城市地铁软弱地层基坑地下连续墙施工技术研究

城市地铁软弱地层基坑地下连续墙施工技术研究
作者：肖彩霞
来源：《科技创新导报》 2012年第16期
肖彩霞
(中铁十三局集团第三工程有限公司辽宁沈阳 110000)
摘要:复杂环境下的城市软弱地层地铁基坑地下连续墙施工难度大,连续墙施工是基坑开挖的关键。

本文结合某城市地铁基坑地下连续梁的成功实践,详细阐述了地下连续墙施工步骤和施工工艺,可供同类工程施工参考。

关键词:城市地铁基坑地下连续墙施工
中图分类号:U216 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(a)-0122-02
1 工程概况
某城市地铁基坑有地下连续墙72幅, A1、A2型地下连续墙厚1000m,深36.1m,B型墙厚1200mm,深46.1m,C1、C2、D2型墙厚1000mm,深42.1m,地下连续墙槽段相邻接口采用锁口管柔性接头形式。

基坑范围内不良地质及废弃建筑物较多,地下室分布着大量桩基,部分桩位侵入地连墙成槽范围,采用水泥掺量为8%的水泥土回填,并用挖机或重锤夯实,然后进行压密注浆,最后采用钢筋混凝土恢复至原状。

桩基拔除所形成的孔洞大大增加了地连墙成槽的难度,使得成槽质量难控制,槽壁易变形、坍塌。

地下连续墙在原地下室底板上进行成槽,地下水水位高于成槽泥浆液面,成槽前需进行降水施工。

基坑围护范围土层基本由强度较低的软弱粘性土组成,地下水位浅,为饱和土层,具有在振动条件下产生土层液化、流砂以及在动水压力下产生管涌、流砂,危及工程施工。

2 地下连续墙施工
根据基坑地质情况,地下连续墙开挖槽段采用SG-40成槽机和液压抓斗成槽,钢筋笼现场制作,280t(主吊)/150t(副吊)履带吊起吊钢筋笼;整体吊装入槽,采用人造泥浆护壁。

成槽后及时清底换浆、刷壁和吊放钢筋笼(含锁口管)、下混凝土导管紧接着灌注水下砼,最后成墙。

地下连续墙施工步骤为雌槽抓斗成槽;吊放锁口管后再吊放雌槽钢筋笼;雌槽灌注砼;吊拔锁口管;隔槽雌槽开挖;吊放锁口管后再吊放隔槽雌槽钢筋笼;隔槽雌槽灌注砼,砼初凝后吊拔锁口管;中间雄槽开挖;清槽;中间雄槽吊放钢筋笼;中间雄槽灌注砼;连续墙下一施工循环。

连续墙施工工艺如下:
2.1 导墙制作
采用倒“┐┌”型的导墙,见图1,导墙深度根据实际情况做调整,直至插入未经扰动的原状土层。

导墙间距为L+50mm(L为地墙宽度),因工期紧,为确保足够强度,导墙采用至C30砼。

为解决槽段尺寸与抓斗宽度矛盾,考虑转角处导墙沿轴线方向外放尺寸,并对Z型型槽段尺寸作局部调整。

先根据地下墙轴线定出导墙挖土位置,采用机械挖土和人工修整相结合的方法开挖导墙。

在砼垫层面上定出导墙位置,再扎钢筋,导墙外边以土代模,内边立钢模,浇注砼。

砼1天后可拆模,同时在导墙内侧采用100×100mm方木支撑,防止导墙向内挤压,木支撑水平间距1.5m,上下间距为1.2m。

完成后对沟槽进行回填土,回填土高度为导墙口下0.5m。

导墙施工缝是“凹凸”
型,增加钢筋插筋,砼表面应凿毛,使导墙成为整体,达到不渗水的目的,施工缝应与地下墙接头错开。

(如图1)
2.2 泥浆工艺
呢浆采用配比为∶水∶膨润土∶纯碱∶CMC=950kg∶100kg∶17kg∶1.5kg,性能指标见表1。

泥浆搅拌严格按照操作规程和配合比要求进行,泥浆拌制后应静置24h后方可使用;严格控制泥
浆的液位,保证泥浆液位在地下水位0.5m以上,并不低于导墙顶面以下30cm,液位下落及时补浆,以防塌方。

(如表1)
2.3 成槽施工
地下连续墙采用跳槽法开挖。

根据每个槽段的宽度尺寸,决定挖槽的幅数和次序,对三序成
槽的折线槽段,采用先两边后中间的顺序。

转角和折线幅槽段先短边后长边抓法。

成槽时,泥浆
应随着出土补入,保证泥浆液面在规定高度上。

成槽机掘进初始速度应控制慢速,严格控制垂直,导板抓斗不宜快速掘进,以防槽壁失稳,当挖至槽底2～3m时,应放测绳测深,防止超挖和少挖。

成槽至标高后,连接幅闭合幅应先刷壁,确保接头基本无夹泥,后扫孔,扫孔时抓斗每次移开50cm
左右,扫孔结束后,进行超声波测壁,同时用测绳测槽深,数据均作好记录。

成槽过程中大型机械
不得在槽段边缘频繁走动,以确保槽壁稳定,如发现泥浆翻泡,大量流失或地面有下陷现象时,不
准盲目掘进,待处理后再行施工。

槽段成槽完毕后,在槽段中心架设超声波器,检测槽壁的垂直度以及开挖深度。

保证符合规范要求。

2.4 清基及接头处理
成槽至标高后,连接幅闭合幅应先刷壁,采用与锁口管外形匹配的接头刷重量约3t进行接头清刷,清刷过程中对刷头采用清水清洗,确保接头基本无夹泥,后扫孔,扫孔时抓斗每次移开50cm
左右,扫孔结束后,进行超声波测壁,同时用测绳测槽深。

