李永強(qiáng)

摘要：為控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工后的地表沉降，維護(hù)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全，針對市政地鐵明挖區(qū)間基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)展開研究。根據(jù)市政地鐵明挖區(qū)間鉆孔允許誤差，設(shè)計地鐵明挖區(qū)間鉆孔與清孔。規(guī)范基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中鋼管樁焊接方式，進(jìn)行基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中鋼管樁的制作，完成安裝后對鋼管樁進(jìn)行質(zhì)量檢查，通過修剪或切割對樁頂進(jìn)行處理。按照設(shè)計的方法進(jìn)行市政地鐵明挖區(qū)間基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，10個監(jiān)測點(diǎn)的地表沉降值均＜10mm，有效降低了施工后圍護(hù)結(jié)構(gòu)的沉降，有助于維護(hù)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

關(guān)鍵詞：地鐵工程；注漿；施工技術(shù)；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；基坑；明挖區(qū)間

0? ?引言

地鐵系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營，對城市的可持續(xù)發(fā)展和提高居民生活質(zhì)量起到重要的推動作用[1]。在地鐵線路的明挖區(qū)間施工過程中，需要進(jìn)行大規(guī)模的土方開挖工作。為了保證周圍土體的穩(wěn)定及地下設(shè)施的安全，開挖工作往往需要進(jìn)行基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施作。科學(xué)合理的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，有利于防止土體塌方，維持施工現(xiàn)場的整體穩(wěn)定，并為后續(xù)地鐵結(jié)構(gòu)建設(shè)提供有力支撐。

隨著科技的進(jìn)步，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展，其中包括新型基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、新材料應(yīng)用以及施工工藝優(yōu)化等方面。這些創(chuàng)新和發(fā)展旨在提升工程質(zhì)量、減少對環(huán)境的影響[2]。

相比于地面和地下開工區(qū)間，明挖區(qū)間的基坑在地表上施工，不需占用大量地面土地。明挖區(qū)間施工相對較為直接，省去了掘進(jìn)隧道的工序，施工速度較快，有利于大大縮短工期。不同地區(qū)地質(zhì)條件的復(fù)雜性對基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工提出了挑戰(zhàn)，但明挖區(qū)間相對靈活，可以通過鋼管樁進(jìn)行有效的支護(hù)，以滿足不同地質(zhì)條件下的安全要求。為控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工后的地表沉降，維護(hù)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全，本文針對市政地鐵明挖區(qū)間基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)展開研究。

1? ?工程概況

1.1? ?工程基本情況

本文以某地區(qū)市政地鐵工程項(xiàng)目基本情況如表1所示。為確保施工的規(guī)范性，施工前，對工程基本情況進(jìn)行分析。

1.2? ?地質(zhì)條件分析

掌握工程項(xiàng)目基本情況后，為排除施工中相關(guān)因素的影響，提高工程施工規(guī)范性，對項(xiàng)目所在地的地質(zhì)條件進(jìn)行分析。

根據(jù)技術(shù)人員的現(xiàn)場勘查與實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，地鐵工程所處位置為海洋沖積平原和臺地，地勢有些低洼，上半部為人造堆積體，下半部為黏土層和礫質(zhì)黏性土層，部分區(qū)段為黏土和粉質(zhì)黏性土夾層。將基坑樁地面線和基坑圍護(hù)都設(shè)在砂礫黏土地層中，基坑圍護(hù)頂面上覆蓋的土層厚度為10～17m。

1.3? ?土層物理學(xué)指標(biāo)分析

在此基礎(chǔ)上，對市政地鐵工程項(xiàng)目所在地的主要土層物理學(xué)指標(biāo)進(jìn)行分析，相關(guān)內(nèi)容如表2所示。

1.4? ?施工流程

施工過程中，先進(jìn)行市政地鐵明挖區(qū)間鉆孔與清孔，同時，設(shè)計基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中鋼管樁的制作安裝與注漿，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合擋墻施工與混凝土噴射施工，完成本文此工程項(xiàng)目的施工。

2? ?市政地鐵明挖區(qū)間鉆孔與清孔

在進(jìn)行地鐵明挖區(qū)間施工之前，需要進(jìn)行鉆孔與清孔的工作。

2.1? ?施工前準(zhǔn)備

在鉆孔前，需要根據(jù)施工要求合理確定鉆孔直徑。如果鉆孔直徑過小，會增加施工難度，甚至對基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的性能產(chǎn)生影響。而如果直徑太大，又會導(dǎo)致工程施工中的資源浪費(fèi)[3]。

2.2? ?鉆孔與清孔要點(diǎn)

進(jìn)行向下傾斜的鉆孔時，不可避免地會有一些殘渣堆積在孔底。這些殘渣會占據(jù)一定的深度。因此在進(jìn)行鉆孔時，需要適當(dāng)延長鉆孔深度，以彌補(bǔ)殘渣的占用空間。但需要注意，延長的鉆孔長度需在1m以內(nèi)。

在施工、圍護(hù)結(jié)構(gòu)安裝和注漿等階段，必須確保鉆孔穩(wěn)定性。在鉆孔過程中，應(yīng)該使用清水，不可使用膨潤土懸浮劑或泥漿。對于向下傾斜的井眼，在井眼清理完成后，需要對其進(jìn)行臨時封閉，以防止碎屑和雜物進(jìn)入井眼[4]。

