王艷偉
Engineering technique 工程技術
高壓線下地下連續(xù)墻施工技術研究
王艷偉
(中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司,北京 100000)
地下連續(xù)墻建筑施工工藝技術為工程施工奠定了良好的技術基礎。地下連續(xù)墻施工技術是建筑行業(yè)常用的施工手段,也是一種優(yōu)秀的基坑維護技術。這類基層施工處理方法為了能有效實行基層挖槽施工作業(yè),要求具備專業(yè)的施工機械才可以對各槽段加以開挖,需同時做好基層泥漿土的護壁處理工作。在高壓線下進行該技術施工,則需要結(jié)合工程實際,既保證高壓線下施工安全的情況下,又要保證地下連續(xù)墻施工質(zhì)量,降低基坑開挖風險,本文就此進行分析。
高壓線;地下連續(xù)墻;分節(jié)吊裝
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和城市交通體系的迅速擴張,大中型城市為緩解交通壓力,加大了地下空間開發(fā)力度,加速構建地鐵交通系統(tǒng)。由于大中型城市都是發(fā)展到一定規(guī)模后才開始修建地下工程,因此不可避免要下穿已建成市政建(構))物。特別在車站規(guī)劃區(qū)域內(nèi)存在的各類架空管線,短期內(nèi)無法改遷,且改遷周期長,費用大。架空管線無法滿足深基坑施工各類大型機械設備施工空間。需采特種機械及施工工藝進行施工。
上海申通地鐵14號線金園五路站,位于嘉定區(qū)江橋鎮(zhèn)內(nèi),曹安公路、星華公路交叉口東側(cè)的曹安公路路中,封浜園藝場附近,十一號橋與十二號橋之間,靠近星火村村委會,騎跨規(guī)劃金園三路,沿曹安路東西向布置,為地下二層島式車站。金園五路站主體基坑圍護結(jié)構采用800mm厚地下連續(xù)墻進行施工,設計98幅,其中車站東端頭井5幅地下連續(xù)墻位于高壓線下方,東端頭井地下連續(xù)墻深35m。在高壓線概況方面,均為220KV高壓電力架空線,項目部對高壓線進行了三點弧垂高度測量,測量的離地弧垂高度分別為17.95m、18.55m及19.15m。在高壓線保護范圍內(nèi),高度空間不滿足常規(guī)地下連續(xù)墻成槽施工,亦不滿足地墻鋼筋籠整體吊裝施工。
圖3.1-1 金園五路站東端頭井高壓線下地下連續(xù)墻平面示意圖
金園五路站基坑地下連續(xù)墻,墻厚為800mm,鋼筋籠長度34.5m。高壓線離地弧垂高度最小別為17.95m。根據(jù)《電力設施保護條例》,220KV高壓電力架空線的水平及垂直保護距離為6m。為確保施工生產(chǎn)安全,對高壓線采取硬性防護措施,高壓線防護施工完成后,線下凈高為11m。
(1)根據(jù)施工空間,選擇采用金泰SGL40低凈空成槽機進行施工,離地凈高約6.5m;鋼筋籠采用分節(jié)吊裝的方案。采用200T的履帶吊(起重臂16米)進行鋼筋籠吊裝。
(2)鋼筋籠分節(jié)吊裝對接時間相對于整體吊裝時間約增加至少兩倍,,槽壁暴露時間長,為增強槽壁穩(wěn)定性,減少因設備行走對槽壁的不良影,采用旋噴樁對槽壁兩側(cè)土體進行加固,加固寬度約1m,加固深度約8m,對上部土體進行固結(jié),降低因設備行走和槽段長時間暴露引起塌方的風險。施工完成后在地墻接縫處增加旋噴樁止水措施,保證基坑開挖安全。
