葉向陽 (廣東水電二局股份有限公司,廣東 廣州 510150)
目前,國內(nèi)各省城市軌道交通建設(shè)中,地下區(qū)間隧道穿越密集型建(構(gòu))筑物的掘進控制技術(shù)依舊是研究重點。因無加固條件,而引起的地面建構(gòu)筑物沉降、傾斜事件層出不窮,對隧道沿線居民的生命財產(chǎn)造成很大危害的同時,也給軌道交通建設(shè)帶來巨大困擾和經(jīng)濟損失。因此,選擇適合的建筑物加固技術(shù),是保障區(qū)間隧道能否順利貫通的重要因素之一。
南昌軌道交通2號線一期土建七標“順外站~辛家庵站盾構(gòu)區(qū)間”沿線分布多達幾十處1-3層磚混結(jié)構(gòu)的沿街商鋪、低矮民房、住宅樓、寫字樓等,其地基類型主要為條型淺基礎(chǔ),地層從上至下依次為素填土、粉質(zhì)黏土、細沙、粗砂、礫砂、圓礫、強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖,通過委托中南大學(xué)對其進行數(shù)值分析得知,風(fēng)險等級均為高度或極高,需對其進行加固或拆除處理。由于征地拆遷困難,根據(jù)設(shè)計要求采用袖閥管進行注漿加固,但經(jīng)現(xiàn)場勘查和實地走訪了解,房屋密集致使作業(yè)空間狹窄無法采用大型設(shè)備,同時應(yīng)建筑物業(yè)主要求,在加固期間不得影響其居住和正常營業(yè),這樣勢必造成需在室外采用大斜角進行地基加固。
①漿液擴散范圍大,對細粗砂、礫礫,圓礫地層注漿效果好;
②注漿固結(jié)體強度較高,加固效果好;
③漿液全部進入地層,漿液利用率高;
④設(shè)備小,場地空間要求低,施工效率高,工期短,安全可靠,震動小噪音低,對周邊建筑及周邊環(huán)境影響小,節(jié)能環(huán)保;
⑤可進行大傾斜角度注漿加固,擴大加固范圍。
由于隧道上部建(構(gòu))筑物密集,且無法進入建(構(gòu))筑物內(nèi)部進行鉆孔注漿加固。因此,需采用大傾斜角度成孔和靜壓注漿相結(jié)合,對其進行加固。
成孔設(shè)備利用市面常見的ZLJ-700型鉆機進行改造,使得動力轉(zhuǎn)動頭可以+90~-90°活動,以使其在不同條件下可進行大傾斜角施成孔施工。
靜壓注漿法也稱壓力灌漿法。其實質(zhì)是借助于漿液壓力和空氣壓力原理,通過注漿管將凝結(jié)固化的漿液注入松散地層中。漿液以填充、滲透或擠密等形式,將土顆粒間或巖石裂隙中的水或空氣排擠后占據(jù)其位置。經(jīng)過一段時間后,漿液凝固,使原來松散的巖土層凝結(jié)成結(jié)構(gòu)強度高、防滲性能好的一個整體。該工法在工藝操作方面便捷、簡單,工效高、安全、環(huán)保。
由于南昌軌道交通2號線一期土建七標“順外站~辛家庵站盾構(gòu)區(qū)間”沿線建筑物分布密集,因此,本論文結(jié)合現(xiàn)場實際情況,論述建筑物“警備區(qū)副樓、湖坊村人才樓、尚街媽媽菜”的加固技術(shù)方法。
①警備區(qū)副樓:在左線里程ZDK42+742.13~ZDK42+776.587,右線 里 程 YDK42+763.729~YDK42+774.373處,區(qū)間隧道下穿警備區(qū)副樓,該建筑為框架結(jié)構(gòu),地上12層,采用熱弄個挖孔樁基礎(chǔ),樁端擴孔,樁徑0.9~1.8m(樁端0.9m~2.8m),樁底高程約10.9m。靜壓注漿管路將設(shè)置斜孔,斜孔角度有45°、40°、35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°、0°,部分斜孔將沿用一個孔,只是改變斜孔的傾斜角度。靜壓注漿西側(cè)和南側(cè)第一排注漿孔距離房屋1.5m。實際布孔根據(jù)現(xiàn)場管線探溝情況進行調(diào)整。
圖1 警備區(qū)副樓地層加固平面布孔圖
圖2 警備區(qū)副樓地層加固剖面圖
圖3 湖訪村人才樓靜壓注漿平面布孔圖
圖4 湖坊村人才樓地層加固剖面圖
②湖訪人才樓:在里程約YDK42+670~YDK42+700處(長30m),區(qū)間隧道右線下穿湖坊村人才樓,該建筑為磚混結(jié)構(gòu),地上8層,條形磚基礎(chǔ),基礎(chǔ)底高程約16m,寬2.6m,埋深4.34m。靜壓注漿管路將設(shè)置斜孔,斜孔角度有40°、35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°、0°,部分斜孔將沿用一個孔,只是改變斜孔的傾斜角度。靜壓注漿北側(cè)第一排注漿孔距離房屋4m,南側(cè)注漿孔距離房屋5.5m。實際布孔根據(jù)現(xiàn)場管線探溝情況進行調(diào)整。
