地下連續(xù)墻施工技術(shù)在大型綜合交通樞紐中的應(yīng)用

張 晉/ZHANG Jin

（中鐵十六局集團(tuán)地鐵工程有限公司，北京 101116）

1 工程概況

北京城市副中心站綜合交通樞紐位于通州區(qū)玉帶河大街橋周邊，緊鄰北京市政府，是京唐、京哈等多條鐵路線路的匯集地，同時兼顧首都兩座機(jī)場間的城際線路。副中心站綜合交通樞紐工程建設(shè)初衷是結(jié)合周邊配套整體性開發(fā)，打造一個集交通樞紐、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)為一體的大型綜合體。

本標(biāo)段主體工程土建工程以城際車站連廊中心線（B-24 軸東3.5m 結(jié)構(gòu)縫）為界，車站東側(cè)為玉帶河大街，北側(cè)為京哈鐵路，西側(cè)距芙蓉東路約300m，距離北京行政辦公區(qū)約1km。為保障鐵路的安全運(yùn)營，最大限度減少對其產(chǎn)生影響，故采用蓋挖逆作法施工。地下連續(xù)墻（以下簡稱地連墻）結(jié)構(gòu)剛度大，整體性好，配合逆作法施工效果更佳。

本施工區(qū)域內(nèi)上部8m 范圍基坑為大面放坡開挖，采用土釘結(jié)合100mm 厚C20 噴射混凝土護(hù)坡支護(hù)形式。8m 以下范圍深基坑為垂直開挖支護(hù)，支護(hù)形式主要為地連墻+鋼筋混凝土支撐+鋼倒撐（局部）+鋼筋混凝土斜撐（局部）相結(jié)合的支護(hù)形式。

2 施工工藝及方法

本標(biāo)段地連墻主要為“T”型及“一”型地連墻兩種（轉(zhuǎn)角處有少量“L”型地連墻），非標(biāo)準(zhǔn)段根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定寬度。采用跳打的方式進(jìn)行成槽作業(yè)和混凝土灌注?，F(xiàn)場配備2 臺抓斗式成槽機(jī)和2 臺大型履帶起重機(jī)輔助地連墻施工，孔內(nèi)護(hù)壁泥漿現(xiàn)場拌制，分槽段進(jìn)行施工，施工工藝如圖1 所示。地連墻尺寸如圖2、圖3所示，圖中圓圈為導(dǎo)管示意。

圖1 地連墻施工工藝流程圖

圖2 “T”型地連墻結(jié)構(gòu)形式及配筋圖

圖3 “一”型地連墻結(jié)構(gòu)形式及配筋圖

現(xiàn)場提供兩臺成槽機(jī)利用抓斗下落挖土施工。根據(jù)不同的墻型分2 次、3 次和4 次開挖?！癟”型地連墻先開挖“T”頭，然后開挖兩側(cè)，最后開挖中間?！耙弧毙偷剡B墻先開挖兩側(cè)后開挖中間。這樣開挖的好處是使抓斗受力均勻。開挖過程中要通過駕駛室內(nèi)數(shù)控顯示的數(shù)值和超聲波檢測控制垂直度，抓斗下挖到設(shè)計深度后，把開挖過程中產(chǎn)生的高低不平的地方進(jìn)行修整，并清除槽底沉渣。開挖過程中產(chǎn)生的土方用十輪自卸渣土車運(yùn)離工作面。

成槽后清孔除砂，接著下放鋼筋籠，鋼筋籠下好后填沙袋安裝導(dǎo)管，最終完成混凝土澆筑。同時安放兩根導(dǎo)管對地連墻進(jìn)行澆筑，澆筑過程要連續(xù)，每根導(dǎo)管在澆筑時，后面都要有備用混凝土罐車等待澆筑。

