地鐵深基坑地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)綜述

鐘建明

（廣東建科建設(shè)咨詢有限公司，廣東 廣州 510000）

近年來地鐵建設(shè)規(guī)模在國內(nèi)一線城市中不斷擴(kuò)展，伴隨而來的城市深基坑工程越來越多，對深基坑支護(hù)技術(shù)水平、工藝的要求越來越高，而地下連續(xù)墻工藝憑借其優(yōu)異的截水、防滲、承重、擋土能力及安全可靠性[1]，成為了地鐵深基坑支護(hù)的不二之選，被廣泛應(yīng)用在地鐵工程中。

1 工程概況

本文選取的地鐵車站為地下4層島式車站，全長280.8 m，站臺標(biāo)準(zhǔn)段寬為43.2 m，總建筑面積30 585.8 m2。車站站廳為明挖順做法，圍護(hù)結(jié)構(gòu)為1.2 m，0.8 m厚地下連續(xù)墻+混凝土支撐，基坑開挖深度16.0 m～40.1 m，車站設(shè)置5個出入口、2個風(fēng)亭組。

2 施工方案

通過對該項目施工環(huán)境的勘測與對連續(xù)墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，考慮到該工程實際使用條件與施工團(tuán)隊自身能力，加之為了保障工期順利開展，本工程主要使用的設(shè)備如下：BH-12型液壓抓斗成槽機(jī)1臺、徐工XTC80雙輪銑1臺、上海金泰SH30旋挖鉆機(jī)1臺、300 t和150 t履帶吊各1臺、PC200挖掘機(jī)（帶破碎錘）1輛、泥漿設(shè)備（容量750 m3）1套。

地下連續(xù)墻施工重點、難點在于成槽工藝，本項目采用液壓成槽機(jī)+雙輪銑+旋挖鉆機(jī)配合成槽工藝施工。首先以液壓成槽機(jī)直挖成槽施工，待開挖到地下連續(xù)墻液壓成槽機(jī)不能施工巖層時采用雙輪銑進(jìn)行成槽施工；當(dāng)遇到巖層較硬雙輪銑施工進(jìn)度較慢時先用旋挖鉆機(jī)在槽段內(nèi)兩端和中間鉆孔，鉆孔直徑與地下連續(xù)墻厚度一致，再用雙輪銑成槽施工。地下連續(xù)墻成槽后使用履帶吊安裝鋼筋籠，然后安裝導(dǎo)管完成水下混凝土澆筑。

3 地下連續(xù)墻施工工藝

如圖1所示，為施工地下連續(xù)墻施工步序。

3.1 測量放線

使用經(jīng)過鑒定的全站儀等測量設(shè)備，根據(jù)建設(shè)單位提供的且經(jīng)復(fù)測審批后的現(xiàn)場測量控制點、建筑軸線及水準(zhǔn)點等有關(guān)資料和點位，準(zhǔn)確地測量放樣出地下連續(xù)墻的軸線。為避免地下連續(xù)墻侵限，測量放樣時對其外放10 cm。

3.2 導(dǎo)墻施工

1）導(dǎo)墻施工工序

導(dǎo)墻施工工序具體為：場地平整→測量定位→導(dǎo)墻溝開挖→基底處理→綁扎鋼筋→模板安裝→澆筑混凝土→拆模并設(shè)置臨時橫撐→土方回填。

2）導(dǎo)墻溝開挖

根據(jù)測量人員標(biāo)定的地下連續(xù)墻基準(zhǔn)線（中線、內(nèi)線或外線），沿線灑上白灰作標(biāo)記，由挖掘機(jī)破除原道路路面并進(jìn)行開挖，開挖過程中嚴(yán)禁對導(dǎo)墻兩側(cè)土體產(chǎn)生擾動。當(dāng)挖至導(dǎo)墻底部深度時安排人工進(jìn)行修整溝壁和放邊坡。導(dǎo)墻溝開挖完畢后立即施工100 mm厚的水泥砂漿墊層。

3）立內(nèi)模，綁扎鋼筋網(wǎng)片

在墊層砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后，首先根據(jù)設(shè)計圖紙在墊層上彈出鋼筋位置墨線，然后根據(jù)鋼筋設(shè)計圖紙綁扎鋼筋網(wǎng)。鋼筋綁扎完成后開始模板架立，模板采用木膠板，外側(cè)加50 mm×100 mm橫向和縱向背楞，并每隔2 m加設(shè)2道橫向支撐，經(jīng)檢查模板的位置、垂直度符合限差要求后澆筑混凝土。

4）澆筑混凝土和回填養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑之前先清理槽底的渣土，澆筑混凝土?xí)r使用插入式振搗棒振搗，導(dǎo)墻澆筑完成24 h后覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護(hù)。導(dǎo)墻拆模后導(dǎo)墻內(nèi)下部1.5 m回填土，上部每間隔3.0 m設(shè)一道100 mm×100 mm方木，以控制導(dǎo)墻中距離和變形。

