鄭良旭
摘要:著地下空間工程的不斷發(fā)展,超深地下連續(xù)墻的應(yīng)用越來越多,施工的風(fēng)險也越來越高。地下連續(xù)墻是在城市地鐵車站建設(shè)中較常采用的圍護結(jié)構(gòu)形式,其施工工藝直接影響到連續(xù)墻的安全性和穩(wěn)定性,系統(tǒng)介紹地下連續(xù)墻的施工工藝及要點,并對地下連續(xù)墻施工工程中存在的若干問題進行探討、分析,并提出相對應(yīng)的解決措。
關(guān)鍵詞:連續(xù)墻;施工工藝;滲漏
引言
隨著各大主要城市地面交通的日益擁擠,地鐵將逐漸成為全國各大城市人們出行的主要交通工具。目前國內(nèi)地鐵車站施工大部分還是采用明挖法,基坑圍護結(jié)構(gòu)主要是高壓旋噴樁、地下連續(xù)墻等支護方式。在眾多的支護方法中,地下連續(xù)墻以剛度大、整體性強、位移控制效果好等突出的優(yōu)點和廣泛的適用性而得到了越來越多的應(yīng)用。所謂地下連續(xù)墻,就是預(yù)先進行成槽作業(yè),形成具有一定長度的槽段,在槽段內(nèi)放入預(yù)制好的鋼筋籠,并澆筑混凝土建成墻段,如此連續(xù)施工,各墻段相互連接構(gòu)成一道完整的地下墻體。由于這種施工方法可以開挖任意深度和斷面的深槽,所以能夠根據(jù)設(shè)計要求,建造各種深度、寬度、形狀、長度和強度的地下墻。
1 地下連續(xù)墻施工工藝
在施工地下連續(xù)墻之前,首先明確施工工序及內(nèi)容。其中包括:導(dǎo)墻施工、鋼筋籠制作、泥漿制作、成槽放樣、成槽、下接頭管、鋼筋籠吊放和下鋼筋籠、下拔混凝土導(dǎo)管澆筑混凝土、拔接頭管。
1.1根據(jù)地質(zhì)條件,選擇挖槽方案
地下連續(xù)墻的挖槽,不能簡單地理解成用挖槽機進行挖槽。實際工程中,由于地質(zhì)情況變化較大,部分槽段的土質(zhì)較硬,且有漂石時要采取綜合的挖槽方案。因此對埋深較淺的連續(xù)墻,可選擇抓斗挖槽簡便有效。但地質(zhì)復(fù)雜時可采用抓斗挖槽和沖擊成槽相結(jié)合的施工方案。本工程中地質(zhì)情況相對較好,只采用了挖槽機成槽,采用三抓成槽,且兩側(cè)抓挖為沒有接頭箱的抓斗一側(cè)。成槽施工中注意車載測斜儀器指針,發(fā)現(xiàn)偏斜隨時采用糾偏導(dǎo)板來糾偏。一旦遇到嚴重不均勻的地層,及時回填槽孔,然后重新挖掘。成槽過程中抓斗入槽、出槽均應(yīng)慢速、平穩(wěn),防止泥漿掀起波浪,影響導(dǎo)墻下面及后面的土層穩(wěn)定。每三抓作一次180。旋轉(zhuǎn),以消除因斗齒咬合不均造成的槽位偏移,從各細節(jié)處保證槽段垂直度。
1.2合理劃分槽段
槽段的劃分原則是不影響槽壁的穩(wěn)定性,同時考慮附近已有建筑物情況、挖槽機類型、槽壁的穩(wěn)定性、鋼筋籠的質(zhì)量等因素,盡可能地減少接頭數(shù)量,不但可以提高施工效率,還可以提高地下連續(xù)墻的防水性和整體性。施工組織設(shè)計中為盡量避免閉合槽段的形成,采用連接幅順序施工,即先完成首開幅槽段(本工程以轉(zhuǎn)角槽段為首開槽段)的施工后在首開幅的兩側(cè)施工連接幅,連接幅鋼筋籠一側(cè)設(shè)止水鋼板,另一側(cè)無止水鋼板。
1.3 嚴格防止導(dǎo)墻開裂和位移變形
導(dǎo)墻的作用是為挖槽機具導(dǎo)向、蓄存泥漿和防止槽口坍塌,同時可作為施工時水平與豎直測量的基準(zhǔn),安裝鋼筋籠、設(shè)置混凝土管、架設(shè)挖槽機具的支點。為此,在導(dǎo)墻的施工中重點是防止導(dǎo)墻開裂和位移變形過大。因此在本工程施工中用U頂支撐導(dǎo)槽內(nèi)兩側(cè)導(dǎo)墻模板,外側(cè)用拉絲固定,如此保證導(dǎo)墻的精度。待混凝土達到設(shè)計強度后拆模并迅速回填密實,且禁止任何重型的機械設(shè)備在導(dǎo)墻附近停留。此外,在外側(cè)導(dǎo)墻做300 mmx300 mm的排水溝,與導(dǎo)墻一體澆筑,待盾構(gòu)井開挖時,封閉形成排水溝。
