地铁区间风井深基坑地下连续墙施工技术及质量控制分析

朱志武

(中国交通建设股份有限公司轨道交通分公司,北京 100000)

0 引 言

地下连续墙技术的出现源于钻井中膨胀土泥浆护壁与水下浇灌混凝土施工技术的结合。设计人员在工程设计中要结合工程的土质情况、水质情况等合理规划地下连续墙的实际厚度,一般的设计厚度为450～800 mm[1]。在实际工程建设过程中,地下连续墙施工技术在提高工程质量的同时,更降低了施工过程中的安全隐患。以福州滨海快线第3标段二工区工程为例,全面阐述地下连续墙施工技术及质量控制分析。

1 工程概况

福州滨海快线第3标段二工区包含一风井两区间。其中,一风井为滨海新城站至机场站区间中间风井;两区间为大数据站至滨海新城站区间和滨海新城站至机场站中间风井区间。中间风井沿滨海路呈东西走向,规划道路宽48 m。风井平面为长方形,沿线路方向净长52.8 m,净宽34 m,为地下三层箱型框架结构;附属外挂风亭为沿线路方向净长为52.8 m,净宽为7.775 m,地下一层箱型框架结构。风井基坑开挖总深度为26.074 m,围护结构采用1 m厚地下连续墙,采用明挖法顺作法施工。其工程的地质条件与水质情况如表1所示。

表1 工程地质条件与水质情况一览表

2 地下连续墙施工技术

2.1 工艺流程

根据工程地质特点和水质情况,本工程地下连续墙施工工艺流程图如图1所示。

图1 地下连续墙施工工艺流程图

2.2 施工方法

(1)测量放样

在测量放样的实际操作过程中,施工人员首先要依据工程图纸中各桩位点,进入施工现场进行二次核验。在核验过程中利用DSZ2水准仪等高精度仪器,以此保证测量放样的准确性。其次,要根据设计图纸中地连墙中心点坐标数据,用全站仪将轴线点坐标及X、Y轴方向引测到施工现场,并做成永久埋桩。最后,以永久埋桩为基准,利用钢尺测定单元槽段的分层划分,精准测量地下连续墙的施工轴线定位点,将各槽段的准确位置定位到导墙垫层上,再经监工部门精确复核,确保定位点准确后,以此作为施工基准[2]。

(2)槽壁加固

实际工程中槽壁加固的具体流程一定要严格按照工程图纸的实际要求,参考当地工程所在地实际的地质情况与工程所涉及的机械性能,首先进行工艺试验桩的施工活动。工艺试验桩的施工活动要高效利用深层搅拌技术,利用搅拌头,将容器中的水泥浆和软土充分搅拌。搅拌的次数越多,水泥的强度越高,由此可见水泥的强度与搅拌次数呈正向关系。但如果搅拌次数过多,则会影响工程的施工效率,降低施工进度。进行工艺试验桩施工活动的最终目的是为了探寻本次工程水泥桩最适合的搅拌次数、进尺速度等[3]。在保障施工质量的前提下,控制施工成本,提高施工效率。其次,待试验桩凝固30 d后,工程质检人员要对其进行钻芯取样,检测该水泥试验桩的抗压强度和渗透系数,确保工程质量。最后,在质检人员确定好工艺试验桩适量后,搅拌机进入施工场地,施工人员利用水平仪校正复核桩机的水平度和垂直度;校正复核后,桩机开始喷浆、搅拌下沉钻进至设计桩体;当水泥灌注达到设计标高时停止喷浆,完成槽壁加固流程。当槽壁加固达到设计要求强度时,继续开始地下连续墙施工流程。

(3)导墙制作

①导墙的整体结构

为保证本工程导墙具有足够的承重强度和良好的使用性,工程导墙的制作材料选取钢筋混凝土结构。混凝土采用C20,厚200 mm,设计深度1.874 m(冠梁底以下0.3 m,可根据现场实际情况进行调整,以满足稳定性的要求),两侧向外800 mm,配筋为主筋Φ14@200,分布筋Φ12@200双层双向[4]。为保证导墙不会在施工过程中因受到外部荷载出现下沉的现象。

②导墙的施工顺序

导墙施工要遵循:平整场地→测量定位→挖槽及处理弃土→绑扎钢筋→支模板→浇筑混凝土→拆模板并设置横撑的施工顺序进行施工工作[5]。施工人员在测量定位中,要确保导墙的内面与地连墙轴线处于水平状态,并根据本工程的地质情况,地连墙的设计厚度应加厚50 mm;在挖槽及处理弃土中,要采用机器与人工相结合的工作方法,避免破坏原土;在支模板中,在导墙内模建立模板,外模以土代替,利用振捣器将浇捣混凝土两边振捣紧实;在混凝土达到70%强度后可考虑拆模。拆模时,导墙内部选用100 mm×100 mm的方木支撑导墙内部,导墙沟内的高墙高度范围内设置4道100 mm×100 mm的方木横撑,水平间距1 m,竖向间距0.5 m,保证导墙不会因外部压力荷载而发生形状变形。在导墙制作中,施工人员一定要注意,在导墙的转角处,需向外一侧延伸500 mm、一侧延伸100 mm左右,从设计范围内保证开挖槽段的宽度,从而确保连续墙的精准度,保证工程质量。