3.3 泥漿配制及使用

泥漿性能與施工方法將直接影響到挖槽與成槽效果。在泥漿材料的支持下可為地下連續(xù)墻挖槽施工創(chuàng)造良好條件，發(fā)揮出護(hù)壁、冷卻機(jī)具及切土等多重效果，因此在實際施工中需控制好泥漿性能，要求穩(wěn)定性、比重足夠合理。

基于工程地質(zhì)情況選取優(yōu)質(zhì)納基膨潤土及自來水，將二者充分?jǐn)嚢韬笾频脻{液，關(guān)于其性能要求見表1。

室內(nèi)性能試驗是確保泥漿質(zhì)量的關(guān)鍵，經(jīng)此環(huán)節(jié)后對既有泥漿指標(biāo)做靈活調(diào)整。

表1 成槽護(hù)壁泥漿性能指標(biāo)要求

泥漿循環(huán)的實現(xiàn)需得到大量設(shè)備的支持，基于3 kW型泥漿泵可達(dá)到泥漿循環(huán)的效果，在15 kW型泥漿泵的作用下實現(xiàn)輸送作業(yè)，并利用22 kW泥漿泵高效回收，關(guān)于泥漿循環(huán)管路的構(gòu)成有泥漿泵與軟管兩部分。

經(jīng)過泥漿循環(huán)后在泥漿凈化裝置的作用下實現(xiàn)對泥漿的分離處理，使其達(dá)到凈化狀態(tài)后允許補(bǔ)充新制泥漿，從而提升泥漿利用率?，F(xiàn)階段，優(yōu)化泥漿技術(shù)指標(biāo)的可行途徑較多，如補(bǔ)充晶石粉、納土等，在此類材料的作用下可改善泥漿護(hù)壁性能，不滿足性能指標(biāo)的應(yīng)將其視為廢漿處理。

清槽作業(yè)時需持續(xù)性置換泥漿，結(jié)束此項操作后檢測槽底0.5 m～1.0 m的泥漿性能，該處應(yīng)滿足泥漿比重＜1.15、黏度≤25 s，砂率≤7%的要求。

成槽作業(yè)時需調(diào)節(jié)好槽內(nèi)泥漿液面且不可出現(xiàn)泥漿外溢現(xiàn)象，超出地下水位的高度需達(dá)到1 m，根據(jù)現(xiàn)場情況若暫停施工時需控制好泥漿面，至少＞導(dǎo)墻頂面50 cm。

3.4 槽段開挖

按現(xiàn)場實際情況劃分槽段、分幅施工。挖槽的精度是保證地下連續(xù)墻質(zhì)量的關(guān)鍵之一，施工前應(yīng)進(jìn)行成槽試驗，確定施工工藝流程并選擇操作技術(shù)參數(shù)[2]。在成槽過程中嚴(yán)密注視成槽設(shè)備上的檢測儀器，如發(fā)現(xiàn)垂直度有偏差立刻利用成槽設(shè)備的糾偏功能進(jìn)行糾偏，從而保證成槽的垂直度。

1）抓斗式成槽機(jī)成槽施工

車站地下連續(xù)墻采用液壓成槽機(jī)直挖成槽施工，開挖出的土方集中存放于場內(nèi)的臨時存土坑內(nèi)，晾曬后及時用棄土車運至指定的棄土場。

2）雙輪銑成槽施工

待巖層抓斗式成槽機(jī)不能施工時采用雙輪銑進(jìn)行成槽施工。當(dāng)遇到巖層較硬雙輪銑施工進(jìn)度較慢時為加快雙輪銑成槽速度，先用旋挖鉆機(jī)在槽段內(nèi)鉆孔，然后用雙輪銑銑槽，鉆孔直徑與地下連續(xù)墻厚度一致，鉆孔位置分別為地下連續(xù)墻槽段兩端和中間。

雙輪銑工作原理為：基于液壓馬達(dá)的驅(qū)動作用可推動鼓輪組刀盤持續(xù)運轉(zhuǎn)（設(shè)置的2個鼓輪保持反向運轉(zhuǎn)狀態(tài)），在其作用下切削巖石，適配泵吸反循環(huán)系統(tǒng)，將產(chǎn)生的破碎巖石轉(zhuǎn)移到處理裝置中，經(jīng)過碎渣后再將其運輸至特定堆放場所。

3）清槽換漿與接頭刷壁

清槽工作分2道工序進(jìn)行，第1次清槽為槽孔開挖至設(shè)計深度并驗收合格后進(jìn)行清槽換漿。清孔時采用泵吸法清孔，將排渣管下入孔內(nèi)，排渣管底口距離槽底0.5 m～1.0 m，啟動泥漿泵，孔底漿渣被泵吸出孔外至泥漿凈化系統(tǒng)，被凈化后的泥漿流回槽孔內(nèi)并向槽內(nèi)不斷補(bǔ)充新鮮泥漿。鋼筋籠安放完成后采用置換氣吹法清槽，對槽底再次進(jìn)行清槽換漿，保證其沉渣厚度≤100 mm。

