樁間噴射混凝土施工技術(shù)在地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

薛 鵬

中鐵二十局集團(tuán)有限公司，陜西 西安 712000

1 工程概況

某地鐵四號線那歷村站為地下二層島式站臺車站，為單柱兩跨箱型框架結(jié)構(gòu)，總長210m。主線段施工中，開挖深度為17～19m，寬度為19.7m，車站內(nèi)部適配2組風(fēng)亭和4個出入口。考慮到地鐵車站施工的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性要求，在車站主體基坑施工中采用φ1000mm鉆孔灌注樁支護(hù)的方式，在樁間噴射混凝土。

2 地鐵車站的圍護(hù)樁施工方案

在現(xiàn)場適配2臺旋挖鉆機(jī)，在離鉆機(jī)較近的部位開挖泥漿池，用于高效清理鉆孔施工期間所產(chǎn)生的渣土，將該部分回填至泥漿池內(nèi)。為增強(qiáng)各道工序間的聯(lián)系，在現(xiàn)場由專員根據(jù)要求集中加工樁基鋼筋，經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)后及時用于施工，以形成流水化施工作業(yè)的模式。

3 噴射混凝土施工工藝及質(zhì)量控制

3.1 施工流程

噴射混凝土施工具體流程：現(xiàn)場勘察→土方開挖（機(jī)械為主、人工為輔）→樁間土清理→鋼筋網(wǎng)片制作及安裝→噴射混凝土→養(yǎng)護(hù)。

3.2 土方開挖

地鐵車站土方開挖施工具有工程量大的基本特點(diǎn)，常采取機(jī)械與人工相結(jié)合的方案，首先由機(jī)械設(shè)備組織開挖作業(yè)，距設(shè)計(jì)位置約0.2m時轉(zhuǎn)為人工開挖的方法，以提高開挖作業(yè)的精確性，避免出現(xiàn)超欠挖現(xiàn)象，且尤為關(guān)鍵的是樁間土，該部分以機(jī)械開挖的方式為宜。樁間土壁初步成型后，由人工修整，使其具有足夠的規(guī)整性。待土方開挖工作落實(shí)到位后，在隨后的2～3h內(nèi)組織混凝土的噴射作業(yè)。

3.3 鋼筋網(wǎng)片制作及安裝

樁間施工采取掛網(wǎng)噴射混凝土護(hù)壁的方法，即掛設(shè)φ8@150×150mm鋼筋網(wǎng)，經(jīng)施工后形成80mm厚的噴層。在鋼筋大批量加工前，先對原材料進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查，例如形狀、尺寸等。焊接網(wǎng)最外部鋼筋的交叉點(diǎn)不可開焊，否則易影響施工質(zhì)量。待各項(xiàng)樁的處理工作落實(shí)到位后，隨即鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片。豎向沿樁按照1m的間距依次用C16自擴(kuò)底錨栓與圍護(hù)樁固定，植入樁內(nèi)的長度至少需達(dá)到13cm。錨栓施工選用C16螺紋鋼筋，并對其采取固定措施。橫向拉筋施工所用材料為C16螺紋鋼筋，采用單面焊的方法，焊接長度需符合相關(guān)要求。

在鋼筋網(wǎng)制作成型后，在使用前需采取除銹處理措施并調(diào)直，混凝土噴射施工期間鋼筋網(wǎng)片不可發(fā)生晃動，網(wǎng)片與坡面土體的間距至少需達(dá)到20mm。在鋼筋網(wǎng)片的轉(zhuǎn)運(yùn)以及吊裝過程中，需規(guī)避變形、扭轉(zhuǎn)等問題，適配加強(qiáng)架立筋，以提高支撐水平，保證鋼筋籠具有較高的剛度[1]。鋼筋網(wǎng)片安裝示意圖如圖1所示。

圖1 網(wǎng)片安裝示意圖（單位：mm）

3.4 混凝土噴射施工

混凝土的噴射厚度按80mm控制，樁間網(wǎng)噴分層施工，但需避免單層厚度過大的情況，并盡可能縮短樁間土的暴露時間，在經(jīng)過土方開挖作業(yè)后，隨即采取噴射措施。在混凝土噴射施工前，需詳細(xì)標(biāo)記噴射面，以保證其具有平整性。

初噴施工所用材料為C20早強(qiáng)混凝土，原材料組成方面，碎石和粗砂的粒徑為0.5～1.6cm，并選用普通硅酸鹽水泥。原材料的質(zhì)量易對混凝土的綜合性能造成影響，進(jìn)而影響工程的整體施工質(zhì)量，因此需要在進(jìn)場前加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)，從而保證各類原材料均可滿足質(zhì)量要求。

對于速凝劑等外加劑的選用，則需組織試驗(yàn)，以便分析速凝效果，確定在最佳應(yīng)用效果時的添加量，通?；炷恋某跄柙?min以內(nèi)，終凝需在10min以內(nèi)。經(jīng)試驗(yàn)與分析后，確定水泥的用量約為425kg/m3，水泥∶碎石∶中砂=1∶2∶2，外加劑含量以4.7%為宜，砂率約為55%。

混凝土性能將隨著時間的延長而逐步下降，因此需遵循隨拌隨用的原則，對于摻入速凝劑的混凝土，需盡可能在20min內(nèi)將其投入使用，否則易結(jié)團(tuán)。此外，為加強(qiáng)對混凝土試件的質(zhì)量控制，需組織強(qiáng)度檢驗(yàn)，以便于精準(zhǔn)地掌握質(zhì)量情況。混凝土噴射施工現(xiàn)場圖如圖2所示。

