基于軟土地質(zhì)條件下的內(nèi)襯砌逆作法施工研究

曹國(guó)安

（中鐵開(kāi)發(fā)投資集團(tuán)有限公司，上海 200000）

1 工程概況

圖1 進(jìn)水泵房?jī)?nèi)襯砌逆作法施工模型圖

上海市白龍港地區(qū)土質(zhì)松軟，以輕亞粘土—亞粘土居多，屬于軟土地質(zhì)條件，不利于工程建筑，而上海市污水處理廠白龍港二期工程位于該軟土層區(qū)域[1]?；诖?，本文以上海市軟土地質(zhì)條件下進(jìn)水泵房?jī)?nèi)襯砌逆作法施工為研究對(duì)象，通過(guò)內(nèi)襯砌逆作法施工研究，講述了其施工工藝。進(jìn)水泵房總體施工順序：基地高壓旋噴樁→外側(cè)地連墻（圍護(hù)結(jié)構(gòu)）→降水井→內(nèi)襯及底板→中隔墻等。內(nèi)襯逆作封底后再?gòu)南峦享樧鰞?nèi)部的隔墻等，在逆作內(nèi)襯時(shí)內(nèi)部沒(méi)有任何支撐，完全靠外側(cè)地連墻和逆作的內(nèi)襯作為支護(hù)，為了安全設(shè)計(jì)在內(nèi)襯頂部設(shè)有一根3.75m×2.5m（寬×高）環(huán)形鎖口梁（圖 1）。

2 進(jìn)水泵房?jī)?nèi)襯逆作施工方法

2.1 進(jìn)水泵房區(qū)域地層結(jié)構(gòu)概況

進(jìn)水泵房所在區(qū)域地層結(jié)構(gòu)從上到下依次出露的土層為：

（1）第①1層填土，填料不均，以素填土為主，含碎石、磚塊等建筑垃圾，填土厚度一般為1.0～1.5m；

（2）第①3層沖填土，場(chǎng)地普遍分布，以淤泥質(zhì)土和粉土為主，土質(zhì)較差，結(jié)構(gòu)松散，欠固結(jié)，標(biāo)高-4.47～0.98m；

（3）第于3層灰色砂質(zhì)粉土，埋藏深度和厚度略有變化，該層土質(zhì)較好，呈稍密狀，中壓縮性，厚度2.5～7.5m；于3層砂質(zhì)粉土在具一定水頭的動(dòng)水壓力作用下易于產(chǎn)生流砂現(xiàn)象，標(biāo)高-7.61～-5.37m；

（4）第③、④層淤泥質(zhì)粘性土，場(chǎng)地范圍分布穩(wěn)定，組合厚度在12.0～16.0m，土質(zhì)較差，呈流塑狀，高壓縮性，高靈敏度，③標(biāo)高-10.91～-7.40m，④標(biāo)高-19.33～-16.97m；

（5）第⑤1層灰色粘土，土質(zhì)一般，呈軟塑—流塑狀，分布穩(wěn)定，高壓縮性，場(chǎng)地范圍分布穩(wěn)定，厚度8.1～10.3m，標(biāo)高-27.83～-26.37m；

（6）第⑤31層灰色粉質(zhì)粘土，土質(zhì)一般，呈軟—流塑狀，中—高壓縮性，場(chǎng)地范圍分布穩(wěn)定，厚度2.0～9.0m，標(biāo)高-36.27～-29.39m。

2.2 測(cè)量施工

測(cè)量施工是本工程的基礎(chǔ)，包括軸線的測(cè)量及定位、標(biāo)高測(cè)量、模板垂直度測(cè)量等內(nèi)容。在進(jìn)行測(cè)量施工時(shí)，先將基準(zhǔn)點(diǎn)引至施工場(chǎng)地周圍無(wú)影響的區(qū)域，在基坑開(kāi)挖素砼墊層澆搗后，通過(guò)基準(zhǔn)點(diǎn)將各軸線引測(cè)至側(cè)墻、底板等部位，并做好標(biāo)記；標(biāo)高測(cè)量時(shí)需確保引測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)無(wú)變化，將測(cè)點(diǎn)引測(cè)至基坑圈梁上，并分類標(biāo)記其底板標(biāo)高、各層框架標(biāo)高、支撐和澆砼的控制標(biāo)高等；模板垂直度測(cè)量，一般使用線錘掛線法測(cè)量垂直度，若不合格，則需及時(shí)整改。

