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摘要:相较于其他类型的建筑施工,地铁车站施工的复杂性较强,除技术问题外,地质地貌特征、围护结构质量等也是需要重点考虑的内容。为此,在地铁车站施工中,应做好深基坑支护处理,维持基础稳定性。本文对深基坑支护特征以及施工技术展开了详细的论述,主要涉及基坑开挖、钢支撑施工等流程,希望能为类似工程项目提供参考。
关键词:地铁车站;深基坑支护
引言
城市地铁的建设有助于缓解地面交通压力,地铁车站分布在地铁线路的各节点处,其施工环境较为复杂,常遇到大型深基坑工程项目,施工中存在大量不确定因素。为确保深基坑施工的安全性,必须采取相适应的支护技术。
1地铁车站深基坑施工特点
首先,工程规模大、结构复杂性高。地铁工程或是贯穿城市的换线,或是连接某一区域的单线,工程规模较大,再加上内部的出入口多、停靠站多,使得工程结构复杂性上升,为深基坑施工带来了阻碍。其次,管线密集度高。地铁会穿过闹市区、居民区,这些区域的地下结构中含有较多的管线工程,如水电管线、燃气管线、通信管线等。在地铁作业中,应做好对应部门的沟通交流,获取精准的管线排布图,以保障深基坑施工位置及深度的合理性。最后,变形控制。地铁车站深基坑支护施工中,开挖深度较大,安全等级要求较高,且在作业中容易存在沉降变形问题。为优化工程质量,应做好科学管控,确保地铁车站施工的秩序性。
2深基坑支护施工技术
2.1地下连续墙
围护结构有助于维持基坑稳定性,施作地下连续墙是可行的方式,选择C35混凝土材料,抗渗等级为P8,形成完整的钢筋保护层,地连墙外放尺寸设为8cm。以液压抓斗成槽机为主要施工设备,其具备自动纠偏功能,可按照预期要求开挖成槽,此环节采取的是“跳孔成槽法”,并使用静态泥浆护壁。钢筋笼下端500mm处制作方式较特殊,应按1∶10收成闭合状。根据现场施工情况选择水下混凝土浇筑方法,经分析后认为以导管法较为合适,选用的是D=300mm的圆形钢导管。(1)成槽施工。选择的是三挖成槽施工工艺,配备液压成槽机,利用此设备完成标准槽段开挖作业,根据垂度显示仪呈现的信息掌握实际施工情况,再利用自动纠偏装置灵活调整,保证成槽垂直精度至少达到1/300,以免出现成槽尺寸不合格的情况。接头处相邻槽段均存在1条中心线,需严格控制好各自的深度偏差,该值不可超过30mm。为消除地下水的影响,采用降水预加固槽壁,保证地连墙浅层成槽质量,实际降水深度至少要达到地表下方5m处。挖槽作业要具有稳定性,入槽、出槽维持匀速状态,以成槽机仪表数值为判断依据,灵活调整偏差。(2)泥浆配置与使用。选择的是膨润泥浆,向其中掺入适量的外加剂(CMC)、膨润土、纯碱和水,形成性能良好的泥浆。泥浆制备使用的装置包括:螺旋输送机、定量水箱、搅拌机等。按照设计要求配制药剂,首先缓慢加入CMC粉,再使用软轴搅拌器处理。此举是为了打破CMC的完整性,使其形成大量细小颗粒,再向其中加水并持续搅拌。需要注意的是,生产所得的CMC液不可随即投入使用,静置时间应达到6h。做好泥浆搅拌前的准备工作,加入适量水(以搅拌桶的1/3为宜),再运行搅拌机,此过程中定量水箱持续加水,并将准备好的膨润土和纯碱液加入其中,给予持续3min的搅拌处理,再掺入预先配制好的CMC液,再次通过搅拌的方式使其混合均匀。
2.2钢筋笼的制作和安装
搭建平台,作为钢筋笼的制作场所,要求长45m、宽6m,以槽钢为主要材料,基于焊接手段形成格栅,利用水准仪检验平台搭建情况。为提高钢筋制作的便捷性,在平台上做好标记,如钢筋的间距、插筋的位置等,以便快速地放置钢筋并绑扎。形成工作平台后,于该处制作钢筋笼,做到一次成型,充分考虑导墙标高实际值,以此为依据调整钢筋笼吊筋的长度。纵向钢筋安装过程中,要求其底端与槽底形成50cm的间距,且要适当向内侧弯折,目的在于吊放过程中不擦伤槽壁,但也要控制好弯折幅度,要确保浇灌导管顺利插入。钢筋笼的吊装与入槽都要一次性完成,配备300t主吊、150t副吊、2台履带吊,钢筋笼前方设置6个吊点,由主钩起吊,后方的4个吊点则由副钩吊起,2台吊装设备协同运行,使钢筋笼缓慢脱离地面,再调整其角度,使其维持垂直状态,吊车转移方向使钢筋笼到达槽段中部,再缓慢、竖直地向下入槽。
