富水砂层地铁地下车站实体质量控制探讨

2022-01-12崔扶亮王小成

建材与装饰 2022年2期

关键词：成槽止水带泥浆

崔扶亮，王小成

（浙江省建材集团有限公司，浙江杭州 310000）

0 引言

地铁作为城市交通的骨干，是许多都市用以解决交通堵塞问题的方法。随着经济发展和城市规模的扩大，众多城市纷纷积极投身于轨道交通建设。富水砂层等不良地质条件严重影响施工过程中的质量和安全，施工中如技术管理不到位，极易发生质量甚至安全事故。

1 工程概况

南通市轨道交通1 号线04 标，起点为中级法院站，终点至通沪大道站（不含），共9 站9 区间（均为地下），线路长度约9.75km。工程所在地属长江三角洲冲积平原。

本工程地质特点为富水砂层，沿线50m 深度范围地层主要为粉土、砂土、粉质黏土。沿线潜水水位埋深约为0.5～1.8m，潜水对工程影响较大。承压水一般赋存于隔水层以下的砂土、粉土层中。砂性土层含水量高、渗透性好。地下水与附近河流有良好的水力联系，受河道地表水侧向补给。粉土、粉砂夹粉土层，局部存在中等液化现象。

2 地下连续墙施工

2.1 存在问题和原因分析

2.1.1 地下连续墙渗漏水

地连墙渗漏水的表现主要为地连墙墙体或接缝位置渗漏水、漏砂。

渗漏水产生的原因主要有：①混凝土浇筑或者钢筋笼下放的过程中，槽壁受到扰动导致杂土落入槽内或者发生坍塌，致使墙体夹泥。在开挖过程中，基坑开挖至此部位，泥土在水土压力作用下溢出，产生渗漏水的通道。②混凝土浇筑过程中，导管出现堵塞、脱落或卡在钢筋笼中等问题，在处理上述问题时，已初凝的混凝土直接落入槽内，进而使地下连续墙产生冷缝，形成渗漏水通道。③地连墙接缝位置工字钢刷壁不够到位，导致该处接头存在夹渣等现象，后续开挖至此部位时泥土脱落，形成渗漏水通道。④混凝土浇筑不连续，使地下连续墙产生冷缝，形成渗漏水的通道，基坑开挖至此处墙体发生渗漏水。⑤混凝土浇筑时发生绕流，对绕流混凝土的处理不彻底造成刷壁不到位，在基坑开挖后发生接缝渗漏水。⑥基坑开挖过程中未及时架设支撑，导致地连墙变形过大，引起接缝处空隙变大，发生渗漏水。⑦地连墙成槽的垂直度控制不当，导致下部发生错位，引起地连墙接头位置结合不严，出现空隙，发生渗漏水、漏沙。⑧混凝土支撑处有预埋钢筋，此处钢筋密集、缝隙小，较难浇筑密实，易产生渗漏水通道。

2.1.2 地下连续墙露筋

地下连续墙露筋的表现主要为地下连续墙钢筋外露、保护层厚度不足。

露筋产生的原因主要有：①槽段开挖完成后至混凝土浇筑前产生缩孔。②钢筋笼吊放或者混凝土浇筑前槽壁坍塌。③钢筋笼下放时偏向基坑开挖面一侧，使开挖面一侧的钢保层厚度过小、不满足规范和设计要求。④清孔质量差，泥浆比重大，无法通过浇筑混凝土排出泥浆。

2.1.3 地下连续墙侵限

侵限产生的主要原因有：①成槽过程中成槽机垂直度控制不到位，偏差值过大，超过设计和规范允许范围。②地连墙放线时外放尺寸偏小，一般将导墙外放5～10cm 左右，一定程度上可防止侵限。③外侧槽壁失稳坍塌，导致钢筋笼下放后向基坑一侧偏移。④导墙底部埋置深度较浅，插入原状土的深度不足；墙背后土压实度不足；导墙浇筑后养护、支撑不到位，后续工序衔接不到位，导致导墙倾斜变形过大，引起地下连续墙中心线偏移。⑤导墙所受外部荷载超过其承载力极限，发生局部坍塌、下陷。

2.1.4 地下连续墙鼓包

地下连续墙鼓包主要表现为地下连续墙墙面不平整、鼓包。

鼓包产生的原因主要有：①槽段内部分土体松散、自稳性差，个别位置存在废弃管线和障碍物等，导致成槽过程中浆液流失、槽壁坍塌。②泥浆拌制材料质量差，制备的泥浆性能差，成槽过程中无法有效抵抗槽壁外侧水土压力。③钢筋笼下放和混凝土浇筑过程中土体受到扰动，部分掉落，引起该部位地连墙基面凸起、形成鼓包。

2.2 质量提升措施

2.2.1 地下管线改迁、障碍物清理及回填

施工前，对地下管线和障碍物进行调查，并改迁、清理和回填到位，应特别注意：①槽壁附近土体回填质量。对回填质量不到位的土体应采用水泥土换填压实，重新开挖并采用深导墙，防止槽壁坍塌。②废弃管线管口封堵。在导墙施工时，找出废弃管道并封堵到位，防止成槽时漏浆。

2.2.2 地基处理

地下连续墙槽壁加固处理。地连墙上部深度范围内土体欠固结，杂填土较厚，是成槽失稳的主要区域，可采用地基加固措施来改善槽壁两侧土体物理力学性能。此外，也可通过降低槽段外地下水水位，使土体固结、强度增加，达到提高槽壁稳定性的目的。预降水一般在成槽前1～3d，降深控制在10～15m。降水引起的附加沉降，可能对周边环境不利，周边环境敏感的站点要谨慎采用。

