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        高壓線下地鐵車站TRD工法止水帷幕施工技術(shù)應(yīng)用

        2021-07-07 07:36:46蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司薛永健李文峰陳鵬
        交通建設(shè)與管理 2021年2期
        關(guān)鍵詞:成墻芯樣工法

        文/蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司 薛永健 李文峰 陳鵬

        中鐵七局集團(tuán)有限公司 牟爭(zhēng)強(qiáng)

        蘇州大學(xué)軌道交通學(xué)院 錢林根

        關(guān)鍵字:基坑工程;TRD工法;施工質(zhì)量;強(qiáng)度

        TRD(Trench-Cutting and Re-mixing Deep Wall Method)工法是等厚度水泥土地下連續(xù)墻的施工方法,即將鋸鏈?zhǔn)角懈钕洳迦胪翆又?,鋸鏈?zhǔn)角邢髌鬟吇剞D(zhuǎn)邊沿水平方向掘削前進(jìn),同時(shí)向土層中注入固化液并與切削下來的土在原地?cái)嚢杌旌?,進(jìn)而形成地下水泥土連續(xù)墻[1-3]。

        TRD工法具有如下特點(diǎn):機(jī)架重心低、穩(wěn)定性好;成墻深度深、質(zhì)量好;適用于不同性質(zhì)土層;工程造價(jià)高、施工工期長(zhǎng)[4-5]。由于在基坑上方有高壓電線或含水層深厚等特殊環(huán)境及工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件下,常用的三軸攪拌樁、地連墻(兼作)止水帷幕,或因其機(jī)架太高(或地連墻鋼筋籠吊裝高度較高)施工不安全、或受施工工藝限制達(dá)不到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)要求而不能采用,因此TRD工法墻可替代三軸攪拌樁、地連墻用作為止水帷幕[6-7]。此外,TRD工法墻在基坑工程中還可用于(作)槽壁加固、坑中坑加固、隔離墻[8]以及支護(hù)結(jié)構(gòu)(墻中插入型鋼構(gòu)成型鋼水泥土攪拌墻)[9-10]。

        本文結(jié)合蘇州軌道交通3號(hào)線群星二路站基坑TRD工法墻的工程實(shí)踐,介紹了TRD工法墻施工方法與流程、施工質(zhì)量控制要點(diǎn),分析了墻體強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果。

        1 工程概況

        群星二路站為蘇州軌道交通3號(hào)線全線的第21座車站,也是3號(hào)線與7號(hào)線的換乘站。車站為地下二層島式站臺(tái)車站,車站大里程端頭預(yù)留與7號(hào)線“L”型換乘節(jié)點(diǎn)。車站標(biāo)準(zhǔn)段、端頭井以及換乘節(jié)點(diǎn)處基坑開挖深度分別為17.978m、19.50m和25.06m。

        車站基坑主要采用地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐的圍護(hù)結(jié)構(gòu)型式。標(biāo)準(zhǔn)段為800mm厚地連墻+一道鋼筋混凝土支撐(第一道)+四道鋼支撐;端頭井為1000mm厚地連墻+一道鋼筋混凝土支撐(第一道)+四道鋼支撐(第四道鋼支撐需要換撐);換乘節(jié)點(diǎn)處為1000mm厚地連墻+二道鋼筋混凝土支撐(第一、第五道)+五道鋼支撐(第四、第六道鋼支撐需要換撐)。

        由于車站局部位置上方有架空高壓線,地下連續(xù)墻施工安全難以保證,因此局部區(qū)域?qū)⒌剡B墻支護(hù)改為鉆孔灌注樁(φ1000@1200)+TRD止水帷幕(厚850mm、深34m)支護(hù)(支撐布置不變),高壓電線圍護(hù)結(jié)構(gòu)平、剖面布置圖如圖1~圖2所示。

        圖1 高壓電線下TRD止水帷幕平面圖

        圖2 高壓電線下TRD止水帷幕剖面圖

        2 施工方法及流程

        2.1 施工方法

        本工程TRD工法止水帷幕施工采用三工序施工方法(即先行挖掘、回撤挖掘、成墻攪拌)。

        2.2 施工流程

        施工流程具體如下。

        (1)測(cè)量放線

        施工前,根據(jù)所提供的坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn),利用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行放樣,同時(shí)做好護(hù)樁。并及時(shí)完成測(cè)量報(bào)驗(yàn)。

        (2)開挖溝槽

        為滿足機(jī)械設(shè)備對(duì)地基承載力的要求,施工場(chǎng)地采取鋪設(shè)鋼板等措施。施工前用挖掘機(jī)沿止水帷幕中心線方向開挖工作溝槽(寬約1.4m,深約1.2m),探明地表淺層是否存在地下障礙物,并用素土及時(shí)回填。

        (3)吊放預(yù)埋箱

        利用挖掘機(jī)沿止水帷幕中心線開挖深約3m、長(zhǎng)約2m、寬約1m的預(yù)埋穴之后,用吊車將預(yù)埋箱吊放入預(yù)埋穴內(nèi)。

        (4)主機(jī)就位

        主機(jī)就位時(shí),注意觀察上、下、左、右各方向,發(fā)現(xiàn)障礙物應(yīng)及時(shí)清除,移動(dòng)結(jié)束后檢查定位情況并及時(shí)糾正,應(yīng)保證機(jī)具平穩(wěn)。

        (5)切割箱與主機(jī)連接

        用吊車將切割箱逐段吊放入預(yù)埋穴,利用支撐臺(tái)固定;TRD主機(jī)移動(dòng)至預(yù)埋穴位置連接切割箱,主機(jī)再返回預(yù)定施工位置進(jìn)行切割箱自行打入挖掘至設(shè)計(jì)深度。

