昆明地区超深地下连续墙施工技术.pdf

·岩土工程·收稿日期：２０１６０３２５昆明地区超深地下连续墙施工技术宋文涛（中铁二十四局集团有限公司　上海　２０００７１）摘　要　结合昆明轨道交通　６　号线二期工程菊华综合枢纽站地下连续墙工程，简要阐述超深地连墙成槽、钢筋笼吊装、接头处理措施、水下混凝土灌注等关键技术，这对昆明地区的超深地连墙施工具有一定指导意义。关键词　地铁车站　地连墙　超深中图分类号　Ｕ２３１．４；　　ＴＵ４７６．３文献标识码　　　Ｂ文章编号　１００９４５３９　（２０１６）增　１　０３５１０４　　　　　　　　　ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＳｕｐｅｒＤｅｅｐＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＷａｌｌｉｎＫｕｎｍｉｎｇ　ＳｏｎｇＷｅｎｔａｏ（　　ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙ２４ｔｈ　　ＢｕｒｅａｕＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００７１　，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ　　　　　　　　　　　　　　　　ＣｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｗａｌｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＪｕｈｕａｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｈｕｂｓｔａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄｐｈａｓｅ　　　　ｏｆＫｕｎｍｉｎｇＭｅｔｒｏＬｉｎｅ６，　　　　　　　　　　　　　ｔｈｉｓｐａｐｅｒｇｉｖｅｓａｂｒｉｅｆｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｐｅｒｄｅｅｐｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｗａｌｌｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｓｌｏｔｓ，　　ｓｔｅｅｌｃａｇｅｈｏｉｓｔｉｎｇ，　　　　　　　　　　ｊｏｉｎｔｓｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓａｎｄｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｃｏｎｃｒｅｔｅｐｏｕｒｉｎｇａｎｄｏｔｈｅｒｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，　ｗｈｉｃｈｈａｓ　　　　　　　　　ｃｅｒｔａｉｎｇｕｉｄｉｎｇｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｓｕｐｅｒｄｅｅｐｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｗａｌｌ　　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｎＫｕｎｍｉｎｇ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　　ｓｕｂｗａｙｓｔａｔｉｏｎ；　　ｇｒｏｕｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｗａｌｌ；　ｓｕｐｅｒｄｅｅｐ　　１工程概况昆明轨道交通　６　号线二期工程菊华综合枢纽站为叠侧式地下三层车站；车站总长度约　　１４７ｍ，标准段外包宽度　　２４．６ｍ，基坑深度标准段为　　２７．６ｍ（盾构井段　　２９．６ｍ）。本工程地下连续墙主体围护结构设计墙厚　　１０００ｍｍ，嵌入深度约　　　２２～２４ｍ。分幅采用　　５．０ｍ标准长度，其余幅宽采用　　４．０ｍ、　４．４ｍ、４．５ｍ、　６．