地鐵基坑圍護(hù)樁樁間模筑混凝土施工技術(shù)

李 杰

（中鐵十六局集團(tuán)有限公司，北京 100018）

0 引言

傳統(tǒng)的噴射混凝土方式在實(shí)際應(yīng)用中往往缺乏可行性，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)側(cè)墻厚度的有效控制。同時(shí)，由于其防水卷材的損壞率較大，防水效果大打折扣，不利于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的正常使用，并且易造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。而基于基坑圍護(hù)樁樁間模筑混凝土的方式，可突破傳統(tǒng)工藝的局限性，在結(jié)構(gòu)尺寸控制、整體平整度等方面都具有良好的應(yīng)用效果。

1 工程概況

本工區(qū)主要建筑物包含長(zhǎng)安路站和上海市場(chǎng)站。車站采用明挖順筑法展開施工作業(yè)（局部特殊地段轉(zhuǎn)為蓋挖法），區(qū)間施工為盾構(gòu)法。長(zhǎng)安路站為地下兩層島式車站，位于長(zhǎng)安路與西苑路交叉路口，沿西苑路東西向敷設(shè)。車站主體結(jié)構(gòu)為單柱雙跨與雙柱三跨所組成的鋼筋混凝土箱形框架結(jié)構(gòu)。車站長(zhǎng)309.7m，結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段寬度為19.70m，縱向坡度為2‰下坡，標(biāo)準(zhǔn)段底板埋深約17.233m，站臺(tái)中心里程處車站覆土厚度約3.023m，車站共設(shè)4個(gè)出入口、2組風(fēng)亭。

上海市場(chǎng)站為地下兩層島式車站，位于青島路與西苑路交叉路口，沿西苑路東西向敷設(shè)。車站主體結(jié)構(gòu)采用雙柱三跨鋼筋混凝土箱形框架結(jié)構(gòu)。車站總長(zhǎng)275.6m，結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段寬度為21.2m，標(biāo)準(zhǔn)段高度為13.51m，頂板覆土約3m，車站共設(shè)4個(gè)出入口、2組風(fēng)亭。

2 模筑混凝土施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1）施工可控度高，可實(shí)現(xiàn)對(duì)圍護(hù)樁垂直度等相關(guān)指標(biāo)的有效控制，樁間模筑混凝土的厚度可滿足要求。

2）混凝土面的平整度良好。

3）基坑側(cè)墻處鋪設(shè)的防水卷材能得到有效防護(hù)，而且具有良好的防水性能，有助于緩解車站滲水問(wèn)題。

4）操作便捷，可高效完成施工作業(yè)，而人員與成本方面的投入相對(duì)更少。

3 模筑混凝土的施工工藝流程及操作特點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

1）根據(jù)施工需求采購(gòu)鋼筋，并在進(jìn)場(chǎng)時(shí)加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)，分類堆放并采取防護(hù)措施。

2）選擇商品混凝土進(jìn)行澆筑施工，且保證商品混凝土統(tǒng)一由混凝土公司提供。

3）組織班組深入學(xué)習(xí)施工方案，做好全面的技術(shù)交底，使每位施工人員都能掌握施工技術(shù)要點(diǎn)。

3.2 土方開挖

1）以挖機(jī)為主要開挖設(shè)備，開挖產(chǎn)生的渣土利用抓斗轉(zhuǎn)至指定堆放場(chǎng)地。

2）遵循分層開挖原則，各層厚度≤3m，且每次開挖量以1m為宜，即各層分別開挖3次。

3）完成開挖后，由施工人員利用鐵鍬等工具修整，保證開挖面的平整性與密實(shí)性，以免在后續(xù)澆筑期間因泥土混入而出現(xiàn)質(zhì)量欠佳的情況。

3.3 鋼筋安裝

1）做好鋼筋安裝前的準(zhǔn)備工作，即樁基鑿毛處理，此舉的目的在于將預(yù)留的4級(jí)鋼筋鑿出，再適當(dāng)彎折鋼筋，通過(guò)焊接工藝將其與2級(jí)鋼筋穩(wěn)定連接。值得注意的是，鋼筋施工前應(yīng)由檢測(cè)單位組織抽樣檢查工作，以便明確鋼筋的工程性能，且保證任何一項(xiàng)指標(biāo)不滿足要求時(shí)均不可投入使用。