地下连续墙接缝加固处理。由于地下连续墙墙缝位置易发生渗漏水现象，应采取墙缝加固处理措施增强地墙接缝的抗渗止水性能。地墙接缝加固处理措施主要有高压旋喷法、RJP 工法、MJS 工法，各工法在施工前应试桩，以确定合理施工参数。

基坑坑底土体加固。基坑开挖卸荷会引起坑底土体向上隆起，坑内土压力降低，这种情况在埋深大、地下水丰富的站点更明显。为降低潜在风险，应增加坑底土体加固措施增强坑底土体强度，减小坑底隆起量。常采用水泥土搅拌桩，以抽条、裙边等形式对坑底土体进行加固。

2.2.3 泥浆控制

选用优质钠基膨润土。膨润土质量的好坏，可通过胶体率来判断，胶体率大，可减少槽内泥浆沉淀，减少槽壁坍塌及槽壁缩径现象。质量低下膨润土制备的泥浆，胶体率偏小，泥浆护壁效果较差。适当增大泥浆比重和粘度，可有效抵抗外部水土压力，同时增强泥浆排渣能力。针对粉细砂土层特性，建议泥浆比重和粘度指标取规范建议值上限或稍大于规范值，但比重也不宜过大，否则会加大混凝土浇筑的难度。具体指标通过现场试验确定。加强泥浆池和槽内泥浆性能控制。成槽过程中及时检测密度、含沙量、pH 等性能参数，一般每单元槽段内选2 处测点，每处测点至少量测3 次。及时置换槽内泥浆，可有效减低槽内泥浆含砂率、沉渣厚度，增强泥浆护壁性能，提高槽壁稳定性。

2.2.4 成槽

合理安排场地布置，尽可能让大型机械和车辆远离导墙，同时通过铺设钢板等方式，分散荷载，保持槽壁稳定。施工中根据需要，在斗头上加焊钢板增加斗头厚度2～4cm，增加槽宽以确保钢筋笼顺利下放，防止卡笼和地下连续墙露筋。成槽过程中严格保证垂直度。成槽设备必须配置仪器测量垂直度，并有纠偏装置。现场应配备超声波地连墙垂直度检测仪，成槽中每一抓检测垂直度不宜少于2 次，及时纠正偏差，确保垂直度满足设计要求。成槽结束、钢筋笼下放前应再次核查泥浆质量指标、槽段垂直段与尺寸等关键参数，确保在偏差范围内。缩短槽段静置时间。槽段长时间静置易导致泥浆漏失严重，泥浆性能降低，槽壁稳定性削弱。应保证钢筋笼吊装和混凝土浇筑工序衔接，缩短槽段静置时间，减小槽壁缩孔和坍塌风险。

2.2.5 接缝和接头

刷壁应刷至工字钢底部，刷壁次数一般不少于20 次，达到刷壁器上无泥即可。刷壁完成后，可通过反循环法或泵吸法置换泥浆、清理槽底杂物，确保泥浆参数符合设计规定。控制混凝土绕流。绕流的混凝土，刷壁器一般是刷不掉，也影响刷壁效果。如存在混凝土绕流，及时采取有效措施清理绕流混凝土，确保刷壁效果。成槽结束后，由于各工序衔接不畅等情况多有发生，槽段静置时间长，槽内泥浆沉淀，在工字钢内部形成泥皮，应在二次清底前，重新刷壁，确保混凝土浇筑前工字钢内部干净。附加墙缝止水措施。通过对地下连续墙接缝加固处理来增强墙段与墙段之间接缝的抗渗止水性能。

2.2.6 混凝土浇筑

混凝土运输通畅，保证连续供应，降低槽壁缩孔和坍塌风险，提升地下连续墙完整性和施工质量。导管接口之间采用丝扣或法兰连接，应可靠牢固，并加垫密封圈，正式安装前应进行试拼装，并对水密承压性和接头抗拉性进行试验。每单元槽段布置两根导管进行浇筑，导管间距离在3m 之内，且距每幅地连墙端部距离控制在1.5m 以内。混凝土面高差不应大于0.5m，否则极易使泥浆进入混凝土内导致墙体夹泥。

2.2.7 控制基坑变形

每幅地连墙预埋两根注浆管，地连墙强度达到设计值后，对墙底进行注浆，减少后期垂直沉降和差异沉降。采取措施严格控制地下连续墙变形。如基坑应快挖快撑，避免因支撑不及时而导致地下连续墙变形过大；采用钢支撑伺服系统，对钢支撑轴力实时监测及时补偿等。有效控制基坑隆起变形。如增加坑底土体加固，增加垫层厚度等措施，减小坑底隆起量。对环境敏感区域建（构）筑物周边进行注浆加固，减少基坑开挖对周边环境的影响。做好风险防范预控措施。如坑外设置应急降水井，坑外预引注浆孔。

3 钢筋间距与保护层厚度施工

为解决钢筋混凝土现浇结构常见的钢筋间距与钢筋保护层厚度难以控制的难题，推行钢筋间距卡和混凝土轮式垫块的应用。

3.1 墙体钢筋间距卡制作及安装

制作要求：采用30mm×30mm 镀锌方管（图1）及3mm 厚钢板（图2）加工而成，即在镀锌钢管上下两侧贴焊宽度3mm 厚度的通长钢板，钢板一侧与镀锌方管齐平，一侧超出镀锌方管25mm。在钢板超出方管一侧切出钢筋卡槽位置，钢筋卡槽间距为主筋设计间距，钢筋固定位置设为半圆形，半径为钢筋直径+2mm。钢筋卡具每根长度1.5～3m，并根据实际情况定制。