超深地連墻在軟土地區(qū)城市軌道交通工程的應用研究

徐東剛

摘要：為提高超深地連墻的剛度和抗?jié)B性能，開展超深地連墻在軟土地區(qū)軌道交通工程的關鍵技術應用研究。分別從測量放線與導墻施工、泥漿制備、成槽技術、刷壁與清底、鋼筋籠制作與吊裝和其他施工措施等方面，闡述施工技術要點，以促進超深地連墻剛度和抗?jié)B性能的提升，為以后在軟土地層上的城市軌道交通工程超深地連墻施工提供技術參考。

關鍵詞：超深地連墻；軟土地區(qū)；軌道交通；導墻

0? ?引言

地下連續(xù)墻主要是指使用成槽設備，利用泥漿的穩(wěn)定性，沿設計軸線向地下逐步開挖從而形成的槽段，在對應槽段中插入鋼筋籠，按照規(guī)范在其中進行混凝土灌注，經(jīng)過反復上述工序施工而成，具有一定剛度和抗?jié)B性能的連續(xù)墻體。在城市軌道建設中，采用地連墻對城市軌道結(jié)構進行防護，可以有效提高城市使用年限與建造水平。本文分別從測量放線與導墻施工、泥漿制備、成槽技術、刷壁與清底、鋼筋籠制作與吊裝和其他施工措施等方面，闡述施工技術要點。

1? ?測量放線與導墻施工

1.1? ?放線與測量

根據(jù)測繪局給出的交接點、工程方提供的技術交底，建立施工區(qū)的坐標體系，明確作業(yè)區(qū)域中的X向、Y向、Z向，并以此為依據(jù)，進行作業(yè)區(qū)域中導墻、邊線等的集中定位?？紤]到地連墻所圍護的基坑較深，為確保地連墻在基坑開挖后不侵犯到結(jié)構極限，進而影響結(jié)構尺寸，地連墻的外放度必須超過10cm。

1.2? ?導墻施工

導墻設置在地連墻槽壁上，既用于支撐土體，承受成槽機設備的荷載，又能引導成槽機的抓斗方向。超深地連墻導墻的挖掘深度比普通地連墻要大，通常情況下，需要將其挖掘到原狀土水平，并插入30cm以上。如果有很厚的回填土，則插入深度需可達到1.8m以上[1]。

施工中應注意，導墻頂板必須與原有承重底板牢固相連，以保證其承載能力。導墻型式多種多樣，地下連體結(jié)構主要采用倒“L”型和“][”型兩種型式，通過此種設計方式，有效保障地導墻結(jié)構的承載能力。

1.3? ?精度控制

深埋地下連墻成槽作業(yè)深度較深，對豎向精度要求較高，因此深埋導墻的施工精度較普通地下連墻導墻高。為滿足此方面需求，應在導墻施工中進行其垂直度的嚴格控制，確保導墻垂直度的偏差精確度要在4mm內(nèi)。同時要保證內(nèi)壁的平直。為了保證成槽垂直度的控制精度和施工誤差，將導墻板凈厚定為5cm。

在導墻的模板支撐系統(tǒng)中，應使用具有較高剛性的固定鋼框架，這樣既能有效地控制模板的變形，又能提高施工速度。在混凝土達到一定強度之前，可將模板支撐拆下[2]。在拆下模板后，必須馬上做好支承并進行回填，以減小導墻內(nèi)墻的變形。

成槽機抓斗的斗頭在抓土時，會形成一個圓弧形狀閉齒，所以在拐角位置，導墻必須沿成槽的方向向外伸展40cm，以確保將槽段的土壤挖出來。轉(zhuǎn)角位置導墻的構造如圖1所示。

2? ?泥漿制備

為確保成槽施工時泥漿的充足性，按照下述公式，進行成槽施工前泥漿儲備量的計算：

Q=N·V·K（1）

式中：Q代表成槽施工前泥漿儲備量；N代表地連墻開挖槽段數(shù)量；V代表儲備泥漿體積系數(shù)；K代表儲備泥漿富余系數(shù)。

應按照施工現(xiàn)場的具體情況和地質(zhì)情況來配制泥漿。在軟粘土地層和粉砂層中，超深地連墻溝槽的施工必須使用高品質(zhì)的泥漿[3]。視實際情況而定，適當?shù)靥砑右恍┨妓釟溻c，以提高泥漿的黏度[4]。泥漿的拌制過程如圖2所示。