2）在施工現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃合適尺寸的場(chǎng)所，將其作為鋼筋加工場(chǎng)使用，在該處組織鋼筋網(wǎng)的拼裝作業(yè)，綁扎時(shí)注意較薄弱的邊緣區(qū)域，應(yīng)保證綁扎的穩(wěn)定性。

3）中間處鋼筋采取“隔-綁”的方式，將加工好的鋼筋轉(zhuǎn)入半成品堆放區(qū)。

4）根據(jù)施工需求將鋼筋吊運(yùn)至基坑內(nèi)，將其與預(yù)先鑿出的4級(jí)鋼筋焊接。

3.4 模板安裝

3.4.1 準(zhǔn)備工作

做好準(zhǔn)備工作，根據(jù)設(shè)計(jì)要求在圍護(hù)樁上鉆孔，植入預(yù)制成型的16螺紋鋼，發(fā)揮拉桿件的作用，以保證模板安裝的穩(wěn)定性。鋼筋植入深度至少達(dá)到20cm，適當(dāng)調(diào)整鋼筋方向，其與模筑混凝土面的夾角以45°為宜，此狀態(tài)下有助于提高錨筋的抗拔力。主筋間距的控制要求為橫向60～70cm、豎向50cm，要求各主筋均有效植入圍護(hù)樁。

3.4.2 模板材料

模板材料以竹膠板為宜，配套適量的10cm×10cm木方作為豎向背楞使用；外側(cè)設(shè)48mm雙拼鋼管和蝴蝶扣，由此形成橫向背楞結(jié)構(gòu)；通過(guò)焊接處理蝴蝶扣上的螺紋拉桿與錨筋，以形成完整的錨拉體系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)模板的緊固處理。

3.4.3 模板施工

模板施工中，在其頂部以1.5m為間距依次設(shè)置15cm×15cm的孔洞，形狀以壺口狀較為合適，以便給澆筑施工創(chuàng)造良好的條件。模板安裝高度大于2m，為滿足高效施工的要求，應(yīng)搭建穩(wěn)定的腳手架。為保證腳手架具有足夠的穩(wěn)定性，需全面檢查現(xiàn)場(chǎng)地基情況，在同時(shí)滿足穩(wěn)定性和平整性要求后方可搭建成型。

3.4.4 腳手架底部

腳手架底部應(yīng)設(shè)置鋼墊板，利用粗鐵絲綁扎腳手板和支架，使其穩(wěn)定連接。嚴(yán)格控制立桿和水平桿各自的步距，不宜超過(guò)1.2m。位于支架上的腳手板應(yīng)具有穩(wěn)定性，以營(yíng)造安全的施工環(huán)境。施工人員在腳手板上展開施工作業(yè)時(shí)，必須依據(jù)規(guī)范合理佩戴安全帽等相關(guān)防護(hù)用具，以免發(fā)生安全事故。

4 混凝土澆搗與養(yǎng)護(hù)

澆筑施工所用材料為C20細(xì)石商品混凝土，通過(guò)泵送方式完成澆筑作業(yè)，并利用振搗器和橡膠錘搗打，以提高混凝土的密實(shí)度。

4.1 混凝土澆筑

做好全面的準(zhǔn)備工作，例如檢查模板、支架及鋼筋等已安裝到位，在各部分均滿足要求后即可澆筑。要求模板底部和側(cè)面兩端具有嚴(yán)密性，以免在混凝土澆筑過(guò)程中發(fā)生漏漿現(xiàn)象。為避免混凝土離析，要求自由傾澆高度不超過(guò)2m。

4.2 澆筑層厚度的控制與振搗

分2層依次完成澆筑作業(yè)，配合利用振搗器和橡膠錘在模板外側(cè)輕輕振動(dòng)，以消除混凝土內(nèi)部的空隙，使混凝土具有密實(shí)性。在應(yīng)用插入式振搗方式時(shí)，需以振搗器的作用長(zhǎng)度為參考，要求單層厚度不超過(guò)該值的1.25倍。各點(diǎn)振搗結(jié)束時(shí)間需以混凝土的狀態(tài)為依據(jù)，若表面存在浮漿且混凝土不再下沉，即可完成該點(diǎn)的振搗作業(yè)。

