复杂环境下的地铁超深地下连续墙施工工艺.pdf

复杂环境下的地铁超深地下连续墙施工工艺张玉晶(中铁十六局集团地铁工程有限公司北京)收稿日期:作者简介:张玉晶()女蒙古族内蒙古巴彦淖尔人本科工程师主要从事城市轨道交通工程土建施工管理工作摘 要:以北京市地铁 号线甘露园站 定福庄站区间风井工程作为研究案例该风井由于开挖深度近 风险系数高采用地下连续墙 钢支撑支护形式开挖 项目施工区域内的地质条件相对比较复杂砂卵石层与黏土层交替存在成槽难度高在实际施工过程中施工单位通过加强泥浆配比有效避免成槽塌孔 对地下连续墙施工技术进行研究分析着重对成槽工艺、泥浆性能等措施进行分析解决地下连续墙施工难度大、成槽难度高等问题提高施工单位的施工水平从而取得理想化的施工成效关键词:城市地铁地下连续墙施工技术成槽中图分类号:文献标志码:文章编号:():/引 言近年来我国的社会经济迅猛增长推动各级地区交通产业进一步发展城市地铁逐渐成为了解决城市交通压力的重要措施 因各区域所处的地理环境不同地下连续墙施工技术广泛应用于深基坑、降水条件要求高地区 此外地下连续墙能够缓解施工现场附近建筑物的沉降量 一般工程中地下连续墙作业深度在 是深基坑施工过程中的主要围护形式之一功效高、工期短、防渗性能好所以其能够在城市地铁建设工程中获得广泛的应用 工程概况此次研究以北京市地铁 号线甘露园站 定福庄站区间风井工程作为研究案例该区间位于朝阳区朝阳路主路下方 该风井地下连续墙施工深度为 厚度 共计 幅其中“一字型”地下连续墙 幅“形”地下连续墙 幅地下连续墙接头形式为“型钢接头”基坑围护结构的使用寿命设计为 年基坑护壁的安全等级设计为一级基坑的重要系数设计为 工程难点及应对措施 工程难点)该风井施工场地位于朝阳路北侧园林绿化区域内占地面积 施工范围狭小大型施工设备由于体积过大导致其施工作业会受到空间限制在这种情况下可以采用交叉作业方式局部区域可以使用人工展开施工但是这会导致施工现场的协调工作强度增大)该基坑为全线朝阳段最深基坑地下连续墙作业范围内地层依次为杂填土层、黏土层、圆砾、卵石层、粉质黏土层、黏质粉土 层、粉细砂 层、粉质黏土层、粉细砂()层、砂质粉土、黏质粉土()层、粉细砂()层、粉质黏土()层、细砂、中砂层粉质黏土层细砂、中砂 层砂质粉土、黏质粉土 层及有机质黏土 层细砂、中砂层砂层与黏土层交替存在施工中存在塌孔风险成槽浆液配比、施工质量控制要求高 应对措施)为了保证地下连续墙施工质量 泥浆比重控制在 泥浆黏度控制在 左右)基坑开挖范围内加强超声波垂直度检测、成槽后需检测一次并且随时准备纠偏在 上面采用趴壁纠偏 以下用推板纠偏)在开挖槽坑时成槽设备运行的速度应该保持稳定状态不得随意调整运行速度设备抓斗应该以闭斗的状态向下落放待抓斗全部没入土体中以后以半壁斗形式向下落放待正式开挖时再次将挖斗张开保证施工过程中不得出现塌孔事故)成槽深度必须满足设计要求严禁超深成槽每抓成槽时在设计槽底标高上预留 待泥沙分离完成后采用成槽机清底时抓出避免沉渣)施工人员加大检测的频率 结合检测结果合理地选择施工技术编制出有针对性的施工方案并确定出科学合理的施工技术参数 超深地下连续墙施工工艺 施工准备)技术员测量放线精准确定导墙及地下连续墙位置不得出现偏差)技术人员使用专业设备对地下构筑物的分布状况进行勘察保证地层中不存在管线等构筑物)挖探完成以后分层进行回填并作压实处理放置该范围塌孔 