富水砂砾地层地下连续墙施工关键技术的运用分析

2020-11-28

中国科技纵横 2020年14期

（中铁二十局集团第二工程有限公司，北京 100142）

现阶段地下连续墙技术的应用十分普遍，因其稳定性高、止水性好等优势而受到建筑企业的青睐。尤其是针对富水砂砾层地质，地下连续墙技术的应用可以进一步提升基坑稳定性，确保基坑处理效果达到预期标准。本文以天津市地铁8号线长泰河东站为例，阐述在富水砂砾地层地下连续墙技术的应用效果。

1 工程案例分析

长泰河东站主体位于洞庭路至枫林路之间的泗水道下，车站标准段为地下双层双柱矩形框架结构，换乘节点为地下三层双柱三跨矩形框架结构，车站总长度410.528m，标准段总宽度23.1m，标准段基坑深度17.4m。

1.1 地质情况

工程现场地质经勘察显示，施工现场岩性地质包括黏土、粉土、粉质黏土、粉砂等。土层自上而下划分：（1）人工填土层，多分布杂填土，层厚约为1.1m～3.6m；（2）第Ⅰ陆相层，多以粉质黏土、粘质粉土为主，层厚分别为-3.34m～-0.50m、0.40m～3.30m；（3）第Ⅰ海相层，包括粉质黏土、淤泥质土、粘质粉土等；（4）第Ⅱ陆相层，包括粉质粘土；（5）第Ⅱ海相层，包括粉质黏土、砂质粉土等。

1.2 水文地质

通过勘测得知，施工现场浅层地下水以第四系孔隙潜水为主，承压水则分布于第Ⅱ陆相层及其以下砂层、粉土地质中。勘察阶段测得现场潜水静止水位埋深约为0.9m～2.2m，地表水渗入、大气降水均是地下水补给。

2 地下连续墙技术应用

2.1 施工准备

为解决后续施工中临水临电场布问题，需在施工前做好准备工作，具体包括：（1）场地准备。按照设计文件引进机械设备，对不同区域进行合理规划，包括成品构件堆放场地、钢筋笼放置场地、机械设备堆放场地等。连续墙施工涉及大量机械设备，如钢筋笼吊放、混凝土浇筑等环节均涉及吊装设备，挖槽机设备对现场地基承载力有一定的要求[1]。对此，采取合理的地基加固措施来提升地基承载力，确保机械设备运行安全平稳。（2）供水供电。施工用电是地下连续墙施工的前提，在准备阶段对施工用电合理规划，确定施工用电的总量。其次，在施工前进行给排水系统布设，确保在地下连续墙施工期间水源供应。（3）依据设计文件，确定车站主体施工部位地下连续墙厚度为0.8m、换乘节点位置连续墙厚度为1m。主体预留远期规划12号线换乘节点位置地下连续墙的长度54m，主体二层基坑位置地下连续墙长度35m。为避免地震灾害对车站出入口位置的影响，将钻孔灌注桩深入出入口底板液化土层下1.5m左右，灌注桩直径为1m。

2.2 导墙施工

在地下连续墙施工中，导墙施工为基础性环节，通过设置导墙可以起到挡土墙的作用，同时导墙也是地下连续墙施工的测量基准，其施工效果直接影响到挖槽质量。本工程导墙施工采用C35混凝土浇筑，并以《建筑基坑围护技术规程》JGJ120-2012方法为参照，确定维护结构的入土比控制在0.83，为避免导墙过高而影响到后续施工，控制墙顶的高度保持在高出地面0.1m左右。具体施工中，需控制内墙与水平地面保持垂直状态，且需平行于连续墙轴线[2]。

2.3 槽段开挖

作为地下连续墙的主要施工环节，槽段开挖的工程量占比大，其开挖效果直接影响到连续墙的整体施工质量。本工程据现场实际情况，结合对地质条件、开挖深度，确定采用成槽机开槽作业。

2.4 验槽

在槽段施工完成后及时进行验槽工作[3]。主要验收指标包括槽段的槽宽、槽位、垂直度等，检查合格后方可进入下个工序。在验槽结束后，需在泥浆制作前细致开展清槽作业。具体施工中，当钻机前进至要求深度后，需停止让成槽机继续深入，保持空转5min来打碎泥块，等到槽底的泥块全以小颗粒状态呈现时，借助吸力泵设备进行颗粒的抽取，持续抽10min以上，并结合反循环方式进行颗粒的细清除。施工期间若成槽作业采取正循环方式，需在成槽至设计深度后，保持设备空转，并提高设备与地面保持200mm之间的高度。借助进行稀泥浆的注入，稀泥浆的比例为1.05～1.10，确保可以通过稀泥浆注入来有效清除槽内悬浮物、杂质等。