槽壁加固平面示意圖
在水平溝槽結(jié)構的施工設計過程中,應合理地劃分和劃分槽形截面結(jié)構,并充分考慮水平溝槽中每個開口的確切跨度和開口角的確切位置。在不影響工程質(zhì)量和安全的前提下,應盡量減少地下連續(xù)墻的接縫數(shù)量[4]。同時兼顧吊裝重量要求。這樣可以大大提高地下建筑物連續(xù)墻的完整性和地下防水性以及施工效率。GL40液壓抓斗成槽機抓斗較輕,長度較短,成槽時間長,且鋼筋吊運時間較常規(guī)吊運時間長,導致基槽暴露時間長。為防止槽壁縮孔及塌孔,要求以下幾點:①采取成槽實驗,按照設計尺寸開挖實驗槽,在成槽后12小時、24小時時間內(nèi)通過超聲波檢查觀察槽壁穩(wěn)定情況。確定成槽外放尺寸及護壁泥漿配比;②嚴格控制泥漿液位,保證泥漿液位在地下水位0.5m以上,并不低于導墻頂面以下0.3m,液位下降及時補漿,以防槽壁坍塌;③為防成槽施工中泥漿質(zhì)量降低,每幅槽均采用新拌漿液;④鋼筋籠下方前,進行對槽壁不小于4個斷面的超聲波檢測,以判斷槽壁穩(wěn)定情況,出現(xiàn)縮孔及塌孔,及時進行清障處理。同時現(xiàn)場配備足量的護壁泥漿,以備應急之需;⑤充分考慮混凝土的運輸及澆筑時間,提前準備混凝土備料,避免出現(xiàn)“等混凝土料”事件發(fā)生。同時考慮多個混凝土料供應點,保證供料及時。
鋼筋籠在平臺上進行加工,加工時進行整體加工,提前按照分節(jié)節(jié)點將主筋進行車絲并采用接駁器連接達到總長度要求。鋼筋籠單幅長34米,計劃采取6節(jié)。每節(jié)不超過5米,最大單節(jié)單幅重量為8T。整體加工完成后再進行分節(jié)拆解吊裝。
根據(jù)現(xiàn)場高壓線實際離地高度,考慮到該220kv高壓線際操作空間約11.5m;根據(jù)市場吊車的相關參數(shù)計劃采用一臺200t履帶吊(把桿接16m)和一臺55t履帶吊進行施工。根據(jù)現(xiàn)場高壓線的限高及鋼筋籠預埋鋼板位置的設定,將鋼筋籠分為6節(jié)吊裝,自上而下每節(jié)鋼筋籠長度分別為5m、5m、5m、5m及4m,根最長鋼筋籠5m計算,主吊把桿16m配置,主吊施工角度約43°,根據(jù)200t履帶吊技術參數(shù),在把桿16m及工作角度43°的工況下,作業(yè)半徑約11m,起重重量74.5t,滿足施工要求。鋼筋籠分節(jié)吊裝采用雙機抬吊,空中回直。以一臺200T履帶吊作為主吊,一臺55t履帶吊作為副吊機。起吊時必須使吊鉤中心與鋼筋籠重心相重合,保證起吊平衡。鋼筋籠垂直穩(wěn)定后撤除55T副吊,利用主吊車將對接完成的鋼筋籠放置到位。每次鋼筋籠放置到位后利用水準儀對兩端進行標高的復核,保證鋼筋籠的垂直度,有利于上下鋼筋籠的對接施工。
鋼筋籠的連接接采用一級直螺紋套筒連接,所以對每根鋼筋車絲的時候上面的鋼筋頭車半絲,下面的鋼筋頭車滿絲,以便給套筒留足旋擰空間。為了保證鋼筋籠在起吊后鋼筋對接的準確性,在焊接鋼筋籠之前所有的主筋與加筋都必須鏈接好,再進行鋼筋籠的焊接,焊接完成后再在鋼筋籠的分節(jié)處將直螺紋套筒反方向擰回去,使套筒全部退到滿絲的鋼筋上去。為保證連接質(zhì)量,施工前鋼筋籠在地面進行預拼裝,并進行相應的接頭工藝性檢測試驗。
