地鐵蓋挖逆作法特殊接頭處理技術(shù)研究

王延慶

摘要：在地鐵工程施工中，特殊接頭處理不佳易導(dǎo)致基坑建筑變形嚴重，水平位移過大。設(shè)計圍護結(jié)構(gòu)，選用逆作法施工，在水泥土內(nèi)插入鋼擋進行支護。設(shè)置傾斜角度對側(cè)墻施工縫進行特殊處理，消除施工縫并對該結(jié)構(gòu)進行防水處理。利用預(yù)埋件對準注漿管多次注漿，澆筑混凝土將施工縫填充緊實。綁扎側(cè)墻鋼筋，焊接鋼筋與頂板甩筋?；咏ㄖ冃伪O(jiān)測結(jié)果表明：基坑開挖對周邊建筑影響很?。唤Y(jié)構(gòu)的跨度和高度都較小，結(jié)構(gòu)整體性高，整體剛度大，水平剛度分布均勻，同層與墻柱之間的位移差滿足要求。

關(guān)鍵詞：蓋挖逆作法；特殊接頭處理；技術(shù)分析；預(yù)埋管

0? ?引言

隨著現(xiàn)代化城市軌道交通的飛速發(fā)展，地鐵站的施工技術(shù)備受矚目[1]。為降低對城市交通的影響，對地體車站施工常采用蓋挖方法。為了解決側(cè)墻的接縫處理，需要在施工時采用后澆筑法進行澆筑。

在現(xiàn)代化地鐵車站的施工中，常根據(jù)施工的目標環(huán)境設(shè)置頂板，使其形成整體較為封閉的施工環(huán)境。搭建頂板具有如下作用：可避免雨雪等惡劣天氣一級大量灰塵對施工的影響，有利于降低噪聲干擾；有利于快速恢復(fù)施工面的通行，減少施工用地的占用時間；有利于降低其他因素對人們出行的影響，提升地鐵站施工的安全性。有利于對各個構(gòu)件的受力科學(xué)控制，從而達到工程質(zhì)量要求相關(guān)的標準。

在實際施工中，特殊接頭處理不佳易導(dǎo)致基坑建筑變形嚴重，水平位移過大。本文從特殊接頭處理技術(shù)入手，深入研究了蓋挖逆作問題，探究了地鐵蓋挖逆作法特殊接頭處理技術(shù)分析。

1? ?蓋挖逆作法特殊接頭處理技術(shù)要點

1.1? ?圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計

某地鐵設(shè)計采用地下雙層雙柱的側(cè)式結(jié)構(gòu)。地鐵站長度200m，站點對應(yīng)的標準段凈寬為25～55m，端頭井寬30～50m，極限開挖深度為20m。地鐵周邊環(huán)境因素眾多，站點左側(cè)為某建設(shè)大橋，樁基為1500mm的灌注樁，樁長約為50m，距離基坑的長度約為50m。右側(cè)為兩棟寫字樓，距離基坑的長度約為52m。前方有一座大型娛樂設(shè)施建筑，距離基坑的長度為30m。后方有切改管線，距離基坑的長度為31m。

基坑底板在粉土層中，地質(zhì)條件一般。設(shè)計圍護結(jié)構(gòu)，以提升基坑安全等級。選用1.5m厚的地連墻，研究區(qū)域深度為45m，端頭井地連墻深65m。研究區(qū)域外側(cè)為邊墻，墻體寬度為890mm。在深長基坑下放10m處，安設(shè)在大小里程端墻外側(cè)。研究區(qū)外側(cè)采用SMW工法樁，樁徑長865mm，其深度為基坑標線下5m。

選用蓋挖逆作法進行工作，設(shè)備采用旋挖鉆機。對準施工孔位，沿著原始姿態(tài)完成鉆孔，打孔后進行穩(wěn)固處理[2]。鉆孔中，樁位基準線的兩側(cè)偏差維持在45mm左右，豎向直線誤差控制6‰以下。運用地連墻擋土與隔水，結(jié)構(gòu)梁板與鋼筋混凝土共同支撐。選用水泥土內(nèi)插型鋼擋土，周圍建筑同步進行支護。

1.2? ?特殊接頭處理

在側(cè)墻進行設(shè)計過程中，將澆筑側(cè)墻與后澆筑之間的空隙用混凝土灌注，為保證施工質(zhì)量，需要對存在的空隙進行特殊處理。

1.2.1? ?安置側(cè)墻主筋

將預(yù)留鋼筋接頭下放排滿石塊，砂石中擺滿8mm木板。按照鋼筋直徑長度設(shè)置孔位，將側(cè)墻主筋按照不同孔位完成安置[3]。

1.2.2? ?防水作業(yè)

在側(cè)墻混凝土作業(yè)時，為了及時能對施工縫進行處理，設(shè)置一定的傾斜方向，同時對該結(jié)構(gòu)進行防水作業(yè)。

構(gòu)造防水結(jié)構(gòu)，在主體結(jié)構(gòu)的橫向施工縫中，使用對應(yīng)的橡膠止水帶，豎向施工縫運用對應(yīng)的鋅制止水帶。在施工過程中，確保施工縫表面維持干凈平整。

