【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市化步伐的加快,地下空間開發(fā)規(guī)模越來越大,基坑的深度也越來越深。本文以天津市濱海新區(qū)于家堡站交通樞紐工程為例,其基坑開挖深度最深 29.5m,地下連續(xù)墻 61m。結(jié)合濱海地區(qū)特有海相上軟下硬地層,針對(duì)61m超深地下連續(xù)墻施工進(jìn)行詳細(xì)的研究,總結(jié)一套上軟下硬不良地質(zhì)條件下超深地下連續(xù)墻施工法,對(duì)在天津?yàn)I海新區(qū)內(nèi)施工地下連續(xù)墻提出參考意見,以便為今后同類工程施工提供有用的數(shù)據(jù),這具有重要的工程價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。 

【關(guān)鍵詞】地下連續(xù)墻;深層大型基坑;施工技術(shù);研究 
  一、工程概況 
  于家堡站交通樞紐是集城際鐵路、城市軌道交通、公交、出租和其他交通方式于一身的大型綜合樞紐,座落于濱海新區(qū)的核心區(qū),規(guī)劃區(qū)域位于塘沽區(qū)海河北岸,于家堡半島北端。濱海新區(qū)軌道交通網(wǎng)中的骨干線 2 號(hào)線,連接濱海新區(qū)和市區(qū)的市域快線 Z1 線、Z4 線,溝通濱海新區(qū)與天津、北京及環(huán)渤海京津冀地區(qū)其他城市的京津城際延伸線等四條軌道交通線聚集于此。工程總建筑面積約 17.93萬平方米(不含由國(guó)鐵項(xiàng)目承擔(dān)的城際地下站房8萬平方米,城際地下站房位于地下空間中部),為一座主體地下二層(局部一層或三層)結(jié)構(gòu)的地下空間,結(jié)構(gòu)主體高度約16m。于家堡工程概況如圖1所示。 
  (二)于家堡工程地質(zhì)特征 
  于家堡工程區(qū)域范圍內(nèi)地層主要為第四系全新統(tǒng)人工填土層(人工堆積 Q4ml)、第Ⅰ陸相層(第四系全新統(tǒng)上組河床~河漫灘相沉積 Q43al)、第Ⅰ海相層(第四系全新統(tǒng)中組淺海相沉積 Q42m)、第Ⅱ陸相層(第四系全新統(tǒng)下組河床~河漫灘相沉積 Q41al)、第Ⅲ陸相層(第四系上更新統(tǒng)五組河床~河漫灘相沉積Q3eal)、第Ⅱ海相層(第四系上更新統(tǒng)四組濱!毕珟喑练e Q3dmc)、第Ⅳ陸相層(第四系上更新統(tǒng)三組河床~河漫灘相沉積 Q3cal)、第Ⅲ海相層(第四系上更新統(tǒng)二組淺!珵I海相沉積 Q3bm)、第Ⅴ陸相層(第四系上更新統(tǒng)一組河床~河漫灘相沉積 Q3aal)、第Ⅳ海相層(第四系中更新統(tǒng)上組濱海三角洲相沉積 Q23mc)。 
  (三)水文特征 
  場(chǎng)地表層地下水類型為第四系孔隙潛水。賦存于第Ⅱ陸相層與第Ⅴ陸相層之間的粉土、砂土層中的地下水具承壓性,為淺層承壓水。第Ⅴ陸相層以下的粉土、砂土層中的地下水與淺層地下水沒有直接聯(lián)系或聯(lián)系很小,為深層承壓水。 
  二、挖槽與施工平臺(tái)施工技術(shù) 
  (一)挖槽設(shè)備選擇 
  地下連續(xù)墻成槽設(shè)備的選型是成槽施工工藝中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),必須針對(duì)實(shí)際工程的地層特性、開挖深度、墻體厚度和強(qiáng)度、施工條件、機(jī)械設(shè)備特性、工期、造價(jià)等方面的要求進(jìn)行總體分析,科學(xué)合理的進(jìn)行比選。根據(jù) Z1 線與 Z4 線的地質(zhì)情況,開挖槽段大部分為粘土、粉土、粉質(zhì)粘土、粉砂、細(xì)砂,在地面下 30~60m 范圍內(nèi)主要為粉砂和細(xì)砂層,標(biāo)貫值大。槽深為61m,墻體厚度分別為 Z1 線:1.2m,Z4 線:1.2m,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C40P8。Z1 線擬采用三臺(tái) SG40A 型液壓抓斗挖槽機(jī),Z4 線擬采用三臺(tái) SG40A 型液壓抓斗挖槽機(jī)進(jìn)行挖槽施工,并配以自卸汽車運(yùn)至臨時(shí)渣土堆場(chǎng),經(jīng)晾曬后再轉(zhuǎn)運(yùn)出場(chǎng)。 
