益鴻鶴
(上海市政建設工程建設發(fā)展有限公司,上海市 200092)
本文通過對軌道交通9號線三期碧云路站的地下連續(xù)墻施工過程中的“插鋼板”施工的介紹,確保地下連續(xù)墻無混凝土鼓包,加快施工進度。
碧云路站為9號線與14號線換乘車站,位于楊高中路與云山路路口,9號線車站位于楊高中路下方,呈東西向布置,與14號線車站十字換乘,為地下三層島式站臺車站,標準段外包尺寸為159.2 m×24.5 m,基坑開挖深度為23.91~26.12 m,頂板覆土約3.3 m。
車站周邊以居住小區(qū)為主,車站北側為上海超高壓輸電公司銀山集控站、上海公安局浦東分局和金楊公寓高層住宅小區(qū);車站南側為高壓線走廊和高壓線保護綠地、家樂福超市和居民住宅小區(qū)。
碧云路車站圍護結構采用地下連續(xù)墻結構,共68幅。地下墻厚度1.0 m,深度為:端頭井41 m、標準段39 m。地下墻混凝土設計強度等級為水下C35,抗?jié)B等級為P10。地下墻接頭采用工字鋼形式。
考慮到施工誤差及保證結構的有效凈寬,地下墻施工時外放尺寸10 cm。
擬建場地淺部土層潛水水位埋深為2.10~2.30 m,潛水水位受降雨、地表水的影響而變化。按上海市工程建設規(guī)范《巖土工程勘察規(guī)范》(DGJ08-37—2012),常年平均地下高水位為0.3 m,低水位為1.5 m,設計時可按安全需要選擇合適的地下水位埋深。
勘察揭露的⑤1t層為微承壓水含水層,⑦和⑨層為承壓含水層,該兩層連通,存在直接水力聯(lián)系,分布范圍廣。根據(jù)上海市工程實踐,(微)承壓水水位標高年呈周期變化,⑤1t層微承壓水一般埋深變化范圍為3.0~11.0 m,⑦和⑨層承壓水一般埋深變化范圍為3.0~12.0 m。根據(jù)初勘和鄰近工點勘察量測結果,測得⑤1t微壓水位埋深為10.38 m(水位標高-6.06 m,觀測深度23 m),測得⑦層承壓水水位埋深為5.85 m,水位標高相應為-0.95 m。
擬建場地地表水、地下水環(huán)境類別為Ⅲ類。擬建場地地下水、地基土對混凝土有微腐蝕性。當長期浸水時,地下水、地基土對鋼筋混凝土中的鋼筋有微腐蝕性;在干濕交替狀態(tài)下地下水、地基土對鋼筋混凝土中鋼筋有弱腐蝕性。
擬建場地的抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度為0.10 g,所屬的設計地震分組為第一組。擬建場地20 m深度范圍內無飽和成層的砂質粉土、砂土分布,為不液化場地。
根據(jù)場地的工程地質條件和區(qū)域地質資料,場地屬穩(wěn)定場地。擬建場地地形平坦,地基土分布相對較為穩(wěn)定,設計應重視暗浜和厚填土分布規(guī)律,并采取適當措施,擬建場地適宜建造本工程。
土層情況見表1。
表1 土層情況表
根據(jù)地質勘查情況來看,場地淺部③層淤泥質粉質黏土夾粉性土,滲透性強,易產生流砂、漏水等不良地質現(xiàn)象,地下連續(xù)墻施工時,槽壁易坍塌。
地質條件較差,③j層灰色黏質粉土對成槽施工可能造成的塌方影響,有以下影響:
(1)地下連續(xù)墻施工過程中因為坍方造成混凝土浪費;
(2)由于地下連續(xù)墻混凝土強度高,開挖過程中需要鑿除坍方的混凝土鼓包對工期造成很大影響(見圖 1);
圖1 坍方造成的“鼓包”現(xiàn)象