０ｍ等，共计　９１“”“幅。幅型分为一、Ｌ”“、Ｔ”、“Ｚ”“”字型，其中：一字型共　７２　“幅，Ｌ”字型共　１５“幅，Ｔ”“Ｚ”字型均为　２　幅。本工程实际施工最大笼重为端头井首开　　５．０ｍ“”一字型幅（含两端　Ｈ　型钢接头），重　　５６．６２ｔ。端头井钢筋笼长达　　５３．４５ｍ，为目前昆明最深地下连续墙。　２施工重难点及对策　　２．１建筑物的保护基坑南侧紧邻二环高架桥匝道，最近距离只有　１．５ｍ，西侧紧邻交通医院和其裙楼地下室，垂直距离最近只有　　１１ｍ。地下连续墙成槽施工容易对二环桥墩桩基和交通医院基础造成影响。本工程采取的对策：一是在地下连续墙和建筑物之间采用三轴搅拌桩形成隔断；二是地连墙成槽施工时，加快单幅槽段的施工时间，提高施工效率，减少槽段空闲的时间。　２．２地质条件差成槽深度范围内存在表层填土、粉土、圆砾层、黏土、泥炭质土。地下水埋深　　　１．５～２ｍ，含潜水及承压水层，开挖时表层填土及圆砾层易产生涌水、涌砂、塌陷等问题，粉土及泥炭质土容易产生塌孔、扩孔等问题。现场采取的对策：一是在不良地层调节泥浆比重保证成槽时地层的稳定；二是局部厚层杂填土区采用换填压实处理，回填材料采用水泥土，保证地连墙成槽质量。　２．３地下连续墙接头防渗“”在混凝土浇筑过程中，存在形成绕管混凝土的情况，易产生夹泥现象，造成基坑渗漏水，同时也影响相邻一幅地下连续墙的施工［１］。现场的对策是在工字钢两侧翼板上外包　０．５ｍｍ　的铁皮防止混凝土绕流［２］。１５３铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１６　（增１　）·岩土工程·　２．４新工艺盾构洞口范围内采用玻璃纤维筋代替普通钢筋，玻璃纤维筋材质韧性较好，但是由于其抗弯、抗剪性能差导致纤维筋笼起吊时骨架的自身稳定性较差，容易散笼。现场采取的对策是对采用玻璃纤维钢筋制作的钢筋笼采用分成两段对接的方式下放钢筋笼，针对容易散笼的问题，可采取工字钢包边增加玻璃纤维筋笼刚度的措施。　３施工技术及工艺　　３．１导墙施工技术导墙结构如图　１　所示，导墙施工顺序为［３］：场地平整→测量放样→开挖槽段→钢筋绑扎→模板支立→浇筑混凝土→拆模设木横撑→导墙回填。图　　　１导墙结构　　３．２泥浆系统（１）泥浆是地下连续墙施工中成槽槽壁稳定的关键，其质量好坏直接影响到地墙的质量与安全［４］，泥浆系统工艺流程见图　２。图　　２泥浆系统工艺流程　（２）泥浆箱设计（配置）。泥浆箱容量设计（以成槽开挖宽度　　５ｍ　计）。地下墙的标准槽段挖土量：Ｖ１＝　　５ｍ×　　５０ｍ×　　　１ｍ＝２５０ｍ３　　新浆储备量：Ｖ２＝Ｖ１×　　１．１＝２７５ｍ３泥浆循环再生处理池容量：Ｖ３＝Ｖ１×１．５＝　３７５ｍ３　　混凝土灌筑产生废浆量：Ｖ４＝　　５ｍ×　　４ｍ×　　　１ｍ＝２０ｍ３　　泥浆箱总容量：Ｖ≥Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４＝　６７０ｍ３　　（３）泥浆循环系统由泥浆泵和软管组成，输送采用３ＬＭ型泥浆泵，回收采用４ＰＬ　型泥浆泵，如图３所示。图　　３泥浆池平面布置　　３．３成槽工艺技术本工程开挖槽段采用　ＪＩＮＴＳＧ４６Ａ　地下连续墙成槽机，具有先进的电脑控制与纠偏装置，其抓斗可做自由落体冲抓硬质沙土等，是目前国内较为先进的地下施工设备，经验证明在　·　“”→×≥≤—　地下连续墙成槽机适用于昆明的地质条件，具有施工速度快、造价低等优点。成槽用时：槽段最大深度为　５５ｍ，最小深度为　　５０ｍ，单次抓斗抓深　　０．５ｍ，平均用时　　４ｍｉｎ，单抓宽度（　２．８ｍ）成槽至底需　１０４　次，单钻用时需　　４１６ｍｉｎ。按槽段划分，分幅施工，根据每个槽段的宽度尺“”寸，决定挖槽的幅数及次序，对于三抓成槽开挖，即先两边后中间的顺序进行开挖，直至设计槽底。　３．４成槽坍塌控制措施本工程地下连续墙成槽深度最深达　５５ｍ，在成槽深度范围内存在容易塌孔、坍塌的粉砂层和渗透系数高的圆砾层。因此在施工中必须严格控制以下几点［５］：（１）控制泥浆比重。根据成槽实际地质情况进行调节，控制在　　１．１８～１．２　之间，并进行性能测试；同时保证泥浆液面在规定高度上，注意及时补入。（２）控制成槽速度。为了防出现抓斗偏移、槽壁失稳等现象，掘进速度控制在　　５ｍ／ｈ　左右。　３．