淺析地鐵工程基坑圍護(hù)樁樁間模筑混凝土施工方法

文/楊猛虎、聶玉慶 中鐵五局集團(tuán)公司 湖南長沙 410000

1、前言

鉆孔灌注樁作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)常用方式之一，一方面起到支護(hù)的作用，另一方面結(jié)合樁間旋噴等措施具有一定的防水效果。由于圍護(hù)樁為圓柱形，基坑內(nèi)側(cè)需由混凝土填平后才能施工卷材防水層和結(jié)構(gòu)側(cè)墻。目前，大部分采取的是噴射混凝土的方式噴平樁間凹槽以填平基坑內(nèi)側(cè)面的處理方式，該方法在對不施做卷材防水層及對凈空要求不高的基坑使用較為廣泛。但是，隨著城市地鐵的發(fā)展，車站對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及防水效果要求也越來越嚴(yán)格，過去采取樁間噴射混凝土的方法，無法保證混凝土面的平整度及側(cè)墻厚度，將會出現(xiàn)防水卷材因混凝土面不平整被損壞，最終使圍護(hù)結(jié)構(gòu)失去支護(hù)作用、防水層失去防水效果。

為解決存在的上述技術(shù)問題，我們提出一種基坑圍護(hù)樁樁間模筑混凝土的施工方法，該方法可彌補(bǔ)傳統(tǒng)圍護(hù)樁間噴射混凝土施工時混凝土面不平整、結(jié)構(gòu)尺寸不易控制、樁間防水效果不佳的缺陷。

2、施工方法特點(diǎn)

跟傳統(tǒng)的噴射混凝土相比，樁間模筑混凝土具有以下特點(diǎn)：

2.1在施工過程中可根據(jù)圍護(hù)樁的垂直度以及基坑凈寬隨時調(diào)整模筑混凝土的厚度，且能控制混凝土面的平整度。

2.2 有利于基坑側(cè)墻防水卷材的施工及保護(hù)，提高防水效果。

2.3 施工工藝較為簡單，作業(yè)人員易于實施。

2.4 施工進(jìn)度快，成本低，對環(huán)境污染小。

3、適用范圍

基坑圍護(hù)樁樁間模筑混凝土的施工方法適用于采用鉆孔灌注樁作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的地鐵車站及附屬出入口。

4、工藝原理

該基坑圍護(hù)樁樁間模筑混凝土的施工工法步驟是先進(jìn)行基坑土方開挖并鑿除圍護(hù)樁的保護(hù)層至預(yù)留鋼筋外露；對圍護(hù)樁樁間及樁身土體進(jìn)行修整后鉆孔并植筋；鋼筋網(wǎng)與圍護(hù)樁鑿出的預(yù)留鋼筋焊接；通過植筋用錨拉的方式將模板加固鎖緊；最后進(jìn)行混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)。在施工過程中可根據(jù)圍護(hù)樁的垂直度以及基坑凈寬隨時調(diào)整模筑混凝土的厚度，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法圍護(hù)樁間噴射混凝土施工時混凝土面不平整、結(jié)構(gòu)尺寸不易控制、樁間防水效果不佳的缺陷。

5、施工工藝及操作特點(diǎn)

5.1 施工準(zhǔn)備

1）鋼筋于模筑混凝土施工前進(jìn)場，堆碼于場地內(nèi)原材料堆放區(qū)。混凝土采用商品混凝土，由混凝土公司提供。

2）施工前，對班組進(jìn)行施工方案、技術(shù)交底培訓(xùn)工作，使班組人員熟悉相應(yīng)的工序施工流程及施工注意事項。

5.2 土體修整

土方開挖采用挖機(jī)（含破碎頭）進(jìn)行開挖，挖機(jī)配合吊車（抓斗）進(jìn)行出土，采用分層、分部開挖法，每層土方開挖不超過3m。

每層分三次（每次1m）進(jìn)行土方開挖，開挖完成后，由人工對樁間及樁位露出的松散土方進(jìn)行人工清除。工人使用鐵鍬等工具進(jìn)行人工修整，保證土體堅實，不松垮，以免后期混凝土澆筑過程中，有泥土進(jìn)入，影響混凝土質(zhì)量。

