广州地铁北京路车站地下连续墙施工技术
摘 要: 通过对地下连续墙施工工艺的 分析 , 重点 研究 了接头形式对地下连续墙质量的 影响 , 并结合实际施工情况, 针对地铁北京路车站地下连续墙施工中由接头形式引起的常见 问题 , 提出了一些解决 方法 , 可供工程技术人员 参考 。
关键词: 地铁车站 地下连续墙施工工艺 接头形式
近年来, 我国地铁建设 发展 迅速, 由于商业开发、交叉换乘等原因, 地铁车站也逐步从地下两层向地下多层发展, 导致超深基坑也不断涌现, 地下连续墙具有适合城市施工、墙体刚度大、防渗性能好等优点, 已成为深基坑支护工程设计的优先方案。地下连续墙就是利用各种成槽机械, 借助泥浆护壁, 在地下挖出窄而深的沟槽, 并在里面浇注适当的材料而形成一道具有防渗( 水) 、挡土和承重功能的连续的地下墙体[1]。
地下连续墙引入我国尚不足40 年, 国内在这方面尤其是槽段接头形式的研究工作起步较晚。通过研究接头形式来选择最佳流水线路和最大限度重叠两个单元槽段的刚性连接, 是保证地下连续墙具有止漏防渗、传递应力的前提[2]。从最初的钻凿式接头到 目前 五花八门的接头形式, 我国学者和工程技术人员不断探索既施工简单又 经济 合理的接头形式。
本文首先介绍了广州地铁北京路车站地下连续墙的施工工艺, 在此基础上比较了不同接头形式对地下连续墙质量的影响, 最后针对本工程由于接头形式引起的连续墙施工问题提出了一些解决办法。
1 工程概况 车站地貌主要为珠江冲洪积及海积平原, 地形平坦开阔, 地面标高7m～9m左右。本站上覆第四系地层, 下伏基岩为白垩系泥质粉沙岩、粗沙岩。岩土分层及其特征自上而下有: 人工填土层、淤泥质土层、冲积 - 洪积淤泥质土层、冲积 - 洪积粉细砂层、冲积 - 洪积中粗沙层、残积粉质粘土层、红层全风化带、红层强风化带、红层中风化带、红层微风化带。北京路站站址如图 1 所示。
2 地下连续墙施工组织
2. 1 导墙制作
导向墙是地下连续墙施工的重要组成部分, 是沿地下连续墙中心线设置的钢筋混凝土临时构筑物。为防止基坑土方开挖及冠梁施工时连续墙顶以上的土方坍塌, 导墙按设计图纸即图 2 所示结构型式施工。
2. 2 槽段划分
地下连续墙单元槽段的划分根据地质条件、钢筋网起吊能力、地下连续墙结构、混凝土灌注 方法 等条件确定。标准槽段按 5m或 6m长划分, 在槽段划分时必须避免将接缝位置放在转角位。槽段形式如图 3所示。
2. 3 泥浆制作
泥浆具有维护槽壁的稳定, 悬浮岩碴和冷却、润滑钻头的作用,泥浆质量的好坏直接关系到地下连续墙的质量。本工程采用膨润土作为制浆材料。
2. 4 开挖成槽
造孔成槽是地下连续墙施工中的一道关键工序。根据地质资料和设计要求, 结合既往成功施工经验及现场情况, 选用 CZ-22I 型冲击钻机的造孔方法。槽段开挖完毕, 必须检查槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度, 合格后方可进行清槽换浆工作,槽壁垂直度偏差必须小于 0. 5%。
2. 5 清底
成槽作业完成后, 为了把沉积在槽底的沉渣清出, 需要对槽底进行清孔, 以提高地下连续墙的承载力和抗渗能力, 提高成墙质量。
2. 6 钢筋网的制作与吊装
连续墙的钢筋网及工字钢接头均在现场按设计要求( 包括钢筋网厚度、宽度、长度、各种钢筋规格及配置方式等) 制作加工。本工程地下连续墙钢筋网长度约为 26. 0m,综合考虑起吊能力及确保连续墙质量, 拟采用 50t 履带吊车为主吊,25t 汽车吊辅助进行吊装。