５成槽检测、垂直度控制措施在施工过程中，采用超声波测壁仪进行检测，２５３铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１６　（增１　）·岩土工程·并且每掘进　　１０ｍ　槽段检测一次，其质量控制措施如下［　６－９］：（１）成槽机进场后需进行垂直度校核，成槽的垂直精度应高于　３／１０００，清孔后槽底淤泥厚度≤　１０ｃｍ，底部泥浆比重≤１．１５。（２）为了使成槽偏斜率满足规范及设计要求，采用测斜仪监测成槽的偏斜情况，以指导施工。（３）成槽达到设计深度以后，采用超声波测井仪进行槽孔验收，验收项目包括孔深、孔宽和偏斜率。　３．６钢筋笼吊装工艺技术为节省施工时间并减少因分节制作带来的不利影响，本工程对除采用玻璃纤维钢筋以外的钢筋笼采用一次吊装入槽，钢筋笼吊装采用双机抬吊，１台主吊　　２６０ｔ，１　台副吊　　１５０ｔ。根据笼长、笼重经计算钢筋笼吊装采用　１２　点吊法。钢筋笼横向吊点布置：钢筋笼主吊吊点设置２　道，副吊吊点设置　２　道。钢筋笼纵向吊点布置：钢筋笼长度方向，布置６　点，主吊吊机设３　点，副吊吊机设３　点。车站地连墙紧邻菊华立交二环高架匝道桥，与桥面（桥面高　　８ｍ）最小净距　　１．５ｍ，空间有限。具体保证措施：（１）严格控制钢筋笼的焊接质量，保证钢筋笼的整体性和强度。（２）钢筋笼吊装施工时要控制好精度和整体性，保证二环匝道高架桥上行车安全，避免出现大的变形和坠落。（３）设专人指挥钢筋笼吊装施工，并尽量避开高峰时段吊装。　３．７接头、接缝处理措施由于车站范围内土质较软弱，采用　Ｈ　型钢接头填注砂袋的方法，以保证接头箱拔出时导墙不发生位移及槽壁不被破坏，其处理措施如下：（１）砂袋填充物选用成槽过程中泥炭质土，含量　２０％～４０％，以确保砂袋具有较好的可塑性和密实性。（２）砂袋填注之前，需要确定填充的砂袋量，根据槽壁端头的垂直情况及超声波检测结果，来测算砂袋量。（３）砂袋填注过程中，采用测绳控制每次填注的上升高度，范围在　　　２～３ｍ　之间。（４）当砂袋填充实测高度与理论高度相差较大时，则需用自制的约　　５ｔ　方形接头箱冲击压实，直至砂袋被压至理论高度，压实过程中应保持缓慢、匀速冲击，以防止将上层砂袋冲坏。　３．８水下混凝土灌筑浇灌墙体混凝土时，采用经过耐压试验的内径为０２５０，节长为　　２．５ｍ　的快速接头钢导管。地连墙水下混凝土灌筑如图　４　所示。图　　４地连墙混凝土灌筑示意　（１）墙体混凝土按照浇灌水下混凝土规范要求采用高于设计强度高一个等级的商品混凝土，采用Ｃ３０Ｐ６　水下混凝土，水灰比小于　０．６，每立方米混凝土中水泥用量　　＞４００ｋｇ（采用碎石）；坍落度应为　　１８０～　２２０ｍｍ，石子最大粒径不大于导管直径的　　１／８［１０］。（２）根据槽段的尺寸，整个槽段设置　２　套导管，管径法　２５０ｍｍ，采用法兰连接，导管下端距槽底距离控制在　　　０．３～０．５ｍ　范围内。混凝土由搅拌车运至孔口通过导管漏斗灌筑。泥浆中混凝土浇筑时将采取措施防止流态混凝土挤入相邻槽段内，入槽时混凝土坍落度控制在　　　１８～２２ｃｍ，每幅墙混凝土浇筑从底到顶必须连续进行，不得间断，混凝土应浇筑密实，防止出现蜂窝麻面现象［１１］。（３）混凝土浇筑过程中，经常量测混凝土灌筑量和上升高度，墙顶面混凝土面高于设计标高　０．３　～０．５ｍ。墙顶设计标高处的混凝土强度必须满足设计要求（不低于　Ｃ３０　混凝土），设计标高处不得有浮渣，墙头必须凿除。（４）浇灌混凝土过程中，灌筑速度应≥　　３ｍ／ｈ，不得溢出导管，同时应防止导管起拔困难，埋管深３５３铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１６　（增１　）·岩土工程·度保持在　　　２～４．０ｍ，专用提升机抽拔导管。混凝土面高差控制在　　０．５ｍ　以下［１２］。　４结束语通过对昆明轨道交通　６　号线二期工程菊华综合枢纽站超深地下连续墙施工研究与分析，提高了现场的施工速度及质量，经实践证明所采用的施工机械和施工工艺是成功的，为昆明地区施工地连墙技术提供了借鉴。参考文献［１］　郑宏．天津滨海新区　６１ｍ　深异形地下连续墙施工技术［Ｊ］．施工技术，２０１０，３９（１０）：　５０－５１．［２］　李辉．明挖法和盖挖法地连墙接头处防渗水措施［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１５（１２）：　７１－７３．