李戈

摘要：作為地鐵基坑重要的圍護(hù)結(jié)構(gòu)之一，異型連續(xù)墻能夠滿足特殊水文地質(zhì)條件下的圍護(hù)安全技術(shù)需求。文章以某地鐵工程為例，在了解該地鐵異型連續(xù)墻施工背景概況的基礎(chǔ)上，探討了該地鐵工程異型連續(xù)墻施工的技術(shù)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地鐵工程；異型連續(xù)墻；施工技術(shù)；地鐵基坑；圍護(hù)安全 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U231 文章編號(hào)：1009-2374（2015）35-0092-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.045

1 某地鐵異型連續(xù)墻工程概況

某地鐵車站位處市中心，車流量、人流量和建筑物密集，尤其在基坑的西南區(qū)域，為當(dāng)?shù)刂牟叫薪郑苓厴菍痈叨染?～8層之間，與基坑邊最近的距離為8m，北面基坑與車站物業(yè)點(diǎn)同時(shí)開(kāi)發(fā)。工程左線全長(zhǎng)170m、右線203m，基坑呈不規(guī)則狀，開(kāi)挖深度24～27m，面積4075m2。地鐵的地下連續(xù)墻兼具防水和抗?jié)B的功能，其寬度1m，設(shè)計(jì)深度在55～65m之間，進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化泥巖層的槽幅深度為2m。地下連續(xù)墻的施工全過(guò)程，主要按照實(shí)際的開(kāi)挖工況和既定的施工順序，圍繞“增量法”原理，分析地層對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形的約束作用，進(jìn)而確定地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)體系受力的連續(xù)性，其中涉及到的施工參數(shù)，主要包括結(jié)構(gòu)自重、水土側(cè)壓力、地面超載。至于地下連續(xù)墻的施工環(huán)境條件，主要考量工程的水文地質(zhì)情況。巖土類型主要有黏土、雜填土、粉質(zhì)黏土、粉土粉砂互層、粉細(xì)砂、含礫中粗砂、礫卵石、強(qiáng)風(fēng)化泥巖、中風(fēng)化泥巖。地下水則以上層滯水和層間承壓水為主，前者主要滯留在人工填土層內(nèi)，平均埋深1.25m；后者主要滯留在粉細(xì)砂層和含礫中粗砂層內(nèi)，水位受到地下水位漲跌的直接影響，年變化幅度在3～4m之間。

2 案例工程施工期間的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 連續(xù)墻成槽技術(shù)

從工程水文地質(zhì)的情況來(lái)看，連續(xù)墻成槽的區(qū)域?yàn)槌罡凰皩印ａ槍?duì)這種類型的水文地質(zhì)條件，有大型設(shè)備重壓的位置，需要在導(dǎo)墻施工之前，借助單管旋噴樁加固雜填土和淤泥層，以便增強(qiáng)槽壁的承載能力。至于成槽設(shè)備的選用，在泥巖上層成槽時(shí)，利用SG50液壓抓斗成槽機(jī)，而在進(jìn)入泥巖后，增加4臺(tái)CJF-20沖擊鉆機(jī)配合成槽，分別在槽的左、中、右引孔，再用液壓抓斗成槽機(jī)，沿著引孔方向逐個(gè)成槽。在引孔時(shí)完成奇數(shù)孔的沖擊，再進(jìn)行偶數(shù)孔和孔位之間棱角的沖擊，最后借助方錘洗槽。

施工難點(diǎn)探討：成槽期間，發(fā)現(xiàn)液壓抓斗成槽機(jī)在開(kāi)挖至地面50m以下后，成槽速度開(kāi)始變慢。對(duì)照勘察資料，確定地面50m以下的巖層，以礫卵石、砂礫巖、泥巖層為主，而選用普通的沖擊鉆，所需耗費(fèi)的施工時(shí)間太長(zhǎng)，適時(shí)選用旋挖鉆機(jī)引孔，再用成槽機(jī)一次性成槽，大約花費(fèi)了3天左右的時(shí)間。可見(jiàn)成槽施工與所選用的機(jī)械設(shè)備關(guān)系頗為密切，在地質(zhì)情況難以斷定的情況下，可根據(jù)不同成槽機(jī)的成槽寬度、深度、最大提升力、卷?yè)P(yáng)機(jī)單繩拉、發(fā)動(dòng)機(jī)額定輸出、系統(tǒng)壓力、主泵流量、抓斗重量、完成標(biāo)準(zhǔn)段等進(jìn)行靈活的選擇。除此之外，泥漿的制備和含砂率的控制也是連續(xù)墻成槽時(shí)需要兼顧的重點(diǎn)，其中泥漿的制備在泥漿池中直接完成，本工程的連續(xù)墻在穿過(guò)厚度20m的粉細(xì)砂層厚，經(jīng)過(guò)成槽的泥漿含砂率，被控制在11%左右，提高了泥漿的重復(fù)利用效果，同時(shí)能夠有效地控制含砂率。其利用流程有兩道：（1）生產(chǎn)新漿→新漿儲(chǔ)→開(kāi)挖成槽→清槽→澆筑混凝土→回收→廢漿脫水處理→排放；（2）漿液脫水處理→循環(huán)漿沉淀→除砂器→循環(huán)漿處理→循環(huán)漿儲(chǔ)存→重新使用。與此同時(shí)，工程按照≤3‰的垂直度控制標(biāo)準(zhǔn)，成槽時(shí)借助室內(nèi)自帶顯示儀器同步糾偏，在出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，重新調(diào)整成槽機(jī)，確保偏斜部位和長(zhǎng)度都能夠符合規(guī)范設(shè)計(jì)要求。