导墙施工导墙的施工质量会对地连墙的标高、边界线造成较大的影响 导墙的作用主要是包括:对成槽起到导向作用、稳定泥浆的液位、稳定上部结构的稳定性、避免土体出现坍塌现象 导墙基槽开挖施工人员严格按照设计图纸开挖基槽 严格控制开挖宽度及垂直度并结合实际情况根据需要将导墙的宽度适当外放处理 基底处理当基槽开挖作业完成以后需及时对基底进行压实、平整处理底部需设置集水坑并配备水泵保证基坑内的积水能够及时被排出至基坑以外 墙体施工)钢筋绑扎 施工人员根据设计图纸将所有的钢筋提前绑扎完成严格把控钢筋的间距及钢筋保护层的厚度)导墙支模 墙体部位的模板选择使用竹胶板在开挖导墙部位的土方过程中可以将土壁作为外模板水平方向与垂直方向的钢楞可选择使用钢管为了提高导墙的施工质量在安装模板之前应该先对模板自身的平整度进行检查模板安装完成以后及时做好加固处理保证模板的轴线符合设计要求在浇筑混凝土之前需要对模板的垂直度、标高进行检查无误后再浇筑混凝土)浇筑混凝土 导墙部位混凝土浇筑采用插入式振捣棒进行振捣处理需充分振捣到位确保混凝土浇筑密实)混凝土养护、模板拆除 混凝土终凝后及时进行养护处理当混凝土的强度养护至设计强度的 以后则可以将模板拆除为确保导墙稳固顶部需要设置槽钢进行支撑一般槽钢的间距设置为 沟槽回填使用素土对导墙沟槽部位进行回填处理保证行车荷载不会对导墙造成损坏 施工过程中应保证重型机械设备不会跨过导墙避免导墙垂直度变形对成槽进度造成影响 转角槽段导墙处理结合实际情况而言地连墙采用的是“”型槽段因机爪的宽度为 为了能够良好地化解成槽尺寸与机爪宽度之间的矛盾可以适当地将导墙的中线向外放出一定的距离并结合现场的实际情况调整转角位置的尺寸 施工缝导墙部位的施工缝需要做凿毛处理并提前预留出连接筋促使导墙能够连接为一个整体以此能够保证地连墙施工完成以后不会出现渗水等质量缺陷 护壁泥浆)泥浆配合比 本项目基坑开挖的地层主要是涵盖:黏性土、卵石层、粉质土、细砂等护壁泥浆主要是针对卵石层与细砂层泥浆使用膨润土搅拌而成浆液中可以适当掺加一定剂量的增黏剂、分散剂确保浆液黏稠性拌制完成以后的泥浆性能标准要求如表 所示表 泥浆性能指标表泥浆性能新配制循环泥浆清槽后的泥浆废弃泥浆黏性土砂性土黏性土砂性土黏性土砂性土黏性土砂性土检验方法比重/()比重法黏度/漏斗法含砂率/洗砂瓶 值 试纸 正式施工之前必须要对膨润土的质量进行检查选择相同重量的不同种类的膨润土掺水膨化稳定 以后观察膨润土的分层效果从中选择最佳膨润土 当膨润土选择完毕以后结合现场的地层实际情况通过试验的方式确定出最佳配合比)泥浆拌制 浆液使用搅拌机统一进行拌制可配备空压机作为辅助设备 依次将水、膨润土、分散剂等材料加入混合液中)泥浆的循环使用 为有效控制施工成本及施工效率泥浆应该循环使用过程中加大对泥浆性能的检测频率如若检查不合格则应该将泥浆排入沉淀池经过沉淀池处理再次进行检查检查合格以后再次掺加相应的材料投入储浆池待用)泥浆的再生处理 由于施工场地的空间有限加之施工工期比较紧张施工中优先考虑使用重力沉降排渣法 经处理的泥浆重新进行指标检测根据检测结果增加相应泥浆成分如膨润土、及纯碱等重新进行搅拌使之达到使用要求 掺加材料的具体情况如表 所示表 化学调浆的一般规则表调整项目处理方法对其他性能的影响增加黏度加膨润土失水量减小相对密度增加加 失水量减小相对密度不变加纯碱失水量减小 