1.2.3? ?混凝土澆筑

在混凝土澆筑之前需清除雜物，比如浮漿與碎石等。在澆筑混凝土前對其進行涂刷界面劑處理，試劑的用量要求在1.8kg/m2左右，涂抹的厚度維持在1.2mm左右。對于豎向施工縫，清除表層雜物和浮漿，澆灌混凝土之前需要再放置一層45～66mm厚的水泥砂漿，比例為1.2：1.5。在側(cè)墻澆筑完后，將澆筑孔中的剩余材料鑿掉。具體的接頭處理示意圖如圖1所示。

1.2.4? ?側(cè)墻施工

側(cè)墻采用單側(cè)自行式模板施工，單幅模板寬度為1.2m，模板脫模與立模施工選擇用液壓壓入的方法。側(cè)墻澆筑過程中完成對側(cè)墻模板的安裝，同時留有觀察窗和注漿振搗口。待主體結(jié)構(gòu)在混凝土強度達到100%時，在規(guī)定時間內(nèi)進行混凝土的澆筑。同時預(yù)埋注漿管，在接口處安裝接水槽預(yù)埋注漿管，設(shè)置注漿口[4]。

1.2.5? ?施工縫處理

邊墻和模板共同承受壓力作用，為了避免產(chǎn)生大幅度彎曲，提升受力度，邊墻與模板同時受力，形成新的整體結(jié)構(gòu)，需消除其中的施工縫。先用防水膠帶對其進行防水固封，等到結(jié)構(gòu)平穩(wěn)后再進行連接，以提升裝置的穩(wěn)定性，避免裝置在運用過程中受損。

1.3? ?注漿

在混凝土澆筑前，在接頭位置應(yīng)預(yù)留一定角度，并預(yù)留后澆筑時的孔位。澆筑完成后，要將施工縫底部2～12cm區(qū)域中的多余材料做清潔處理，同時在懸浮層中增加膨脹混凝土，提升接頭處的施工安全性[5]。

利用預(yù)埋管對其多次不斷注漿。施工縫上面的注漿管要使用特殊穩(wěn)定裝置連接。注漿管安裝的施工縫表面應(yīng)該做到光滑無坑縫，注漿管與導(dǎo)管之間不留縫隙，不注漿時需要對其進行封堵。

注漿管安置在每側(cè)混凝土厚度大于95mm結(jié)構(gòu)中，并設(shè)計安置在結(jié)構(gòu)豎直部。對安裝注漿管位置基層面進行局部找平，使得局部與施工縫處緊貼，同時進行固化處理。確保彎曲半徑在120mm內(nèi)，拐角處保持平整。

在注漿前，需要找到測試漏點位置，根據(jù)計算得到需要注漿的漿液量，注入同等的水進行測試。對漏點大的部位，需要先進行處理后才能灌注。從低到高開始注漿，進行緩慢注入。待注入的漿液停止2min后，注漿壓力維持穩(wěn)定為止。再次注漿之前，需要將注漿管中的剩余材料清理后再進行注漿，以使施工縫填充緊實。

1.4? ?逆作節(jié)點甩筋預(yù)置

在防水層布施完畢后，展開綁筋操作。側(cè)墻的鋼筋由工作人員搭架進行綁制。側(cè)墻的主筋與之前頂板甩筋之間采用焊接連接[6]。

焊接之前需要對試件的使用標準進行檢查。鋼筋在焊接時，需要在防水層與鋼筋中間搭建隔熱裝置，以阻止防水板燃燒。側(cè)墻的鋼筋施作完成后，對底板的兩條縱梁和后板筋進行搭設(shè)。橫梁的主筋焊接時，需設(shè)置橫梁的中線標高。若鋼筋排布較密集，在施工過程中，需要對鋼筋的保護層設(shè)置一定的間距。樓板的鋼筋在土模上進行綁定，在模板與主筋之間鋪上石塊。

在施工時，要注意及時保護防水層，防止出現(xiàn)安全事故或者損壞的情況。對不同種類的鋼筋的質(zhì)量和使用規(guī)范要進行復(fù)查。在綁定鋼筋網(wǎng)時，設(shè)置一定數(shù)量和強度的支撐筋，以使得對應(yīng)鋼筋的安裝位置正確。在鋼筋網(wǎng)搭建完畢后禁止放置其他材料[7]。施工縫中需預(yù)留出鋼筋連接頭。

2? ?施工效果監(jiān)測

2.1? ? 基坑建筑變形監(jiān)測

2.1.1? ?確定監(jiān)測對象和設(shè)備

為了在地鐵施工過程中，對基坑周邊環(huán)境和工程監(jiān)測，為地鐵工程施工中的安全風(fēng)險管理提供支持。通過實地工程安全監(jiān)測，提供相應(yīng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，有利于施工人員全面了解不同工點的安全風(fēng)險程度。其中監(jiān)測的對象及設(shè)備參數(shù)如表1所示。