  (二)施工平臺(tái) 
  按照 SG40A 型液壓抓斗挖槽機(jī)、300t 履帶吊、YTR220 旋挖鉆操作規(guī)程及安全信息規(guī)定,因主機(jī)重量較大,且在工作過程中可能會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),要求地面必須具有較大的地基承載力(100kPa 以上),因此在挖槽機(jī)、履帶吊、旋挖鉆行走工作路段修筑混凝土施工平臺(tái)。因 300t 吊車在基坑中間運(yùn)行,故基坑中間鋪設(shè) Φ14@200單層鋼筋網(wǎng)片,采用標(biāo)號(hào) C30 混凝土,混凝土厚度為 30cm。施工平臺(tái)混凝土直接倒入墊層面上,用人工找補(bǔ)均勻,采取一次攤鋪,其松料厚度保持 2cm 以上。攤鋪后迅即用 2.2KW 平板振搗器均勻振搗混合料。 
  三、鋼筋籠的制作與吊裝施工技術(shù) 
 。ㄒ唬╀摻罨\的制作 
  鋼筋籠施工之前,要在特殊的模具加工鋼筋籠的桁架,以確保每一件桁架保持平直且高度一致,另外還要保證鋼筋籠達(dá)到足夠的厚度。桁架通過力學(xué)采用機(jī)械制作成一根直徑一樣的超長(zhǎng)鋼筋,又稱“通長(zhǎng)鋼筋”,作為整個(gè)鋼筋籠的主筋。在操作平臺(tái)上先安放鋼筋籠下層橫向分布的鋼筋再放主筋,確定安裝正確后再根據(jù)設(shè)計(jì)好的位置安放上一層的鋼筋和桁架,每個(gè)鋼筋籠的縱向安裝五排的桁架,另外除了吊點(diǎn)外每隔5米設(shè)置一道加強(qiáng)橫向穩(wěn)固的桁架,處于對(duì)導(dǎo)管的考慮,在有導(dǎo)管處的桁架不安設(shè)腹桿。考慮到起吊時(shí)的剛度和強(qiáng)度的要求,在鋼筋籠的上下部加設(shè)Φ16剪力拉條,雙列設(shè)置鋼筋籠頂部橫向鋼筋,再在橫向的桁架上增加斜筋。 
 。ǘ╀摻罨\吊裝技術(shù) 
  制作鋼筋籠之前,應(yīng)核實(shí)實(shí)際單元槽的寬度和成型的鋼筋尺寸,毫無問題時(shí)才可以上平臺(tái)操作。對(duì)于槽部閉合的,應(yīng)提前再次測(cè)試槽部的寬度,根據(jù)鋼筋籠寬度的實(shí)際進(jìn)行調(diào)整。鋼筋籠需要嚴(yán)格依照計(jì)劃進(jìn)行焊接,保證焊縫的長(zhǎng)度和質(zhì)量。鋼筋的焊接質(zhì)量應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)的要求,吊攀、吊點(diǎn)要加強(qiáng)的地方必須是滿焊,主筋處與水平筋處要以點(diǎn)焊的方式連接,鋼筋籠周圍和吊點(diǎn)上下1米的范圍內(nèi)必須達(dá)到全部點(diǎn)焊,其余的位置可以減少50%的點(diǎn)焊,但要嚴(yán)格控制焊接的質(zhì)量。鋼筋籠在制作完成后應(yīng)通過三個(gè)層級(jí)的檢查,完全符合標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)入卡槽。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求,導(dǎo)墻訂面粗糙度為5毫米,在鋼筋籠安放之前,再次檢查導(dǎo)墻上四個(gè)支撐的高度,吊筋長(zhǎng)度精確計(jì)算后確保誤差在可承受范圍之內(nèi)。在放置鋼筋籠到指定位置后,由于測(cè)量的地點(diǎn)和吊點(diǎn)的實(shí)際位置會(huì)出現(xiàn)偏差,或是吊筋在安放過程中被拉長(zhǎng)等原因,都會(huì)影響鋼筋籠的標(biāo)高。因此為了確保其標(biāo)高準(zhǔn)確,應(yīng)馬上使用水準(zhǔn)儀測(cè)量鋼筋籠頂部的標(biāo)高,然后根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整至設(shè)計(jì)好的高度。在吊放鋼筋籠時(shí)不可強(qiáng)行入槽,同時(shí)注意禁止防反鋼筋籠的基坑面與迎土面。擱置點(diǎn)槽鋼必須根據(jù)實(shí)測(cè)導(dǎo)墻標(biāo)高焊接。對(duì)于異形鋼筋籠的起吊,應(yīng)合理布置吊點(diǎn)的設(shè)置,避免擾度的產(chǎn)生,并在過程中加強(qiáng)焊接質(zhì)量的檢查,避免遺漏焊點(diǎn)。當(dāng)鋼筋籠剛吊離平臺(tái)后,應(yīng)停止起吊,注意觀察是否有異,F(xiàn)象發(fā)生,若有則可立即予以電焊加固。
