地鐵豎井穿越夾雜富水沙層建筑基礎施工技術

陳立軍

（中鐵十九局集團礦業(yè)投資有限公司，北京市 100071）

地鐵豎井穿越夾雜富水沙層建筑基礎施工技術

陳立軍

（中鐵十九局集團礦業(yè)投資有限公司，北京市 100071）

針對地鐵豎井特殊的地質，利用鉆孔樁+高壓旋噴樁帷幕+鋼筋混凝土腰梁的組合支護方式加固且止水，并通過地表沉降、收斂、軸力多方面的動態(tài)立體監(jiān)測，完成地鐵豎井穿越夾雜富水沙層建筑基礎的施工。

富水沙層；鉆孔樁；高壓旋噴；止水；立體監(jiān)測

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.61

0 概述

青島地鐵2號線區(qū)間線路出啤酒城站后，沿香港東路向東前進，相繼下穿香港東路、青啤科研中心5層建筑、青啤用地、深圳路后，折向西北進入苗嶺路站。區(qū)間起訖里程Y(Z)SK39+244.049 m～Y(Z)SK39+991.353 m，區(qū)間左線短鏈25.337 m。右線隧道長747.304 m，左線長721.963 m，左右線隧道全長1469.266 m，隧道埋深9～19 m，采用噴錨構筑法施工。本區(qū)間于YSK39+655.000 m處設施工豎井及橫通道（兼聯(lián)絡通道）一座。

豎井位于深圳路西側的啤酒城空閑場地內，該場地原為老啤酒城建筑群，現(xiàn)全部拆除廢棄等待重新開發(fā)，豎井范圍內存在建筑基礎、回填料以及沙層，區(qū)域內無管線，豎井距離海邊不足900 m?？紤]到本豎井特殊的實際地質狀況，設計方放棄原有的格柵拱架施工方案，采用鉆孔灌注樁+旋噴樁帷幕+混凝土內支撐綜合支護方式，明挖法施工，施工豎井采用內凈空6 m×9 m矩形斷面，豎井深24.15 m。豎井周邊支護圍護結構采用直徑1000 mm、間距1600 mm的鉆孔樁，鉆孔樁進入基底以下2.55 m。鉆孔樁A型樁數(shù)量22根，樁長26.7 m，B型樁數(shù)量4根，樁長20.3 m；鉆孔樁樁間采用直徑800 mm三重管旋噴樁止水，旋噴樁間距500 mm，旋噴樁數(shù)量92根，樁長15.8 m。

1 工程地質、水文狀況

通過鉆探揭示，豎井范圍內主要由第四系全新統(tǒng)人工填土（Q4ml）、全新統(tǒng)陸相洪沖積層（Q4al+pl）、全新統(tǒng)海相沼澤化層及沉積層（Q4mh）及上更新統(tǒng)陸相洪沖積層（Q3al+pl）組成。地下水主要有2種類型：松散土層孔隙潛水、基巖裂隙水。松散土層孔隙潛水深1.95～2.37 m，富水性良好?；鶐r裂隙水主要賦存于構造帶及受構造帶影響的節(jié)理發(fā)育帶、花崗斑巖、煌斑巖等后期侵入的脈狀巖脈與花崗巖的接觸帶上，呈脈狀、帶狀產出，無統(tǒng)一水面，具有一定的承壓性。鉆孔揭露構造巖及巖脈的節(jié)理、裂隙均較發(fā)育，構造裂隙水較發(fā)育。同時地下水對混凝土結構具中等腐蝕性，對鋼筋具弱腐蝕性，水中硫酸鹽和酸類物質環(huán)境作用等級為V-C，氯化物環(huán)境作用等級為Ⅳ-C。

2 豎井施工工藝

豎井主要施工工藝：施工圍護結構前準備→圍護鉆孔樁+旋噴樁施工→冠梁施做→基坑分層開挖→監(jiān)控量測→施做支撐體系→豎井開挖至底。

2.1 鉆孔樁施工控制參數(shù)與要點

（1）泥漿比重與含砂率的控制是鉆孔樁成孔最為關鍵的參數(shù)保障。由于該豎井地質為建筑廢棄料、廢棄房建基礎以及與海水滲通的沙層，在造漿上必須時刻根據(jù)地質柱狀圖進行調整，造漿選用當?shù)氐膬?yōu)質黏土，并在鉆進至軟土層時，根據(jù)實際情況，在泥漿中摻入不同比例的膨潤土、CMC羥基纖維素、硝基腐植酸鈉鹽及少量的生石灰粉等制成優(yōu)質泥漿，用來加強護壁，以防滲、防坍孔。泥漿指標：泥漿比重鉆孔時選1.2～1.4、清孔時1.05～2.1，雷氏黏度 19～28 s，含砂率 4%～8%，pH 值 8～10。對于新拌制的泥漿須儲放24 h后方可使用。

