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    樁間噴射混凝土施工技術(shù)在地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

    2021-07-31 11:49:22
    工程技術(shù)研究 2021年11期
    關(guān)鍵詞:網(wǎng)片土方車站

    薛 鵬

    中鐵二十局集團(tuán)有限公司,陜西 西安 712000

    1 工程概況

    某地鐵四號線那歷村站為地下二層島式站臺車站,為單柱兩跨箱型框架結(jié)構(gòu),總長210m。主線段施工中,開挖深度為17~19m,寬度為19.7m,車站內(nèi)部適配2組風(fēng)亭和4個出入口。考慮到地鐵車站施工的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性要求,在車站主體基坑施工中采用φ1000mm鉆孔灌注樁支護(hù)的方式,在樁間噴射混凝土。

    2 地鐵車站的圍護(hù)樁施工方案

    在現(xiàn)場適配2臺旋挖鉆機(jī),在離鉆機(jī)較近的部位開挖泥漿池,用于高效清理鉆孔施工期間所產(chǎn)生的渣土,將該部分回填至泥漿池內(nèi)。為增強(qiáng)各道工序間的聯(lián)系,在現(xiàn)場由專員根據(jù)要求集中加工樁基鋼筋,經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)后及時用于施工,以形成流水化施工作業(yè)的模式。

    3 噴射混凝土施工工藝及質(zhì)量控制

    3.1 施工流程

    噴射混凝土施工具體流程:現(xiàn)場勘察→土方開挖(機(jī)械為主、人工為輔)→樁間土清理→鋼筋網(wǎng)片制作及安裝→噴射混凝土→養(yǎng)護(hù)。

    3.2 土方開挖

    地鐵車站土方開挖施工具有工程量大的基本特點(diǎn),常采取機(jī)械與人工相結(jié)合的方案,首先由機(jī)械設(shè)備組織開挖作業(yè),距設(shè)計(jì)位置約0.2m時轉(zhuǎn)為人工開挖的方法,以提高開挖作業(yè)的精確性,避免出現(xiàn)超欠挖現(xiàn)象,且尤為關(guān)鍵的是樁間土,該部分以機(jī)械開挖的方式為宜。樁間土壁初步成型后,由人工修整,使其具有足夠的規(guī)整性。待土方開挖工作落實(shí)到位后,在隨后的2~3h內(nèi)組織混凝土的噴射作業(yè)。

    3.3 鋼筋網(wǎng)片制作及安裝

    樁間施工采取掛網(wǎng)噴射混凝土護(hù)壁的方法,即掛設(shè)φ8@150×150mm鋼筋網(wǎng),經(jīng)施工后形成80mm厚的噴層。在鋼筋大批量加工前,先對原材料進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查,例如形狀、尺寸等。焊接網(wǎng)最外部鋼筋的交叉點(diǎn)不可開焊,否則易影響施工質(zhì)量。待各項(xiàng)樁的處理工作落實(shí)到位后,隨即鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片。豎向沿樁按照1m的間距依次用C16自擴(kuò)底錨栓與圍護(hù)樁固定,植入樁內(nèi)的長度至少需達(dá)到13cm。錨栓施工選用C16螺紋鋼筋,并對其采取固定措施。橫向拉筋施工所用材料為C16螺紋鋼筋,采用單面焊的方法,焊接長度需符合相關(guān)要求。

    在鋼筋網(wǎng)制作成型后,在使用前需采取除銹處理措施并調(diào)直,混凝土噴射施工期間鋼筋網(wǎng)片不可發(fā)生晃動,網(wǎng)片與坡面土體的間距至少需達(dá)到20mm。在鋼筋網(wǎng)片的轉(zhuǎn)運(yùn)以及吊裝過程中,需規(guī)避變形、扭轉(zhuǎn)等問題,適配加強(qiáng)架立筋,以提高支撐水平,保證鋼筋籠具有較高的剛度[1]。鋼筋網(wǎng)片安裝示意圖如圖1所示。

    圖1 網(wǎng)片安裝示意圖(單位:mm)

    3.4 混凝土噴射施工

    混凝土的噴射厚度按80mm控制,樁間網(wǎng)噴分層施工,但需避免單層厚度過大的情況,并盡可能縮短樁間土的暴露時間,在經(jīng)過土方開挖作業(yè)后,隨即采取噴射措施。在混凝土噴射施工前,需詳細(xì)標(biāo)記噴射面,以保證其具有平整性。

    初噴施工所用材料為C20早強(qiáng)混凝土,原材料組成方面,碎石和粗砂的粒徑為0.5~1.6cm,并選用普通硅酸鹽水泥。原材料的質(zhì)量易對混凝土的綜合性能造成影響,進(jìn)而影響工程的整體施工質(zhì)量,因此需要在進(jìn)場前加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn),從而保證各類原材料均可滿足質(zhì)量要求。

    對于速凝劑等外加劑的選用,則需組織試驗(yàn),以便分析速凝效果,確定在最佳應(yīng)用效果時的添加量,通?;炷恋某跄柙?min以內(nèi),終凝需在10min以內(nèi)。經(jīng)試驗(yàn)與分析后,確定水泥的用量約為425kg/m3,水泥∶碎石∶中砂=1∶2∶2,外加劑含量以4.7%為宜,砂率約為55%。

    混凝土性能將隨著時間的延長而逐步下降,因此需遵循隨拌隨用的原則,對于摻入速凝劑的混凝土,需盡可能在20min內(nèi)將其投入使用,否則易結(jié)團(tuán)。此外,為加強(qiáng)對混凝土試件的質(zhì)量控制,需組織強(qiáng)度檢驗(yàn),以便于精準(zhǔn)地掌握質(zhì)量情況。混凝土噴射施工現(xiàn)場圖如圖2所示。