值增加相对密度不变减少黏度加水失水量增加相对密度减小增加相对密度加膨润土黏度增加减少相对密度加水黏度减小失水量增加 成槽施工 成槽施工方法)成槽作业之前配备足量的泥浆将施工设备、人员、水、电准备就位确保成槽作业顺利完成)成槽作业过程中应该根据地层变化对浆液的指标进行合理的调整通过对排土量、泥浆补充量进行分析判断出是否存在漏浆现象一旦发现问题应该立即进行处理)成槽设备与导墙之间的距离一般设置为 成槽设备的起重臂倾斜度保持在 )成槽作业的前期(地下 以内)成槽的速度保持缓慢尽量保证槽壁的垂直度)成槽设备停止施工时需保证抓斗不会停留在槽内)成槽作业过程中需要加大测量的频率保证成槽的垂直、深度符合规范要求)成槽过程中保持浆液面的高度稳定不得高于到墙面以下 )成槽过程中泥浆抽检的数量不得少于 个批次同时施工人员应该根据地层变化对浆液的指标进行合理的调整)在开挖槽坑时成槽设备运行的速度应该保持稳定状态不得随意调整运行速度设备抓斗应该以闭斗的状态向下落放待抓斗全部没入土体中以后以半壁斗形式向下落放待正式开挖时再次将挖斗张开保证施工过程中不得出现塌孔事故)成槽设备测量定位以后在落放抓斗过程中抓斗应该垂直地落放至导墙内侧严禁使用外力强行将抓斗推入导墙中同时还需保证成槽的精准度)掉在导墙上的泥土清至槽孔外严禁铲入槽中以免增加槽底成渣厚度)抓斗在导墙部位移动时尽可能地保持缓慢避免出现泥浆乱溅现象这种现象会对土体的稳定性造成负面影响 土方开挖过程中吊装设备的钢丝应随时处于紧绷状态这是保证开挖尺寸精准的基本保障)成槽深度必须满足设计要求严禁超深成槽每抓成槽时在设计槽底标高上预留 进行沉渣清理 清 槽)一次清槽 一次清槽换浆采用气举反循环法降低泥浆中含砂量气压 如果槽底泥浆比重超过、黏度低于 、含砂率高于 将废弃部分泥浆约 补充高黏度()新鲜泥浆清理槽底沉渣 将对地连墙可能出现的夹泥夹渣、露筋风险降到最低)清槽换浆正常用时 分离泥沙 )换浆 换浆是基于清底作业进行的一个工序 当槽底的沉渣厚度符合设计要求以后则可以停止清底作业并置换槽底不达标的泥浆)刷壁、二次清槽 洗槽完成以后使用专用刷壁器将槽壁部位的泥沙清理干净保证槽壁的土垢清理干净 刷壁合格的标准:端面刷洗干净刷壁器表面不存在泥屑槽底不会额外地增加淤泥 钢筋笼吊装由于场地受限钢筋笼吊装作业可分为两次完成使用一级接头对钢筋笼进行连接对于无法使用接头进行连接的部位采用焊接方式进行连接钢筋笼分节按照最长幅进行合理划分确保吊装安全 通过计算合理设置每节钢筋笼吊点一般吊装设置 个吊点(主吊 个、副吊 个)吊点采用 圆钢和桁架上、下排主筋焊接牢固钢筋笼吊放采用双机抬吊根据计算合理使用主副吊吊装 混凝土水下灌注 混凝土配合比混凝土的配合比不但需要符合设计强度要求同时还应该符合抗渗性能要求同时还应该兼顾导管施工过程中灌注混凝土的施工特点对于混凝土强度造成的影响 混凝土可以选择使用普通水泥水泥的掺加比例至少为/混凝土的水灰比控制在 以内混凝土中的含砂率控制在 混凝土的坍落度控制在 比较合适此外还应该保证混凝土具有一定的流动度当混凝土的坍落度小于 时其维持的时间至少为 导管安装结合实际施工过程中槽段的宽度使用混凝土导管一般导管的规格为 对称浇筑混凝土导管的安装间距严格按照设计图纸要求进行 导管的管节长度设计为 最后一节的长度为 管节的调节范围控制在 导管的端部与地面的距离不得低于 