談地下連續(xù)墻成槽施工技術(shù)

崔連有

(中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司，山西太原 030032)

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

長沙地鐵五一廣場(chǎng)站位于長沙市五一大道與黃興中路交叉口下。為2號(hào)線與1號(hào)線“十”字島—島換乘站，2號(hào)線車站順五一大道東西向布置，1號(hào)線車站順黃興中路南北向布置，2號(hào)線車站主體結(jié)構(gòu)形式為地下三層跨島式車站。采用明挖順筑法施工。2號(hào)線基礎(chǔ)開挖深度24.5 m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1 000 mm地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐，地下連續(xù)墻深30 m～35 m。地下連續(xù)墻按永久結(jié)構(gòu)考慮，使用階段主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)一起承載，一起組成復(fù)合墻體系圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系。

1.2 施工區(qū)域地質(zhì)情況

五一廣場(chǎng)站站點(diǎn)工程地質(zhì)情況依次為:①回填土;②粉質(zhì)粘土;③中砂;④卵石;⑤強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)灰?guī)r;⑥中風(fēng)化灰?guī)r;⑦微風(fēng)化灰?guī)r，除微風(fēng)化灰?guī)r為Ⅴ級(jí)次堅(jiān)石外，均為Ⅰ級(jí)松土～Ⅳ級(jí)軟石，均屬一般巖土體。

2 導(dǎo)墻施工

2.1 導(dǎo)墻選型

導(dǎo)墻起鎖口和導(dǎo)向作用，直接關(guān)系到連續(xù)墻順利成槽和成槽精度。根據(jù)表層為回填土，土質(zhì)結(jié)構(gòu)差的工程地質(zhì)情況以及成槽施工要經(jīng)過液壓抓斗抓土，沖樁機(jī)沖孔等工序，施工周期長的特點(diǎn)，導(dǎo)墻采用“］［”形現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，導(dǎo)墻的高度為1.5 m。在導(dǎo)墻內(nèi)側(cè)每隔2 m加設(shè)上、下兩道支撐。根據(jù)原地面下雜填土及素填土的分布厚度，為了保證槽內(nèi)的水頭，導(dǎo)墻底鋪墊高塑性指數(shù)的粘土并夯實(shí)，以保證成槽施工平面位置、成槽垂直度，防止塌壁。

2.2 導(dǎo)墻的施工要點(diǎn)

1)開挖至導(dǎo)墻基底時(shí)，對(duì)基底以下1 m～2 m范圍內(nèi)進(jìn)行釬探，探明基底以下有無混凝土基礎(chǔ)、木樁及各種管線等障礙物存在，若有則進(jìn)行清除。2)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%時(shí)拆模，立即加對(duì)口撐，上一層設(shè)［10槽鋼支撐間距2 m，下一層設(shè)80 mm×80 mm木枋支撐間距2 m，保證頂面高程、內(nèi)外墻間距、垂直度滿足設(shè)計(jì)要求。3)導(dǎo)墻未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，嚴(yán)禁重型機(jī)械設(shè)備接近，并不在導(dǎo)墻頂上放置過重物件，防止導(dǎo)墻受壓變形。

3 地下連續(xù)墻成槽施工

車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1 000 mm厚地下連續(xù)墻，地下連續(xù)墻槽段設(shè)計(jì)幅寬為6 m，車站主體連續(xù)墻共73幅，有“一”形、“L”形和“Z”形等。

地下連續(xù)墻挖深約30 m～35 m，嵌入中、微風(fēng)化巖體深度約為3.0 m～7.0 m，墻底主要位于微風(fēng)化巖層中。

3.1 地下連續(xù)墻成槽工藝流程

連續(xù)墻成槽工藝流程圖見圖1。

3.2 機(jī)械成槽

機(jī)械成槽工序是地下連續(xù)墻施工的關(guān)鍵工序之一，既控制工期又影響質(zhì)量。根據(jù)本工程地層地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，成槽采用“抓沖結(jié)合”的方法。土層、砂層、卵石層、強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r采用液壓抓斗直接成槽;中風(fēng)化巖及微風(fēng)化采用沖樁機(jī)沖孔、再用抓斗清槽。沖孔成槽過程中根據(jù)不同地層變化及時(shí)提取巖樣，以確定入微風(fēng)化巖槽體深度。