［３］　刘学文．超深地下连续墙施工技术及质量控制［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１４（Ｓ１）：　２４２－２４３．［４］　孙红．某深基坑工程中的承压水防治措施［Ｊ］．浙江建筑，２０１５（１）：　２５－２６．［５］　郭迎波．浅述某工程超深地连墙施工技术难点及对策［Ｊ］．山西建筑，２０１１（９）：　８８－８９．［６］　孔莉莉，文新轮，马仕．软土地基超深地下连续墙　　５２ｍ成槽施工的质量控制与实践［Ｊ］．建筑施工，２００８（４）：　２４２－２４３．［７］　杨敦成．超深地下连续墙施工方法探讨［Ｊ］．中外建筑，２００９（２）：　１３３－１３４．［８］　孙立宝．超深地下连续墙施工中若干问题探讨［Ｊ］．探矿工程：岩土钻掘工程，２０１０，３７（２）：　５１－５３．［９］　赵菲菲．地下连续墙深基坑支护施工技术［Ｊ］．科技与创新，２０１５（５）：１５７［１０］王平．武汉琴台大剧院深基坑工程设计与施工［Ｊ］．施工技术，２００５（１）：　３０－３１．［１１］邓绍伦，杜晓辉．上海明珠二期南浦大桥地铁站工程超深槽段地下连续墙施工体会［Ｊ］．探矿工程：岩土钻掘工程，２００５，３２（５）：　６６－６７．［１２］高喜晨，黄文祥．地下连续墙施工技术［Ｊ］．探矿工程，１９９３（１）：檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪　２１２－２１３．　　（上接第　２９３　页）（３）静载荷试验试桩施工完成　　２８ｄ　后，选取　２　根试桩进行承载力检验。分别进行了单桩复合地基承载力载荷试验和单桩承载力载荷试验，检测结果（见表　４、表　５）符合重载铁路路基设计要求。表　　４单桩复合地基承载力载荷试验桩号设计复合地基容许承载力／ｋＰａ最大加载量／ｋＰａ对应沉降量／ｍｍ复合地基容许承载力实测值　／ｋＰａ对应沉降量／ｍｍＳ４１８０３６０５．２５１８０２．４８Ｓ５１８０３６０５．８９１８０２．５４表　　５单桩承载力载荷试验桩号桩径／ｍ设计单桩竖向容许承载力／ｋＮ设计桩长／桩径／ｍ最大加载量／ｋＮ对应沉降量／ｍｍＳ３０．４４５０２３９００１２．５８Ｓ６０．４４５０２３９００　１５．８９　５结束语根据试桩检测结果，验证了螺纹桩的施工质量可满足重载铁路路基的设计和施工质量验收标准要求。变截面螺纹桩具有施工工效高、承载性能优及环保等优点，目前在蒙华铁路全线已展开全面施工。实践证明螺纹桩在重载铁路软基处理中可以推广应用。参考文献［１］　李红文，李雪梅，郑俊基等．螺纹桩的设计及应用［Ｊ］．土木基础，２００６（２）：　８２－８４．［２］　郭克诚，陈保安，李斌，等．变截面螺纹挤密桩成桩法及挤密钻具．中国．２０１１１０１０５３１７．８［Ｐ］２０１１．０８．２４．［３］　杨启安，沈保汉．螺纹桩承载机理及承载力计算方法［Ｊ］．工业建筑，２０１３（１）：　６７－６８．［４］　孙文怀，张元冬，魏厚峰，等．螺纹桩在软弱底层中的应用［Ｊ］．华北水利水电学院学报，２００９（６）：　７４－７６．［５］　胡培进，汪忠卫，李强．变截面桩的力学性能及工程意义［Ｊ］．上海地质，２００７（３）：　３０－３１．［６］　余智贤，张意，闫旭东．螺纹桩施工技术探究［Ｊ］．重庆建筑，２０１４（９）：　４５－４６．［７］　郭克诚，袁德顺，孙伟，等．一种变截面挤扩螺纹桩钻具．中国．２０１５１０１６２７９７．ｘ［Ｐ］２０１５．０７．０８．［８］　赵娣．螺杆桩在高层建筑物中的应用［Ｊ］．铁道建筑技术，２００９（６）：　１２２－１２４．［９］　李波扬，吴敏．—一种新型的全螺旋灌注桩螺纹桩［Ｊ］．建筑结构，２００４（８）：　５５－５６．［１０］王少坤．新型复合地基桩与传统桩型技术经济比较［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１４（Ｓ１）：　３６３－３６５．［１１］　　　　ＤＪ／ＴＪ０８－２１５５－２０１４全螺纹压灌桩技术规程［Ｓ］．［１２］　　　ＴＢ１０１０６－２０１０铁路工程地基处理技术规程［Ｓ］．［１３］　　　ＴＢ１０２１８－２００８铁路工程基桩检测技术规程［Ｓ］．４５３铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１６　（增１　）