在進(jìn)行鉆探作業(yè)期間，需要采集和記錄鉆探速度、返回介質(zhì)的組成、含水量等數(shù)據(jù)，如果發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時與設(shè)計單位聯(lián)系。

2.3? ?確定鉆孔允許誤差

根據(jù)工程需求選擇對應(yīng)的鉆具，將鉆機(jī)就位后調(diào)整鉆機(jī)，按照表3所示的內(nèi)容，設(shè)計市政地鐵明挖區(qū)間鉆孔允許誤差。

在確保鉆孔相關(guān)參數(shù)誤差在允許范圍內(nèi)的基礎(chǔ)上，對鉆進(jìn)深度進(jìn)行控制。當(dāng)鉆進(jìn)深度達(dá)到設(shè)計深度后，在該深度位置穩(wěn)定鉆進(jìn)1～2min，以防止孔底“尖滅”。

3? ?基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中鋼管樁制作與安放

3.1? ?鋼管樁的制作

將無縫鋼管作為基材進(jìn)行鋼管樁的制作，將鋼管樁底部的兩端都制作成“V”型切口，以便于泥漿順利地流入管道的外部，從而對管道和側(cè)壁土進(jìn)行充填，并保持管道的穩(wěn)定[5]。鋼管焊接方式如圖1所示。

3.2? ?鋼管樁的安放

將鋼管樁在垂直方向上按順序排列，以地質(zhì)條件為依據(jù)，對出漿孔布設(shè)間距進(jìn)行合理控制。對應(yīng)區(qū)段的鋼管樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，呈梅花狀相互交叉排列。鋼管成形后，用起重設(shè)備將其吊裝進(jìn)孔洞中，配合振動錘打樁，使其順利達(dá)到規(guī)定標(biāo)高處。

在鋼管樁打樁作業(yè)過程中，對其推進(jìn)深度進(jìn)行測量，當(dāng)其深度達(dá)到1～2m時，需要用全站儀對其垂直度進(jìn)行檢驗(yàn)。如果垂直度符合要求，可以繼續(xù)施打。

在鋼管樁的安放過程中，由于各種因素的影響，可能會出現(xiàn)一定的偏差，為此采用恰當(dāng)?shù)氖┕ぴO(shè)備和工藝，確保偏差在規(guī)定范圍內(nèi)。

施工過程中，需要使用測斜儀、水平儀等工具，對其進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和測量，以便及時發(fā)現(xiàn)和糾正鋼管樁的偏差。

3.3? ?鋼管樁質(zhì)量檢查及樁頂處理

對已經(jīng)安裝好的鋼管樁進(jìn)行質(zhì)量檢查，包括檢查鋼管樁的垂直度、平整度和各個連接部位的牢固性等方面，以確保鋼管樁符合設(shè)計要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)設(shè)計要求，對鋼管樁的頂部進(jìn)行相應(yīng)處理。修剪或切割樁頂，以使其與所要連接的結(jié)構(gòu)對齊，并確保與基坑支撐結(jié)構(gòu)的效果協(xié)調(diào)。

4? ?施工效果分析

完成工程項(xiàng)目的施工后，為了驗(yàn)證本文施工技術(shù)的應(yīng)用效果，對施工后基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測，將基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的地表沉降，作為檢驗(yàn)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工效果的關(guān)鍵指標(biāo)。

4.1? ?地表沉降值的計算

基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的地表沉降值的計算公式如下：

式中：x表示基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的地表沉降值；H表示基坑開挖深度；D表示基坑開挖面以下支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計長度；φ表示圍護(hù)結(jié)構(gòu)穿越土層時對應(yīng)的內(nèi)摩擦角。

4.2? ?地表沉降允許值設(shè)定

根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，對基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的地表沉降允許值進(jìn)行設(shè)定。根據(jù)要求，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)地表沉降的最大值不應(yīng)大于10mm，如監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的地表沉降值在10mm以內(nèi)，說明施工后圍護(hù)結(jié)構(gòu)符合標(biāo)準(zhǔn)，反之不符合標(biāo)準(zhǔn)。

4.3? ?地表沉降比對

按照上述公式，進(jìn)行監(jiān)測點(diǎn)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的地表沉降值的計算，將其與地表沉降標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對，以此為依據(jù)，檢驗(yàn)工程項(xiàng)目施工成果，相關(guān)內(nèi)容如表4所示。

從上述表4所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，本次實(shí)驗(yàn)共選擇了10個基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測點(diǎn)，對10個監(jiān)測點(diǎn)的地表沉降值進(jìn)行統(tǒng)計，統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)10個監(jiān)測點(diǎn)的地表沉降值均＜10mm。說明按照本文設(shè)計的方法，進(jìn)行市政地鐵明挖區(qū)間基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，可有效降低施工后圍護(hù)結(jié)構(gòu)的沉降情況，有助于維護(hù)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

5? ?結(jié)束語

為控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工后的地表沉降，維護(hù)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全，本文針對市政地鐵明挖區(qū)間基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)展開研究。

按照設(shè)計的方法進(jìn)行市政地鐵明挖區(qū)間基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，完工后對基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的地表沉降進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以此評估施工技術(shù)應(yīng)用效果。

本次實(shí)驗(yàn)共選擇10個基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測點(diǎn)，對10個監(jiān)測點(diǎn)的地表沉降值進(jìn)行統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)，10個監(jiān)測點(diǎn)的地表沉降值均＜10mm。

由此表明，按照本文中設(shè)計的方法進(jìn)行施工，可以避免基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工后發(fā)生沉降，從而全面提升基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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