圖5 尚街媽媽菜靜壓注漿平面布孔圖
圖6 尚街媽媽菜地層加固剖面圖
③尚街媽媽菜:在里程約YDK42+810~YDK42+835處(長25m),區(qū)間隧道左線下穿尚街媽媽菜,該建筑為磚混結(jié)構(gòu),地上3層,采用人工挖孔樁基礎(chǔ),樁徑1.0m,樁底高程約17.3m。靜壓注漿管路將設(shè)置斜孔,斜孔角度有35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°、0°,部分斜孔將沿用一個孔,只是改變斜孔的傾斜角度。靜壓注漿南北側(cè)第一排注漿孔距離房屋1.5m。實際布孔根據(jù)現(xiàn)場管線探溝情況進行調(diào)整。
成孔注漿施工工藝流程圖如圖7所示。
圖7 施工工藝流程圖
①測定孔位:依據(jù)設(shè)計圖紙、施工方案等文件要求,精準測定孔位位置和角度,要求孔位位置偏差不大于±50mm,角度偏斜率最大允許偏差為不大于2%。
②鉆機就位:鉆機根據(jù)預(yù)先設(shè)定位置就位后,鉆頭對準孔位和角度,調(diào)整鉆機機體平整度和鉆桿垂直度。
施工所需主要材料表 表1
施工所需主要設(shè)備與機具表 表2
圖8 靜壓注漿施工照片
③鉆進成孔:施作第一孔時,必須慢速鉆進,以便隨時掌握地層變化信息對鉆機的影響情況,以此最終確定在該地層條件下的鉆進各項參數(shù)。同時密切觀測孔口溢水出水情況,如出現(xiàn)大量溢水出水時,應(yīng)立即停鉆,分析原因后方可進行施工。每鉆進5m,檢查一次,及時糾偏。鉆孔和注漿順序應(yīng)由外向內(nèi),同一圈孔跳隔施工。
④回抽鉆桿:嚴格控制鉆桿提升速度,每分鐘不大于15~20cm,勻速提桿,時刻注意注漿參數(shù)的變化。
⑤漿液配比:采用經(jīng)標定合格的計量工具,依據(jù)設(shè)計或施工方案的配合比配料。
⑥注漿:嚴格控制注漿壓力,同時密切關(guān)注注漿量,當壓力突然驟升或從鉆桿外壁、地面溢漿時,應(yīng)立即停止注漿,查明原因采取措施后恢復(fù)注漿,注漿速度:35~60L/min。
⑦注漿管的設(shè)置:鉆孔機將注漿管設(shè)于預(yù)定深度注入清水并從漿液混合器端部流出;
本工法所需主要材料見表1。
本工法所需主要設(shè)備與機具見表2。
①施工前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和地下管線等情況,測定鉆孔位置。實施前預(yù)先挖設(shè)排漿溝及泥漿池,過程中將廢棄的漿液導(dǎo)入或排入泥漿池,沉淀凝結(jié)后運至指定位置存放或棄置。
②鉆機安放應(yīng)確保水平、鉆桿垂直,其偏斜率最大允許偏差為不大于2%。施工前檢查設(shè)備及管路系統(tǒng)運行情況,檢查其壓力和流量是否滿足設(shè)計要求。清除注漿管和噴嘴內(nèi)雜物,檢查注漿管接頭密封圈是否良好。
③施工前應(yīng)進行試噴,以確定合理的注漿壓力、提升速度、漿液配合比以及空氣壓力等參數(shù)。
④注漿過程中需確保注漿的連續(xù)性,若因故停注,復(fù)注時注漿嘴應(yīng)深入液面深度不小于200mm。
⑤返漿正常與否對成樁質(zhì)量影響很大,若返漿不正常,及時分析原因,采用復(fù)噴或調(diào)整注漿參數(shù)。若漏漿嚴重,必須停止注漿,分析原因并采取有效措施后方可繼續(xù)施工,以確保加固質(zhì)量。
⑥實際孔位、孔深和每個鉆孔內(nèi)的地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及與工程地質(zhì)報告不符等均詳細記錄。
通過采用靜壓注漿施工技術(shù)的應(yīng)用,在不影響建構(gòu)筑物內(nèi)人員日?;顒拥那闆r下,有效進行建構(gòu)筑物的加固工作,既滿足了盾構(gòu)穿越建構(gòu)筑物的房屋加固需求,又避免因房屋加固干擾居民日常生活,使得盾構(gòu)穿越建構(gòu)筑物施工順利實施,滿足盾構(gòu)施工的安全和進度要求。通過對房屋地基的靜壓注漿大傾角斜向加固處理,提高了盾構(gòu)施工效率,降低了施工成本,降低了盾構(gòu)穿越建筑物的施工風(fēng)險。確保房屋和人員安全,為區(qū)間順利貫通提供可靠保障。