鋼筋籠的制作安裝要分兩步，第一步是對照鋼筋下料單上的大樣圖，按照上面不同編號鋼筋的尺寸和根數(shù)加工鋼筋原材。第二步是利用加工好的鋼筋依照圖紙和規(guī)范要求制作成鋼筋籠。鋼筋原材的加工要在帶防雨棚的加工場進(jìn)行，鋼筋籠的制作要在提前布置好的加工平臺上完成，鋼筋籠的起吊和下放由兩臺大型履帶起重機(jī)配合完成。

2.1 施工準(zhǔn)備

1）道路準(zhǔn)備 為了保證物資運(yùn)輸、土方外運(yùn)、混凝土澆筑及其他相關(guān)車輛的通行，利用挖掘機(jī)將現(xiàn)場施工區(qū)域內(nèi)的場地平整硬化。

2）鋼筋籠準(zhǔn)備 依據(jù)進(jìn)場的機(jī)械設(shè)備情況和場地條件，現(xiàn)場建造4 個加工平臺來生產(chǎn)鋼筋籠。地連墻鋼筋籠過重，擬采用整體制作、分節(jié)起吊、槽口上方連接的方式進(jìn)行吊裝。鋼筋進(jìn)場要附帶質(zhì)量文件，經(jīng)復(fù)試合格后才可以使用。鋼筋進(jìn)場要按照型號分類碼放，并做到下墊上蓋。進(jìn)場的鋼筋加工機(jī)具經(jīng)報驗(yàn)合格后由持證人員操作使用。鋼筋籠的生產(chǎn)制作應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計給出的地連墻配筋圖及單元槽段的規(guī)劃來施工。地連墻內(nèi)外側(cè)主筋必須按n=B/間距+1 根放足。B為幅寬，n為每種主筋的根數(shù)。主筋與桁架及吊點(diǎn)的位置應(yīng)100%點(diǎn)焊，其余橫向和縱向交匯點(diǎn)處綁扎與焊接各采用50%，且應(yīng)該均勻分布。豎向主筋內(nèi)側(cè)根據(jù)圖紙要求設(shè)置豎向桁架筋，桁架筋的數(shù)量可根據(jù)幅長適當(dāng)調(diào)整，但必須滿足吊裝過程中整體穩(wěn)定和變形要求。制作過程中，預(yù)埋鋼板，聲測管，注漿管等預(yù)埋件應(yīng)對照圖紙認(rèn)真核對并安裝，不得遺漏。在鋼筋籠H 型鋼兩側(cè)布設(shè)0.2mm 厚的鍍鋅鐵皮，從而減緩繞流的干擾。在鋼筋籠的制作過程中，要提前想好澆筑混凝土所需安放導(dǎo)管的位置。杜絕因鋼筋間距問題造成無法順利安裝導(dǎo)管而燒斷鋼筋的現(xiàn)象發(fā)生。為使鋼筋籠保護(hù)層厚度得到保證，在靠近止?jié){鐵皮處沿籠子縱向設(shè)置兩道定位墊塊。如是“T”型連續(xù)墻，則在“T”頭兩側(cè)也要安裝。定位墊塊的材質(zhì)為鋼板，參照圖紙要求的間距進(jìn)行設(shè)置。

3）機(jī)械準(zhǔn)備 根據(jù)鋼筋籠吊裝安全專項施工方案，本工程地連墻施工采用250t、350t 履帶起重機(jī)各1 臺。機(jī)械進(jìn)場要及時提供操作人員和機(jī)械本身的資質(zhì)進(jìn)行報審。

2.2 施工步驟

2.2.1 修筑導(dǎo)墻

導(dǎo)墻是為修筑地連墻時便于定位而施作的臨時結(jié)構(gòu)。具體樣式如圖4 所示。

圖4 導(dǎo)墻剖面示意圖

為確保能夠滿足設(shè)計尺寸，轉(zhuǎn)角位置導(dǎo)墻需順軸線外擴(kuò)不少于0.4m 才能保證地下連續(xù)墻轉(zhuǎn)角處斷面的完整。修筑導(dǎo)墻步驟為：場地平整→測量放線→開挖→鋼筋綁扎→支模板→復(fù)檢模板→澆筑混凝土→灑水養(yǎng)護(hù)→拆模支護(hù)。