2.1.2? ?監(jiān)測結(jié)果分析

在地鐵工程的主體基坑周邊地下管線安置5個監(jiān)測點?；又苓吂芫€沉降時程曲線如圖2所示。由圖2可知，在監(jiān)測日期1日到23日中，地鐵主體周邊建筑沉降最終累計值在-1.5～+0.5mm中，直到監(jiān)測結(jié)束均在控制標準線以下。監(jiān)測的數(shù)據(jù)變化整體趨于穩(wěn)定?；娱_挖深度約為15m，從周邊建筑距離基坑8m～12m位置的沉降監(jiān)測點4和5的監(jiān)測數(shù)據(jù)看來，均比其他監(jiān)測點的累計沉降量大。

距離基坑在5～7m的監(jiān)測點1和監(jiān)測點2監(jiān)測的數(shù)據(jù)均在+0.5～+1.5mm范圍內(nèi)穩(wěn)定。周邊建筑距離基坑6m的監(jiān)測點3監(jiān)測沉降范圍變形較小，說明受基坑開挖影響小。周邊建筑距離基坑8～12m位置的沉降監(jiān)測點4和5受基坑開挖影響較大。

分析認為，由于基坑已經(jīng)挖掘完成，小部分底板出現(xiàn)小量沉降。小部分底板形成受力結(jié)構(gòu)，且地基持力層進入中風(fēng)化巖層，在小量沉降后監(jiān)測數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定。測試結(jié)果表明，基坑開挖對周邊建筑影響很小。

2.2? ?水平位移響應(yīng)測試

為測試水平位移響應(yīng)，依次選取地鐵結(jié)構(gòu)兩側(cè)地下連續(xù)墻節(jié)點1～3進行試驗?？紤]精度要求及邊界條件等因素，選取75m×55m底部邊界為基巖面，將地鐵結(jié)構(gòu)的垂直變形設(shè)定為相同數(shù)值，使得垂直方向的位移恒定，對水平位移響應(yīng)量進行測試。結(jié)點1～3水平位移曲線如圖3所示。

由圖3可知，在水平作用下，連續(xù)墻和中間柱的關(guān)鍵結(jié)點1～3的水平位移曲線幾乎重合，說明在水平作用下，連續(xù)墻和中間柱各位置處的水平位移在同步振動中。

分析認為，由于地鐵結(jié)構(gòu)的墻柱板混凝土構(gòu)件的剛度大，地鐵結(jié)構(gòu)在水平作用下發(fā)生整體水平振動。由于結(jié)構(gòu)的跨度和高度都較小，結(jié)構(gòu)整體性高，整體剛度大，水平剛度分布均勻，不同層與墻柱之間的位移差不大。

3? ?結(jié)束語

本文從特殊接頭處理技術(shù)入手，深入探究了地鐵蓋挖逆作法特殊接頭處理技術(shù)要點。基坑建筑變形監(jiān)測結(jié)果表明：基坑開挖對周邊建筑影響很??；結(jié)構(gòu)的跨度和高度都較小，結(jié)構(gòu)整體性高，整體剛度大，水平剛度分布均勻，同層與墻柱之間的位移差滿足要求。

但該方法中存在一些不足之處，例如引入的變形指標數(shù)據(jù)存在更新不及時等問題。今后應(yīng)完善計算方法，實時關(guān)注鋼筋受力的變化情況，總結(jié)材料等原因?qū)τ诔惺芰ψ兓挠绊?，通過與智能化方法相結(jié)合的方式，增加實驗的實時性，提升相關(guān)數(shù)據(jù)的精度提取效率。

參考文獻

[1] 何云猋，李洪亮，何彥榮，等.蓋挖逆作地鐵車站深基坑開挖變形實測分析[J].建筑結(jié)構(gòu)，2021，51（S1）：1940-1944.

[2] 丁志剛，鄒強，包文成，等.蓋挖逆作法施工對基坑周邊變形影響研究[J].人民長江，2021，52（S1）：159-163.

[3] 楊丹，王媛，付歡，等.BIM技術(shù)在蓋挖逆作工程施工區(qū)域的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2022，53（6）：649-652.

[4] 齊成龍.考慮預(yù)埋槽道的盾構(gòu)隧道參數(shù)化BIM設(shè)計研究[J].鐵道建筑，2022，62（6）：120-124.

[5] 李向民，石昊，黃建鋒，等.預(yù)埋傳感器法在套筒灌漿質(zhì)量檢測與管控中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2021，50（3）：15-16+19.

[6] 李世俊，付俊強，梁娟.基于管片排版控制的大盾構(gòu)管片預(yù)埋預(yù)留及優(yōu)化技術(shù)[J].科技通報，2022，38（8）：85-91.

[7] 烏彥全，周軍，張春波，等.α+β型鈦合金慣性摩擦焊接頭焊態(tài)/熱處理態(tài)組織特征及性能[J].稀有金屬材料與工程，2022，51（6）：2144-2150.