地鐵工程深基坑地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

劉 博

（中鐵十九局集團(tuán)有限公司，北京 100000）

0 引言

深基坑的防護(hù)通常采用地下連續(xù)墻形式，防護(hù)裝置既能實現(xiàn)基坑安全的保障，同時也對周邊的建筑和土層起到安全管控。為建設(shè)理想的地下連續(xù)墻，應(yīng)通過預(yù)防措施掌控施工質(zhì)量、降低隱患。以某地鐵項目為例，研究地下連續(xù)墻的施工技術(shù)工藝。

1 工程概述

某市地鐵中車間深基坑施工采用明挖順做法，結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃弧⒌刭|(zhì)以及周邊情況，經(jīng)施工、設(shè)計等單位共同研究后，將地下連續(xù)墻維護(hù)結(jié)構(gòu)作為外墻合一的措施，墻面厚度設(shè)定是800 mm，鋼管直徑選用610 mm。此項目分為標(biāo)準(zhǔn)段與端頭井段，兩部分的地下連續(xù)墻深度不同，標(biāo)準(zhǔn)段部分將開挖深度定為15.8 m 處，地下連續(xù)墻深為28 m；端頭井部分將開挖深度定為17.4 m 處，其連續(xù)墻深度是30 m。地下連續(xù)墻常采用Z 形、一形和L 形的布置形式，長度在4.4～6 m，使用C35、P8 混凝土。在具體施工中通過精密儀器對其實時檢測，以達(dá)到動態(tài)控制的效果。

2 地下連續(xù)墻工程施工要求

地下連續(xù)墻技術(shù)已經(jīng)歷多年發(fā)展和實踐，是施工中的一項重要技術(shù)。當(dāng)前利用挖掘設(shè)備，采用泥漿做施工原料，將混凝土注入到挖好的深槽中從而形成連續(xù)墻。地下連續(xù)墻根據(jù)施工要求分為地下防滲墻和地下連續(xù)墻，安全施工是工程中關(guān)注的重點，地下工程質(zhì)量問題尤為重要[1]。地下連續(xù)墻的具體施工中應(yīng)符合振動性較小、對周圍環(huán)境影響較低等要求。連續(xù)墻是現(xiàn)代都市地下建筑的核心部分，須確保其具有符合要求的堅實度和有效的噪聲隔絕性能，能承載超大的負(fù)荷是其最為重要的特點。

3 地下連續(xù)墻施工

3.1 導(dǎo)墻

導(dǎo)墻工藝在地下連續(xù)墻發(fā)揮眾多作用，如擋土、掌控垂直度、穩(wěn)定泥漿液面和控制平面位置等，導(dǎo)墻通常在連續(xù)墻軸線兩側(cè)進(jìn)行施工，然后進(jìn)行挖掘槽段，不僅可以實現(xiàn)穩(wěn)土固面，而且便于施工成槽。導(dǎo)墻主要施工工序：平整地面→測量→挖掘槽段→澆筑→墊層→鋼筋固定→支模→注入混凝土→拆模→導(dǎo)墻外填土（圖1）。

圖1 導(dǎo)墻施工示意

在導(dǎo)墻施工時，須確保導(dǎo)墻基底和土面緊密接觸，杜絕泥漿的滲透。一般采用分段式施工，需設(shè)置鋼筋接頭，在相鄰導(dǎo)墻施工時便可將鋼筋頭連接。在成槽工藝施工時，導(dǎo)墻可發(fā)揮指導(dǎo)液壓抓頭的作用，因此應(yīng)確保導(dǎo)墻的垂直度、尺寸和位置的精度符合要求。一般情況下，縱軸與墻面間的距離偏差限定在10 mm，外導(dǎo)墻與內(nèi)導(dǎo)墻兩者間的距離偏差限定在5 mm內(nèi)，確保導(dǎo)墻頂面水平，其長度在水平方向上差值需≤10 mm，將局部偏差限定在5 mm 內(nèi)。經(jīng)混凝土建筑和拆模后，為導(dǎo)墻設(shè)置縱向支撐裝置，每間隔1 m 設(shè)置兩道支撐，進(jìn)而可保障導(dǎo)墻在填土?xí)r不會出現(xiàn)移動。當(dāng)導(dǎo)墻混凝土的強(qiáng)度滿足設(shè)計強(qiáng)度的一半時，便可以進(jìn)行成槽工藝。若導(dǎo)墻的混凝土強(qiáng)度不夠，嚴(yán)禁機(jī)械和車輛接近導(dǎo)墻，應(yīng)控制其與導(dǎo)墻的距離在3 m以外。