振搗器運(yùn)行過(guò)程中伴有擾動(dòng)性影響，需加強(qiáng)對(duì)振搗器姿態(tài)的控制，以免其碰觸鋼筋，同時(shí)不可將其直接放置于鋼筋上。待振搗器機(jī)頭轉(zhuǎn)動(dòng)后，方可將其插入混凝土內(nèi)，經(jīng)振搗后再緩慢拔出，即遵循快插慢拔的原則。隨著振搗作業(yè)的推進(jìn)，臨近模板處時(shí)需要嚴(yán)格把控振搗器機(jī)頭的位置，與模板間應(yīng)形成足夠的安全距離。模筑混凝土放料過(guò)程中可每間隔1～2m依次卸料，保證各處放料量具有合理性，不可出現(xiàn)混凝土堆積或不足的情況。

4.3 混凝土澆筑技術(shù)要點(diǎn)

混凝土澆筑應(yīng)遵循連續(xù)性原則，若因特殊情況需中斷施工，有關(guān)人員應(yīng)及時(shí)分析原因，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并正確處理，最大限度縮短間歇時(shí)間，減小對(duì)施工質(zhì)量的不良影響。綜合考慮水泥品種、氣溫及混凝土凝結(jié)條件，確定合適的間歇時(shí)長(zhǎng)。根據(jù)規(guī)律，通常在超過(guò)2h后按施工縫處理?；炷翝仓^(guò)程中若出現(xiàn)模板漏漿現(xiàn)象，需及時(shí)封堵，以免局部密實(shí)性不足。上下分層間預(yù)留30cm間隙，目的在于順利完成下一層的混凝土澆筑作業(yè)。澆筑上、下兩層后，需利用C20微膨脹細(xì)石混凝土填充施工縫。具體流程如下。

1）以各層模筑混凝土的強(qiáng)度實(shí)測(cè)值為準(zhǔn)，若滿足要求，即可拆模（加強(qiáng)防護(hù)，以免損傷混凝土棱角等脆弱部分）。

2）清理浮漿，直至露出新鮮混凝土面為止。

3）根據(jù)縫隙的尺寸合理裁剪形成尺寸適中的鋼筋網(wǎng)片，將其緊密鋪設(shè)在縫隙內(nèi)，檢查并調(diào)整平整度，通過(guò)焊接的方式將其設(shè)置在預(yù)埋樁內(nèi)側(cè)的鋼筋上，以維持穩(wěn)定。

4）采取人工填充的方式，材料為C20微膨脹細(xì)石混凝土，全面覆蓋鋼筋網(wǎng)片，填充后再利用水泥刀抹平修飾，以提高其與各層模筑混凝土的平整性。

4.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

按上述流程完成混凝土澆筑作業(yè)后，即進(jìn)入養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)。以灑水養(yǎng)護(hù)方式為宜，參考混凝土表面的實(shí)際情況和現(xiàn)場(chǎng)氣溫等因素，合理調(diào)整灑水頻率和單次灑水量，保證混凝土表面維持濕潤(rùn)狀態(tài)。通常養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)達(dá)到14d或更長(zhǎng)。

5 綜合效益分析

5.1 技術(shù)效益

樁間模筑混凝土施工技術(shù)操作較為便捷，全程處于安全可控的狀態(tài)，配置可調(diào)的模板系統(tǒng)，從而保證了混凝土的厚度及結(jié)構(gòu)尺寸指標(biāo)的合理性。與傳統(tǒng)方法相比，該施工技術(shù)的樁間防水效果良好，技術(shù)效益顯著。

5.2 環(huán)保效益

傳統(tǒng)方式下，濕噴機(jī)為主要的施工設(shè)備，其在施工期間伴有較明顯的揚(yáng)塵現(xiàn)象，環(huán)境污染嚴(yán)重，且形成的殘留混凝土清理難度較大。通過(guò)模筑混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用則可以有效解決上述問(wèn)題，并且其施工技術(shù)的環(huán)境效益良好，契合現(xiàn)代化工程發(fā)展理念。

5.3 經(jīng)濟(jì)效益

依據(jù)規(guī)范有序開展模筑混凝土施工作業(yè)，全程所需的工期相對(duì)較短，施工進(jìn)度較快，人員、材料等方面的投入更少，利于施工企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)語(yǔ)

在地鐵車站基礎(chǔ)施工中，通過(guò)應(yīng)用模筑混凝土施工技術(shù)，可以在保證施工質(zhì)量的同時(shí)控制環(huán)境污染、減少成本投入，具有噴射混凝土等傳統(tǒng)方法無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)實(shí)際的施工結(jié)果，成型混凝土在密實(shí)度、表面平整度等方面均滿足要求。從整體效果來(lái)看，模筑混凝土施工技術(shù)的綜合應(yīng)用效果良好，具有推廣價(jià)值。