1）場地平整 為保障施工內(nèi)容能夠安全順暢地進(jìn)行，需及時修整場地并硬化道路。

2）測量定位放線 依據(jù)圖紙所給的尺寸及坐標(biāo)進(jìn)行推算，將得到的數(shù)值提前輸入到儀器設(shè)備中，結(jié)合現(xiàn)場已知的坐標(biāo)點(diǎn)和高程控制點(diǎn)放出導(dǎo)墻的開挖邊線。

3）挖槽 ①采用機(jī)械及人工配合挖掘，基坑開挖過程步驟為：測量放點(diǎn)→人機(jī)開挖→刷坡→平整→留夠預(yù)留土層等；②為防止挖斷地下管線，需先挖探溝探明地下情況再進(jìn)行導(dǎo)墻的開挖；③為避免超挖造成對地基土的擾動，機(jī)械開挖至距離基底標(biāo)高0.2m 時采用人工開挖；④多雨天氣施工時，應(yīng)做到開挖一段施工一段，為了防止雨水泡槽，要在基槽兩邊堆沙袋或挖溝排水；⑤導(dǎo)墻開挖過程中，應(yīng)加強(qiáng)對各參數(shù)的復(fù)測。

4）鋼筋加工及綁扎 ①鋼筋進(jìn)場時應(yīng)對附帶的質(zhì)量證明文件進(jìn)行檢查，并查驗(yàn)外觀，送檢合格后可以使用，施工前，組織技術(shù)交底，安排綁扎順序，排放規(guī)則及主要施工方法，制定質(zhì)量和工期目標(biāo)；②鋼筋加工：鋼筋下料時，應(yīng)掌握先長后短的原則，提前用蠟筆在原材及設(shè)備上畫出尺寸，鋼筋的切斷位置應(yīng)光滑無刺，必要時打磨處理，下腳料可根據(jù)實(shí)際情況加工成馬凳筋和定位筋，從而降低成本；③鋼筋綁扎時，待豎向鋼筋施工完成后再安放水平筋，然后成梅花形布置墊塊。

5）合模打灰 在底面拉線并打入定位鋼筋后綁扎導(dǎo)墻鋼筋。導(dǎo)墻內(nèi)外側(cè)分別由土模和鋼模組成，依據(jù)拉好的導(dǎo)墻控制線進(jìn)行支模并加固，控制模板位置，以保證導(dǎo)墻內(nèi)部凈空，導(dǎo)墻內(nèi)部凈空比地下連續(xù)墻的厚度稍寬，支模之前在模板和砼接觸部分涂刷脫模劑。模板加固用提前焊好的鋼筋架抵住兩側(cè)模板，模板加固完畢并校對無誤后澆筑混凝土，導(dǎo)墻拆模后及時用方木支撐并回填土方，土方回填是為了讓成槽開挖時的泥漿停留在本幅段內(nèi)，不至于到處流竄，防止人員掉入，防止導(dǎo)墻因形變凈空變小，在導(dǎo)墻澆筑完成后，砼強(qiáng)度滿足設(shè)計強(qiáng)度的80%時，方可進(jìn)入下一步施工。導(dǎo)墻施工允許偏差如表1 所示。

表1 導(dǎo)墻施工允許偏差

2.2.2 泥漿配制

泥漿配制的好壞直接關(guān)乎成槽質(zhì)量，所以在整個施工環(huán)節(jié)中尤為重要。配制泥漿要結(jié)合場地條件，土層勘探成果和地下水類型及貯存條件等因素進(jìn)行。

