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1、作为深基坑支护的地下连续墙的施工 摘要介绍广州市某地铁站工程地下连续墙支护深基坑的特点、工艺流程与施工方法。关键词地铁站深基坑支护地下连续墙1 工程概况及特点某地铁站工程位于广州市海珠区滨江路南,北临珠江,距珠江55 m , 站台中心里程yck5 + 499 , 起点里程yck5 + 418. 4 , 终点里程yck5 + 576. 6 。该站设计地下3 层,围护结构采用地下连续墙加钢筋混凝土内支撑,地下连续墙在基坑开挖时起挡土与挡水作用。基坑开挖面积3936 m2 , 开挖深度21. 31 m , 地下连续墙高24. 5 25. 5 m , 总长362 m , 墙厚800 mm , 入岩嵌固
2、深度为:强风化岩3. 5 m、中风化岩2. 5 m 、微风化岩1. 5 m 。连续墙采用C25 级水下混凝土,导墙呈一字形和“ ”型,混凝土强度等级C20 。施工范围内土层由上到下为: 杂填土厚1. 00 4. 00 m ; 淤泥或淤泥质土,透水性微弱,厚0. 50 3. 40 m ; 细砂,厚1. 008. 00 m ; 饱和粗砂, 中密,厚2. 004. 00 m ; 全风化泥质粉砂岩,遇水软化稍具可塑性,局部分布; 强风化泥质粉砂岩, 呈半岩半土状, 遇水软化, 层面标高-10. 00 -20. 00 m , 厚度不一; 中风化带,岩层面标高-12. 00 -25. 00 m , 岩面起
3、伏大; 微风化带分布较连续,岩面起伏较大。场地紧邻珠江,地下水位埋藏浅,为1. 103. 40 m , 地下水主要以潜水型孔隙水赋存于砂层中。该工程的特点是紧邻珠江,地下水位较高,基坑开挖深度大,开挖范围内有较厚的中砂层,且连续分布,连续墙设计入岩深度平均达1. 8 m , 局部入中风化岩达10. 8 m , 岩面起伏大,地下连续墙高度难以准确掌握,地铁工程质量要求高,成槽施工有一定的难度。2 施工程序及槽段划分该工程地下连续墙的施工工艺流程如图1 所示。其中修筑导墙、泥浆制备与处理、槽段开挖、钢筋笼制备与吊装、混凝土浇筑是该工程的主要工序。图1 地下连续墙施工工艺流程单元槽段划分时要避免接头
4、设在转角处,以保证地下墙有较好的整体性。由于场地土质有较厚连3 导墙的施工续分布的砂层,为保证槽壁的稳定,共划分为61 个导墙起着平面位置控制、垂直导向、挡土与稳定槽段,槽段宽46 m , 标准槽段宽6 m 。泥浆液面护槽的作用。槽段开挖前,应沿地下连续墙轴线两侧修筑导墙,以防止地面土坍塌,确保成槽顺利进行。导墙施工顺序:平整场地 测量定位 挖槽 浇筑垫层绑扎钢筋支模板浇灌混凝土拆模板并设置支撑导墙外侧回填土。导墙施工设计要点: (1) 导墙厚20 cm 、高1. 5 m , 内净距85 cm , 比地下连续墙宽度大5 cm , 为液压抓斗机施工留工作面。导墙中心线施工允许偏差10 mm 。(