        (6)安裝測(cè)斜儀

        切割箱自行打入到設(shè)計(jì)深度后,安裝測(cè)斜儀。

        (7)TRD工法成墻

        采用三步法進(jìn)行成墻施工。第1步——先行挖掘:通過壓漿泵注入挖掘液,切割箱向前推進(jìn),挖掘松動(dòng)原土層、切割成槽一段行程;第2步——回撤挖掘:根據(jù)作業(yè)工效,一段行程的成槽完成后,切割箱再回撤至切割起始點(diǎn);第3步——成墻攪拌:切割箱回撤至切割起始點(diǎn)后調(diào)換漿液,通過壓漿泵注入固化液,切割箱向前推進(jìn)并與挖掘液混合泥漿混合攪拌,形成等厚水泥土攪拌墻。

        3 施工參數(shù)

        (1)TRD-D型機(jī)切割箱配置

        60m墻體切割箱配備由下至上排列分別是:1節(jié)3.55m被動(dòng)輪+8節(jié)3.66m切割箱+1節(jié)2.4m切割箱,總長(zhǎng)35.23m,余尺1.23m。

        (2)切割刀具配置:墻厚850mm,采用450mm~850mm寬度的刀具,呈菱形布置,確保全斷面切割土層。按1.2m間距布置刀排,型號(hào)為450mm、500mm、550mm、600mm、650mm、700mm、750mm、800mm、850mm、共9種。

        (5)水泥摻量:25%(450kg/m3)。

        (6)固化液水灰比:1.0~1.5(每桶水1000kg~1500kg、水泥1000kg)。

        (7)固化液比重:1.37~1.50。

        (8)膨潤(rùn)土摻量:100kg/m3

        (9)挖掘液配合比

        挖掘液配合比如表1所示。

        表1 挖掘液配合比

        4 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

        (1)機(jī)架穩(wěn)定、位置準(zhǔn)確

        施工前,應(yīng)做好場(chǎng)地平整、加固以及測(cè)量放樣工作。

        (2)原材料質(zhì)量可靠

        對(duì)原材料應(yīng)進(jìn)行抽檢,保證其質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

        (3)成墻垂直度符合設(shè)計(jì)要求

        主機(jī)就位拼裝完成后,用經(jīng)緯儀分別從正面、側(cè)面校正立柱導(dǎo)向架垂直度;

        成墻施工時(shí),利用切割箱體內(nèi)安裝的測(cè)斜儀,實(shí)時(shí)監(jiān)控切割箱面內(nèi)與面外的偏差情況,確保墻體垂直度。

        (4)規(guī)范施工方法

        嚴(yán)格按三步法進(jìn)行成墻施工,并合理控制切割箱橫向推進(jìn)速度、挖掘液與固化液配合比以及注漿壓力,確保水泥土被均勻攪拌。

        (5)加強(qiáng)冷縫處理措施

        因各種原因造成不能24小時(shí)連續(xù)施工而出現(xiàn)冷縫時(shí),在接縫處對(duì)已成墻體重新切割(長(zhǎng)度為50cm),保證墻體接縫的有機(jī)銜接。

        5 墻體檢測(cè)強(qiáng)度

        成墻施工時(shí),現(xiàn)場(chǎng)采取外溢水泥土漿液裝入試模后(如圖3所示),帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù),測(cè)定不同齡期的水泥土試塊強(qiáng)度;成墻結(jié)束一定時(shí)間后,現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣(如圖4所示),并對(duì)芯樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

        圖3 水泥土試塊

        圖4 水泥土芯樣

        水泥土試塊強(qiáng)度如表2所示,芯樣強(qiáng)度如圖5~圖6所示。

        表2 水泥土試塊強(qiáng)度

        圖5 南側(cè)墻體芯樣強(qiáng)度散點(diǎn)圖

        圖6 北側(cè)墻體芯樣強(qiáng)度散點(diǎn)圖

        由表2、圖5~圖6可知:

        (1)試塊強(qiáng)度隨養(yǎng)護(hù)齡期增加而增大;

        (2)由于養(yǎng)護(hù)條件、取芯對(duì)芯樣擾動(dòng)損傷、取芯位置(為避免取芯不當(dāng)而造成墻體滲漏,本工程取芯位置位于TRD工法墻墻體與地連墻搭接處,且在TRD工法墻墻體端部,此處墻體施工質(zhì)量往往不易保證)等原因,試塊強(qiáng)度高于芯樣強(qiáng)度。

        (2)南側(cè)墻體芯樣強(qiáng)度最小值、最大值分別為0.27MPa、8.66MPa,平均值為1.97MPa;北側(cè)墻體芯樣強(qiáng)度最小值、最大值分別為0.49MPa、2.89MPa,平均值為1.62MPa。芯樣強(qiáng)度存在一定離散性,且南側(cè)墻體芯樣強(qiáng)度離散性大于北側(cè)墻體芯樣。芯樣強(qiáng)度存在一定離散性,可能與土層性質(zhì)及施工參數(shù)有關(guān)。

        6 結(jié)語

        采用TRD工法,保障了蘇州軌道交通3號(hào)線群星二路站高壓電線下基坑止水帷幕施工的安全性,滿足了基坑止水的設(shè)計(jì)要求。墻體中鉆取的芯樣實(shí)測(cè)強(qiáng)度特點(diǎn)表明,TRD工法止水帷幕施工質(zhì)量受施工方法、施工參數(shù)以及土層性質(zhì)等多種因素的影響,因此,需要深入研究施工方法、施工流程以及施工質(zhì)量控制要點(diǎn)等,以確保其施工質(zhì)量和在工程中的不斷推廣應(yīng)用。

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