1）泥漿系統(tǒng)由泥漿箱、打漿機(jī)、除砂機(jī)、泥漿泵及泥漿輸送管組成。

2）泥漿的原材料有膨潤土、蘇打、羧甲基纖維素鈉和優(yōu)質(zhì)的水源。

3）泥漿的儲備量要根據(jù)每幅地連墻的挖方量，開挖過程中的損耗量、施工進(jìn)度及泥漿的配制速度來定。

4）結(jié)合水文地質(zhì)狀況，通過對現(xiàn)場黏土的采集和外購的膨潤土，還有自來水和降水井里抽上來的地下水等進(jìn)行不同配比的試驗(yàn)，經(jīng)過反復(fù)對比選出最經(jīng)濟(jì)合理的泥漿配比。

5） 新制備好的泥漿應(yīng)存放1 天以上，使其成分混合充分。

6） 槽內(nèi)漿液高度需控制在地下水位線1m 之上及導(dǎo)墻面0.2m 之下。

7）遇到砂性土，為抑制槽內(nèi)側(cè)壁土體塌落，可據(jù)實(shí)增大泥漿比重和黏度，泥漿性能如表2所示。

表2 泥漿性能表

2.2.3 地連墻成槽

開挖時，抓斗在下放過程中是合攏的狀態(tài)，掘土?xí)r打開，每下挖一次推進(jìn)0.3m。每下挖10m做一次超聲波，超聲波的目的是通過影像分析垂直度和寬度，看槽內(nèi)壁是否順直無凹凸。抓斗在槽內(nèi)沿豎直方向起落時不宜過快，抓斗下落過快所產(chǎn)生的渦流會作用在槽壁上，造成土體坍塌。重型施工機(jī)具禁止在還未澆筑的已開槽幅段內(nèi)行駛。下挖的垂直度要在過程中控制，通過駕駛室內(nèi)顯示屏上反饋的數(shù)值及時做出調(diào)整。

為了維持泥漿液面在導(dǎo)墻下0.2m 處，泥漿應(yīng)隨開挖隨補(bǔ)充。成槽速度應(yīng)做到15m/h，成槽時既不能多挖也不能少挖，在挖至距離槽底2～3m時，采用人工測量孔深。為避免槽壁塌陷，成槽過程中切不可盲目求快（圖5～圖7）。

圖5 “一”型成槽分抓圖

圖6 “L”型成槽分抓圖

圖7 “T”型成槽分抓圖

當(dāng)挖至設(shè)計深度后，需進(jìn)行刷壁工作。地連墻的首開幅無需刷壁處理，連接幅和閉合幅需對相鄰的已施工地連墻的工字鋼進(jìn)行刷壁，將刷壁工具固定在抓斗上，沿接頭處縱向刮刷，當(dāng)刷頭上沒有污垢即可停止。

2.2.4 清底

成槽至標(biāo)高后進(jìn)行清底?！耙弧毙偷剡B墻每個幅段分三抓開挖，當(dāng)?shù)谌ネ谥翗?biāo)高時，與前兩抓的施工已經(jīng)有一定時間間隔，在這個過程中，孔壁會有松散土體掉落到孔底，造成深度不夠，所以要用成槽機(jī)抓斗進(jìn)行清底。同理，“T”型地連墻也需要進(jìn)行清底。

2.2.5 清孔除砂

在槽口用除砂機(jī)除砂是為了清除漿液中懸浮的泥沙，避免其沉淀到底部造成深度不足。除砂工作停止后，測量泥漿的比重、黏度、含砂率和pH 值，含砂率達(dá)到規(guī)范要求后即可移走除砂機(jī)。

