□文/高書豹 彭顯曉
伴隨著城市不斷擴張,各城市通過立體交通、公共交通來緩解所面臨的交通壓力,地鐵因其載客量大且對地面影響小,而被廣泛采用[1~2],目前我國地鐵已由單線向網絡化快速發(fā)展,換乘站及綜合交通樞紐已成為地鐵網絡化的支點[3]。天津地鐵6號線文化中心站位于文化中心地下,與5號線文化中心站、Z1線文化中心站及文化中心公交站一起組成了文化中心交通樞紐。其中5、6號線文化中心站采用換乘通道連接,連接處施工場地狹窄,圍護結構采用了MJS工法,可供今后類似工程參考。
MJS工法在傳統(tǒng)高壓噴射注漿工藝的基礎上,采用了獨特的多孔管和前端造成裝置,實現(xiàn)了孔內強制排漿和地內壓力監(jiān)測并通過調整強制排漿量來控制地內壓力,大幅度減少對環(huán)境的影響,而地內壓力的降低也進一步保證了成樁直徑,見圖1。
圖1 MJS工法工藝原理
天津地鐵6號線文化中心站為地下3層島式站臺車站,車站長168 m、標準段寬25 m,與5號線文化中心站采用換乘通道連接,換乘通道長6.4 m、寬28.1 m、深17.8 m,地下2層結構。支護形式為3道混凝土板撐,采用明挖順做法施工,見圖2。由于文化中心站主體圍護結構1 000 mm厚地下連續(xù)墻與預留換乘通道圍護結構800 mm厚地下連續(xù)墻已施工完成,換乘通道施工區(qū)域場地狹小,開挖深度較深,設計采用MJS大直徑旋噴樁+H型鋼做為通道圍護結構。
基坑開挖深度范圍內以粉土、粉質粘土為主,基坑底標高-14.6 m,第一層承壓水分布深度為地面下20~32 m,主要為[8] 2-1粉土層和[9]21粉砂層。圍護結構截斷第一層承壓水,換乘通道底板位于第一層承壓水上方,距離第一層承壓水最小距離1.6 m,見圖3。
圖2 文化中心站平面
圖3 地質剖面
MJS樁體直徑1.6 m、樁長33 m,樁頂標高3.2 m,樁底標高-29.8 m,采用全圓形式,搭接600 mm,搭接處內插700 mm×300 mm型鋼,型鋼長33 m,見圖4。如遇地下連續(xù)墻鼓包難以施工,根據現(xiàn)場實際調整MJS樁位,如遇地下連續(xù)墻周圍回填障礙物及原地下連續(xù)墻加固影響造成型鋼難以插入,根據現(xiàn)場實際調整型鋼位置,同時,根據實際情況調整樁體長度及搭接范圍。
圖4 MJS樁體平面布置
MJS成樁采用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥,H700 mm×300 mm型鋼。施工過程中根據成樁范圍內的土層特性確定樁體水泥摻量,水泥摻量≮40%,水灰比1∶1。MJS樁體垂直度偏差≯1/200,為確保樁體的垂直度,施工過程中采取引孔、鋼套管導向等施工措施;樁機上自帶水準氣泡,如氣泡不能精確表達應架設全站儀對樁機進行調平;樁位中心偏差≯20 mm,樁深偏差≯50 mm,成樁直徑應不小于設計直徑。MJS無側限抗壓強度標準值在淤泥質土層中≮0.6 MPa,粘性土層中≮0.8 MPa,在砂質土層中≮1.5 MPa;樁體滲透系數≯10-6~10-7cm/s。在高壓噴射注漿過程中出現(xiàn)壓力驟然下降、上升或冒漿等異常情況時,應查明產生的原因并及時采取措施。當高壓噴漿完畢,應迅速拔出噴漿管。MJS施工期間應加強對周邊環(huán)境的監(jiān)測,根據監(jiān)測及時調整施工參數。
已施工的地下連續(xù)墻可能存在鼓包情況,影響引孔的垂直度,進而影響MJS工法成樁的效果,同時會嚴重影響施工進度。為保證施工時的垂直度,采用外套管加專用鉆頭施工引孔。如障礙物較難處理,可以采取增加樁數繞過障礙物。
地面以下可能存在建筑垃圾、石塊等障礙物,導致型鋼難以插入或影響型鋼插入的垂直度。型鋼插入前應先在地面位置開孔,插入過程中采用全站儀監(jiān)控型鋼垂直度。如型鋼插入過程中遇障礙物無法插入,可在允許范圍內應先對型鋼位置進行調整,如調整后仍無法插入,應采用清障機清障后再施工。為減少型鋼插入阻力,應嚴格控制型鋼焊縫質量,型鋼底部可加工成尖狀,打入前應對型鋼涂抹減摩劑,壓入過程中隨時檢測型鋼的垂直度,一旦有偏差時立即調整、糾偏。型鋼頂端打入至槽口位置時,應控制標高符合設計要求。
傳統(tǒng)的SMW工法樁內插型鋼均為先噴漿攪拌后插入型鋼,考慮到MJS工法噴漿時間長且插入型鋼的位置在兩樁搭接處,水泥漿液凝固將嚴重影響H型鋼的插入,因此采用先插入型鋼后噴漿。型鋼靠液壓振動錘插入后,高壓噴射漿液對H型鋼進行包裹,從而形成一道內插H型鋼的水泥土帷幕墻體。
本工程內插型鋼長33 m,斷面尺寸較大且地下條件復雜,采用先插入型鋼再施工MJS樁的方式施工,按上述順序施工雖導致MJS施工時存在噴射盲區(qū)但盲區(qū)相對較小且處于整個受力體中部,對群樁整體強度影響不大,由于是先插型鋼,不存在內插型鋼擾動樁體的問題且高壓噴射漿液對H型鋼進行包裹,握裹力較大。對于內插型鋼尺寸較大,即內插阻力較大,但噴射盲區(qū)面積與樁體截面相比較小時,MJS工法樁施工可借鑒該工程施工經驗;對于內插型鋼尺寸較小,即內插阻力較小,但噴射盲區(qū)面積與樁體截面相比較大時,建議先施工MJS樁后插型鋼。
[1]梁寧慧,劉新榮,曹學山,等.中國城市地鐵建設的現(xiàn)狀和發(fā)展戰(zhàn)略[J].重慶建筑大學學報,2008,30(6):81-85.
[2]郭 濤,楊 濤.城市軌道交通與可持續(xù)發(fā)展[J].交通運輸研究,2006,(4):91-92.
[3]閆長安.世界地鐵發(fā)展趨勢和運營安全的保障[J].現(xiàn)代城市軌道交通,2011,(5):100-104.