5.3 鋼筋安裝

鋼筋安裝前，由人工對樁基鋼筋籠預(yù)留4號鋼筋進(jìn)行鑿出，扳出彎好，并與2號鋼筋焊接，以便樁間模筑砼鋼筋與樁基鋼筋籠有效連接。

鋼筋施工前，須由試驗員、監(jiān)理人員現(xiàn)場取樣，送檢測單位對原材料進(jìn)行性能試驗檢驗，檢驗合格后，方可使用。

鋼筋網(wǎng)在鋼筋加工場地進(jìn)行拼裝，鋼筋連接采用綁扎施工，邊緣處加強(qiáng)綁扎，中間處鋼筋采用隔一綁一，梅花形布置，鋼筋綁扎完成后堆放于半成品堆放區(qū)。使用時，由吊車吊運(yùn)至基坑內(nèi)，與樁基鑿出的4號鋼筋焊接，搭接長度為10d。

具體施工過程見“樁間模筑混凝土結(jié)構(gòu)示意圖”。

圖5.2.3 樁間模筑混凝土結(jié)構(gòu)示意圖

5.4 模板安裝

模板采用錨拉的方法進(jìn)行固定。模板安裝前，采用鉆孔植筋的方式在圍護(hù)樁上鉆孔并使用植筋膠植入φ16螺紋鋼，作為模板安裝加固時的拉桿件。鋼筋植入深度不得小于20cm，且鉆孔植筋的方向宜與模筑混凝土面呈45°夾角，增加錨筋的抗拔作用，避免與模筑混凝土面呈垂直方向鉆孔植筋；主筋間距為橫向60～70cm，豎向50cm，且必須植于圍護(hù)樁上，不得植在樁間的土體中，原則上每根圍護(hù)樁上植入兩豎排錨筋，示意圖如下。

圖5.2.4 圍護(hù)樁鉆孔植筋圖

模板采用竹膠板，模板用10×10cm方木作為豎向背楞進(jìn)行連接和固定，外側(cè)用48mm雙拼鋼管和蝴蝶扣組合作為橫向背楞，蝴蝶扣上的螺紋拉桿與錨筋焊接形成錨拉體系對模板進(jìn)行緊固。

模板頂、部每間隔1.5m設(shè)置15×15cm的孔洞并做成壺口狀，以方便混凝土的澆筑，插入式振動棒進(jìn)行振搗，以保證接口施工縫處的混凝土密實。

因模板安裝高度大于2m，施工時需搭設(shè)腳手架。腳手架搭設(shè)的地基需平整、穩(wěn)固，搭設(shè)時架管底部需安裝鋼墊板，立桿橫向及縱向布距、水平桿布距均不應(yīng)大于1.2m，支架上的腳手板必須采用粗鐵絲與支架可靠連接固定，人員在腳手板上作業(yè)時，必須佩帶安全帶等勞保用品。

5.5 混凝土澆筑

混凝土采用商品混凝土，由泵車泵送澆筑，采用插入式振搗器搗固。

5.5.1 混凝土的灌注1）澆筑準(zhǔn)備工作

混凝土澆筑前，檢查模板、支架、鋼筋和預(yù)埋件，符合要求后方能澆筑。同時，應(yīng)清除模板內(nèi)的泥土和鋼筋上的油污等雜物。

2）混凝土的澆筑高度

混凝土自高處傾落的自由傾澆高度，即從料斗、溜槽、串筒等卸料口傾落入模板的高度，不應(yīng)超過2m。

3）混凝土澆筑層厚度與振搗

采用插入式振搗時，混凝土澆筑層厚度，應(yīng)不大于振搗器作用部分長度的1.25倍。每一振點(diǎn)的振搗延續(xù)時間，應(yīng)將混凝土搗實至表面呈現(xiàn)浮漿和不再沉落為止；且移動間距不大于作用半徑1.5倍。插入振搗器應(yīng)盡量避免碰撞鋼筋，更不得放在鋼筋上，振搗機(jī)頭開始轉(zhuǎn)動后方可插入混凝土內(nèi)，振完后應(yīng)徐徐提出。振搗靠近模板時，插入式振搗器機(jī)頭必須與模板保持一定距離。

5.5.2 混凝土的養(yǎng)護(hù)