2. 7 水下混凝土的灌注
水下砼的灌注是地下连续墙施工过程中的最后一道关键性工序。为保证水下砼的灌注能顺利进行,灌注砼前先行拟定灌注方案, 主要机械设备应有备用, 灌注砼前进行试运转。
3 接头形式的选择4 常见施工接头类型的比较
尽管施工接头并非是 影响 地下连续墙成败的唯一因素, 却是最脆弱的一个环节, 因而也是最容易发生事故的所在。常用的接头形式有接头管接头、钢筋混凝土预制桩接头、工字钢接头。接头管与钢筋混凝土预制桩接头属于柔性接头, 具有抵抗剪力的作用, 但传递应力效果差, 抵抗弯距能力差, 易出现渗漏水现象, 两者都适用无需入岩的各种土层。工字钢接头属于刚性接头, 能传递弯距、轴力和剪力, 防水(渗)效果较好, 但加工较复杂, 精度要求高, 成本较高。工字钢接头适用各种土层。
5 工字钢接头的缺陷和处理
采用工字钢接头施工中最大的缺点就是混凝土绕流现象严重。工字钢接头两侧均需留 70mm的混凝土的保护层, 因而连续墙上部槽壁松散层极有可能出现坍塌现象,由于连续墙进行水下混凝土浇注时受到的压力较大, 工字钢外侧成为混凝土绕流的主要通道。该工程采用图 4 所示的解决方法: 工字钢外侧绑扎泡沫板和回填大量沙袋以防混凝土绕流。
该工程在某Ⅱ期槽段施工时出现偏孔相当严重的情况, 经过 研究 分析 , 主要是因为: 在Ⅰ期带有工字钢的钢筋笼下放过程中, 未绑扎牢固的泡沫板受到较大的浮力, 在连续墙槽壁内遇有障碍时上冲浮起, 即使后面回填大量沙袋也难以密实, 存在混凝土绕流的空间, 又由于该槽段处地质强度较高, Ⅱ期槽段的冲孔施工也进行了将近一个月, 绕流混凝土已达到设计强度, 处理起来难度较高。最后决定将该Ⅱ期槽段拆分成两期, 一定程度上延误了工期, 因此对于混凝土绕流应采取早发现早处理的措施。
6 质量、安全文明保证措施
车站围护结构设计采用地下连续墙是最为理想的, 连续墙的整体性好, 防水效果佳; 接头采用“工字钢”钢性连接保证了连续墙的整体性、接头刚度和防渗漏效果; 首先从方案选择上确保了围护结构的安全, 施工过程中应高度重视成槽垂直度、护壁泥浆、水下砼灌注等施工质量, 严格控制每一道施工工序的质量, 确保围护结构的施工质量。
北京路站地处繁华的北京路,工程施工期间对安全生产、文明施工的要求极高。地下连续墙施工过程中会产生大量的废弃泥浆, 拟在施工场地内设置临时废浆池, 施工时产生的废浆用泥浆泵抽排到废浆池, 然后采用符合标准的泥浆罐车外运至指定地点排放, 确保场区内的路面和场地表面无泥浆污染。
7 结束语
地下连续墙从作为地下室外墙 发展 到成为高层建筑的承重基础, 增大了建筑物的整体承载能力, 降低了成本, 已成为深基坑设计的优先支护方案。接头形式优劣一定程度上影响了连续墙的成槽质量, 工字钢接头作为 目前 较常用的接头形式之一, 施工方便、刚度大、防水( 渗) 性能好, 但成本也较高, 施工中如何有效解决混凝土绕流需要广大同行共同考虑。
参考 文献
[1]丛蔼森. 地下连续墙的设计施工与 应用 [M]. 北京: 中国 水利水电出版
社,2002.
[2]王健. 广东地区地下连续墙接头的研究[J]. 西部探矿工程,2005,( 0
8) :17-18.
[3] 阳芳. 深基坑地下连续墙接头型式的选用[J]. 铁道勘测与设计,2006,( 0
4) .
[4]广州地铁六号线北京路站相关设计图纸[Z].