由于高壓線限制,不能采用采用傳統(tǒng)的吊車懸吊刷壁器進行刷壁。只能采用的是SGL40成槽機抓斗懸掛刷壁器進行刷壁。金園五路站地下連續(xù)墻采用柔性接頭,選用單節(jié)長6m,重約6T鎖口管。由于常規(guī)吊裝設備無法展開施工,同時鎖口管也不能夠整體起吊下放,采用200T的履帶吊在分節(jié)吊裝,完成下放。
在鋼筋籠下放前,已完成幅的混凝土面在成槽過程中,收到雜土、泥漿的污染。為提高接頭處的抗?jié)B及抗剪性能,對先行幅墻體接縫進行刷壁清洗;反復刷動不少于十次,每次需用清水把刷壁器沖洗干凈后重新刷壁,根據(jù)刷壁器上的存泥量判斷刷洗效果,直至刷壁器提出泥漿時無泥土為止。挖槽和刷壁完成后,進行掃孔,用液壓抓斗掃除槽底部殘余的沉渣。以確保地墻沉渣厚度到位。掃孔結(jié)束后需進行泥漿置換,以泥漿反循環(huán)法吸除沉積在槽底部的土渣淤泥。空氣升液器的吸泥管不能一下子放到槽底,應先在距離槽底1.0~2.0m 處進行試吸,防止吸泥管的吸入口陷進土渣里堵塞吸泥管。在清底換漿全過程中,控制好吸漿量和補漿量的平衡,不能讓泥漿溢出槽外或讓漿面落低到導墻頂面以下30cm。
由于高壓線下鋼筋籠分6節(jié)吊裝,其吊裝時間是常規(guī)地墻吊裝時間的6倍以上。基槽在掃孔后至混凝土澆筑前長時間暴露,泥漿中一定的浮渣沉底。為了減少地下墻堅向沉降和相應的地表沉降,需要對連續(xù)墻進行墻趾注漿,以加固浮渣及鄰近的土體?;炷脸跄蠼K凝前采用高壓水劈通壓地墻內(nèi)預埋注漿管路,在墻體混凝土達到設計強度要求后進行注漿施工。注漿采用標號為P.O.42.5的普通硅酸鹽水泥進行,每根注漿管注漿量不小于2.5m3,墻底注漿壓力控制在0.2-0.4Mpa,一般終止注漿壓力不小于2MPa,且墻頂抬高不得大于5mm。
2017年3月20日金園五路站開始進行基坑開挖,高壓線下為車站端頭井,開挖深度超過標準段2m。且地墻鋼筋接頭多,成槽時間長,已形成薄弱點。在開挖過程中,程監(jiān)理部對此段地下連續(xù)墻施工情況和基坑變形監(jiān)測情況重點巡查、觀測,開挖后圍護結(jié)構地下連續(xù)墻整體平整度及外觀質(zhì)量滿足設計要求;基坑變形未超過規(guī)范要求。但此段地下連續(xù)墻相對于一般地墻存在漏筋現(xiàn)象,分析主要為鋼筋籠下放時間太長,導致基槽暴露時間長,引起縮孔。
隨著地鐵工程的快速發(fā)展,深基坑安全風險控制越來越引起重視。地下連續(xù)墻的建造過程是一個連續(xù)而封閉的過程,在墻體施工過程中,既要根據(jù)墻體施工要點進行科學控制,更需要更多成熟的工藝解決非常規(guī)環(huán)境下施工。經(jīng)過金園五路站高壓線下5幅地下連續(xù)墻施工,初步形成一套完整的低空限制環(huán)境下地下連續(xù)墻施工技術經(jīng)驗,為以后類似工程提供參考。
[1]張興斌.建筑工程施工中的地下連續(xù)墻施工技術要點及難點探究[J].建材與裝飾,2019(28):21-22.
[2]梁家博.地下連續(xù)墻在下沉隧道深基坑中的施工技術控制[J].黑龍江交通科技,2019,42(09):173-174.
[3]金建鋒,唐常青,商耀.超長超重地下連續(xù)墻鋼筋籠長線法施工技術[J].江蘇建材,2019(S1):55-58.
[4]婁利芳.水利工程地下連續(xù)墻施工技術要點分析[J].工程技術研究,2019,4(16):117-118.
TU723
A
1007-6344(2021)01-0171-02