1）混凝土澆筑完后，應(yīng)在12小時內(nèi)加以灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間要保證不少于14天。

2）養(yǎng)護(hù)用水的質(zhì)量與拌制混凝土相同。每天澆水的次數(shù)，以能保持混凝土表面經(jīng)常處于濕潤狀態(tài)為宜。

6、材料與設(shè)備

6.1 主要材料

1）混凝土：樁間采用強(qiáng)度等級為C20的混凝土。

2）鋼筋：采用HPB300、HRB400鋼筋，其中鋼筋網(wǎng)為φ8圓鋼，圍護(hù)樁預(yù)留φ10圓鋼，植筋為φ16的螺紋鋼。

3 模板系統(tǒng)：模板采用15mm的竹膠板，豎向背楞采用10×10cm方木，橫向背楞采用48mm雙拼鋼管和蝴蝶扣組合。

6.2 主要設(shè)備

7、質(zhì)量控制

7.1設(shè)置現(xiàn)場工程質(zhì)量控制機(jī)構(gòu)，配備足夠的有經(jīng)驗的技術(shù)人員、質(zhì)檢人員、管理人員和操作人員，同時對模筑混凝土施工班組進(jìn)行技術(shù)、安全交底，明確相關(guān)施工要求。

7.2 指派專門的技術(shù)人員在樁鋼筋籠的加工過程中全程進(jìn)行跟蹤檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時整改，保證鋼筋籠尺寸、預(yù)留鋼筋位置以及焊接質(zhì)量等滿足要求。

7.3 基坑開挖嚴(yán)格按編制的基坑開挖方法組織施工，分層分段開挖，控制好開挖的長度和深度，并及時對樁間及樁位露出的松散土方進(jìn)行人工清除，以免后期混凝土澆筑過程中，有泥土進(jìn)入，影響混凝土質(zhì)量。

7.4 模筑混凝土施工過程中，應(yīng)及時對圍護(hù)樁的垂直度及基坑凈寬等進(jìn)行測量，根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整模筑混凝土的厚度。

8、安全措施

8.1 作業(yè)人員必須經(jīng)過培訓(xùn)上崗，技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場指導(dǎo)，嚴(yán)把安全質(zhì)量關(guān)。

8.2 所有施工人員必須戴安全帽，特殊工種按規(guī)定帶好防護(hù)用品。

8.3 龍門吊、挖機(jī)、空壓機(jī)等施工機(jī)械設(shè)備，在投入使用前，按安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測、驗收，確認(rèn)機(jī)械狀況良好，能安全運(yùn)行的，才準(zhǔn)投入使用；各種機(jī)械設(shè)備操作人員都必須經(jīng)過培訓(xùn)合格后，持證上崗。

8.4 施工現(xiàn)場不能使用拖線板，電焊機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備一律裝隨機(jī)控制交流接觸器或鐵殼開關(guān)，并接保護(hù)零線，不使用倒順開關(guān)；電動機(jī)械及手動工具均設(shè)三級漏電保護(hù)裝置，設(shè)備使用前，先檢查電源、電機(jī)及電器的絕緣是否良好等，確保一切正常后，方才操作；臨時用電線路的安裝、維修、拆除，均由經(jīng)過培訓(xùn)并取得上崗證的專業(yè)電工完成，非電工不準(zhǔn)進(jìn)行電工作業(yè)，發(fā)現(xiàn)用電隱患需及時整改。

9、工程實例

時代陽光大道站位于長沙市雨花區(qū)，站位位于萬家麗路與時代陽光大道十字路口南側(cè)，沿萬家麗路南北向敷設(shè)。車站主體采用明挖法施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用厚度為1000mm的鉆孔灌注樁+800mm旋噴樁止水帷幕，車站主體采用模筑混凝土的施工方法后，解決了噴射混凝土施工方法成本高、污染環(huán)境以及施工周期長的問題，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法圍護(hù)樁間噴射混凝土施工時混凝土面不平整、結(jié)構(gòu)尺寸不易控制、樁間防水效果不佳的缺陷。整個過程安全有序可控，混凝土表面平整度、垂直度均在允許偏差范圍內(nèi)，受到了業(yè)主及監(jiān)理的一致好評。