雌性接口成槽完毕达到设计标高后,插
入圆形锁口管,锁口管后空隙内填泥砂。

2.5 锁口管吊放及基底处理
使用抱箍式锁口管起拔设备拔锁口管。

槽段清基合格后,立刻吊放锁口管,由履带起重机分
节吊放安装垂直插入槽内。

锁口管的中心应与设计中心线相吻合,锁口管利用自重,插入土体,防止砼倒灌。

严格测量成槽深度。

锁口管安放的深度应与实际成槽深度相一致,上端口与导墙连接处用木榫楔实或用定位槽钢固定,防止浇注砼时移动,锁口管后侧填砂,防止倾斜。

基底沉渣处理采用“撩抓法”。

在撩抓过程中,应动作缓慢,防止基底部分的土壁产生很大扰动。

2.6 钢筋笼吊放
钢筋笼采用整幅成型起吊入槽,钢筋笼采用12点起吊,水平位置钢筋吊点处用Φ32钢筋加固,主吊各吊点拟采用φ40圆钢,副吊各吊点拟采用φ32圆钢,龙头吊筋拟采用4根φ32圆钢。

钢筋笼起吊时,顶部要用一根横梁,其长度要和钢筋笼尺寸相适应。

钢丝绳须吊住四个角。

为了
不使钢筋笼在起吊时产生很大的弯曲变形,采用两台吊车同时操作,其中一钩挂住顶部,另一钩挂住中间部位。

为了不使钢筋笼在空中晃动,钢筋笼下端可系绳索用人力控制。

起吊时不允许钢筋笼下端在地面上拖引,以防造成下端钢筋弯曲变形。

采用1台280t履带吊和1台150t履带吊起吊,主钩起吊钢筋笼顶部,副钩起吊钢筋笼中下部,多组葫芦主副钩同时工作,使钢筋笼缓慢吊离
地面,并改变笼子的角度逐渐使之垂直,吊车将钢筋笼移到槽段边缘,插入钢筋笼时,吊点中心必
须对准槽段中心,然后徐徐下降,垂直而又准确地将钢筋笼吊入槽内。

在钢筋笼进入槽内时,必须注意不要使钢筋笼产生横向摆动,造成槽壁坍塌。

钢筋笼插入槽内后,检查其顶部高度是否符合
设计要求,然后用槽钢等将其搁置在导墙上。

2.7 水下砼浇注
水下砼浇注采用导管法施工,砼导管选用D=250的圆形螺旋快速接头型。

用吊车将导管吊入槽段规定位置,导管顶端安装方形漏斗。

搅拌车砼不断送入导管内,混凝土搅拌车的容量为10m3,开灌时,在两根导管采用两辆混凝土泵车注入10m3混凝土,使槽底有一个均匀的铺设,第二车混凝土采用同样的方法,确保导管埋入混凝土中2.5m。

两车10m3的混凝土车在方量正常情况下,
导管埋入深度大于2.5m。

混凝土灌入导管必须依次浇灌。

在离预定计划最后4车时,每浇一车
测一次砼面标高,将最后所需砼量通知搅拌站,浇筑需充分翻浆以保证墙顶质量。

2.8 锁口管提拔
锁口管提拔与砼浇注相结合,砼浇注开始后3.5～4h左右开始拔动。

其幅度不宜大于cm,以后每隔10～20min提升一次,其幅度不宜大于20cm,并观察锁口管的下沉,待砼浇注结束后6～8h,将锁口管一次全部拔出并及时清洁和疏通工作。

2.9 地下连续墙墙趾注浆
在钢筋笼上通长安装2根注浆管,插入墙底下0.5m。

浆管的长度根据成槽深度配料,下至槽底+0.5m,上至圈梁顶面+0.1m。

浆管底部0.5m范围内开梅花孔,同一截面四孔,高度0.1m均布,用胶布绑扎。

在地下墙混凝土达到设计标高后,开始压入水泥浆,注浆压力0.2～0.4MPa,水泥浆水灰比不大于0.55,每根注浆管水泥用量2000kg,不仅能使槽底沉渣很好地固结,还能明显提高地下墙的承载力,降低沉降量。

压浆范围为地下墙墙底下0.5m。

2.10 辅助降水方案
根成槽井数量及间距控制采用计算影响半径的库萨金经验公式确定:
;式中:S—抽水时的水位降深(m),取13.0m;H—含水层的厚度(m),取13.0m;K—含水层渗透系数(m),取0.01m/d,知成槽井单井抽水影响半径9.4m,为有效降低成槽区域水头,取单井控制半径为5.0m,故成槽井按10.0m间距布置,距离围护结构3～4m,共布置44口,井深15.0m,井管采
用Φ273mm的钢管。

3 结语
该基坑工程地下连续梁地质条件复杂,施工难度大,采用上述施工方法,顺利完成了连续梁和基坑工程施工,监测和跟踪观测结果表明,该地下连续梁的施工方法是成功的,为城市地铁基坑连续梁施工积累的新技术资料。

参考文献
[1]李赞.深圳地铁田贝站入岩地下连续墙施工技术[J].施工技术,2010(1).
[2]郑宏,傅金栋,宋凯,王军,杨利.天津滨海新区61m深异形地下连续墙施工技术[J].施工技术,2010(10).。