  四、水下混凝土灌注施工技術(shù) 
  砼配合比,應(yīng)按流態(tài)砼設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)強(qiáng)度為 C40,抗?jié)B等級(jí) P8,砼坍落度以20±2(單位為 cm)為宜。采用混凝土澆筑機(jī)架進(jìn)行地下連續(xù)墻的混凝土澆筑,機(jī)架跨在導(dǎo)墻上沿軌道行駛。按規(guī)定安裝砼導(dǎo)管,導(dǎo)管采用法蘭盤連接式導(dǎo)管,導(dǎo)管連接處用橡膠墊圈密封防水。在首次使用導(dǎo)管前,要先做地面的水密壓力測(cè)試。導(dǎo)管的放置應(yīng)確保砼和泥漿隔離管塞(橡膠球膽等)。底部應(yīng)該和坑底為300-500毫米,另外導(dǎo)管口要接一個(gè)方形的漏斗;炷恋奶畛淞繎(yīng)預(yù)先經(jīng)過測(cè)試。第一批混凝土的數(shù)量應(yīng)滿足第一埋置深度的與導(dǎo)管底部填充物的需要。要在鋼筋籠入坑四小時(shí)之內(nèi)開始澆筑砼,在澆筑之前檢查坑的深度,判斷泥沙的厚度是否適宜,有無泄漏,計(jì)算需要澆筑的砼的體積。在開始澆筑砼之前,要先在導(dǎo)管中放一個(gè)水球(橡膠球等)起到隔水的作用,利于在澆筑砼時(shí)排除管內(nèi)的泥沙。澆筑砼采用砼車直接澆筑法,剛開始澆筑時(shí)要保證每根導(dǎo)管有6方砼的備用數(shù)量。在澆筑時(shí)要確保連續(xù)均勻,砼面的增長(zhǎng)速度不小于2米/小時(shí),導(dǎo)管埋置在2-6米左右的深度,在施工過程中在仔細(xì)觀察,及時(shí)測(cè)量和記錄砼面的標(biāo)高和管道的埋深,禁止把導(dǎo)管口提出砼面。同時(shí)通過觀察和測(cè)量砼面的變化情況,推斷預(yù)算是否會(huì)出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。若澆筑途中出現(xiàn)故障,則不得中斷超過30分鐘。在進(jìn)行澆筑砼時(shí),兩根導(dǎo)管要與澆筑情況同步進(jìn)行,維持砼面的穩(wěn)定水平上升,砼表面的高度差不得超過500毫米。以防止因砼面高差過大而產(chǎn)生夾層現(xiàn)象。在澆筑過程中,導(dǎo)管不能作橫向運(yùn)動(dòng),導(dǎo)管橫向運(yùn)動(dòng)會(huì)把沉渣和泥漿混入混凝土內(nèi)。 
  砼澆筑時(shí)嚴(yán)防砼從漏斗溢出流入槽內(nèi)污染泥漿,否則會(huì)使泥漿質(zhì)量惡化,反過來又會(huì)給砼的澆筑帶來不良影響。在砼頂面存在一層浮漿層,需要鑿去,因此砼澆筑面應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高 30~50cm。對(duì)砼澆筑過程作好詳細(xì)記錄。 
  五、小結(jié) 
  本文通過對(duì)上軟下硬地層地下連續(xù)墻施工工法的研究,獲得以下幾點(diǎn)結(jié)論: 
 。1)試挖槽施工的成功是關(guān)鍵,針對(duì)不同的具體工程條件,根據(jù)試挖槽結(jié)果選擇不同的施工方法及參數(shù)。 
 。2)由于地下連續(xù)墻較深,下部砂層開挖難度大,導(dǎo)致地下連續(xù)墻成槽時(shí)間過長(zhǎng),為縮短施工周期、防止槽壁坍塌,鋼筋籠應(yīng)一次性整體吊裝,故需合理設(shè)計(jì)鋼筋籠吊點(diǎn)并進(jìn)行吊裝前試吊。 
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