盖挖逆作工艺施工的监理质量控制要点

2014-04-15张元明

建设监理 2014年9期

关键词：围护结构号线施工单位

张元明

（北京铁城建设监理有限责任公司，北京 100855）

盖挖逆作工艺施工的监理质量控制要点

张元明

（北京铁城建设监理有限责任公司，北京 100855）

摘要：介绍了深圳市特殊淤泥、填石地质地铁车站的施工技术和监理要点，并通过工程实践，总结出特殊地质采用盖挖逆作法工艺先进技术及安全、质量的注意事项和监理控制要点，供同类工程借鉴。

关键词：地铁车站；盖挖逆作工艺；监理；质量控制要点

1 工程概况

深圳地铁 11 号线前海湾站位于深圳前海片区航海路西侧地块内，与已建的地铁 1 号线和 5 号线及后建的前海综合交通枢纽(惠、莞、深)港深西部快线大换乘，大致呈南北走向。车站为地下 3 层 2 柱 3 跨岛式车站，车站标准段宽度25.7 m，底板埋深约 18.1 m，车站全长 830 m。南端 110 m 采用明挖法施工，其余 720 m 采用盖挖逆作法施工。两端设盾构始发井；车站设两个出入口两个风亭组。车站东侧与运营中的 5 号线前海湾站净距仅 9.1 m。

车站东侧围护桩设计采用 φ1 200(西侧与枢纽共用φ1 500 大桩)+φ900 三管旋喷桩止水帷幕，底板下方沿车站纵向设置 4 排抗拔桩。车站盖挖段沿竖向设置了 3 道钢支撑。其中第 1 道为普通钢支撑，设置在冠梁上；第 2 道和第3 道为带有自动应力补偿系统的钢支撑，分别设置在下 2 层板、底板上方。采用壁厚 16 mm 的 600 钢支撑，两端采用45C 钢围檩，盖挖段沿车站纵向每隔 8 m 设置 4 根临时钢格构柱；中间两根作为永久柱进行保留，两侧两根在结构施工完成后割除。

车站于 2012年 8月 27日正式开工，车站总投资 11.82 亿元。主体结构全部完成日期为 2015年 6月 30日，土建全部完工、装修全面进场日期为 2015年 3月 30日。截止 2014年7月 14日，车站底板已顺利封底；基坑安全。

2 盖挖逆作工艺施工的质量控制点及控制措施

2.1 确保盖挖段深基坑稳定及地铁5号线车站运营安全控制

盖挖段基坑的东侧依次为已建成的地铁 5 号线前海湾站和 1 号线鲤鱼门站，三站平行；地铁 11 号线与地铁 5 号线车站围护结构净距 9.1 m。车站位于填海区，场地内普遍分布人工填土，含大量块石，对围护结构及抗拔桩施工影响很大。开挖范围内主要为淤泥、淤泥质黏土等软土，平均层厚5 m，最厚 11.7 m；软土特性对基坑开挖时空效应要求高，对基坑稳定性影响较大。在填石、软土地层深基坑施工中，如何保证围护结构及抗拔桩施工质量、控制深基坑稳定性及地铁 5 号线车站运营安全，是本工程的重点。监理在盖挖逆作工艺施工中采取了以下控制措施。

(1)围护结构桩及抗拔桩施工全部采用数控旋挖机加钢套筒成孔，确保成桩效率和质量。

(2)要求施工单位加强基坑施工过程中的监测，以监测数据指导施工。

(3)严格按照相关方案施工，基坑开挖后，及时架设钢支撑。到目前为止，车站基坑稳定，既有线运营安全。

2.2 确保围护桩定位正确、减少围护结构侵界侧墙

前海湾站地处填海片区，地下淤泥层较厚，且处于流塑或软塑状，围护桩的垂直度控制难度大，围护桩外放尺寸后也容易造成围护桩侵界。确保围护桩定位正确、减少围护结构侵界侧墙，是本工程的重难点。监理采取了以下控制措施。

(1)要求施工单位严格按照放样后的桩位钻进；施工时全部采用数控旋挖机成孔，随时进行桩的垂直度偏差的调整。

(2)基坑开挖后，施工单位必须按照业主的要求，对围护结构的局部侵界部位，编报质量缺陷处理方案，并严格按方案进行实施，确保侧墙厚度满足设计要求，同时加强监测和信息化施工。

2.3 确保深基坑的稳定性

逆作区土方开挖工程量大，出土效率低，施工难度大。开挖过程中要及时架设钢支撑，控制围护结构变形，确保深基坑的稳定性，是本工程的重点和难点。监理采取了以下控制措施。

(1)要求施工单位根据进度需要配置足够的施工机械，加强设备进场和退场的管理。

(2)要求分层逐段地开挖土方。基坑开挖后，按照设计图纸及时架设钢支撑。其中第 2 道和第 3 钢支撑道均采用钢支撑自动应力补偿装置技术。

(3)要求施工单位做好基坑的降排水工作。基坑开挖完毕后，及时进行垫层施工。

2.4 确保结构板板面平整度

在盖挖逆作施工中确保板面平整度的质量，是本工程的重点和难点。监理采取了以下控制措施。

(1)盖挖段楼板施工时，全部采用 2.2 m 高的矮支架及模板体系。

(2)盖挖段侧墙施工时，全部采用液压式模板台车。(3)做好测量复核工作。

2.5 确保钢筋立焊及钢筋接驳质量

由于前海湾站采用盖挖逆作工艺施工，侧墙和立柱钢筋的大部分需要立焊和接驳。钢筋立焊对焊工的技术水平要求较高，且在施工过程中容易造成焊接质量差和焊缝不饱满；预留套筒长时间暴露，极易造成锈蚀及混凝土浇筑过程中的污染，如处理不好，难以保证钢筋的接驳质量。因此，确保钢筋立焊和钢筋接驳的施工质量，是本工程的难点之一。监理采取了以下控制措施。