2.2.6 鋼筋籠下放

施工時嚴(yán)格按照鋼筋籠吊裝安全專項施工方案執(zhí)行。本工程采用350t 和250t 兩臺履帶起重機(jī)配合起吊。首先指揮兩臺履帶起重機(jī)就位，由負(fù)責(zé)吊裝的工人在吊點(diǎn)處安放卸扣。起吊前再次檢查鋼絲繩安裝的位置是否正確。350t 履帶起重機(jī)作為主吊，參與從鋼筋籠的水平起吊一直到向槽內(nèi)下放到位的全過程，而250t 履帶起重機(jī)輔助主吊進(jìn)行鋼筋籠的水平起吊，待鋼筋籠成豎直狀態(tài)即可摘鉤撤離。鋼筋籠水平起吊至距離地面20cm 后，查看有無形變和異響。鋼筋籠應(yīng)垂直下放到槽內(nèi)，避免與側(cè)壁發(fā)生碰撞。鋼筋籠主籠和副籠分別吊裝，在槽口上方對接。首先吊裝副籠，下放到位后穿入擔(dān)杠，待主籠吊至槽口進(jìn)行對接。對接完成后驗(yàn)收，完成最終下放。

2.2.7 沙包填筑

鋼筋籠下放完成后，向鋼筋籠的工字鋼到側(cè)壁之間填筑沙包，兩側(cè)同時填筑沙包時高差不超過50cm。填筑沙包是為了防止本幅地連墻灌注混凝土的時候，混凝土外溢到與相鄰幅地連墻接頭處。如果混凝土外溢，則在相鄰幅地連墻成槽過程中，加重刷壁的負(fù)擔(dān)。刷壁效果不好，會造成相鄰兩幅地連墻接頭處不嚴(yán)密，從而在后期容易滲漏水。

2.2.8 導(dǎo)管安裝

在鋼筋籠和沙包都下放完成后，安裝導(dǎo)管。再次測量孔深，如果達(dá)不到要求就進(jìn)行氣舉反循環(huán)二次清孔，直到孔深到位。

2.2.9 混凝土施工

本工程采用多根導(dǎo)管連接下放到槽內(nèi)，槽口首節(jié)導(dǎo)管放上大料斗和隔水球，混凝土憑借自身重量在導(dǎo)管內(nèi)不斷向下流動的方式進(jìn)行澆筑。混凝土應(yīng)連續(xù)澆注，避免因間隔時間過長而造成后續(xù)灌注困難?；炷恋綀龊?，認(rèn)真核對開盤資料和小票信息，確認(rèn)無誤后，配合試驗(yàn)人員做坍落度試驗(yàn)，根據(jù)代表數(shù)量留置相應(yīng)試塊，此過程監(jiān)理全程旁站。澆筑過程中，兩根導(dǎo)管要同步灌注，確?；炷撩婢鶆蛏仙炷撩娓卟钚∮?0cm，不可以緊著一邊導(dǎo)管灌注。目的是避免一側(cè)導(dǎo)管混凝土灌注過快，下落的混凝土擠到另外一側(cè)，將泥漿裹挾到地連墻中，從而形成泥漿夾層。在后期施工中，夾層處容易漏水。在澆筑過程中隨時量測混凝土面的高程，為保證地連墻頂端混凝土質(zhì)量，混凝土澆筑面高出設(shè)計標(biāo)高50cm。

澆筑完成后要對聲測管進(jìn)行及時疏通，避免因聲測管連接處有縫隙滲入灰漿，造成聲測管堵塞。疏通后向聲測管內(nèi)注水。注水的目的，一個是為了能夠稀釋滲進(jìn)聲測管內(nèi)的砂漿防止堵塞，再一個是水在超聲波檢樁時能夠起到介質(zhì)的作用。

3 結(jié)語

地連墻作為一種成熟可靠的基坑圍護(hù)工法，不光可以在地鐵車站的建設(shè)中使用，還可以應(yīng)用在大型綜合交通樞紐工程中。本樞紐工程緊鄰鐵路，地下連續(xù)墻施工給后續(xù)的逆作法施作結(jié)構(gòu)提供了有效的支持和保障。