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谈地铁车站围护结构地下连续墙的施工

摘  要:以武汉市轨道交通 6 号线一期工程某车站施工为例,对地铁车站围护结构地下连续墙施工技术进行了介绍,分别阐述了地下连续墙施工要点及防水控制措施,为今后类似工程的施工提供了参考和借鉴。

关键词:地铁车站,围护结构,地下连续墙,防水控制
 
1工程概况
      武汉市轨道交通 6 号线一期工程某车站位于武汉市规划四新组团地区,车站位于新建成的武汉新城国际博览中心西北向广场下,近期 6 号线与远期 11 号线在此平行换乘。
      车站由主体以及物业开发两部分组成,车站总长 311. 40 m,宽 21. 70 m,围护结构采用 800 mm 地下连续墙,标准段地连墙深度为 35. 22 m,盾构端头井处地连墙深度为 38. 7 m。车站地面高程一般21. 24 m ~23. 68 m,最大高差2. 4 m,地貌单元属长江一级阶地,车站结构环境作用等级为Ⅰ-C。车站地层自上而下依次为:①-1杂填土,层厚0. 8 m ~3. 8 m; ①-2素填土,层厚 0. 8 m ~4. 9 m;③-1粉质粘土,层厚 1. 3 m ~ 4. 8 m; ③-2粉质粘土,层厚 0. 7 m ~11. 1 m; ③-2a粘土,层厚 1. 2 m ~3. 9 m; ③-4粉质粘土夹粉土,层厚3. 0 m ~ 10. 4 m; ③-5粉质粘土夹粉土、粉砂,层厚 1. 1 m ~6. 3 m;④-1粉细砂,层厚 3. 5 m ~ 12. 3 m; ④-1a粉质粘土,厚度不均,无分布规律; ④-2细砂,层厚 4. 5 m ~ 15. 1 m; ④-2a粉质粘土夹粉土,厚度不均,无分布规律; ⑨含粘土碎砾石,层厚 0. 6 m ~2. 9 m; ⑩-1粘土,未揭穿。车站基底位于④-1a粉质粘土层,围护结构地连墙底深入⑩-1粘土层。车站沿长江方向布置,距离长江最近处为 650 m。
 
2施工要点
2. 1测量放线
      现场导线点、水准点复核无误后,对地下连续墙中心线进行定位放样,考虑施工误差,连续墙整体外放 10 cm。施工过程中经常复测基点,确保其精度符合要求。
2. 2导墙制作
      导墙设计采用“?『”型 C20 钢筋混凝土结构,导墙壁厚20 cm,净宽比连续墙厚度大 5 cm,导墙顶面比地面高 10 cm,现场用白灰将开挖轮廓线准确标识清楚,确保开挖位置准确。导墙成型后及时用土方回填,并杜绝大型机械设备在导墙旁施工,防止变形。
      挖槽机械在地下连续墙拐角处挖槽时,即使紧贴导墙作业,也会因为抓斗斗壳和斗齿不在成槽断面之内的缘故,而使拐角内留有该挖而未能挖出的土体。为此,在导墙拐角处根据所用的槽壁机械端面形状相应延伸出去 20 cm,以免成槽断面不足,妨碍钢筋笼下槽。
2. 3槽段划分
      根据设计图纸,车站地连墙共分为118 幅,其中标准槽段108 幅,非标准槽段 10 幅,地连墙成槽施工前用红油漆在导墙上精确标识并编号每幅墙。
2. 4成槽施工
      1) 土方开挖。标准槽段开挖分三步进行,先开挖两边土方,再挖中间土方。开挖过程中要根据垂直度及时进行纠偏。
      槽壁机定位后,抓斗平行于导墙内侧面,抓头下放时,自行坠入导墙内,不允许强力推入,以保证成槽精度。
      不宜满斗挖土,即每斗不能抓满土。装土的抓斗提升到导墙顶面时,要稍停,待抓斗上泥浆流净后抓斗方可外移放土,掉在导墙上的泥土清至槽孔外,严禁铲入槽中。
抓斗挖土过程中,上、下升降速度均缓慢进行,抓斗要闭斗下放,开挖时再张开,以免造成涡流冲刷槽壁,引起坍孔。
      抓斗下放挖土时,抓斗中心对准放于导墙上的孔位中心标志物,保证挖土位置正确。
      地下连续墙接头形式采用“H”型钢接头,用 10 mm 厚钢板焊接成“H”形状后与钢筋笼焊接牢固。
2) 成槽验收。槽段开挖结束后检查成槽中心线、成槽深度、成槽宽度及成槽垂直度,合格后进行清槽换浆。成槽验收标准见表 1
未命名.jpg
 