(1)在钢筋加工时，严格要求施工单位对钢筋端部用专用机械进行打磨。

(2)要求施工单位加强对侧墙和立柱钢筋接驳套筒的保护。

(3)加强焊工管理，严格持证上岗。现场采用 CO2气体保护焊工艺，确保立焊焊接质量。

(4)若出现钢筋接驳器偏位或损坏，要求施工单位凿除接驳器，重新安装新的一级接驳器进行钢筋连接，或者凿除混凝土约 20 cm，采用钢筋绑焊，确保立柱和侧墙的钢筋受力满足设计要求。

2.6 确保混凝土浇筑质量和结构裂缝控制

由于前海湾站采用盖挖逆作施工工艺，侧墙厚度达1 m。混凝土浇筑质量和结构裂缝控制，是本工程的难点之一。监理采取了以下控制措施。

(1)做好现场混凝土浇筑过程中的旁站监理；督促施工单位加强混凝土浇筑过程中的振捣质量。

(2)严格控制侧墙分段施工的长度，一般不得超过 15 m且采用跳做法施工。

(3)做好混凝土的养护。侧墙采用喷淋养护，楼板采用土工布覆盖洒水养护。

(4)加强混凝土成品的保护。

3 盖挖工法质量总结评价

在填海区淤泥、填石、建筑垃圾等复杂地层深基坑的施工中，采用盖挖逆作法控制深基坑稳定性，确保深圳地铁 5号线车站运营安全，是本工程设计的根本。监理督促施工单位严格按设计图纸、规范和业主相关文件组织施工。在施工的过程中不断查找质量缺陷的原因，逐步完善相关方案。通过质量技术交底和安全三级教育提高工人自身的质量意识和安全意识，以期达到进度、质量、安全的完美组合。同时，要求施工单位在施工中加强对各个工序节点的精细化控制，保证各工序的施工质量，并积极开展新工艺新工法及 QC 小组活动。

3.1 上软下硬地层地铁车站围护钻孔桩施工

采用数控旋挖机成孔，共采用 4 种钻头，分别是截齿钻、牙轮筒钻、截齿筒钻、螺旋钻。钻进过程中按地质情况及施工经验选用钻头。淤泥层、强风化层及中风化层采用截齿钻及螺旋钻，参照现场成孔施工记录，淤泥层中 2.5 h 进尺9 m，成孔功效为 3.6 m/h；强风化层 4 h 进尺 6 m，成孔功效1.5 m/h；中风化层 4 h 进尺 1.8 m，成孔功效为 0.45 m/h。钻进至微风化层，施工难度加大。采用牙轮筒钻、截齿筒钻交替施工，120 h 进尺 13.5 m，成孔功效为 0.11 m/h，施工过程存在难点。筒钻可将岩层切割成同直径柱体，但下方岩层连续，无法将其割断提升，致使成孔进展缓慢。目前需求有效措施。

3.2 基坑止水帷幕ECR渗漏检测

采用围护结构电流场与渗流场联合渗漏探测分析仪及探测方法技术(ECR)、检测目的及原理，检测部分围护结构的防水效果。检测结果，渗漏点分为：无异常、注意观察、建议修补。本项技术通过对地下工程发生渗漏时水中微弱离子的运动进行高灵敏度量测，从而探测复杂地下结构的渗漏情况。在渗漏情况下，即使发现微弱的渗漏，也会由于水离子的运动而产生整个地层电场的变化。通过开发的多通道多传感器高精度量测系统，可以把握电场异常的位置，从而探测渗漏点。

3.3 盖挖逆作矮支架施工

根据逆作区结构设计图纸及特殊地质条件、土层压缩性质及垫层厚度，对逆作区范围的软弱地基范围进行换填处理。采用 20 cm 厚经压实处理的石粉水稳层，保证地基在结构施工及等强度期间的承载力。非软弱地基采用压实处理原状地基，浇筑 20 cm 厚 C20 混凝土垫层，并在垫层上铺设模板。采用碗扣式钢管脚手架，纵向间距 600 mm，横向间距900 mm，横杆步距 800 mm，梁底次楞方木 @250 mm，主楞φ48 mm×3.5 mm 双钢管；纵横杆支架搭设完成后，安装剪刀撑和斜杆，确保支架稳定。

3.4 盖挖逆作结构混凝土收缩裂缝渗漏控制

混凝土的收缩分干缩和自收缩两种。干缩是混凝土随着多余水分蒸发和湿度降低而产生体积减少的收缩，其收缩量占整个收缩量的很大部分；自收缩是水泥水化作用引起的体积减少，收缩量只有前者的 1/5～1/10。

原因分析如下。

(1)由于温度变化或混凝土缩变的影响，形成裂纹。

(2)过度振捣造成混凝土离析，表面水泥含量大，收缩量也增大。

(3)拆模过早或养护期内受扰动等因素，有可能引起混凝土裂缝的发生。

(4)未加强混凝土早期养护，表面损失水分过快，造成内外收缩不均匀而引起表面混凝土开裂。

以上工程实践，为在填海区采用盖挖逆作法施工提供了很好的经验。现场监理采取监帮组合，并不断改进监理方法，加强过程控制和工序验收；在重点工序及关键部位做好旁站监理，严把工程质量关。深圳地铁 11 号线前海湾站工程今年 7月 14日封底，确保了深基坑及既有运营线安全，工程实体质量及观感较好。

参考文献：

[1] GB 50490—2009,城市轨道交通技术规范[S].

[2] GB 50157—2013,地铁设计规范[S].

[3] GB 50010—2010,混凝土结构设计规范[S].