叶秀平
33082319711005****
摘要:地下连续墙因刚度大、整体性强、隔水效果好而被广泛应用于地铁车站深基坑围护结构。富水砂层地质环境因地层软弱、土体含水量高、自稳性差,地下连续墙成槽时易坍塌、槽内泥浆含砂率高、槽底沉砂较厚等不利因素,导致地下连续墙在基坑开挖时经常出现渗漏,甚至涌水涌砂现象,严重影响到基坑开挖的安全性和施工进度,并带来较大的经济损失。
关键词:富水砂层、地下连续墙、防渗漏、技术
一、工程概况
南通市城市轨道交通1号线一期工程土建施工05标包含两站两区间,其中居康路站位于新开北路与规划横一路路口,沿新开北路南北向敷设。居康路站为地下两层车站,车站长291.5m、宽18.30~29.75m,标准段基坑开挖深度16.65~18.78m、端头井开挖深度为18.31m ~20.78m。围护结构为地下连续墙,标准幅墙宽800mm,共计114幅,具体参数如下表1-1所示。
地下连续墙的规格参数表 表1-1
根据勘察报告和设计文件,居康路站基坑底位于③2层粉砂,局部位于③1层粉砂夹砂质粉土和③2层粉砂交界面。开挖深度范围内以砂性土层为主,依次为①层填土、③1层粉砂夹砂质粉土;开挖面以下依次为:③2层粉砂、④1层淤泥质粉质黏土层、④2层粉质黏土夹砂质粉土、⑤1层粉砂夹黏质粉土、⑤1t层粉质黏土夹黏质粉土。标准段及端头井地下墙墙趾均插入④1层淤泥质粉质黏土。其中,③1层、③2层为粉砂性土,属轻微液化土层,并且在一定水头的动力压力作用下易产生流砂现象,对基坑稳定及施工会有较大影响。
本工程地下水主要为潜水,承压水层主要埋藏于⑤1层粉砂夹粉质黏土中,对施工具有一定不利影响。
二、地下连续墙渗漏情况分析
根据本标段地下连续墙施工现场情况、车站基坑开挖所出现的问题,以及相邻标段车站基坑开挖的渗漏情况,进行统计和分析,发现地下连续墙渗漏主要发生在以下位置:
1、地下连续墙工字钢接头位置,深度接近基坑底部;
2、墙体也出现少量渗漏现象,渗漏位置出现在填土层至基坑开挖深度;
根据本标段居康路站、居美路站及相邻标段几个车站基坑开挖渗漏情况,以及地下连续墙施工过程中所遇到的具体问题和处理方法,进行深入分析,得出地下连续墙渗漏原因具体如下:
1、工字钢位置渗漏主要原因是:先行施工的相邻槽幅地墙在浇筑混凝土时发生绕流现象、在地墙混凝土浇筑期间槽壁发生塌方。
2、墙体位置出现渗漏的主要原因:浇筑地墙混凝土时沉砂裹入混凝土内、混凝土质量差。
三、地下连续墙渗漏防治措施
针对地下连续墙工字钢接头位置和墙体渗漏位置和原因分析,制定了以下防范措施:
1、地下连续墙施工前应清除地下障碍物,回填土应加水泥拌制并分层压实。
2、地下连续墙成槽务必严格控制成槽的垂直度,下放钢筋笼前应对槽底清渣和换浆。
3、针对富水砂层砂粒小、含砂量大、沉砂较厚的特点,成槽时深度宜根据槽底沉砂厚度进行适当放大。
4、地下连续墙成槽时遇到流砂,宜加大砂浆比重和粘度,并利用在施工的地下连续墙相邻的槽幅共同分担因成槽机抓斗出入泥浆而引起的液面落差,以压住成槽的槽壁,减少流砂量。成槽深度也应适当放大。
5、地下连续墙工字钢两侧的防绕流不锈钢铁皮从上到下通长设置,不宜有接头。如有接头上部不锈钢铁皮应覆盖在下部铁皮上,搭接长度不小于50cm,并用铆钉铆紧,确保在浇筑混凝土时,下片铁皮能带动上片铁皮撑开,防止混凝土从工字钢侧面绕流。