圖1 地下墻成槽工藝流程

1)單元槽段的長度為6 m。根據(jù)連續(xù)墻的施工工藝，分①，②期槽段施工，當(dāng)施工一個(gè)①期槽段后，中間隔開一個(gè)②期槽段，進(jìn)行下一個(gè)①期槽段施工，當(dāng)兩個(gè)①期槽段達(dá)到2.5 MPa后，進(jìn)行中間的②期槽段的成槽與其他工序，見圖2。2)抓土按每一幅槽段劃好的油漆標(biāo)志，依照預(yù)先排好的施工順序進(jìn)行。成槽時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)漿，防止塌方，泥漿液面應(yīng)高于地下水位不小于0.5 m。垂直度由成槽機(jī)糾偏裝置自行控制，垂直度不大于1/500。3)對(duì)于二期槽段與一期槽段的接觸面，開孔時(shí)圓錘貼先澆槽段邊下落，保證把先前預(yù)埋的泡沫板沖干凈。修孔時(shí)，應(yīng)采用特殊的帶鋼絲刷的方錘沖刷接頭，確保接頭不夾泥還必須采用鋼刷鉆頭進(jìn)行接頭清刷，使用沖擊鉆機(jī)帶上自加工的帶鋼絲刷的專用沖擊頭對(duì)兩槽段接觸面進(jìn)行反復(fù)清刷，除去附著的泥渣，確保接縫的潔凈，保證止水效果。4)土層至中風(fēng)化巖層上部再采用成槽機(jī)液壓抓斗直接抓土成槽，并收低使抓槽底部基本平整，為后續(xù)沖樁機(jī)沖孔創(chuàng)造條件。5)下部巖層為中、微風(fēng)化灰?guī)r，采用CZ30沖鉆機(jī)進(jìn)行跳孔沖擊成孔施工(見圖3)。先在導(dǎo)墻上標(biāo)出主副孔位置，先完成主孔沖擊(1，2，3，4 孔)，再進(jìn)行副孔沖擊(5，6，7 孔)，沖孔完畢后，再用沖擊樁機(jī)配方錘打夾修孔，沖擊掉主副孔之間凸出槽壁上巖體。在沖樁過程中，采用分砂機(jī)進(jìn)行泥漿分砂，可加快沖樁進(jìn)尺速度。一個(gè)槽段配備兩臺(tái)鉆機(jī)，可加快施工進(jìn)度。6)角隅施工。角隅槽段為“L”“Z”形。由于抓斗成槽的抓斗張開尺寸為3.5 m，有些槽段長度小于此尺寸，采用沖樁機(jī)直接沖孔，成孔后換方錘劈打修整，修整時(shí)應(yīng)更加認(rèn)真、仔細(xì)防止修壁時(shí)造成塌壁。7)清槽。由于重錘沖擊后形成的石屑粒徑比較大，數(shù)量多，石屑在泥漿中下沉速度快，容易在槽底板結(jié)，給連續(xù)墻的施工質(zhì)量帶來隱患。清槽工序必須分兩步進(jìn)行，成槽后，先用液壓抓斗抓除槽底巖渣，再用空氣壓縮機(jī)配合分砂機(jī)反循環(huán)對(duì)未被抓斗抓除的石屑清除。分砂時(shí)間根據(jù)槽段入巖深度及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定的含砂量確定，本工程標(biāo)準(zhǔn)槽段分砂時(shí)間大致在6 h～8 h。分砂完畢后，為保證鋼筋與混凝土的握裹力，必須以小比重泥漿置換護(hù)壁泥漿，在清孔過程中，要不斷向槽內(nèi)泵送小比重泥漿，但必須保持槽內(nèi)的水頭比地下水位高出至少1.0 m，防止塌孔。

4 泥漿質(zhì)量控制

圖2 連續(xù)墻分期施工示意圖

圖3 巖層段沖擊成孔示意圖

在成槽過程中，泥漿具有護(hù)壁、攜渣、冷卻機(jī)具和潤滑等作用，泥漿的使用是保證成槽質(zhì)量的關(guān)鍵。

本工程泥漿制作采用膨潤土造漿、粘土造漿及沖擊粘土層自造漿三種形式。

1)新鮮泥漿質(zhì)量控制:拌好的新鮮泥漿的性能要適合于地基條件和施工條件，定期對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量控制試驗(yàn)，當(dāng)泥漿不能滿足所需性能時(shí)，分析原因，采取修正配合比、更換材料等相應(yīng)措施。在挖槽過程中，從泥漿池向正在挖的槽段供給泥漿。在向溝槽供泥漿之前確保溝槽內(nèi)始終有性能良好的新鮮泥漿。

2)槽內(nèi)泥漿質(zhì)量的控制:對(duì)溝槽內(nèi)的泥漿，可按挖槽過程中和挖槽完了到澆筑混凝土前的放置期間分別進(jìn)行質(zhì)量控制。挖槽過程中的泥漿質(zhì)量控制，重點(diǎn)是保持泥漿所需的性能，保持槽壁的穩(wěn)定所需要的預(yù)定泥漿液面。挖完槽時(shí)對(duì)泥漿做充分的質(zhì)量調(diào)整，為保持泥漿的良好狀態(tài)，適當(dāng)?shù)耐蹆?nèi)補(bǔ)充新鮮的泥漿并定期進(jìn)行質(zhì)量調(diào)整。檢驗(yàn)?zāi)酀{的性質(zhì)，經(jīng)常注意泥漿的液面變化以及周圍條件(如雨水的流入和地下水位等)的變化。從溝槽里循環(huán)出來的泥漿送進(jìn)沉淀池排除土渣。當(dāng)泥水分離性不好時(shí)要在泥漿中加入分散劑或者水;并通過泥漿性能試驗(yàn)，查明泥漿質(zhì)量惡化原因并采取相應(yīng)的質(zhì)量調(diào)整措施，使之成為良好的泥漿。

3)對(duì)混凝土置換出來的泥漿質(zhì)量控制:置換出來的泥漿進(jìn)行質(zhì)量控制試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，判斷其能否繼續(xù)使用。認(rèn)為可以使用的泥漿直接送到優(yōu)質(zhì)泥漿池中;認(rèn)為通過再生處理可以使用的泥漿進(jìn)行再生處理。

5 結(jié)語

對(duì)于地處城市繁華地段入巖地下連續(xù)墻施工，如何保證施工工期，提高施工功效是施工全過程的焦點(diǎn)問題。在該工程地下連續(xù)墻施工中，該施工工藝機(jī)械成槽利用國內(nèi)普通設(shè)備的匹配，解決了入巖問題;通過導(dǎo)墻的合理選型、泥漿質(zhì)量的控制，保證了成槽質(zhì)量和混凝土灌注質(zhì)量，為地下連續(xù)墻的施工進(jìn)度及質(zhì)量提供了技術(shù)保證。

［1］GB 50299-1999，地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［2］GB 50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.