩側回填土時,選用優質黏性土回填并夯實。d.導墻施工時必須特別注意導墻的內孔尺寸,嚴防混凝土澆筑時脹模造成槽寬減小,進而妨礙抓斗、圓錘及方錘成槽施工。

3.2 連續墻成槽施工

1)土層成槽的施工順序確定。土層成槽采取分塊抓法。分塊抓法即先抓兩側塊,再抓中間塊,這樣可避免抓斗挖槽時發生側傾,可保證抓槽精度。抓槽順序如圖2所示。液壓抓斗的沖擊力和閉合力足以抓起強風化巖以上各層,在成槽過程中,嚴格控制抓斗的垂直度及平面位置,尤其是開槽階段。仔細觀察監測系統,X,Y軸任一方向偏差超過允許值時,立即進行糾偏。抓斗沿地連墻中心軸線入槽,機械操作要平穩,并及時補入泥漿,維持導墻中泥漿液面穩定。2)巖層成槽的施工要點。當土層成槽至約40 m,如遇抓斗進尺困難時,可初步判斷進至巖層面層。通過觀察泥漿排出的泥渣內是否含有巖塊,判斷是否進入巖層。如判斷見中風化巖層,則抓斗挖槽機移機至下個槽段施工。沖擊鉆機通過吊車配合移至該槽段進行施工。沖擊鉆機由沖擊錘、機架、卷揚機組成。沖擊錘使用加工的φ 800實芯錘頭,重量1.5 t。成槽沖孔時,用測繩測量見巖深度,做好記錄,并在鋼絲繩上做好標記,然后開始進行沖擊。在初見巖層時沖擊采取低提錘輕打,避免因錘頭提高,對槽段造成破壞。隨著深度加深,沉速減慢,起錘高度可漸增,控制在1.5 m。到達成槽深度1.5 m,鉆機移至下個沖擊點。沖擊點按照錘寬1 000 mm間距控制,以保證槽底平整,保證鋼筋籠平整放至槽底。3)防止槽壁坍塌措施。成槽過程中,淤泥層和粉砂層易產生坍塌,針對此地質條件,制定以下措施:a.減輕地表荷載:槽壁附近堆載不超過20 kN/m2,起吊設備及載重汽車的輪緣距離槽壁不小于3.5 m。b.控制機械操作:成槽機械操作要平穩,不能猛起猛落,防止槽內形成負壓區,產生槽坍。c.強化泥漿工藝:采用優質膨潤土制備泥漿,配以CMC增粘劑形成致密而有韌性的泥皮止水護壁,以重晶石適當提高泥漿比重,保持好槽內泥漿水頭高度,并高于地下水位1 m以上。在漏失地段可摻入防漏劑。d.縮短裸槽時間:抓好工序間的銜接,使成槽至澆灌完混凝土的時間控制在24 h以內。

4 結語

該工程利用了國內普通的設備解決了入巖問題,有效的確保施工質量及止水效果。同時又作為建筑物的永久性承重結構,降低了結構的工程造價,大大縮短了工期,取得了良好的社會效益與經濟效益。

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