6、成槽护壁泥浆中膨润土应充分熟化,粘度指标宜选大值,在富水砂层含砂率宜适当放大。槽内泥浆应“浮得起砂、泥皮护得住壁,泥浆压得住槽壁”,防止地下连续墙的槽壁出现坍塌。
7、地下连续墙成槽时,务必将工字钢接头位置的泥土及绕流的混凝土尽量清理干净,让混凝土与工字钢紧密固结在一起,防止渗漏现象的产生。
8、钢筋笼侧向的工字钢,在吊装前应在底部应加焊竖向钢筋,钢筋直径宜大于20mm,间距宜控制在5cm以内,防止所填碎石袋在进入钢筋笼后,嵌进地下连续墙墙体。
9、地下连续墙在钢筋笼入槽后,应尽快将锁口管或碎石袋把工字钢外侧邻槽填紧塞严,防止混凝土从工字钢底部和侧面流出,导致后施工槽幅开挖困难、混凝土无法从工字钢凹口处清除。
10、钢筋笼入槽应控制好垂直度,防止相邻槽幅钢筋笼在底部出现分叉、衔接不紧密的现象,导致该处出现薄弱环节。
11、成槽、钢筋笼吊运、钢筋笼下放、混凝土浇筑等各道工序准备工作应充分,尽量缩短工序间的时间间隔,防止槽壁因蠕变而产生塌方现象。
12、吊装钢筋笼的履带吊尽量不从未施工的地下连续墙槽幅附近行走,避免因地层土受到扰动后自稳性能下降,导致槽壁易出现坍塌的现象。
四、地下连续墙施工注意事项
地下连续墙施工质量把控要点较多,在施工时务必根据现场实际情况进行科学分析,并及时采取恰当的措施进行预防和处理。根据施工经验,在地下连续墙施工时应注意如下事项:
1、施工前应走访调查周边环境,查看地下连续墙施工区域是否存在暗河和高低水位差,是否存在废弃管线和地下障碍物,并制定相关处理措施。
2、在清障后,地下连续墙周边土方回填需掺入适量水泥后,搅拌均匀,并分层压实回填。严禁使用袋装土进行回填。
3、地下连续墙各槽幅的施工顺序应科学分析、合理安排,需避免履带吊反复行走给槽壁稳定性带来的影响。
4、地下连续墙的“Z字幅”和“L幅”应提前施工,以避免地层受到扰动后所带来的不利影响,无特殊原因“Z字幅”钢筋笼不宜分笼,分笼需考虑沉砂量过大所带来的不利影响。
5、钢筋笼焊接施工质量必须安全可靠,刚度和整体性满足吊装要求。严禁钢筋笼吊装时出现散架和变形现象,导致长时间晾槽现象。
6、钢筋笼制作及吊装准备工作应在槽幅成好槽前完成。距离较远槽幅,钢筋笼应提前用履带吊吊运至附近,尽量将成槽完成后与下放钢筋笼的间隔时间控制在15分钟以内。
7、“Z字幅”钢筋笼,如采取分笼法施工,在清除槽底沉渣时应将槽幅深度适当加大,以抵消钢筋笼下放期间沉砂堆积带来的影响。
8、地下连续墙最后五幅槽合拢,应注意基坑内外地下水位是否存在水位差,防止成槽时因基坑内外水位差而致使槽壁坍塌。
9、浇筑混凝土时,下料管管口务必埋在混凝土面层下1.5m以上,并且各下料管混凝土应均衡浇筑,使混凝土面基本保持一致,防止沉砂被裹入墙身内,导致墙体渗漏。
10、浇筑混凝土时,下料管管口埋深不应大于4m,并且施工期间务必不断提升和下放管道,防止下料管被卡在钢筋笼内,无法拔出,而导致墙体出现断层。
11、合拢幅钢筋笼大小务必根据现场量测尺寸进行制作,防止钢筋笼过大或过小所引起的系列质量问题。
12、履带吊及重型车辆行走线路如靠近槽幅,应在行走线路上铺钢板,避免扰动下部土体。
五、结束语
根据上述技术措施和经验总结,我们所施工的南通城市轨道交通2号线08标地铁车站,在施工期间未出现“卡笼”、“堵管”等质量问题,基坑开挖亦未出现渗水、涌水、涌砂现象。
富水砂层地质条件地下连续墙易出现渗漏的质量通病得到了有效根治。