导管水密性试验在使用导管之前需要对导管进行水密性试验检查导管是否存在漏气、漏水现象当水密性检查合格以后才能够使用导管)导管两侧需要安装封闭设备封闭设备使用既有试压套 在封闭设备的两端安装进水孔将其安装在管道的正上侧确保注水过程中空气能够向外溢出)安装导向管向导管内注水将另一端作为出水口当导管内的冲水达到 以上时即可停止注水)将管道的注水孔做封闭处理另一端与空压机进行连接检查导管连接部位的密封性在检查合格以后向管道内充压水密性试验的水压不得低于孔内水深 倍压力 导管位置布置导管水平方向布设的间距一般控制在 以内导管与槽段两侧之间的距离一般控制在 以内 水下混凝土灌注)使用吊车将混凝土料斗吊住将导管向上提升使用泵车将混凝土泵送至料斗中)导管应该深入槽底 确保混凝土浇筑连续首次灌注混凝土时需保证导管埋入混凝土的深入不得小于)灌注混凝土时灌注的同时缓慢的提升导管保证导管埋设在混凝土中的长度始终保持 混凝土浇筑应该保持连续性导管提升的速度保持在 /结 语本文主要是对地连墙施工技术进行研究分析简单地介绍了地下连续墙施工工序 在实际施工过程中通过现场检验及既往施工经验双重把控提高泥浆的质量、成槽精度提高地下连续墙施工质量 同时混凝土浇筑过程中通过观察混凝土的外在状态判断出混凝土质量的稳定性避免导管出现故障确保地下连续墙结构稳固 通过以上研究分析可以在一定程度上指导地连墙施工为施工现场提供有力技术支持:参 考 文 献:江武涛.地下连续墙施工技术在地铁车站工程中的应用分析.工程建设与设计():.刘德如.市政地铁工程中地下连续墙施工技术探究.工程建设与设计():.韩超.地下连续墙在临海复杂地质条件下的应用.工程建设与设计():.(上接第 页)盖至表层 左右的深度 固结体完全暴露便于对旋喷桩做详细的检查同时开挖检查的方法直观便捷可更加有效地观察到固结体的形态和垂直度在本工程中开挖检查数量为 个桩结果显示旋喷桩呈圆柱状桩体垂直度较佳桩周有不规则水泥体根状延伸距离在 及以上桩体直径在 以上 开挖检查结果显示旋喷桩的质量符合要求 荷载试验以单桩、复合地基、桩间土为主要考虑对象分别组织平板静荷载试验各检测部分的检测数量分别为 个检测结果如表 所示表 高压旋喷桩荷载试验检测结果项目数量/个承载力基本值/测定均值/单桩 复合地基 桩间土 根据表 展开分析:单桩、复合地基、桩间土的承载力检测平均值分别为、通过与承载力范围的对比分析可知单桩、复合地基、桩间土的承载力均符合要求整个加固范围内的软土路基所具备的承载性能均大幅提高在改善软基承载力不足方面有突出的应用效果表明高压旋喷桩施工技术在软基加固中具有可行性 结 语软土路基的存在明显加大公路的建设难度工程人员需考虑到软基含水量高、承载力不足等特性以及由于此类特性而引发的路基不均匀沉降、路面异常等问题进而根据工程环境采取针对性的软基加固措施 经过本文有关于工程实例的分析提出常见的软土路基加固方法并着重围绕旋喷桩加固技术在软土路基中的应用展开分析 按照流程有序推进旋喷桩施工进程开挖检查结果显示桩体的垂直度、桩径、表观形态均达到要求荷载试验检测结果显示单桩、复合地基、桩间土均具有较高的承载力 总体上利用旋喷桩加固软土路基的应用效果较好旋喷桩加固施工技术在软土路基处理领域富有推广价值:参 考 文 献:李佳.公路路基路面设计中的软基处理问题与优化对策.工程建设与设计():.汪琰钧.公路软土地基地段高填方路基施工技术探讨.工程建设与设计():.崔晓鹏.高速公路建设中的软土路基施工工艺.工程建设与设计():.