如图 1 所示,开挖时先抓挖 1,使抓斗斗齿能将拐角处槽段轮廓内的土体全部挖除,当 1 开挖完成后,再套挖 2。清槽后即可吊放钢筋笼,灌注水下混凝土。
2. 5清槽、换浆
      采用反循环置换法及撩抓法清槽,在成槽完毕之后进行。当槽底沉渣已经清除干净时及时换浆,保证槽底沉渣不大于 100 mm及槽底泥浆比重不大于 1. 25 g/cm3。后序槽施工时,还应采用钢刷清除先序槽型钢接头上的附着物。
2. 6钢筋笼的制作及吊装
      钢筋笼制作统一在搭设的钢筋笼制作平台上完成,钢筋笼在平台上整节制作,整体吊装。
2. 6. 1钢筋笼制作
      1) 加工平台。采用混凝土基础、[16 槽钢制作,垫块调平。在平台上画出钢筋和预埋件位置控制标记,以便于钢筋放样布置和绑扎,保证布设精度。
      2) 钢筋焊接及保护层设置。主筋搭接采用对焊接头,其余采用单面焊接; 钢筋笼点焊成型,内部交点50%点焊,桁架处 100%点焊; 搭接错位及接头检验满足钢筋混凝土施工及验收规范要求。
      3) 钢筋笼纵向预留导管位置,并上下贯通。预埋件按图纸安装固定牢靠。
      4) 为了防止钢筋笼在吊装过程中产生不可复原的变形,各类钢筋笼均设置纵向抗弯桁架。
2. 6. 2钢筋笼吊装
      地下连续墙钢筋笼采用整体吊装,由于盾构端头井处地连墙钢筋笼重大于 30 t,起重吊装方案经过专家论证会通过后才准予实施。
      吊装时合理布置吊点,钢筋笼的吊装配备 1 台 200 t 履带吊与 1 台 150 t 履带吊,主、副钩同步起吊,使钢筋笼离开地面,并调整其至垂直,移动吊车将钢筋笼放入槽段中。
      钢筋笼吊放分以下三步:
      1) 指挥 200 t,150 t 履带吊移动至钢筋笼两端,安装吊点的卸扣,检查合格后,起吊钢筋笼。
      2) 钢筋笼起吊,离开地面 0. 3 m ~ 0. 5 m,且钢筋笼平稳后,200 t 履带吊起钩,副机配合将钢筋笼调整至垂直。
      3) 卸除钢筋笼上 150 t 吊机起吊点的卸甲,指挥 200 t 吊机吊笼入槽、定位,吊机行走应平稳,钢筋笼上应系牵引绳,人工辅助调整位置。下放时不得强行入槽。
2. 7导管安装、混凝土浇筑
      车站地下连续墙设计采用 C30 防水混凝土,混凝土水下灌注,混凝土坍落度为 200 mm ± 20 mm。浇筑前用钢架将导管吊入槽段 1/3 节点处,每幅槽设置 2 根导管,导管选用直径为 250 mm 的圆形螺旋快速接头,钢架上设置方形漏斗,设隔水塞。为保证初灌量,两个导管应同时灌注混凝土,且每车混凝土灌注应连贯。混凝土灌注过程中应保证导管埋深保持在 2 m ~ 6 m。为了保证混凝土在导管内的流动性,防止出现混凝土夹泥的现象,槽段混凝土面应均匀上升且连续浇筑,浇筑上升速度不小于 2 m/h,两根导管处混凝土面高差不大于500 mm。混凝土浇筑结束时,顶面宜高出设计标高 300 mm ~500 mm,凿除后施作冠梁。
      每车混凝土进场灌注前应检查其坍落度,并做好试块,每幅地连墙做一组抗渗试块,每 100 m3混凝土做一组抗压试块,不足100 m3按 100 m3计。
 
3防水控制
      车站沿长江方向布置,距离长江最近距离只有 650 m,距离武汉新城国际博览中心主体建筑最近距离 30 m。基坑紧靠博览中心人行天桥,车站围护结构的防水效果的好坏直接影响基坑开挖的安全、周边建筑物和环路的安全,为此围护结构施工主要从混凝土自防水和接缝处理两个方面进行了控制。
3. 1围护结构混凝土自防水
      车站地下连续墙设计采用 C30 防水混凝土,防水等级 S8。每幅地连墙混凝土浇筑需做一组抗渗试块。通过试块和声波透视法检测墙身的质量,确保安全。
3. 2地连墙接缝处理
      本场地地下水丰富,且分布有承压水含水层,为避免渗漏水,确保地下连续墙接缝处的施工质量,钢板的焊接应到位,泥皮应清理干净,且对连续墙分幅接缝处进行旋喷加固,注浆止水。旋喷桩施工见图 2。
未命名.jpg
 
4结语
      1) 近年来随着国家城市建设的高速发展,城市化进程不断加快,地下连续墙在轨道交通项目中的使用日渐普遍,本工程地连墙施工的成功案例为同地区类似工程的施工提供一定的借鉴。
      2) 根据已经开挖的基坑和周边监控量测的数据显示,地下连续墙成墙质量良好,周边环路和建筑物无明显变形和沉降,墙身和施工接缝处无明显渗漏点。

 

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