圖2 混凝土噴射施工現(xiàn)場圖

在混凝土噴射施工前，需清理受噴面的雜物，例如浮土、回彈物等，通?？刹扇「邏猴L(fēng)清理的方式，具體根據(jù)實(shí)際情況控制噴射機(jī)的水壓和風(fēng)壓，保證混凝土可以噴射到位。混凝土噴射施工需遵循分段、分層的基本原則，按自下而上的順序螺旋式噴射，做到一圈壓半圈，噴頭則需對準(zhǔn)受噴面，兩者間距控制在0.6～1m，單次噴射厚度為50～70mm，噴射壓力為0.12～0.15MPa，每完成一次噴射作業(yè)后，待該處的混凝土達(dá)到終凝狀態(tài)時，方可組織后續(xù)的噴射施工，期間及時清理懸浮于鋼筋上的混凝土。

為保證施工質(zhì)量，混凝土應(yīng)全面覆蓋鋼筋，加強(qiáng)對水灰比值的控制，通常以0.40～0.45較為合適。經(jīng)過噴射施工后，噴層不可出現(xiàn)滑移、干斑等質(zhì)量問題，若有則隨即處理，盡可能從源頭上規(guī)避問題，采用符合質(zhì)量要求的外加劑，確保摻外加劑后的噴射混凝土性能滿足設(shè)計(jì)要求[2]。

3.5 養(yǎng)護(hù)

經(jīng)過混凝土噴射施工后，組織灑水養(yǎng)護(hù)作業(yè)，通常需在完工的2h后開展此項(xiàng)工作，時間根據(jù)混凝土成型質(zhì)量情況而定，原則上需超過7d。若現(xiàn)場溫度在5℃以下，則不宜采取灑水養(yǎng)護(hù)措施。經(jīng)過全面的養(yǎng)護(hù)后，使混凝土在溫濕度適宜的條件下有效成型，避免出現(xiàn)脫落、裂縫、漏噴等質(zhì)量問題。

4 樁間噴射混凝土施工的質(zhì)量控制措施

（1）加強(qiáng)對各道施工工序的控制，在一道工序施工完成且滿足質(zhì)量要求后，方可組織下一道工序的施工，按此方式有條不紊地開展各項(xiàng)工作。在土方開挖和樁間清理工作中，需避免樁與混凝土間存在夾泥問題。在鋼筋籠制作及安裝階段，應(yīng)以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，以規(guī)范化的方式完成各項(xiàng)工作，避免出現(xiàn)磕碰、變形、扭轉(zhuǎn)等問題，以免影響鋼筋籠的質(zhì)量及使用效果?？刂茋娚浠炷僚浜媳取⒂?jì)量、攪拌時間等，噴射混凝土配合比的選擇應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度等級，并有利于節(jié)約水泥和減少回彈。在特殊情況下，還應(yīng)符合抗凍性、抗?jié)B性等要求。

（2）在組織混凝土噴射施工前，需由專員操作，確保樁間封閉面具有平整性?；炷恋墓こ绦阅芤讓κ┕べ|(zhì)量帶來影響，因此需加強(qiáng)對水的用量和干料配合比的控制，切實(shí)提高混凝土的噴射施工質(zhì)量。根據(jù)現(xiàn)場施工需求，適配400L及以上容量的強(qiáng)制式攪拌機(jī)，利用該設(shè)備攪拌混凝土，持續(xù)60s以上，確?；炷磷銐蚓鶆颉；炷敛牧现攸c(diǎn)考慮摻入和未摻入兩類，各自拌制后的放置時間不盡相同，前者的放置時間不宜超過20min，后者不宜超過2h。產(chǎn)出的混凝土需及時轉(zhuǎn)運(yùn)至施工現(xiàn)場，運(yùn)輸途中可采取滴水、雨淋等方法。由于混凝土中易摻雜雜物，在施工前需采取過篩處理措施，提高混凝土的純度[3]。

（3）混凝土噴射施工時，采取的是先送風(fēng)后開機(jī)的順序，按設(shè)計(jì)配比有序添加混合料，整個過程中混合料的供應(yīng)需具有連續(xù)性，噴射機(jī)的工作風(fēng)壓在0.1MPa左右較為合適?；炷羾娚涫┕げ扇〉氖欠侄?、分層的方法，每段高度以1.5m左右較為合適，但期間應(yīng)預(yù)留約300mm，用于鋼筋籠的搭接作業(yè)。經(jīng)過混凝土噴射作業(yè)后，清理輸料管和噴射機(jī)內(nèi)部的積料。待前一層達(dá)到終凝狀態(tài)后，方可組織后一層的噴射施工，各層的工作緊密銜接，若由于特殊情況而導(dǎo)致終凝時間達(dá)到1h以上，則需利用水或風(fēng)清理噴層，在此前提下方可繼續(xù)噴射。

（4）混凝土終凝2h后，進(jìn)入噴水養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，時間方面至少需達(dá)到7d。施工期間詳細(xì)記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)，包含現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)等，分類整理、妥善保管，作為質(zhì)量分析的依據(jù)。

5 結(jié)束語

綜上所述，在地鐵車站施工中，樁間噴射混凝土施工為重點(diǎn)內(nèi)容，做好此方面的工作后，有助于提高巖體的強(qiáng)度及工程的整體施工質(zhì)量，營造安全的施工環(huán)境，以保證車輛的安全通行及乘客的高效出行，充分發(fā)揮出地鐵車站在城市軌道交通系統(tǒng)中的作用。