【摘要】某站场人行旅客地道位于东北地区,设计要求净宽15m,结构净高4.6m,全长108m。主地道出入口一侧接站房,另一侧封堵,上站台出入口要求净宽4.8m,预留装修层厚度0.5m。旅客地道邻近营业线施工,距营业线路基坡脚较近,考虑到降水排泄及对营业线线路沉降问题,研究方案是保证不降水及施工安全,综合考虑研究后决定采用拉森钢板桩围堰+混凝土封底止水施工技术为首选方案。
【关键词】临近营业线、富水地质、大型旅客地道
1引言
随着社会国民经济水平的不断提高及高速铁路的持续改革与发展,各种大型建筑构筑物结构形式也在不断的发展和更新,尤其以新建大型铁路枢纽站场构筑物的普遍应用最为突出,其中在大型旅客通道深基坑降水、止水作业施工中,国内外最常用的止水与降水施工技术大部分还是采用井点降水和明抽降水等方法,此方法普遍存在降水周期长、费用高、耗电量大、受地理位置限制、应用不广泛、容易造成水害等缺点。而在临近营业线富水地质条件下施工大型旅客通道并不常见,止水工艺并不成熟,特别是在临近繁忙营业线深基坑止水降水施工的工艺还未广泛应用,因此在施工方案选定时需要根据施工难度、施工工期、施工成本等多方面因素,选择最优的施工方法。
该人行旅客地道临近营业线富水地质深基坑止水施工中采用了钢板桩围堰咬合+混凝土封底止水施工技术,成为了黑龙江省乃至东北严寒地区境内为数不多的临近营业线富水地质情况大型旅客地道一次性大面积深水位混凝土成功封底止水施工中一例比较典型的成功范例。
2 工艺特点
采用钢板桩围堰咬合+混凝土封底止水施工技术,不仅安全有效的确保了临近既有营业线深基坑止水、降水作业施工中营业线运营的安全等问题,更大大降低了施工周期、节约成本,与设计方案钻孔桩+高压旋喷止水帷幕方法进行比较,具有施工工艺简单、工期短、成本低、安全性高等优点。
3 适用范围
本工艺适用于临近营业线富水地质条件下深基坑降水、止水作业施工。
4 工艺原理
采用拉森钢板桩相互咬合支护基坑四周并止水,基底采用2.5m厚度的C15混凝土进行封底止水的施工原理。
5 施工工艺
5.1主要工程施工方法及工艺
5.1.1明挖基坑施工方案
根据图纸及施工工艺的要求,基坑采用台阶式明挖,钢板桩相互咬合并防护,开挖平均深度8m,表层1.5m采用1:1放坡,剩余深度采用垂直开挖;基坑开挖宽度上顶宽28m,底宽22.6m,留有1m施工作业面;基坑开挖完毕后,四周培上土坝,并设安全警戒防护网。
2.5m厚封底混凝土分两次进行浇筑,钢板桩施工完毕后进行开挖基坑作业,开挖到标高后进行抽水作业及人工清理浮浆,抽水排至到DK279+450既有排水涵中,开始第一次封底厚度为1.5m,使水位降至到1.5m以下,随即最后一次封底1m,使基坑内无水出现。
5.1.2钢板桩围堰的计算及验算
根据施工图,人行旅客地道基底以下4m范围内为细圆砾土层,保证钢板桩埋置深度位于基坑开挖底以下4m,根据土压力计算依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)及相关地质勘探数据进行检算后,采用9m/节的和12m/节的拉森钢板桩配合插打进行围堰的抗隆起、抗倾覆、抗剪、抗弯等各项验算结果、各项技术指标及参数均符合要求。
5.1.3钢板桩围堰施工
(1)钢板桩施工是深基坑支护施工工艺的常用措施,一般采用拉森IV止水钢板桩进行围护,起到基坑侧壁支护及止水作用,根据现场实际基坑开挖尺寸、深度,计算钢板桩长度,本工程采用12m长拉森IV钢板桩进行施工。
⑵插打钢板桩围堰
