以軟弱土地鐵車站為例研究降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工混凝土超耗技術(shù)要點(diǎn)

張 偉

(中鐵十六局集團(tuán)有限公司，北京 101100)

在實(shí)施地鐵站工程的時候，首先是完成開挖深基坑的任務(wù)，常見的深基坑挖掘深度在地表下15～25 m的距離。通過利用混凝土地下連續(xù)墻，亦或是通過利用鉆孔灌注樁，以加快實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定內(nèi)部支護(hù)的目的。在浙江省軌道交通施工城市，如溫州、杭州、紹興等地方實(shí)施地鐵工程建設(shè)時，由于地下地基軟弱，將會為工程安全性造成極大隱患。組織實(shí)施圍護(hù)結(jié)構(gòu)作業(yè)，是提升軟弱地層穩(wěn)定性的中重要措施。

1 軟土地鐵工程實(shí)施物料探究

在杭州城市軟土層中修建地鐵，是當(dāng)前我國城市軌道交通建設(shè)所面臨的難點(diǎn)。在混凝土超耗技術(shù)研究中，得知影響因素總體上可以劃分為人員因素、機(jī)械設(shè)備因素、物料因素、環(huán)境因素和施工工法因素五個方面。本節(jié)中著重分析在施工工法的影響因素。把已完成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土方量按照施工類別進(jìn)行分層分析，得到如表1結(jié)果。

表1 影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土超耗率質(zhì)量問題統(tǒng)計表

根據(jù)問題統(tǒng)計表，可以看出，地連墻超耗是影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土超耗率的主要癥結(jié)。

從表分析上可以看出，只要解決了95%的地連墻超耗，就可以大幅度的降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工混凝土超耗率，從而降低項(xiàng)目圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工成本。

2 淤泥及淤泥質(zhì)土層成槽施工技術(shù)方案

為了有效地規(guī)避在實(shí)施連續(xù)墻工程的時候難以成槽，或是在工程實(shí)施中出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，亦或是在灌注過程中發(fā)生槽段變形問題，在施工作業(yè)中，要采取固化工作并處理好軟弱地基。換言之，就是在實(shí)施連續(xù)墻工程的時候，需將其內(nèi)側(cè)和外側(cè)位置均使用一排水泥樁將其進(jìn)行攪拌，以實(shí)現(xiàn)對性質(zhì)軟弱的地層進(jìn)行固化，之后在已經(jīng)完成固化的地層當(dāng)中實(shí)施連續(xù)墻建設(shè)。

在杭州機(jī)場軌道快線土建1標(biāo)建設(shè)中選擇使用水泥攪拌樁技術(shù)完成對地層的加固工作，選擇使用的攪拌樁基本參數(shù)控制如下：直徑50 cm，鄰樁咬合12 cm，相鄰樁心距為38 cm。加固的深度持續(xù)深入到淤泥層中，且將加固深度進(jìn)入到具有良好穩(wěn)定性的粉質(zhì)粘土層中不低于1 m。在本標(biāo)的建設(shè)當(dāng)中，對這一種處理措施的合理應(yīng)用，保證了在實(shí)施連續(xù)墻工程時大幅度的提高了工程質(zhì)量，節(jié)約了混凝土消耗。

3 淤泥質(zhì)土地基運(yùn)用水泥攪拌樁加固的原理

在軟土地區(qū)施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)，要通過運(yùn)用混凝土完成地下連續(xù)墻的建設(shè)。在混凝土澆灌的作業(yè)中，或是成槽成孔的施工環(huán)節(jié)中，通過泥漿固壁以保證最終的孔槽形態(tài)和尺寸能夠達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)橛倌嗟貙又袚碛袠O高的含水量，并且其透水能力較低，擁有較低的抗剪強(qiáng)度和較大的飽和容量，所以在槽孔內(nèi)部的泥漿難以形成具有穩(wěn)定性的槽壁，具有很大的操作難度。在工程中所使用的泥漿將會對側(cè)壁產(chǎn)生壓力，但是這個壓力不能與淤泥所產(chǎn)生的壓力相抗衡，即使是出現(xiàn)輕微的觸碰，都將會導(dǎo)致槽壁發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象而導(dǎo)致坍塌。

