劉 博
(中鐵十九局集團有限公司,北京 100000)
深基坑的防護通常采用地下連續(xù)墻形式,防護裝置既能實現(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。為建設理想的地下連續(xù)墻,應通過預防措施掌控施工質(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。
某市地鐵中車間深基坑施工采用明挖順做法,結(jié)合當?shù)氐乃?、地質(zhì)以及周邊情況,經(jīng)施工、設計等單位共同研究后,將地下連續(xù)墻維護結(jié)構(gòu)作為外墻合一的措施,墻面厚度設定是800 mm,鋼管直徑選用610 mm。此項目分為標準段與端頭井段,兩部分的地下連續(xù)墻深度不同,標準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,以達到動態(tài)控制的效果。
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)。當前利用挖掘設備,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,能承載超大的負荷是其最為重要的特點。
導墻工藝在地下連續(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,導墻通常在連續(xù)墻軸線兩側(cè)進行施工,然后進行挖掘槽段,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?!鷮ν馓钔粒▓D1)。
圖1 導墻施工示意
在導墻施工時,須確保導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,需設置鋼筋接頭,在相鄰導墻施工時便可將鋼筋頭連接。在成槽工藝施工時,導墻可發(fā)揮指導液壓抓頭的作用,因此應確保導墻的垂直度、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,外導墻與內(nèi)導墻兩者間的距離偏差限定在5 mm內(nèi),確保導墻頂面水平,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,為導墻設置縱向支撐裝置,每間隔1 m 設置兩道支撐,進而可保障導墻在填土時不會出現(xiàn)移動。當導墻混凝土的強度滿足設計強度的一半時,便可以進行成槽工藝。若導墻的混凝土強度不夠,嚴禁機械和車輛接近導墻,應控制其與導墻的距離在3 m以外。
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,液壓抓斗機開挖成槽主要用于中風化巖層。中風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,其標準段是6 m,按照設計劃分轉(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)每天槽段的施工進程安排,標準槽段170 m3的用量應不低于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,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。
在成槽中隨著挖槽的加深應持續(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?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)應用。杜絕污染泥漿的有效舉措是將導墻高度設置超過地面20 cm,布置好排泄泥漿孔,應低于導墻10 cm,保證泥漿可正常排放到泄水溝,最終進入沉淀池。采用泥漿泵運送泥漿,在泥漿運輸期間需密切關(guān)注管路情況,出現(xiàn)爆管情況,需立刻停止泥漿泵,及時補接管路,謹防泥漿污染場地。
鋼筋籠在地下深基坑中安裝常使用50 t 履帶式起重機和KH180 履帶式起重機。吊運鋼筋籠時,應使鋼筋籠保持水平狀態(tài),同時起吊主副2 個吊鉤。當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,進而使得鋼筋籠由水平變?yōu)榇怪?,進而去除副吊鉤,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致鋼筋籠發(fā)生不可逆的變形[3]。避免鋼筋籠在吊運過程中出現(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),僅使用主吊鉤吊運鋼筋籠即可。為保證符合設計要求,應嚴格結(jié)合鋼筋籠設計的位置與實際位置進行調(diào)整。
制定施工方案,做好澆筑工作,檢查主要機械,施工人員應具有相應的技術(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送至施工場地,結(jié)合單元槽的施工進程,做好混凝土供應的提前準備。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 個導管一起灌注。導管應先試壓再使用,壓力值應在0.5~1 MPa。放置鋼筋籠后,放置導管,導管底部與槽底間的距離在0.2~0.5 m,最上節(jié)的導管長為0.5~1 m。當鋼筋籠、鎖扣管和導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,同時進行二次清槽。泥漿的各項指標均符合灌注標準時,應及時灌注混凝土,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。
為提高施工整體質(zhì)量,保證施工能順利、高效完成,依照成槽設備的施工情況及其特點,應對成槽設備施工管理制定相應措施。施工過程中按照設計開挖深度,將所用成槽機分為幾組,這樣能有效降低成槽設備的勞損程度,還能保證施工過程中成槽設備運作連續(xù)性。不僅如此,針對設備的操作步驟,應制定相應規(guī)程,避免因操作失誤或不規(guī)范導致增加施工成本。
(1)開挖硬土體時,必須嚴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力導致斗齒受損;應該對其切入角盡可能增大、嚴控切入深度,降低其抓挖阻力。
(2)升降液壓抓斗時,必須嚴格控制卷揚機絞盤速度,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。
在地鐵深基坑的維護中多采用地下連續(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)濟效益。