钢板桩运输至施工现场后,采用振动锤进行逐排施打,要保证拉森IV钢板桩的打入深度及咬合。
⑶内支撑安装
内支撑采用工字或H型钢加工,用于钢板桩围堰的钢性支撑,确保钢板桩形成的钢围堰的稳定。
5.1.4基坑开挖与支护
基坑顶部开挖按施工平面图及立面布置,采用挖掘机挖除表层1.5m土方并按1:1放坡,该部分土方在施工前已挖除并在打拔钢板桩部位进行了保温处理。
开挖基坑冻土按施工平立面图位置要求,采用挖掘机开挖基坑冻土,开挖深度约1.3米,平面要考虑钢板桩施工需要,略大于平面基坑尺寸,确保钢板桩施工顺利进行,为加快工程进度,冻土开挖要以满足钢板桩的施工做优先安排。
咬合式钢板桩插打,根据基坑施工平面需要,随着冻土的开挖采用两台机械沿两侧同步推进。
上部冻土开挖和钢板桩插打完成后,即可开挖下部基坑土方,要求必须与开挖冻方、插打钢板桩的顺序、部位紧密衔接,带水开挖一步到位,同时要协调好冻方开挖,插打钢板桩开挖有水土方的工序及部位衔接,做到时间短进度快,同时需要注意以下几点:
⑴施工机械设备到位,前期保养、检修必须在开工前完成。
⑵钢板桩在起吊时应该用缆风绳拉住防止来回摆动侵入铁路限界。
⑶人行旅客地道基坑开挖时要及时观测地质变化,如发现地质情况与设计不符要及时与设计院联系确认地质。
⑷使用的吊车性能要完好、支腿要牢靠、吊物时必须拉晃绳。并应该有防脱钩设置。
5.2封底施工
5.2.1测量定位
施工前,组织测量放样,按照施工图位置测设人行旅客地道轴线及基槽开挖范围。
5.2.2基坑封底
基坑挖至设计标高后,分二次进行水下混凝土封底,封底混凝土设计强度为:C15,厚度为2.5米,封底时采用多导管多点封底方法。由基坑一端顺序向另一端推进,依据混凝土的坍落度计算,初次封底导管间距不得大于4米。待混凝土顶面接近封底顶面标高时,方可移动导管。导管移动方法为水平平移法,移动距离依据现场探测为准,任何时期导管埋入混凝土的深度不得小于0.5米。如因个别操作而使导管移离混凝土而导致泄漏时,必须重新封底。封底顶面高程应控制在设计封底顶面高程以下0-10cm左右,不得高于设计高程。在顶部找平时有意识的做好基坑四周边缘的集水与流水槽的顺坡,坡度控制在0.01%左右,并在对角位置预留水泵坑,用以控制基坑内渗出水。
封底前为了确保封底混凝土与钢板桩的彻底隔离,应采用重力沉降法将隔离材料(强度较高的塑料布)沉入水中该隔离材料的位置,宽度、高度、深度依据现场实际探测决定。
5.3降水施工
封底结束后沿钢板桩基坑外侧布置两道截排水沟,并在远离营业线基坑端角处设置2处积水坑,采用循环明抽排水降水的方法,防止封底后钢板桩边缘砼不密实导致局部渗水,造成流砂现象,影响基坑及既有营业线路基稳定;
5.4基底垫层混凝土及防水
分两层施工,底层10cm厚与封底混凝土同等级,可以与封底找平层同步施工,也可以单独施工,但无论何时施工均要保证成型尺寸、厚度满足设计要求,其四周集排水沟要同步考虑周详。该垫层施工完毕后,铺设主体底面防水卷材及变形缝背贴式止水带,然后在防水卷材顶面施工垫层混凝土的第二层5cm厚,该层成型尺寸与框构平面尺寸相同,其目的是确保主体钢筋施工时不损坏防水层。
6结束语
人行旅客地道利用6个月时间内完成主体结构施工,各项技术指标均满足设计及验收规范标准要求,也成为了黑龙江乃至东北严寒地区境内为数不多的临近繁忙营业线富水地质情况大型旅客地道基坑一次性大面积深水位混凝土封底止水施工中一例比较典型的成功例子。尤其是在临近营业线及富水区域施工中,会起到非常安全、高效、经济的作用。