為保證接縫的施工質(zhì)量及避免接縫夾泥的質(zhì)量缺陷，除采用優(yōu)質(zhì)膨潤土泥漿作為護(hù)壁泥漿外應(yīng)在混凝土接縫清渣完成前采用刷洗措施清除地下連續(xù)墻接縫表面上吸附的泥皮與雜質(zhì)。

3.5 鋼筋籠的吊裝

鋼筋籠吊放采用雙機(jī)抬吊，空中回直整體入槽的吊裝方法。以300 t作為主吊，150 t履帶吊機(jī)作副吊機(jī)。起吊時必須使吊鉤中心與鋼筋籠重心相重合，保證起吊平衡。在吊裝作業(yè)前需檢查各個吊裝設(shè)備是否安全、可靠。鋼筋籠吊放具體分6步：①現(xiàn)場使用到300 t，150 t吊機(jī)，在專員的指揮下將其轉(zhuǎn)移到指定位置完成吊點的卸扣操作；②檢查吊機(jī)鋼絲繩狀況是否足夠穩(wěn)定，調(diào)整好受力中心后采取同步起吊的方式；③檢查鋼筋籠位置，其與地面的間距以0.3 m～0.5 m為宜，要求鋼筋籠處于穩(wěn)定狀態(tài)且不發(fā)生變形現(xiàn)象，分析鋼筋籠尾部與地面的距離，靈活調(diào)整現(xiàn)場作業(yè)；④完成鋼筋龍骨起吊作業(yè)后在300 t吊機(jī)的輔助下將其向左（右）側(cè)旋，輔以150 t吊機(jī)使其到達(dá)指定位置，使得鋼筋籠與地面完全垂直；⑤卸載150 t吊機(jī)的吊點，隨后將該設(shè)備轉(zhuǎn)移至遠(yuǎn)離施工現(xiàn)場的區(qū)域；⑥指揮300 t吊機(jī)緩慢、平穩(wěn)吊籠入槽。

3.6 澆筑墻體水下混凝土

地下連續(xù)墻混凝土為C35（抗?jié)B等級P6），采用雙導(dǎo)管在泥漿中灌注。導(dǎo)管安裝前須測試、檢驗混凝土導(dǎo)管密水性。當(dāng)施工現(xiàn)場罐車進(jìn)場3輛以上后方可進(jìn)行灌注。由于導(dǎo)管內(nèi)混凝土密度＞導(dǎo)管外的泥漿密度，利用兩者的壓力差使混凝土從導(dǎo)管內(nèi)流出，在管口附近一定范圍內(nèi)上升替換掉原來泥漿的空間[3]。在灌注混凝土前還應(yīng)測量其沉渣厚度，如＞10 cm應(yīng)重新清孔。

1）初灌施工時可設(shè)置球膽，達(dá)到隔離混凝土與泥漿面的效果，調(diào)節(jié)好導(dǎo)管底端位置，其與槽底間距需達(dá)到0.3 m～0.5 m，初灌施工遵循持續(xù)性原則，埋管深度＞2 m。

2）相同槽段的導(dǎo)管數(shù)量以2根為宜，彼此間距≤3 m，調(diào)節(jié)好導(dǎo)管與槽段接頭位置并≤1.5 m，要求混凝土面保持勻速上升的狀態(tài)，不同導(dǎo)管所對應(yīng)的混凝土高差值應(yīng)≤0.5 m。安排專員密切測量混凝土面上升高度，在此基礎(chǔ)上測算埋管深度，需在2 m～6 m之間。

3）灌注作業(yè)時提升設(shè)備以達(dá)到增強(qiáng)混凝土密實性的效果和避免空洞與蜂窩現(xiàn)象?？刂茊畏鄱喂嘧r長≤6 h，且不允許出現(xiàn)中斷現(xiàn)象，否則會對混凝土均勻性造成影響。

4）混凝土灌注頂標(biāo)高，應(yīng)規(guī)范要求＞設(shè)計標(biāo)高0.5 m，不得超灌或欠灌。

5）一期地下連續(xù)墻槽段灌注完成并達(dá)到70%強(qiáng)度以上，方可進(jìn)行相鄰連續(xù)墻槽段的施工。

6）每個槽段必須現(xiàn)場留置1組混凝土抗壓試塊，并每5幅墻留置1組抗?jié)B試塊。地下連續(xù)墻檢測：垂直度檢測為100%檢測，即每幅都需檢測；墻身完整性檢測頻率為20%，即需檢測地連墻幅數(shù)的20%。

4 結(jié)語

在地鐵車站施工中，深基坑支護(hù)工程的地下連續(xù)墻是其中的重點，需要引起施工人員的高度重視?；诖?，本文將某個深基坑圍護(hù)工程作為研究對象，該基坑采取地下連續(xù)墻的圍護(hù)方式，系統(tǒng)地總結(jié)了地下連續(xù)墻施工技術(shù)在深基坑圍護(hù)工程中的具體應(yīng)用，提出地下連續(xù)墻的相應(yīng)施工技術(shù)要點及主要工作流程，望日后能夠給相似工程提供經(jīng)驗。