2.2 鋼筋籠吊裝技術(shù)

考慮到工程所處區(qū)域?yàn)轸[市區(qū)，而所吊裝鋼筋籠噸位比較大，無(wú)法一次性完成整體吊裝，要求選擇安全系數(shù)最高的吊裝機(jī)械設(shè)備，并將鋼筋籠進(jìn)行分節(jié)吊裝，在入槽后完成上下連接。為便于分節(jié)吊裝，在制作鋼筋籠時(shí)，按照?qǐng)D1分節(jié)段加工制作和起吊鋼筋籠：

分節(jié)段加工制作時(shí)，位置適宜選在節(jié)點(diǎn)較少的地方以及在基層開(kāi)面之內(nèi)。權(quán)衡再三，最終將鋼筋籠分為上下兩節(jié)，上節(jié)長(zhǎng)度34.4m，重量55t，下節(jié)長(zhǎng)度29.1m，重量18t，中間搭接長(zhǎng)度1.5m。鋼筋籠加工制作之后，利用雙機(jī)抬吊的方法，選用250t的主吊和100t的副吊。起吊時(shí)保持吊鉤中心和鋼筋籠中心的重合，吊至指定位置后，卸至安裝節(jié)點(diǎn)，但要求安排專人檢查鋼筋籠的平穩(wěn)狀態(tài)，包括吊機(jī)的側(cè)向旋轉(zhuǎn)等，都要保證下部鋼筋籠與地面保持垂直，直至平穩(wěn)入槽和定位，再開(kāi)始與上部鋼筋籠的對(duì)接。在此值得一提的是，本地鐵工程的基坑不規(guī)則相比于規(guī)則性的基坑連續(xù)墻布置難度更大。藉此筆者建議在鋼筋籠的內(nèi)角設(shè)置撐筋，通過(guò)吊裝驗(yàn)算，分析鋼筋籠受力狀況、鋼絲繩強(qiáng)度、主吊把桿長(zhǎng)度、吊攀、卸扣等。具體的吊點(diǎn)布置方法，見(jiàn)圖2：

按照?qǐng)D2方法布置吊點(diǎn)，在吊點(diǎn)位置焊接規(guī)格Φ32的圓鋼，作為加強(qiáng)吊筋。圓鋼焊接的長(zhǎng)度和質(zhì)量等都必須滿足以上吊裝驗(yàn)算的參數(shù)要求。

2.3 成槽后沉渣厚度控制技術(shù)

成槽清孔工序，沉渣厚度的控制，要求貫穿于整道工序。首先是第一次清孔，由于成槽時(shí)需穿過(guò)粉細(xì)砂層，以致泥漿中摻雜了大量粉細(xì)砂，使得泥漿含砂率超標(biāo)，因此要求在成槽完畢至下放鋼筋籠這段時(shí)間，要至少保持2h的泥漿穩(wěn)定時(shí)間，大約在摻入泥漿內(nèi)的粉細(xì)砂基本沉淀后，再借助成槽機(jī)來(lái)回清除干凈槽底的粉細(xì)砂。其次是第二次清孔，是在下放鋼筋籠并固定之后，測(cè)量沉渣厚度為50cm，將氣舉式反循環(huán)設(shè)備的導(dǎo)管伸入槽內(nèi)，往槽內(nèi)注入新鮮的泥漿，將舊泥漿置換出來(lái)，并利用濾砂機(jī)過(guò)濾舊泥漿，直至其含砂率達(dá)標(biāo)。第二次清孔的技術(shù)難度相對(duì)較大，不僅需要控制氣液混合器置入導(dǎo)管內(nèi)的深度，而且在壓縮空氣送進(jìn)混合器內(nèi)的時(shí)候，要調(diào)整泥漿空氣混合漿液的密度以及導(dǎo)管內(nèi)外的壓力差值，方可便于泥漿沉渣的排除。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整后的參數(shù)，概括為：（1）風(fēng)壓：0.8～10MPa；（2）導(dǎo)管直徑：250mm；（3）分管直徑：25mm；（4）漿液混合器導(dǎo)管直徑：25mm；（5）導(dǎo)管排孔直徑：8mm。按照這些參數(shù)清孔，在剛開(kāi)始送風(fēng)時(shí)，風(fēng)量不宜太大，風(fēng)壓則以稍小于孔底水頭壓力為標(biāo)準(zhǔn)，在沉渣厚度和體積比較大時(shí)，再適當(dāng)增加送風(fēng)量。最后是檢查清底部換漿的效果，重點(diǎn)是吸漿和補(bǔ)漿數(shù)量是否均衡以及溢出槽外的泥漿面，是否在導(dǎo)墻頂面30cm以外，否則需要重新補(bǔ)漿。