在制作水泥土攪拌樁的時候，固化劑使用水泥材料，通過特制的深層攪拌機(jī)械-攪拌樁機(jī)將水泥注入到擁有較高含水量的地層深處位置，將水泥粉體、水泥漿和軟土進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，通過攪拌物之間所形成的物理和化學(xué)反應(yīng)， 強(qiáng)化軟土的硬度， 使之

能夠具備良好的整體性能和穩(wěn)定性能。水泥攪拌樁擁有很高的整體性和較強(qiáng)的抗剪能力，在槽內(nèi)和孔內(nèi)的泥漿若是對槽壁產(chǎn)生壓力，通過水泥攪拌樁實(shí)現(xiàn)與泥土中形成的壓力相抗衡的目的，進(jìn)而穩(wěn)定槽孔的形態(tài)。這是一種加固處理飽和粘性土和粉土等地基的經(jīng)濟(jì)而采取的有效措施。

表2 未加固槽段與加固槽段對比分析調(diào)查表

4 泥攪拌樁的施工工藝

由于淤泥中擁有很高含水量，其抗剪強(qiáng)度較低，具有流動性。水泥攪拌樁作為連續(xù)墻槽護(hù)壁結(jié)構(gòu)之一，具備可靠的質(zhì)量，并能達(dá)到護(hù)壁的目標(biāo)。在本標(biāo)段淤泥質(zhì)黏土層預(yù)加固的水泥攪拌樁工程中，采用了四攪二噴的施工工藝。

第一，準(zhǔn)備工作：對樁基定位對中，在此環(huán)節(jié)中備好使用的水泥材料。

第二，預(yù)攪拌下沉：啟動攪拌樁機(jī)，并控制樁頭在旋轉(zhuǎn)過程中的下沉速度。到達(dá)設(shè)計標(biāo)高，將灰漿泵啟動，預(yù)攪下沉，進(jìn)而有效的防止在進(jìn)行鉆進(jìn)的過程中出現(xiàn)噴漿堵塞的現(xiàn)象。

第三，準(zhǔn)備固化劑漿液。當(dāng)攪拌機(jī)預(yù)攪發(fā)生下沉的時候，需要對固化劑漿液進(jìn)行攪拌，再實(shí)施壓漿之前，在集料斗中倒入水泥漿液。

第四，提升噴漿攪拌的速度。將攪拌機(jī)鉆到在設(shè)計所需加固深度后，將鉆機(jī)進(jìn)行復(fù)位并且反向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將漿液泵提前啟動，以保證將水泥噴射到孔底。在第一次提鉆噴漿的時候，要在底部停留一分鐘以上的時間，進(jìn)行磨樁端。之后再緩慢的將噴漿樁機(jī)的速度提升，控制為0.5 m/min。為了充分的保證攪拌均勻水泥和土體，并且與設(shè)計當(dāng)中的噴漿量要求相吻合，需要以實(shí)際需求作為依據(jù)，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整注漿量，從而有效提升成樁質(zhì)量，在成樁的過程當(dāng)中，應(yīng)該持續(xù)性的對漿液進(jìn)行攪拌，防止離析水泥漿。

5 結(jié)束語

當(dāng)前沿海城市大范圍修建地鐵作為城市主要交通工具。在沿海軟土地基圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中采用水泥攪拌樁進(jìn)行地基加固，可較好的完成地下連續(xù)墻施工作業(yè)，且節(jié)約地墻混凝土消耗量，既保證了工程質(zhì)量又減少了安全災(zāi)害的發(fā)生，施工操作簡便，降低材料成本，是十分值得推廣的一種措施。