2.3 土方施工

在完成前期測(cè)量的基礎(chǔ)上開(kāi)展土方施工，即基坑的開(kāi)挖工作。基坑開(kāi)挖以機(jī)械作業(yè)為主，人工修挖為輔，當(dāng)基坑開(kāi)挖至距坑底約0.3m時(shí)需人工開(kāi)挖修整。第一次逆作土方采用反鏟挖掘機(jī)放坡下基坑內(nèi)挖土，直接裝車外運(yùn)；第二次到第四次隨著基坑開(kāi)挖深度的增加，采用小挖機(jī)在坑內(nèi)長(zhǎng)臂挖機(jī)站在基坑邊上挖的方式，第五次因超過(guò)長(zhǎng)臂挖機(jī)開(kāi)挖深度改用小挖機(jī)在坑內(nèi)沖抓式抓斗機(jī)在坑邊挖的方式。

此外，在土方開(kāi)挖過(guò)程中，為了提高了施工質(zhì)量，基坑開(kāi)挖需嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行，其挖土順序一般為：

①基坑圍護(hù)、坑底加固施工完成，降水設(shè)施施工完成，強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求；

于第一次挖土標(biāo)高從4.4m至-0.3m，挖土4.7m，澆筑圈梁、襯砌、懸臂梁等，襯砌底標(biāo)高-0.30m；

③第二次挖土標(biāo)高從-0.3m至-3.8m，挖土3.5m，澆筑襯砌高3.5m；

④第三次挖土標(biāo)高從-3.8m至-8.3m，挖土4.5m，澆筑襯砌高4.5m；

⑤第四次挖土標(biāo)高從-8.3m至-12.3m，挖土4.0m，澆筑襯砌高4.0m；

⑥第五次挖土標(biāo)高從-12.3m至-15.7m，挖土3.4m，鋪設(shè)中粗砂墊層，澆筑底板、襯砌等。

2.4 襯砌逆作法施工

襯砌逆作法施工是該工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，其施工質(zhì)量影響著整個(gè)工程的施工質(zhì)量。在進(jìn)行襯砌施工前，需要詳細(xì)的排查地下連續(xù)墻的接縫處是否存在滲漏等問(wèn)題，若存在，則需及時(shí)整理，此外，將地下連續(xù)墻中預(yù)留的插筋扳出接長(zhǎng)（圖2），并將底板中的預(yù)留插筋與底板上下層的鋼筋焊接在一起，一般采用單面焊接的方式進(jìn)行，預(yù)留長(zhǎng)度應(yīng)大于10d[2]。在完成上述操作流程的基礎(chǔ)上，將地下連續(xù)墻表面鑿毛，并清理干凈，進(jìn)而進(jìn)行襯砌混凝土澆筑施工，從鎖口梁至底板部位分5次澆筑，混凝土施工采用由上而下的逆作澆筑，當(dāng)澆筑至最后一層時(shí)與底板一起澆筑。在施工過(guò)程中，采用環(huán)向留施工縫，并使用遇水膨脹的止水條進(jìn)行施工縫的縫接。

圖2 地連墻內(nèi)預(yù)埋拉筋

2.4.1 側(cè)模施工和底模施工

側(cè)模施工中的底模一般采用砂模，為了使得在下層襯砌時(shí)接縫處因振搗產(chǎn)生氣泡等問(wèn)題，可將底模做成外低內(nèi)高的斜面型，可以有效地解決上述問(wèn)題。位于內(nèi)襯內(nèi)側(cè)的側(cè)模，可采用高強(qiáng)度的竹膠模板（1220×2440）mm與φ14鋼筋對(duì)拉螺栓組合，其間距600mm×600mm。在模板施工過(guò)程中，模板拼縫可用50×50方木楞聯(lián)接，其接縫一般為平縫，因此可以使用密封膠帶紙粘貼的方法進(jìn)行模板之間的漏漿等問(wèn)題。

底模采用砂胎模，基坑內(nèi)取土至設(shè)計(jì)內(nèi)襯砼底標(biāo)高以下0.8m；砂墊層選用中粗砂，在模內(nèi)填砂夯實(shí)至砼澆注底標(biāo)高，頂面鋪設(shè)出一個(gè)15°的斜面，作為下次澆注砼時(shí)的施工縫。將內(nèi)襯砌內(nèi)外側(cè)豎向鋼筋插入砂模50cm，用于下次豎向鋼筋的連接與安裝，在砂墊層頂面抹一層3cm厚的砂漿并涂上脫模劑作為底層模板，模板上固定一30×30的木條作為下次澆筑砼時(shí)填充遇水膨脹止水條的凹槽。