3.2 地下連續(xù)墻成槽工序

地下連續(xù)墻施工的重要工序之一是成槽，結(jié)合地質(zhì)特征，液壓抓斗機(jī)開挖成槽主要用于中風(fēng)化巖層。中風(fēng)化巖層下使用沖擊鉆和沖孔，挖掘成槽的工期約是地下連續(xù)墻施工工期的1/2。因此，為大幅縮短施工工期，可通過快速提升挖槽速度縮短工期[2]。

墻體的外形一般取決于槽壁形狀，因此成槽精度以及其質(zhì)量關(guān)乎到連續(xù)墻的質(zhì)量。單元槽段越長且接頭越少，則可有效提高連續(xù)墻的防滲、截水和整體性。槽段形式主要有L 形、Z 形和一字形，其標(biāo)準(zhǔn)段是6 m，按照設(shè)計劃分轉(zhuǎn)角和特殊位置，結(jié)合具體情況處理局部位置。

在成槽過程中，泥漿起到潤滑、保護(hù)槽壁和冷卻模具等作用，泥漿不僅能保障成槽的穩(wěn)定性，還可有效杜絕塌方，并且有助于保障混凝土的質(zhì)量。泥漿的制取和存儲，根據(jù)每天槽段的施工進(jìn)程安排，標(biāo)準(zhǔn)槽段170 m3的用量應(yīng)不低于300 m3。泥漿需要經(jīng)過3 道工序才可投入使用，分別是制漿池、沉淀池和儲存池的處理，泥漿的制備采用方便施工原則，用離心泵生產(chǎn)泥漿，采用重力沉降生產(chǎn)。優(yōu)質(zhì)黏土是泥漿的原材料，黏土經(jīng)過攪拌機(jī)的攪拌，同時在池中存放24 h 后才可投入使用。成槽和清孔的泥漿需測定其物理指標(biāo)，主要測定泥漿的含沙率、比重和黏度，專門技術(shù)人員測量泥漿的性能指標(biāo)。

在成槽中隨著挖槽的加深應(yīng)持續(xù)添加泥漿，控制泥漿的液面高度在水面0.5 m 上，同時控制在導(dǎo)墻面0.5 m 內(nèi)。采用新的泥漿代替污染的泥漿，處理槽內(nèi)沉渣，澆筑時提前排除槽內(nèi)泥漿，上層合格的泥漿注入到沉淀池中，下層不合格的需要經(jīng)過再次處理才可投入使用。

關(guān)于循環(huán)利用泥漿，由于其受污染性不佳，需加入適當(dāng)?shù)幕饓A和CMC，為0.10%～0.15%處理，經(jīng)檢驗合格才可投入使用。經(jīng)處理的泥漿，在儲存池內(nèi)與新泥漿混合后加入外加劑，再投入槽內(nèi)應(yīng)用。杜絕污染泥漿的有效舉措是將導(dǎo)墻高度設(shè)置超過地面20 cm，布置好排泄泥漿孔，應(yīng)低于導(dǎo)墻10 cm，保證泥漿可正常排放到泄水溝，最終進(jìn)入沉淀池。采用泥漿泵運(yùn)送泥漿，在泥漿運(yùn)輸期間需密切關(guān)注管路情況，出現(xiàn)爆管情況，需立刻停止泥漿泵，及時補(bǔ)接管路，謹(jǐn)防泥漿污染場地。

3.3 安裝鋼筋籠

鋼筋籠在地下深基坑中安裝常使用50 t 履帶式起重機(jī)和KH180 履帶式起重機(jī)。吊運(yùn)鋼筋籠時，應(yīng)使鋼筋籠保持水平狀態(tài)，同時起吊主副2 個吊鉤。當(dāng)鋼筋籠上升至特定高度時，緩慢松開副吊鉤，主吊鉤持續(xù)提高，進(jìn)而使得鋼筋籠由水平變?yōu)榇怪保M(jìn)而去除副吊鉤，按照特定位置安裝鋼筋籠。鋼筋籠吊裝如圖2 所示。