    圖2 混凝土噴射施工現(xiàn)場圖

    在混凝土噴射施工前,需清理受噴面的雜物,例如浮土、回彈物等,通??刹扇「邏猴L(fēng)清理的方式,具體根據(jù)實(shí)際情況控制噴射機(jī)的水壓和風(fēng)壓,保證混凝土可以噴射到位。混凝土噴射施工需遵循分段、分層的基本原則,按自下而上的順序螺旋式噴射,做到一圈壓半圈,噴頭則需對準(zhǔn)受噴面,兩者間距控制在0.6~1m,單次噴射厚度為50~70mm,噴射壓力為0.12~0.15MPa,每完成一次噴射作業(yè)后,待該處的混凝土達(dá)到終凝狀態(tài)時,方可組織后續(xù)的噴射施工,期間及時清理懸浮于鋼筋上的混凝土。

    為保證施工質(zhì)量,混凝土應(yīng)全面覆蓋鋼筋,加強(qiáng)對水灰比值的控制,通常以0.40~0.45較為合適。經(jīng)過噴射施工后,噴層不可出現(xiàn)滑移、干斑等質(zhì)量問題,若有則隨即處理,盡可能從源頭上規(guī)避問題,采用符合質(zhì)量要求的外加劑,確保摻外加劑后的噴射混凝土性能滿足設(shè)計(jì)要求[2]。

    3.5 養(yǎng)護(hù)

    經(jīng)過混凝土噴射施工后,組織灑水養(yǎng)護(hù)作業(yè),通常需在完工的2h后開展此項(xiàng)工作,時間根據(jù)混凝土成型質(zhì)量情況而定,原則上需超過7d。若現(xiàn)場溫度在5℃以下,則不宜采取灑水養(yǎng)護(hù)措施。經(jīng)過全面的養(yǎng)護(hù)后,使混凝土在溫濕度適宜的條件下有效成型,避免出現(xiàn)脫落、裂縫、漏噴等質(zhì)量問題。

    4 樁間噴射混凝土施工的質(zhì)量控制措施

    (1)加強(qiáng)對各道施工工序的控制,在一道工序施工完成且滿足質(zhì)量要求后,方可組織下一道工序的施工,按此方式有條不紊地開展各項(xiàng)工作。在土方開挖和樁間清理工作中,需避免樁與混凝土間存在夾泥問題。在鋼筋籠制作及安裝階段,應(yīng)以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn),以規(guī)范化的方式完成各項(xiàng)工作,避免出現(xiàn)磕碰、變形、扭轉(zhuǎn)等問題,以免影響鋼筋籠的質(zhì)量及使用效果??刂茋娚浠炷僚浜媳取⒂?jì)量、攪拌時間等,噴射混凝土配合比的選擇應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度等級,并有利于節(jié)約水泥和減少回彈。在特殊情況下,還應(yīng)符合抗凍性、抗?jié)B性等要求。

    (2)在組織混凝土噴射施工前,需由專員操作,確保樁間封閉面具有平整性?;炷恋墓こ绦阅芤讓κ┕べ|(zhì)量帶來影響,因此需加強(qiáng)對水的用量和干料配合比的控制,切實(shí)提高混凝土的噴射施工質(zhì)量。根據(jù)現(xiàn)場施工需求,適配400L及以上容量的強(qiáng)制式攪拌機(jī),利用該設(shè)備攪拌混凝土,持續(xù)60s以上,確?;炷磷銐蚓鶆颉;炷敛牧现攸c(diǎn)考慮摻入和未摻入兩類,各自拌制后的放置時間不盡相同,前者的放置時間不宜超過20min,后者不宜超過2h。產(chǎn)出的混凝土需及時轉(zhuǎn)運(yùn)至施工現(xiàn)場,運(yùn)輸途中可采取滴水、雨淋等方法。由于混凝土中易摻雜雜物,在施工前需采取過篩處理措施,提高混凝土的純度[3]。

    (3)混凝土噴射施工時,采取的是先送風(fēng)后開機(jī)的順序,按設(shè)計(jì)配比有序添加混合料,整個過程中混合料的供應(yīng)需具有連續(xù)性,噴射機(jī)的工作風(fēng)壓在0.1MPa左右較為合適?;炷羾娚涫┕げ扇〉氖欠侄?、分層的方法,每段高度以1.5m左右較為合適,但期間應(yīng)預(yù)留約300mm,用于鋼筋籠的搭接作業(yè)。經(jīng)過混凝土噴射作業(yè)后,清理輸料管和噴射機(jī)內(nèi)部的積料。待前一層達(dá)到終凝狀態(tài)后,方可組織后一層的噴射施工,各層的工作緊密銜接,若由于特殊情況而導(dǎo)致終凝時間達(dá)到1h以上,則需利用水或風(fēng)清理噴層,在此前提下方可繼續(xù)噴射。

    (4)混凝土終凝2h后,進(jìn)入噴水養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié),時間方面至少需達(dá)到7d。施工期間詳細(xì)記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù),包含現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)等,分類整理、妥善保管,作為質(zhì)量分析的依據(jù)。

    5 結(jié)束語

    綜上所述,在地鐵車站施工中,樁間噴射混凝土施工為重點(diǎn)內(nèi)容,做好此方面的工作后,有助于提高巖體的強(qiáng)度及工程的整體施工質(zhì)量,營造安全的施工環(huán)境,以保證車輛的安全通行及乘客的高效出行,充分發(fā)揮出地鐵車站在城市軌道交通系統(tǒng)中的作用。

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