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由中铁十五局集团有限公司承建的广州市轨道交通二、八号线延长线[石壁车站]土建工程位于广州市番禺区。车站外包总长176.4m,标准段宽度17.1m,车站基坑深15.92m。车站采用明挖顺筑法施工,基坑围护结构采用钢筋混凝土地下连续墙。
(二)工程地质及水文概况
1.工程地质
场地岩土自上而下有:人工填土<1>、淤泥质土<2-1B>、淤泥质粉细砂层<2-2>、冲洪积中粗砂<3-2>、粉质粘土<4-1>、红层残积土层<5-2>、红层全风化带<6>、红层强风化带<7>、红层中风化带<8>,红层微风化带<9>。地下连续墙入淤泥层及砂层平均厚度8.47米,入岩层平均厚度8.2米。
2.水文地质特征
本站位于苗圃及水塘区,地表水和地下水丰富。抽样地下水对地铁构筑物中的混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性,对钢结构有弱腐蚀性。
二、地下连续墙施工
石壁车站基坑围护结构采用800mm厚地下连续墙,墙底嵌入微风化岩层或中风化岩层。墻身砼采用C30水下砼,导墙采用C25砼。为保证车站的防水效果,连续墙槽段接头采用工字钢接头。
地下连续墙采用液压抓斗机抓槽、冲击钻机冲岩成槽,泥浆护壁;钢筋在加工场集中加工、整体吊装;采用导管法灌注水下砼,墙幅间用焊接工字钢止水。钢筋采用甲供料、混凝土使用商品混凝土。
(一)连续墙导墙施工
导墙是地下连续墙挖槽之前修筑的临时构造物,它起着连续墙平面位置控制、垂直导向、水平定位、及挡土与稳定护槽泥浆液面的作用。导墙形式采用“┒┎”型,采用 C25钢筋混凝土。钢筋现场加工,采用模板支护浇筑商品混凝土,振动棒振捣确保混凝土密实。
导墙施工完毕后,按照设计图纸上的槽段位置和长度在导墙上进行槽段划分,槽段上标明槽段编号、墙底标高、墙顶标高、槽段高度等指标,每个槽段上设高程点以便控制连续墙、钢筋笼顶标高。
(二)泥浆的配制与使用
在成槽过程中,泥浆具有护壁、携渣、冷却机具和润滑等作用;泥浆的使用是保证成槽质量的关键措施。泥浆制作采用膨润土造浆和冲击粘土层自造浆两种形式。
(三)成槽
根据该工程的地质结构情况,单元槽段成槽采用“抓冲结合”的方法,用液压抓斗完成土层中的成槽任务,冲击式桩机则负责入岩、修孔、清孔及冲刷接头。
1.液压抓斗成槽机成槽施工
对连续墙中的土层及砂层地段,采用一台抚挖ZLD80液压抓斗成槽机成槽,每天可抓一至二幅。成槽机导杆垂直于槽段,抓斗张开,照准油漆标志徐徐入槽抓土,落斗时两侧斗齿应同时插入土中进行抓槽操作。
2.冲击钻成槽施工
一期幅段由9个桩孔联孔成槽,每一幅段安排两台钻机采用“主孔钻进,副孔劈打”方式施工,8天可以成一幅槽段。
冲击钻入岩成孔时,采用勤松绳,勤掏渣,严格控制松绳长度的办法,施工过程中每进尺0.5-1.0米测量一次钻孔垂直度,并随时纠偏。地层变化处采用低锤轻击、间断冲击的方法小心通过。
(四)清孔
槽段开挖完毕,应检查槽位、槽深、槽宽、槽壁垂直度及岩样,合格后方可进行清槽换浆工作。采用空气吸泥法反循环清槽,吸泥管采用5#钢管,通过压入压缩空气至槽底的吸泥装置,将泥砂吸上,同时向槽段内不断输送新鲜泥浆,置换出带渣的泥浆,吸泥管不断移动位置,确保清槽后槽底沉渣满足要求。