5、2) 为保证连续墙转角处混凝土的施工质量,在转角的一边导墙向外延长40 cm , 导墙顶部比地面高出20 cm , 以防止地面水流入槽内。(3) 在导墙顶做槽段划分和标高标志,以此控制钢筋的安装标高。(4) 导墙内侧拆模时,应立即在墙间加设两道支撑,外层侧回填土应对称进行,并分层夯实。(5) 在导墙混凝土达到设计强度90 % 之前,禁止任何重心型机械设备在旁边1 m 范围内行使、停置和作业,以防止导墙受压变形。(6) 在导墙混凝土达到设计强度90 % 后,才可进行地下连续墙的施工作业。4 泥浆制备和处理施工时设置两个泥浆池,每个池尺寸20 m 5 m 3 m , 由370 厚加筋砖墙砌筑,内批
6、水泥砂浆并抹光。泥浆池分4 格,其中2 格为沉淀,另2 格分别为储浆与造浆作用。施工用的泥浆采用优质粘土与膨润土,由泥浆搅拌机搅拌制备。泥浆成分的重量配合比为水1 , 膨润土10 % , 甲基纤维素0. 05 %0. 1 % , 烧碱0 0. 3 % 。新制备的泥浆在泥浆池中存放24 h , 使粘土充分水化后,再使用。泥浆拌制与使用,每天检查不少于两次,其性能应符合表1 的规定。对于循环再生利用的泥浆,要适当掺加甲基纤维素和烧碱,并经过检验合格。施工期间为避免槽壁塌方,槽内泥浆面必须高于地下水位1 m 以上,在砂层施工时应适当提高泥浆比重与粘度,增加泥浆的储备量。泥浆处理采取机械与重力沉淀相结
7、合的方法。从槽中置换出来的泥浆经过机械处理后流入沉淀池,经重力沉淀16 h 稳定后,由水泵将表面清稀部分抽到过滤池,通过滤网过滤,将废水排除,余下的浆体再重新利用。表1 使用泥浆的性能指标 5 成槽与清槽(1) 成槽顺序:该工程槽段形式有一字形和L 形。施工时采用跳段开挖方法,先施工1、3 、5槽段(称为一期槽段),后施工2 、4 、6 槽段(称为二期槽段) 。在成槽过程中,宜先施工转角处L 形槽段后,再施工其相邻的槽段(图2) 。图2 成槽施工顺序图(2) 成槽方法:成槽采取“ 冲抓结合”的方法,土层、砂层及强风化岩采用液压抓斗成槽,坚硬的强风化岩、中风化岩、微风化岩石、地下障碍物、旧基础及
8、二期槽段接头管位置采用冲桩机成槽。为保证成槽垂直度,成槽时用冲桩机成孔作为导向控制,标准槽段设两个导向孔。成槽过程中对照地质勘探资料按不同土层及时提取岩样。达到设计深度后,用特制方锤在槽内上下来回多次切削修整,使槽壁垂直平整。L 形槽段成槽,先由液压抓斗开挖,顺序按图2 中 。然后进行槽段冲岩,使L 形槽段成槽。注意在转角处设置一个导向孔,接头管位置采用冲孔成型,兼作导向孔。成槽时加强观测,若槽壁发生坍塌,及时分析原因并妥善处理。在砂层加快泥浆循环,适当提高泥浆比重,保持槽内泥浆液面高于地下水位0. 5 m 以上。储备足够的泥浆和黄泥,防止泥浆液面下降。(3) 槽段接头清刷:清刷混凝土接头在清
9、槽换浆前进行,用特制的钢丝刷紧靠接头面上下移动清刷, 直到钢丝刷不带泥屑为止。由于接头面是保证连续墙质量的关键,需专人监督实施。(4) 成槽过程中清槽:采用泥浆循环法进行成槽过程中的清槽,由输浆管向孔底泵入新泥浆,使泥渣上浮。该工程土层含砂率大,对沉渣较厚的槽段,需采用空气吸泥法清底,即从皮管内压入空气通向槽底的吸泥装置,吸取泥砂,并同时补充新鲜泥浆,保持泥浆液面标高和槽壁的相对稳定。(5) 终孔清槽:最终清槽采用空气吸泥机反循环方法,确保清槽后槽底沉渣厚度满足要求。空气吸泥法是用100 管从管下压入68 kgcm -2的空气, 使管内产生真空而吸取泥渣。操作时沿着槽段管口在槽底缓慢移动,抽吸