(3)鑿除混凝土鼓包的工期耽誤了支撐的安裝,對支撐及時安裝帶來一定的困難,同時由于無法及時撐支撐,對基坑的變形也帶來很大影響。
以上情況也是是在上海軟土地質情況下,地下工程結構常見的頑疾。
2.2.1 導墻模板
導墻主要作用是:保證地下連續(xù)墻設計的平面和縱向的幾何尺寸和形狀;保證成槽施工時液面穩(wěn)定;承受挖槽機械的荷載,保護槽口土壁不破壞,并作為安裝鋼筋骨架的基準。同時對成槽抓斗有重要的導向作用,可以大大提升成槽時的垂直精度。但是一般施工過程中,導墻制作也是一個常常被忽視的一個工序,導墻模板一般只采用小鋼?;蛘呤悄灸?,對導墻垂直度、澆筑成型質量等都難以控制,所以工程人員采用特制大型鋼模,導墻施工一次成型,確保導墻的垂直度和平整度,導墻良好的施工質量,為后續(xù)成槽和“插鋼板”施工提供了一個很好的條件,見圖2。
圖2 導墻圖
2.2.2 “插鋼板”工藝
根據(jù)本工程的特點,現(xiàn)場土層內含有③層淤泥質粉質黏土,土層厚度(地面以下約8 m左右),根據(jù)現(xiàn)場具體的地墻分幅寬度,設計并制作各種符合地墻幅寬的特制擋土鋼板,鋼板采用Q425級。在地下連續(xù)墻槽段清孔后、鋼筋籠吊放之前放置到位,并在混凝土初凝時拔出。考慮到鋼板怎樣固定在導墻上,采用了單側掛的方式,在導墻上掛住鋼板。
“插鋼板”工藝首先跟據(jù)地墻的施工要求設計并制作了單側掛鋼板,單側掛鋼板長度跟據(jù)地墻的幅長設計為6 m和5.5 m,高度為8 m。為保證鋼板的重復使用及地墻面的光滑平順,鋼板采用了2.5 cm的Q425級鋼板。單側掛邊為1 m。單側掛邊上部留28 cm高度,設置吊點孔(見圖3)。
圖3 保護鋼板設計圖(單位:mm)
設計制作后的鋼板面積較大,現(xiàn)場要平順擺放,防止過程中扭曲變形。
在地下連續(xù)墻施工時,先進行成槽施工 ,在連續(xù)墻槽段成槽完成后 ,進行清孔后 ,進行鋼板的吊裝擺放。當鋼板吊起就位時,在鋼板兩面刷上脫模劑,然后下放鋼板直至單側掛邊掛在導墻邊上。在進行就位糾偏調整,使鋼板掛角與導墻邊緊密貼切。
在鋼板安放就位后進行地下連續(xù)墻的施工,見圖 4、圖 5。
圖4 吊放就位
圖5 安放結束
因為插鋼板在鋼筋籠下放前,在地墻邊“插”入了塊鋼板,在地下連續(xù)墻澆筑完成后,要將鋼板拔出。何時拔?怎樣拔?工程技術人員根據(jù)混凝土初凝、終凝的時間,做了大量的試驗,根據(jù)澆筑的高度、時間來確定起拔鋼板的高度和速度,見圖6。
圖6 “拔鋼板”圖
根據(jù)車站開挖到基坑底(見圖7),車站地下連續(xù)墻圍護的滲漏水情況和效果,此工程地下連續(xù)墻經過以上的工序和控制點,地墻接縫無滲漏,無混凝土“鼓包”現(xiàn)象。
圖7 基坑開挖效果圖
同時應該基坑內無鼓包,施工速度加快,開挖和支撐相互配合,基坑變形較小。碧云路站基坑開挖階段,累計變形量控制為39.74 mm,設計允許變形量為54 mm,基坑變形控制較好。
在深基坑圍護結構中,地下連續(xù)墻以其獨特的優(yōu)勢得到了廣泛的應用,在上海這樣的軟土地區(qū),深基坑普遍采用地下連續(xù)墻作為圍護結構。通過“插鋼板”的施工應用,減少了地下連續(xù)墻在③號淤泥質粉質粘土夾粉性土與④淤泥質粘土層的鼓包,加快后續(xù)基坑開挖的速度,減小了基坑的變形。相信通過一系列的地下連續(xù)墻工藝的改進與優(yōu)化,地下連續(xù)墻施工質量得到更好的控制。