3? ?成槽技術

地連墻槽段根據(jù)施工次序和接頭數(shù)目可大致劃分為：施工的兩個接頭首開幅，一個接頭的連接幅，最后施工的無接頭的閉合幅。先進行首開幅的施工，一般都是在兩個首開幅完成后，進行連通幅施工，最后是封閉幅施工，通過此種方式，以保證混凝土的強度滿足要求。

超深地連墻槽段的寬度一般設定為6m，成槽施工時使用三抓挖槽，在將兩端的土抓取到槽底標高后，再將中間的剩余土方抓取出來。施工中，成槽機械抓斗進入和提起的速率必須平穩(wěn)，并要注意控制挖掘速率，以免溝壁塌陷和不穩(wěn)定。在成槽時，如果發(fā)現(xiàn)泥水水位急劇下降，漿水變得稀薄，必須對其加以處理后才能進行成槽。當快挖到槽底時，要及時測深，確保基坑的控制深度達到設計要求。

4? ?刷壁與清底

4.1? ?刷壁

為了能夠降低地連墻接縫位置的漏水風險，需要進行刷壁處理。對于施工副和先行幅的接頭必須刷壁。為清除兩幅地連墻體結(jié)合部的淤泥，利用履帶起重機將符合溝槽斷面尺寸的專用刮墻機吊起來。如此反復20多次，每次吊起時，必須將鋼結(jié)構上所帶出的泥漿鏟掉，然后再下到溝槽中清洗連接處。

4.2? ?清底

利用沉降法對底床進行清淤，在成槽達到設計高度后，將水槽分段放置，使泥沙中的細顆粒逐漸沉入底部。通過進行現(xiàn)場實驗得出，小粒徑土渣規(guī)格為0.062～0.11mm。假設槽段的深度為，在成槽結(jié)束之后，清除沉渣較適宜的時間T為：

T=Z/（1.21～2.48）（2）

因地下聯(lián)體橋埋深大，若用沉降法進行清底，需在挖溝段放置3h以上，故若用沉降法進行清底，則需用沉降法清底。在成槽結(jié)束3h之內(nèi)，利用成槽機械將大量的沉淀物從槽底直接撈出。然后采用氣舉逆循環(huán)工藝，將剩余的沉淀物吸出。鋼筋籠吊放后若出現(xiàn)沉渣，需要二次清底。采用繩法量測槽底泥厚度，達到要求后即可確定槽底清除完成。

換漿是指在對槽底進行清除之后，將槽底中的中性能微弱的漿液換成所需要的漿液。換漿結(jié)束后，應從槽底采集泥漿，并檢測其各項性能，如達到要求即可停止換漿，不需再換漿。在氣舉法清淤排泥時，應密切觀察溝槽內(nèi)泥沙的水平面，根據(jù)水平面的變化，對泥沙的輸運進行有效的控制。

5? ?鋼筋籠制作與吊裝

5.1? ?鋼筋籠制作

鋼筋籠在施工之前，必須先做一個加工工作臺，工作臺必須平整，并標出鋼筋的間隔，然后在工作臺上分節(jié)施工。為了增強鋼筋籠耐彎性，在其內(nèi)配有3～4根肋條，并在籠內(nèi)配置導流槽。鋼筋籠的底部主筋需要向內(nèi)適當?shù)貜澢?，并將其收攏起來，以將其與鋼筋籠一起放進溝槽中，防止其底部主筋被卡在槽壁泥土中。

為確保施工的平順性，在吊點位置使用U型鋼筋焊接加強。在其上部設置了預埋件，并將其與后期的頂板承重梁等結(jié)構相連接。鋼筋籠允許偏差和測量方法如表1所示。

5.2? ?鋼筋籠吊裝

在超深地連墻上，若分節(jié)制作的鋼筋籠長度較長，整體的抗彎性差，起吊時易發(fā)生變形和脫焊問題，對此應該采取一定控制措施。采用2臺起重機吊裝鋼筋籠，鋼筋籠雙機起吊結(jié)構見圖3。