1.4根據(jù)施工過程調(diào)整泥漿性能
1.4.1地下連續(xù)墻用泥漿的成分和性能要求
地下連續(xù)墻用泥漿通常是膨潤土(主要成分:SiO:、AI:0,、Fe:O,)泥漿。泥漿成分是膨潤土、摻合物和水。
1.4.2調(diào)整泥漿性能的措施
在泥漿中摻入摻合劑改善泥漿的性能,提高泥漿的工作效能。
(1)摻入分散劑。當(dāng)泥漿粘度太大時,可加入碳酸鈣等分散劑以降低泥漿粘度,從而可以達到置換對膨潤土有害的離子。
(2)摻人增粘劑CMC。摻人泥漿后可提高泥漿的粘度,防止泥漿沉淀,使泥皮致密而堅韌,增強槽壁的穩(wěn)定性。
(3)摻入堵漏劑。當(dāng)槽壁是透水性較大的砂礫層,或由于泥漿粘度不夠,形成泥皮能力弱等因素而出現(xiàn)泥漿失水量過大時,就需要摻入水泥、鋸末等堵漏劑。
(4)摻入加重劑。當(dāng)松軟土層或在地下水位較高的槽段施工時,由于壓力較大,需加大泥漿比重,以維護槽壁穩(wěn)定。但如果一味加大膨潤土的摻量,則會造成泥漿比重過大。
1.4.3對泥漿進行凈化處理
循環(huán)使用或澆筑混凝土置換的泥漿,其質(zhì)量會逐步惡化,必須進行凈化處理,才能繼續(xù)使用。當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻工程結(jié)束后,將泥漿和泥水做分離處理,才可直接采用管溝排放。因此為滿足泥漿循環(huán)使用及廢漿的沉淀處理,施工中設(shè)置了1個磚砌泥漿池,容積360 m3,分隔成兩半,一為沉淀池,一為循環(huán)池。
1.5 地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝方案制定要點
地下連續(xù)墻的鋼筋籠尺寸通常是按單元槽段制作而成,體積相對較大。要保證鋼筋籠的整體剛度,應(yīng)科學(xué)地編制吊裝方案,并根據(jù)鋼筋籠的重量和制定的起吊方式和吊點位置,在鋼筋籠內(nèi)布置2~4榀縱向鋼筋桁架及主筋平面的斜向拉條,以防止在起吊時鋼筋籠橫向變形和吊放人槽內(nèi)時發(fā)生左右相對變形。本工程鋼筋籠采用整幅成型起吊入槽,按設(shè)計要求焊裝預(yù)留接駁器、預(yù)埋鐵件,綁扎硬泡沫塑料板,并保證鋼筋接駁器、預(yù)埋件的定位精度符合規(guī)定要求??紤]到鋼筋籠起吊時的剛度和強度,根據(jù)設(shè)計圖紙,鋼筋籠內(nèi)的桁架數(shù)量根據(jù)鋼筋籠的質(zhì)量和長度來決定。鋼筋起吊點用咖32 mm圓鋼加固,轉(zhuǎn)角槽段增加8號槽鋼支撐,每4 m一根。鋼筋籠最上部用2qb28 mm作并列水平筋。
1.6地下連續(xù)墻混凝土必須符合配合比設(shè)計要求
地下連續(xù)墻混凝土的澆筑是采用導(dǎo)管澆筑水下混凝土,混凝土的各項指標(biāo)要比在水上澆筑的要求有所調(diào)整。按導(dǎo)管澆筑水下混凝土法的要求,混凝土應(yīng)比水上澆筑的混凝土設(shè)計強度等級提高5 MPa。此外,要有較大的坍落度,流動性好而不易發(fā)生離析,使其在澆筑時,能在槽中均衡地保持基本水平上升。所以在混凝土中摻人適量的木質(zhì)素磺酸鈣等外加劑,對改善混凝土的和易性、增加坍落度、擴散度和提高強度均是有利的。施工中連續(xù)墻采用C30防水混凝土,抗?jié)B等級P10,水下灌注混凝土。鋼筋籠人槽就位后,應(yīng)盡快澆筑混凝土,間隔時間不能太長,一般澆筑混凝土在鋼筋籠入槽的4 h之內(nèi)進行。所以應(yīng)事先安排好混凝土供應(yīng)時間和用量。由于本工程混凝土用量大,所以事先與商品混凝土企業(yè)商定了混凝土專供協(xié)議,做到混凝土隨用隨供,唯一不確定因素是運輸時間的彈性,因此為確保澆筑的連續(xù)性,一般將澆筑時間放在夜間進行。