10、槽底沉渣,而上面不断补充新泥浆,控制槽内的泥浆液面不低于导墙顶的0. 5 m 。清槽后,泥浆符合要求才能安放接头管。.清槽后,槽底0. 21 m 处的泥浆比重应小于1. 2 , 含砂率不大于8 % , 粘度不大于28 s 。在清槽后与灌注混凝土前,槽底沉渣厚度不大于10 cm 。6 钢筋笼的制作安装(1) 钢筋笼制作:钢筋笼长度约24. 7 m , 单笼重16 t 。钢筋在制作平台上一次成型,主骨架及四边各交叉点采用点焊,其余纵横交叉点采用梅花形错开点焊。竖向钢筋桁架的布置应满足间距不大于1. 5 m , 一字墙段中点与端点或内墙角的距离不大于80 cm , 竖向钢筋桁架布置应均匀,使钢筋笼吊
11、装保持平衡。钢筋笼距离槽底面30 cm , 保护层采用定位钢板作保护层垫块,厚度7 cm 。(2) 钢筋笼吊装:使用80 t 和25 t 两台履带式起重机吊装钢筋笼。起吊时,主副吊钩同时起吊,在钢筋笼以水平状态提升到一定高度后,继续提升主吊钩,并缓慢放松副吊钩,使钢筋笼由水平转成垂直悬吊状态,拆去副吊钩,再对位沉放入槽中。钢筋笼吊点的布置和起吊方式要防止钢筋笼产生不可恢复的变形。起吊时不能使钢筋笼下端在地面上拖拉。为防止钢筋笼吊起后在空中摇摆,在钢筋笼的下端系拽引绳用人力操纵。沉放钢筋笼时,采用吊线坠至少从两个方向控制垂直度,按导墙面标高测量控制各起吊扁担的竖向位置,使钢筋笼对准槽段中心准确地
12、插入槽内。沉入槽内时,吊点中心应对准槽中心,钢筋笼侧面与接头管或相邻槽段混凝土接头面之间适当留空隙, 徐徐下降,控制不产生横向大摆动碰坏槽壁。在水平方向上,用红油漆在钢筋网中心作标志,同时在导墙的相应位置也用红油漆作标志,在钢筋笼下沉过程中,始终保持两标志点重合,如出现偏差,需经调整后才能继续沉放。7 混凝土与接头施工该地下连续墙的连接采用接头管。采用吊车安装接头管,吊放时紧贴槽壁对准位置,垂直缓慢进行。每个单元槽段清槽后,在槽段端部先放入接头管,再沉放钢筋笼。钢筋笼沉放并经过验收后,对相应槽段置换泥浆,清除沉渣,彻底清孔,并将接缝面的泥土杂物清刷干净,然后灌注混凝土。该地下连续墙按水下混凝土
13、的要求配制,强度等级C25 , 坍落度1822 cm 。每个槽段灌注前,在漏斗与集料斗中准备充足的混凝土,确保开塞时能有0. 30. 5 m 的埋管深度。隔水栓用预制混凝土塞,开始灌注时,隔水栓吊放的位置临近泥浆面,导管底端到孔底的距离宜为0. 30. 5 m 。一个槽段使用两根导管浇灌混凝土,其间距不大于3 m , 导管离槽段接头端不大于1. 5 m 。两根导管同时开塞同时灌注,随灌随提拔导管。灌注过程中导管埋入混凝土深度控制为26 m , 并使两导管处的混凝土表面高差不大于0. 3 m 。一般在墙顶超浇混凝土50 cm 。混凝土浇灌后,墙顶部有一层浮浆层,在混凝土凝结硬化后,将设计标高以上部分由人工凿除。在各个槽段灌注的混凝土初凝后,开始提拔接头管。然后每隔2030 min 提拔一次,每次上拔5 10 cm 。接头管不宜长时间埋在初凝后的混凝土中,宜在各槽段混凝土浇灌结束后45 h 内全部拔出。