(4)钢筋笼的制作与吊放

钢筋笼的制作首先要在施工现场搭设两道钢筋笼平台。第一,平台要选用10#H型钢焊接,横向布置4道纵向H型钢,钢筋间距严格控制为1.5 m,纵向每隔3.5 m,布置H型钢。第二,平台底层采用Ф20钢筋焊接八字脚腿,确保焊接后的平台底层要高出场地中硬地坪100 mm。第三,利用水准仪核定钢筋笼平台四角角度,确保四角角度都为直角。其次,施工人员要在施工现场建立单独的钢筋制作棚,将制作钢筋笼所需的钢筋形状进行二次加工,并分类摆放,提高钢筋笼的制作效率。最后,在钢筋笼的组合中,施工人员要严格按照设计图纸进行,迎土侧钢筋笼竖向钢筋采用Φ32@200 mm,开挖侧竖向钢筋采用Φ32@200 mm,水平筋采用Φ20@200 mm、Φ22@100 mm,竖向桁架筋采用Φ28 mm、横向桁架筋采用Φ28 mm。利用水准仪校准钢筋的竖直状态,测量仪测定钢间间距距离,确定符合设计图纸规范后,焊接钢筋接头,至此钢筋笼制作完成[6]。

钢筋笼经过工程质检人员验收合格后,就可投入工程建设中。本工程钢筋笼的吊放采用7点吊的方式,即主吊机(400 t履带吊机)3点吊,副吊机(200 t履带吊机)4点吊,保证钢筋笼整体回直入槽。钢筋笼的吊放具体分为八步:第一步指挥主吊机和副吊机移动到指定位置,施工人员安装吊点卸扣,操作人员与监督人员场地就位。第二步,检查主吊机和副吊机的安装情况和受力中心,保证重心稳定后,开始平吊。第三步,当钢筋笼吊离地面0.3～0.5 m后,静止8 min,检查钢筋笼是否平稳,保持稳定后由主吊机起吊,副吊机配合起勾。第四步,当钢筋笼由水平状态转变为竖直状态时,主吊机向左(或向右)侧旋转,副吊机顺转到合适位置,让钢筋笼垂直于地面。第五步,钢筋笼垂直后,操作人员拆除钢筋笼上副吊机的吊点卸扣,副吊机驶离施工现场,主吊机承担钢筋笼的全部重量。第六步,主吊机将钢筋笼送入槽中,在移动过程中吊机一定要行驶平稳,防止钢筋笼摆动。第七步,主吊机转变钢丝绳吊点,继续将钢筋笼下放到指定标高上。第八步,当钢筋笼到达指定标高后,卸除吊点卸扣,钢筋笼吊放结束。

3 质量控制

3.1 质量控制目标

本工程质量控制目标分为两方面。一方面为总体目标:本工程的施工要严格按照设计图纸的规范要求,如遇紧急情况必须经设计人员探讨后才可继续施工。另一方面为工程整体质量目标:在工程整体建设过程中,科学划分工程的施工阶段,按阶段验收工程的施工质量,确保阶段工程质量达到100%后,才可进行下个阶段的施工,以此保障工程的整体质量。

3.2 质量控制方法

本工程质量控制方法首先要建立专门的质量领导小组,领导小组以项目负责人(如项目经理、副经理等)为首,质量工程师(如总工程师、质检工程师等)全面控制质检体系。成立技术质量部门,监督施工技术与施工质量;成立测量组,复核测量放线与定位复测;成立监控组,监测数据的准确值;成立材料实验室,检查原材料的质量与半成品质量;成立培训办公室,定期进行质量与施工技术教育培训,提高施工人员的操作技术和职业素养。其次要从施工准确阶段、施工进行阶段、竣工阶段三方面出发,阶段把控工程质量。在施工准备阶段中,第一要选定最优秀的施工队伍及管理人员;第二要根据工程的实地情况和运行需求,规划科学的施工进度;第三要严格把控原材料的采购流入,检测钢筋等半成品的材料质量;第四要检测施工设备的性能与安全,在确保施工进度的同时提高施工人员的安全保障。在施工进行阶段中,质量技术部门要以天为单位,阶段检查施工工艺与施工质量,按照分项交工划分工程质量责任人,即每个单独的工程阶段划分明确的领导小组,确保在工程质量出现问题时,可以对故障追根溯源,保证责任到人,切实提高施工人员的责任意识。在竣工阶段中,一方面,质量领导小组要完成竣工文件的编制,按照工程阶段施工的时间制作检测报告,竣工后将文件汇总,完成工程自检。另一方面,也可邀请专业第三方检测机构入场检测,以客观的角度评价工程完成度和质量情况,确保工程数据的客观性和准确性。最后工程团队要按照符合国家现行的工程质量标准制定工程制度,将工程责任做到责任到人,约束施工人员的行为规范,提高施工人员的责任意识。如建立《质量事故报告制》《变更设计报批制》《施工组织设计分级质量检测制》等。

4 结 语

综上所述,本文通过对福州滨海快线第3标段二工区工程地下连续墙施工技术和质量控制的分析,明确了任何地铁区间风井深坑在进行地下连续墙施工时,首先要做到了解施工现场现状,勘察工程所处地区的地址情况和水质条件,针对性设计工程方案。其次在地下连续墙技术施工过程中,施工进度要以设计方案为依据,根据施工流程选择对应的施工方法。最后在质量控制中,把控阶段性工程细节,建立科学的规章制度,达到施工完成度指标,以期保证工程质量。