2.4.2 鋼筋施工

工程中所使用的鋼筋型號(hào)是不一致的，因此其焊接方式也有所差異如小于Φ25的鋼筋連接一般采用搭接焊的方式，而大于Φ25的鋼筋連接多使用機(jī)械連接。此外，對(duì)于焊接的接頭應(yīng)做抽樣檢查，一般以300個(gè)相同級(jí)別的焊接頭為一批樣本，不足300個(gè)時(shí)，仍作為一批。此外，在鋼筋綁扎施工過(guò)程中，多采用由下而上的施工順序進(jìn)行。為提高鋼筋的效用，在使用鋼筋、綁扎位置等過(guò)程中要嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行。

2.4.3 腳手架工程

鋼管采用φ48×3.5焊接鋼管，不得使用銹蝕嚴(yán)重、彎曲、開(kāi)裂的鋼管?？奂捎每慑戣T鐵制造的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)件。為使得腳手架中立柱接頭牢固，可采用對(duì)接扣件的方式進(jìn)行對(duì)接，并采用交錯(cuò)布置的方式，可以有效的增加其牢固程度，相鄰立柱接頭的錯(cuò)開(kāi)距離（垂直方向）一般大于50cm。縱向水平桿以直角扣件的方式緊固于橫向水平桿上，且縱向水平桿的間距一般小于40cm[2-3]。雙排架的橫向水平桿也采用直角扣件的固定方式固定于立柱上，并在靠近墻體一側(cè)向外延伸40cm。剪刀撐斜桿的連接方式以搭接為主，其方式與前文搭接方式一致，并采用旋轉(zhuǎn)扣件的固定方法將其固定于橫向水平桿的伸出端或立柱上，并且要滿足旋轉(zhuǎn)扣件的中心線與主節(jié)點(diǎn)之間的距離應(yīng)小于15cm。

2.4.4 底板澆筑施工

在完成上述操作的基礎(chǔ)上，需對(duì)底板進(jìn)行澆筑施工。在底板澆筑施工過(guò)程中，當(dāng)墻身澆筑至距底板500mm位置時(shí)，要設(shè)置鋼板止水片，并在底板與維護(hù)墻體的結(jié)合部位做好防水處理。若在澆筑過(guò)程中其井體無(wú)法達(dá)到抗浮的要求時(shí)，需設(shè)置泄水孔，此外，在施工過(guò)程中沒(méi)有進(jìn)行降水等措施，可以在井體澆筑后封閉泄水孔。

2.5 降水、排水施工

降水施工的目的主要在于疏干開(kāi)挖基坑內(nèi)部的積水等，以便于人工及機(jī)械開(kāi)展基坑內(nèi)部施工作業(yè)[3-4]。此外，降水施工還可以有效降低基坑內(nèi)靠近坑底一側(cè)的微承壓水。由于泵房襯砌逆作過(guò)程中開(kāi)挖的基坑相對(duì)其他基坑較深，一般在基坑內(nèi)部布設(shè)排水系統(tǒng)達(dá)到目標(biāo)，即對(duì)基坑內(nèi)取土層進(jìn)行疏干，方便機(jī)械抓斗取土，在外側(cè)鋪設(shè)管井，將地下水水位標(biāo)高降低至-13.1m，通過(guò)降低基坑內(nèi)外水頭差而防治漏水涌沙事故。

本次基坑降水共設(shè)置疏干井8口，疏干井深度為20m，設(shè)計(jì)降壓井8口，降壓井深40m。此外，在基坑中心部位設(shè)置一口井深為40m的水位變化觀測(cè)井，制成直徑φ273mm的鋼制管井。基坑土方開(kāi)挖必須在降水井內(nèi)水降至開(kāi)挖面以下1m，開(kāi)挖面一般不得有積水浸泡。在開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，為防止雨水或地表水浸泡基坑，需在基坑內(nèi)設(shè)置明排水溝，在基坑中心設(shè)置一個(gè)φ1000mm×2000mm集水坑，在坑內(nèi)東南西北四個(gè)方向各設(shè)置一條500mm×500mm排水溝將坑內(nèi)積水排向集水坑，直接抽水至地面排水渠道。

3 結(jié)語(yǔ)

本文以上海市軟土地質(zhì)條件下的內(nèi)襯砌逆作法施工為研究對(duì)象，分析了在該特殊地質(zhì)條件下內(nèi)襯砌逆作法施工工藝。本文從工程概況著手，簡(jiǎn)要講述了工程的目的，從測(cè)量施工、土方施工、襯砌逆作法施工、模板施工、鋼筋施工、腳手架工程、底板澆筑施工和降水、排水施工8個(gè)方面講述了內(nèi)襯砌逆作法施工流程，為提高該地質(zhì)條件下內(nèi)襯砌逆作法施工工藝提供參考。