2.4 混凝土灌注技術(shù)

成槽后，槽段寬度、深度為5.5m、60m，需要灌注體積360m?的混凝土，屬于大體積混凝土灌注施工。在下放鋼筋籠和做好防繞流準(zhǔn)備工作后，開(kāi)始灌注混凝土。本工程選用抗?jié)B等級(jí)S10、設(shè)計(jì)強(qiáng)度C30的混凝土，借助雙導(dǎo)管澆筑，目的是提高灌注面和灌注速度。其中導(dǎo)管與導(dǎo)管之間的間隔控制在2.5m以內(nèi)，每個(gè)導(dǎo)管與槽段端頭的距離至多為1.5m。首次使用導(dǎo)管，要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行水密和承壓試驗(yàn)，然后按照既定的初罐量，導(dǎo)管底部需要埋入混凝土內(nèi)約1.25m，這樣才能夠避免出現(xiàn)脫管和底部混凝土離析問(wèn)題。另外，初灌時(shí)混凝土足量能夠?qū)⒖椎椎某猎行С觯沟脴痘某休d性能得以提升。首次灌注并檢驗(yàn)導(dǎo)管埋入混凝土的狀態(tài)后，繼續(xù)連續(xù)灌注混凝土，混凝土上升速度至少為2m/h，導(dǎo)管底部埋入混凝土內(nèi)的長(zhǎng)度，控制在2～6m范圍內(nèi)，同時(shí)密切關(guān)注混凝土的標(biāo)高，檢查是否存在塌方跡象。如果需要暫時(shí)中斷灌注，其停留時(shí)間不得大于30min。在混凝土澆筑期間，存在三個(gè)施工問(wèn)題，將其歸納總結(jié)如下：

問(wèn)題一：導(dǎo)管斷裂。本工程使用的兩根導(dǎo)管均超過(guò)60m，自重大。在連續(xù)澆筑時(shí)，有數(shù)次出現(xiàn)法蘭接頭被鋼筋卡住的現(xiàn)象，而起拔的導(dǎo)管力度太大，導(dǎo)致導(dǎo)管斷裂，并被迫中斷混凝土的澆筑。針對(duì)該施工問(wèn)題，筆者提出的解決思路是：第一時(shí)間下放備用導(dǎo)管倉(cāng)內(nèi)的導(dǎo)管，但期間依然保持?jǐn)嗔褦喙艿臐补啵敝羵溆霉艿缆袢牖炷羶?nèi)的長(zhǎng)度達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，再將斷裂的導(dǎo)管拔出，繼續(xù)完成剩余混凝土的灌注。

問(wèn)題二：堵管。本工程混凝土澆筑量大，分批配置后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，某些混凝土和易性比較差，其內(nèi)摻雜了粒徑大小不一的卵石，灌注時(shí)堵塞了導(dǎo)管。為避免堵管問(wèn)題，筆者認(rèn)為需要加強(qiáng)配料環(huán)節(jié)的監(jiān)督管理工作，確保混凝土中沒(méi)有摻雜粒徑太大的碎石和卵石，同時(shí)在施工時(shí)，以30cm左右的幅度上下振動(dòng)導(dǎo)管。假如出現(xiàn)嚴(yán)重堵塞，將導(dǎo)管插入混凝土面以內(nèi)1m，同時(shí)借助導(dǎo)桿式泥漿泵抽出導(dǎo)管內(nèi)滯留泥漿，再以較大的沖力將存滿儲(chǔ)料倉(cāng)的混凝土大量灌入管道內(nèi)，即可沖掉堵塞的卵石和碎石。

問(wèn)題三：鋼筋籠上浮。由于清孔不徹底，孔底沉渣厚度太大，在澆筑混凝土?xí)r，被置換出來(lái)的沉渣拱起鋼筋籠，出現(xiàn)鋼筋籠上浮跡象。盡管本工程使用的鋼筋籠體積和重量大，上浮問(wèn)題的發(fā)生概率較低，但為了預(yù)防鋼筋籠上浮，在鋼筋籠的正反面都焊接了預(yù)防鋼筋籠上浮的“倒刺”，同時(shí)在澆筑時(shí)嚴(yán)格控制混凝土的澆筑速度和坍落度，以預(yù)防鋼筋籠上浮問(wèn)題的出現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

文章通過(guò)研究，基本明確了案例地鐵工程異型連續(xù)墻施工的方法，將相關(guān)的技術(shù)概括為成槽技術(shù)、鋼筋籠吊裝技術(shù)、成槽后沉渣厚度控制技術(shù)、混凝土灌注技術(shù)，相關(guān)工程在參考借鑒本工程的施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，需結(jié)合自身工程的實(shí)際情況，予以因地制宜地靈活應(yīng)用，以保證這些施工技術(shù)的適用性。

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（責(zé)任編輯：秦遜玉）