（2）檢孔與二次清孔是確保順利灌注前關鍵保障。鉆孔至設計標高后，采用驗收標準指定的方法檢測孔深、孔徑和垂直度等幾何尺寸，待檢測合格后，采用抽漿法清孔，清孔時繼續(xù)保持孔內水頭，防止坍孔。清孔后孔內泥漿指標：手摸無2～3 mm顆粒。澆筑混凝土前孔底500 mm以內泥漿比重應＜1.25,含沙率≤8%，雷氏黏度≤28 s,沉渣厚度不大于規(guī)范值，嚴禁用加深鉆孔深度方法代替清孔。

如果一次清孔后，孔底沉碴厚度仍大于設計要求值時，要進行二次清孔。二次清孔用灌注水下混凝土的導管注入大比重的泥漿，用換漿法清孔。柱樁在澆筑水下混凝土前用射水或射風沖孔沖射孔底3～5 min，將孔底沉

（3）灌注水下混凝土的塌落度是灌樁關鍵的控制參數(shù)。在確保鋼筋籠順利下孔后，接好導管。灌注的水下混凝土坍落度須控制在18～22 cm，且和易性要好，灌注必須要連續(xù)。澆注完畢后，位于地面以下及樁頂以下的孔口護筒應在混凝土初凝前拔出。

為防止鋼筋籠上浮，采取措施將鋼筋籠壓住（如在橫擔上加重、增加橫擔、將鋼筋籠上端與護筒焊接在一起等）。在澆灌混凝土時，隨時抽拔拆除導管，并認真填寫灌注記錄。灌注高度要超出樁頂0.5～1 m，以確保樁頂質量。

2.2 旋噴樁施工

（1）基本原理。利用三重管高壓旋噴樁成樁的基本原理。

（2）施工流程?？孜环劈c(定位)→鉆機就位造孔（就位）→鉆孔至設計深度（造孔）→臺車移位至成孔位置→放入三管至設計深度同時送水、氣、漿（下噴射管）→制漿、旋噴提升→成樁、移機拔管→回灌漿→下一孔操作。

（3）旋噴施工控制要點。參數(shù)設置的要點。由于該豎井及大部分地鐵線路上方的上部為原海灘回填區(qū)，上部覆蓋回填材料、黏土層、富水砂層，夾石土質等，若只采用單一固定的旋噴參數(shù)，勢必造成直徑不均的樁體，嚴重影響防滲性能。因此，根據(jù)本工程地質報告提供的資料，結合試樁開挖檢查的情況，選擇三重管高壓旋噴樁成樁原理，調整適當?shù)膮?shù)旋噴成樁。旋噴樁平面布置見圖1。制漿、送漿與鉆進配合。為了減小素填土、建筑廢料、沙層孔隙對三重管旋噴樁成樁質量的影響，配制水泥漿液濃度應盡可能大一些，原設計水灰比為1∶1，實際根據(jù)現(xiàn)場質量控制與效果顯示來看，水灰比控制在1∶1.25比較合適，后期的效果也證明了這一配比在建筑廢料與沙層中的效果非常顯著。

2.3 冠梁、腰梁施工

（1）施工工藝。模板支設→鋼筋工程→混凝土工程→拆模。

（2）施工控制措施及要求。土方開挖時，保證冠梁、水平支撐等位置標高準確。冠梁施工前，鋼管樁樁頭標高要確保滿足設計要求。鋼筋安裝時應嚴格按照圖紙設計要求。模板安裝時拼縫應嚴密，避免漏漿影響砼質量。線條盡量順直。確?；炷翝仓r的連續(xù)性，振搗要密實。

3 監(jiān)控量測控制技術

對于基坑開挖過程引起地層的力學響應在時間和空間上的規(guī)律以及不同施工方法的不同力學響應信息可以通過施工監(jiān)測獲取，通過對觀測結果以及對變形的控制，確保施工安全。

3.1 施工監(jiān)控量測技術要求

豎井施工過程中，根據(jù)要求監(jiān)測要求，對必測項目的實時監(jiān)測，其中包括地表沉降、豎井沉降、收斂、測斜、軸力等項目，隨時掌握圍巖動態(tài)，對圍巖穩(wěn)定性做出評價，以確保施工安全和防止地表下沉。

3.2 地表沉降控制標準

地表沉降控制標準：地表最大下沉值30 mm；隆起量10 mm。施工中主要通過加強支護結構剛度等措施，控制地表沉降；同時在施工工序上堅持“開挖一段，支護一段，封閉一段”的基本工藝。為把鉆爆施工對環(huán)境的影響限制在最小程度，最大爆破振動速度一般應控制在2 cm/s以內。

4 止水效果

雖然該豎井地層水位很高，且存在較厚富水沙層，但是有了鉆孔灌注樁的強度支撐和高壓旋噴樁的封閉咬合，順利將水隔離在外，確保了豎井內的安全順利施工作業(yè)。

5 結束語

目前，豎井已經安全、順利使用近一年時間，各項監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定，止水效果非常好，幾乎沒有滲漏水現(xiàn)象。基本肯定了鉆孔灌注樁+高壓旋噴帷幕+鋼筋混凝土腰梁的組合支護形式在青島地鐵軟弱、富水、復雜的地質條件下非常成功，同時針對建筑廢料、軟弱素填土、富水沙層等的施工提供了有力的施工經驗與參數(shù)，同時也為工程的施工安全提供了可靠保障。

U231.3

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〔編輯 利 文〕