2.3钢支撑施工技术
(1)钢支撑加工。
包含多个管节,彼此间使用法兰罗盘连接,形成完整的结构。法兰盘的质量对节段连接的影响较大,应交由专业厂家制作,并严格验收。(2)钢支撑的安装。伴随基坑开挖作业的持续推进,当实际进尺到达钢支撑下方500mm处后,应安排施工人员凿出钢筋笼的预埋钢板,格构柱与托架间要形成稳定的连接关系,需焊接两者间的钢连系梁,现场配备履带吊装置,在其支持下吊装钢支撑并稳定放置在托架上,通过设置抱箍的方式确保钢连系梁可维持稳定状态。采取一次拼装,一次吊运安装,设置的接口法兰盘要维持稳定状态,可采取高强螺栓固定的方式,并在钢连系梁处设抱箍。全面检查安装情况,无误后施加钢支撑预加力,采取从支撑中间开始向两侧对称加压的方式,设备选择的是2台100t的油压千斤顶,检验压力表的数值情况,若压力表数值维持稳定时,则使用钢楔锁定。(3)钢支撑拆除。在满足拆除条件的同时得到监理的许可后,方可有序完成拆除作业,具体有:结束底板及第三道钢支撑以下侧墙的浇筑作业后,检验该处混凝土的强度,若实测值达到设计强度的85%,则具备拆除第三道支撑的条件;结束中板及第二道支撑以下侧墙的浇筑作业后,检验该处混凝土的强度,若该值提升至设计强度的85%,满足此要求后则具备拆除第二道支撑的条件;类似的,结束顶板及其以下侧墙的浇筑后,若此时的混凝土强度达到前述环节所提出的标准,即可将第一道支撑梁拆除。
2.4钢筋混凝土圈梁支撑施工
钢筋混凝土梁轴线偏差不得超出 8 mm,浇筑作业中要控制好混凝土的温度变化,在浇筑完成后开始养护作业;钢筋搬运或吊装时,避免出现变形;支撑保护层和拉板保护层厚度分别控制在 25 mm 和 15 mm;需要接受焊接施工的结构,在焊接前先要做好清洁作业,去除焊接材料或结构上存在的油污、杂物,以免降低焊接质量;临时支撑梁的制程节点 3 m 范围内要利用箍筋进行加密处理;在圈梁和支撑结构分段浇筑作业中,须设置施工缝,位置可在 1/3跨度处;为保证支撑梁质量,根据地质结构特征,开展混凝土垫层设计,垫层厚度控制在 100 mm 内,并在上层铺设油毡,以达到阻隔效果。
2.5旋挖桩施工
钻孔完成后进行基本尺寸、孔底沉渣厚度、持力层的检查,要求孔底沉渣厚度在 50 mm 以内;按照现有工艺要求以连续灌注的方式,注重泥浆灌注质量;钢筋笼埋设位置要精准,实施固定处理,防止灌浆时钢筋笼上浮。采用焊接工艺增强钢筋笼的连接效果;泥浆灌注时,导管掩埋深度应在 2 m 以上,拔管时导管深入在 1.5 m 以上;控制混凝土灌注量,按照灌注次数确定用量;检查施工质量并做好详细记录。
3施工期间对地铁的保护措施
3.1基坑围护过程的保护
科学选择施工机械设备,做好试运行处理,使其符合施工要求;控制水灰比和搅拌速度,维护混合料的各项性能;开展岩土勘察并出具完整的勘查报告,为后续施工提供依据;合理安排三轴搅拌桩和坑内被动区加固的施工走向,避免对地层造成较大扰动,从而影响地铁区间隧道。控制三轴搅拌桩和钻孔灌注桩的每日施工速度,且控制搅拌桩的搅拌下沉和提升速度,按照设计要求严格控制注浆压力,减少对地层的破坏。控制桩体垂直度,避免偏差的生成。
3.2降水施工中的保护
项目以地表潜水为主,深度在0.5m~1.7m之间,周边岩体为风化泥质砂岩,承压水阻断属于封闭情况,但项目地处繁华地段,周边地铁、快速干道、地下管线、居民区等环境复杂。为确保基坑整体稳定性,基坑内初步布设38口降水井,坑外布设36口观测井,随时观测基坑内外水位情况。另外,在施工中要做好三轴搅拌桩注浆把控,减少不良因素带来的影响,确保结构止水性能。设置回灌井作为抢修设备,解决现存的各类问题。利用分块降水、分阶段降水、按需降水三种方式,实现对区域水环境的科学检测,避免基坑受水源影响而产生变形问题,提高整体结构的稳固性和安全性。
结束语
综上所述,在日后的实际施工中,施工人员要合理规划深基坑支护施工方案,做好基坑维护过程的保护工作及降水施工中的保护,以期全面优化施工水平,加强基础结构的稳定性和安全性。
参考文献:
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