2.5 泥浆配制

泥浆制作具体分为以下步骤：（1）泥浆配置。在槽段施工过程中，注入泥浆以提升槽壁稳定性，并避免出现钻渣大量沉淀的问题。本工程依据对地质条件、施工参数等因素的分析，确定泥浆配置材料为膨润土，并按照设计标准进行泥浆比重控制。实际成槽施工中，将泥浆注入槽内，确保泥浆可以充分附着槽壁。为避免泥浆受到地下水的影响，需以地下水位为基准，让泥浆面高出水位0.8m左右。槽段土在施工期间会始终受到泥浆液柱压力影响，而正因压差作用影响，使得槽壁表面因部分水的渗入而形成泥皮。（2）泥浆液面控制。为避免出现槽壁坍塌，需进行泥浆面高度的合理控制，具体施工中，需将泥浆面高度控制在低于导墙50cm以内、高于地下水位的高度，进而提升槽壁的稳定性。（3）刷壁。施工过程中，会有部分粘土附着于连续墙的表面，需通过开展刷壁作业来提升施工效果。其标准要求铁刷上无任何泥土后方可停止继续作业。本工程中要求人工刷壁作业的次数最少为20次，避免接合面的钢筋混凝土无法有效粘黏在一起。

2.6 钢筋笼施工

钢筋笼的施工分为以下步骤：（1）平台设置。钢筋笼借助加工平台进行制作，利用素混凝土进行平台底层的平铺，并要求平台的设置必须高出地面200mm，接着采用水平仪进行平台的校正，确保其平台符合标准后开始制作钢筋笼。（2）钢筋笼加工。首先，在平台上平铺迎土面钢筋网，并以焊接的形式进行土面钢筋网的连接。按照设计标准制作桁架，桁架制作完成后与钢筋网拼接在一起。焊接期间尽可能按此用加强钢筋进行连接，并在焊接作业结束后检查焊接位置的紧密性。（3）钢筋笼安装。采用履带式180t、80t吊机作为吊装主要设备，起吊过程中需确保钢筋笼中心位置与吊钩重合，避免在起吊期间出现钢筋笼倾斜、转向等情况。在下放钢筋笼时，则需视情况利用人工进行协助，保证吊机平稳且缓慢的下放，避免因下放过快导致钢筋笼与槽壁出现碰撞塌孔。为避免人员分不清钢筋笼顶面的情况，可预先测量出钢筋笼的高程位置，然后利用系红绳、涂漆等标识，再以轴线导墙顶面为基准，将工字钢进行横担，确保钢筋笼的安放位置不出现偏差。同时，利用水准仪进行钢筋笼标高的确定，然后以吊筋位置为基准分别测量出四个点位，以此实现对吊筋长度的精准确定。

2.7 接头施工

接头施工质量是否合格，关乎到地下连续墙整体功能的体现。所以在施工中进行接头位置的牢固设置，在保证连接质量的前提下，进行连续墙止水效果的控制。本工程中针对接头施工的开展选用十字钢板钢、柔性锁扣管等接头，不仅连接效果较为显著，还具有较强的止水性。针对车站主体基坑施工的开展，其基坑深度约为17.4m，故采用柔性锁头口管接头；而换乘节点施工的开展，因其基坑深度约为26.4m，故采用十字钢板刚性接头来保障基坑的整体性。针对施工缝位置禁止采用接头管设置，应利用砼浇筑的形式进行密封处理。施工期间检查各个接头管是否紧密贴合，并利用木楔等材料进行插孔的封堵。待封堵完成后，将基坑中的黏土回填至背侧位置，避免在后期出现接头管位移的情况。

经规范化施工，本工程深基坑地下连续墙的整体稳定性达到1.47（车站主体）、1.92（换乘节点）；抗倾覆系数达到1.39（车站主体准段）、1.73（换乘节点）；坑底抗隆系数起达到1.56（车站主体准段）、2.69（换乘节点）；抗渗流系数达到2.06（车站主体准段）、2.47（换乘节点）；地表沉降高度为13.9mm（车站主体标准段）、26.1mm（换乘节点），所有参数标准均符合规定标准，确保地下连续墙可以发挥出应有的作用与价值。