(五)钢筋笼制作和吊装
1.钢筋笼制作
钢筋笼以单元槽段为单位整体加工,加工平台由12#槽钢制作。纵向主筋采用闪光对焊焊接为通长筋,工字钢焊接及钢筋连接采用电弧焊机焊接。所有钢筋全部采用焊接,以提高钢筋笼的整体刚度。
2.钢筋笼吊放
石壁车站地下连续墙一期幅段钢筋笼重量大多在12t~14t。采用一台QUY50B做为主吊、一台QY16做为副吊配合整体吊装。
(六)水下混凝土灌注
地下连续墙采用导管法进行C30水下混凝土浇注,水下混凝土浇注是控制工程质量的一道关键工序,必须采取措施确保混凝土质量。
1.导管布置 水下混凝土浇筑时,采用两根导管,导管离槽底0.4m。导管埋深控制在2~6米之间,导管间距不宜大于3m,导管距槽段两端不宜大于1.5m,砼导管选用F250的圆形螺旋快速接头型,长度每节2~2.5米,在导管顶端安放圆形漏斗,准备浇注混凝土。
2.水下混凝土灌注
(1)开始灌注时,将混凝土隔水塞吊放于临近浆面处,导管底端到槽底的距离为0.4m,混凝土运输车将水下混凝土直接灌入导管斗里,开塞的同时及时灌入水下混凝土,并始终保持导管内充满混凝土。
(2)要求混凝土面上升速度不宜小于3m/h,槽内混凝土面上升高差小于0.5m,中途停顿时间小于30min。
(3)随着水下混凝土的上升,要适当提升和拆卸导管,导管底端埋入混凝土面以下一般应保持2~4m,不宜大于6m和不得小于2m,严禁把导管底端提出混凝土面。
(4)在水下混凝土灌注过程中,应有专人测量导管埋深,填写好水下混凝土灌注记录。
(5)为保证地下连续墙顶端混凝土质量,混凝土浇灌顶面标高比设计标高高出50㎝。
三、质量控制措施
1.组织好图纸会审和施工方案的编写工作,认真做好技术交底,施工中加强质量控制。
2.确保槽段宽度、深度、垂直度、水平平直度、沉渣厚度等符合规范及设计要求。
3.严把“原材关”,加强钢筋笼焊接质量的控制,确保整个钢筋笼的尺寸和刚度符合要求。
4.混凝土的质量对整个连续墙质量起到至关重要的作用。要求砂、石、水泥质量必须合格;级配良好;水灰比符合规范要求;良好的和易性确保水下灌注质量。
5.严格控制混凝土的配合比、水灰比、粗骨粒最大粒径、以及混凝土自密实性能,确保混凝土灌注后的密实度,增加混凝土自身抗渗性能。
四、安全保证措施
1.加强领导和教育,树立“安全第一”的思想,严格按照安全操作规程进行施工,做好安全交底工作。
2.对入场工人进行三级安全教育,岗位培训,安全技术交底;并做好班前活动记录。
3.编制《临时用电施工方案》、《深基坑安全施工预案》、《起重吊装安全施工方案》等安全专项方案,按方案组织施工。对危险性较大的事故隐患及时制定了预防措施并做好应急预案。
4.加强对现场安全检查
5.在危险性大的地方如变压器、配电柜、泥浆坑等地设置隔离带、警戒线,悬挂警示标志,尽量避免危险事故发生。在办公生活区配置灭火器、消防砂等,一旦发生险情能够及时排除。
五、结语
按照上述地下连续墙施工工艺及质量安全保证措施组织施工,有效解决了地下水丰富地区地下连续墙的施工难题。基坑开挖后检测:连续墙墙面平整密实,垂直度合格,无侵限情况;幅段间连接紧密,无渗漏水现象;各项指标均符合设计及规范要求。施工过程安全状况良好,环境保护措施得力。实践证明,上述连续墙施工工艺及质量安全保证措施科学合理、全面、适用性强,具有很好的借鉴意义。