吊點的位置設置在架筋處，并對其設置 U型加強筋，將架筋與分布筋進行焊接，以有效地控制鋼筋籠形變。在異型幅鋼筋籠中，需要添加斜向架筋及在陰角中的斜向鋼筋，以降低吊裝過程中產(chǎn)生的變形。

5.3? ?質(zhì)量控制措施

為確保地連墻的整體質(zhì)量，在鋼筋籠加工制造完畢后，必須安裝聲測管，對其進行聲波傳輸測試。對墻體完整性進行檢驗的地連墻數(shù)量，應不低于總數(shù)的20%，且大于3個。為有效控制地連墻的墻體變形，降低不均勻沉降的危險性，需對地連墻的鋼筋籠進行加固處理。為了保證后期灌漿工作的順利進行，必須對管道底部進行密封。

6? ?其他施工控制措施

6.1? ?接頭箱吊放

接頭箱吊放是在完成鋼筋籠的吊裝后。將接頭箱入槽鎖口，確保其有一定剛度，將接頭箱插入槽下50cm，并使其密貼工字型鋼腹板，防止鋼筋籠移動。在接縫箱中，用泥袋填充一定的高度，以便在澆注混凝土時，能對接縫箱施加一定的反力，從而保證接縫箱的穩(wěn)定性。

6.2? ?混凝土澆筑

在進行混凝土的澆筑時，需要充分考慮到混凝土的性能。使用商品混凝土，確保其坍落度、水泥粉煤灰摻入量等，都要符合水下澆筑的要求，并具有較好的和易性和抗?jié)B性。

地連墻的澆筑方式為管道，管道是從下端的單節(jié)管道拼接而成，每個單節(jié)管道長度在2.5m左右，最下端的管道長度在4m左右。最下面的一根管道開口，在距離溝槽底部300～500mm的位置上。

在澆筑之前，在管道下料倉內(nèi)放置一個尺寸合適的充氣球膽，使其成為泥漿與混凝土的隔離物。采用2輛小車一組進行澆灌，2個管道必須在同一時間進行澆灌，以保證混凝土水位的平衡?；炷翝仓仨毘掷m(xù)注入，不能中斷。

6.3? ?接頭箱頂拔

在吊起之前，給接頭箱的接觸表面涂上潤滑油，以利于接頭箱平穩(wěn)取出。根據(jù)初凝狀態(tài)和接頭箱體在槽內(nèi)的埋置深度，及時記錄下澆注時間。在混凝土初凝時，進行接頭箱的松脫工作。以澆筑的時間為依據(jù)，推算出初凝的起始位置，并按一定的間隔進行頂拔。在混凝初凝之前取出接頭箱。

6.4? ?注漿

為了控制地連墻的沉陷，采用灌漿管與鋼筋籠一同進入地連墻，對地連墻進行灌漿，以提高地連墻的土力學性能。特深地下連墻注漿厚度一般不少于4m，墻趾注漿的壓力一般為0.25～0.35MPa，漿液的配比為水泥：粉煤灰：水=1：0.8：1.2。選取1～2幅地連墻展開試注，持續(xù)調(diào)整注漿壓力及注漿漿量，對有無冒漿進行測試，并監(jiān)測墻體沉降變化，以明確合適的施工參數(shù)。注漿時，采取3項控制措施：壓力、注漿量和地墻沉降，這3個參數(shù)中的任何一個達標，都可停止注漿。

7? ?結(jié)束語

軟土地層發(fā)育有較深的粉砂質(zhì)粘粒、粉砂等土層，對應位置的地下水埋深大、含水率高、水文地質(zhì)條件復雜。大部分軌道交通工程都處于城市地下，周邊建筑物相對密集，在這種條件下進行地連墻施工難免會遇到較大困難。相比常規(guī)的地層結(jié)構，軟土地層中地連墻施工難度較大，且隨成槽深度的增大，施工難度會呈現(xiàn)快速增大趨勢。

在使用常規(guī)控制指標及技術進行地連墻施工時，經(jīng)常會發(fā)生混凝土繞流、地連墻漏水、冒水噴砂等現(xiàn)象。針對此方面問題，本文分別從測量放線與導墻施工、泥漿制備、成槽技術、刷壁與清底、鋼筋籠制作與吊裝和其他施工措施等方面，闡述施工技術要點。相關研究成功，可為以后在軟土地層進行超深地連墻施工提供參考。

參考文獻

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