圖2 鋼筋籠吊裝示意

在鋼筋籠的吊裝中，需著重關(guān)注鋼筋籠的起吊方式和吊點位置。錯誤的起吊方式和吊點位置會導(dǎo)致鋼筋籠發(fā)生不可逆的變形[3]。避免鋼筋籠在吊運(yùn)過程中出現(xiàn)拖拉情況，防止其發(fā)生不可逆的變形，與此同時需在鋼筋籠的底部綁定一個牽引繩，經(jīng)過人工操作使得鋼筋籠在空中可以保持穩(wěn)定狀態(tài)。安裝鋼筋籠的過程中，只要保障鋼筋籠始終處于垂直狀態(tài)，僅使用主吊鉤吊運(yùn)鋼筋籠即可。為保證符合設(shè)計要求，應(yīng)嚴(yán)格結(jié)合鋼筋籠設(shè)計的位置與實際位置進(jìn)行調(diào)整。

3.4 地下連續(xù)墻混凝土澆筑工藝

制定施工方案，做好澆筑工作，檢查主要機(jī)械，施工人員應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)能力和證件才可上崗。采用商品混凝土，通過泵車將混凝土運(yùn)送至施工場地，結(jié)合單元槽的施工進(jìn)程，做好混凝土供應(yīng)的提前準(zhǔn)備。包括混凝土的使用量、使用時間和等級，經(jīng)過實驗研究，確定混凝土比例滿足使用條件。選用直徑為250 mm 的鋼制管灌注混凝土，使用雙螺紋連接接頭部分，每個槽段配備2 個導(dǎo)管一起灌注。導(dǎo)管應(yīng)先試壓再使用，壓力值應(yīng)在0.5～1 MPa。放置鋼筋籠后，放置導(dǎo)管，導(dǎo)管底部與槽底間的距離在0.2～0.5 m，最上節(jié)的導(dǎo)管長為0.5～1 m。當(dāng)鋼筋籠、鎖扣管和導(dǎo)管等全部安放完成后，上報驗收部門核驗合格后，申請混凝土建筑，同時進(jìn)行二次清槽。泥漿的各項指標(biāo)均符合灌注標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)及時灌注混凝土，混凝土灌注的隔水栓選用球膽，充氣之后再放入導(dǎo)管，同時將鋼板塞放置在漏斗底部，在漏斗內(nèi)的混凝土量符合首批混凝土的要求后，使用吊鉤將鋼板塞取出，同時持續(xù)注入混凝土，灌注到地下連續(xù)墻頂面的50 cm 以上。

3.5 施工設(shè)備管理

為提高施工整體質(zhì)量，保證施工能順利、高效完成，依照成槽設(shè)備的施工情況及其特點，應(yīng)對成槽設(shè)備施工管理制定相應(yīng)措施。施工過程中按照設(shè)計開挖深度，將所用成槽機(jī)分為幾組，這樣能有效降低成槽設(shè)備的勞損程度，還能保證施工過程中成槽設(shè)備運(yùn)作連續(xù)性。不僅如此，針對設(shè)備的操作步驟，應(yīng)制定相應(yīng)規(guī)程，避免因操作失誤或不規(guī)范導(dǎo)致增加施工成本。

（1）開挖硬土體時，必須嚴(yán)格控制抓斗的抓挖速度，不可過快，其目的是為避免因過度集中的應(yīng)力導(dǎo)致斗齒受損；應(yīng)該對其切入角盡可能增大、嚴(yán)控切入深度，降低其抓挖阻力。

（2）升降液壓抓斗時，必須嚴(yán)格控制卷揚(yáng)機(jī)絞盤速度，不可出現(xiàn)急停、急升情況。

（3）施工過程中，必須實時關(guān)注槽壁的穩(wěn)定性，如果出現(xiàn)埋斗、卡斗情況，不可以硬拽、硬拉抓斗，保證抓斗內(nèi)部部件不被損壞。

4 結(jié)束語

在地鐵深基坑的維護(hù)中多采用地下連續(xù)墻技術(shù)，其施工質(zhì)量也受到重視，在具體施工中應(yīng)明確要點，做好質(zhì)量監(jiān)控方案，從而確保地下連續(xù)墻的質(zhì)量，提高效率、縮短工期，提升經(jīng)濟(jì)效益。