深基坑地下连续墙异形幅施工质量控制技术研究.pdf

———文章编号：１００９４５３９（２０１８）增１００１６０３・科技研究・深基坑地下连续墙异形幅施工质量控制技术研究胡湘贵（中铁十四局集团第四工程有限公司山东济南２５０００２）摘要：结合工程实例，介绍了地铁车站深基坑地下连续墙异形幅施工质量控制技术，并从成槽质量控制、钢筋笼加工、桁架筋设置、吊装、入槽等几个工序进行了研究和技术应用，从而为本站及类似工程深基坑异形幅施工提供可行性技术参考。关键词：地下连续墙异形幅钢筋笼中图分类号：ＴＵ７５３文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－４５３９．２０１８．Ｓ１．００５ＳｔｕｄｙｏｎＱｕａｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＡｌｉｅｎａｔｅｄＷａｌｌｉｎＤｅｅｐＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＰｉｔＨｕＸｉａｎｇｇｕｉ（ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙ１４６ＢｕｒｅａｕＧｒｏｕｐ“４ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，ＪｉｎａｎＳｈａｎｄｏｎｇ２５０００２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｄｅｅｐｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｏｆｓｕｂｗａｙｓｔａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｗａｌｌ．Ｓｅｖｅｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｆｒｏｍｔｈｅｉｎｓｐｅｃｔｓｏｆｃｈａｎｎｅｌｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ，ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇｃａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｔｒｕｓｓｒｉｂｓｓｅｔｔｉｎｇ，ｈｏｉｓｔｉｎｇａｎｄｐｕｔｔｉｎｇｉｎｔｏｔｈｅｇｒｏｏｖｅ．Ｉｔｗｏｕｌｄｐｒｏｖｉｄｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆｄｅｅｐｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｄｉａｐｈｒａｇｍｗａｌｌ；ｓｐｅｃｉａｌ・ｓｈａｐｅｄａｍｐｌｉｔｕｄｅ；ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇｃａｇｅ１引言２工程概况地下连续墙作为地铁车站深基坑的围护结构，…对基坑安全及成形至关重要。如何控制地连墙成槽和钢筋笼质量并确保施工过程安全、质量可控是技术管理的重点，尤其异形幅地连墙更是地下连续墙施工最难控制的关键点。本文以宁波市轨道交通４号线庄桥火车站为例，通过异形幅地下连续墙成槽质量控制、钢筋笼制作与安装施工技术的研究分析，论证其中一种施工工艺及方法，为本站及类似工况下深基坑工程施工提供借鉴。——收稿日期：２０１８０２１７基金项目：山东省技术创新项目（２０１６２１９０１１０１）作者简介：胡湘贵（１９７１一），男，工程师，主要从事隧道施工及技术研究工作。２．１总体工程概况庄桥火车站及明挖区间位于宁波市轨道交通４号线土建工程的第８站。车站为地下二层岛式站台，车站采用明挖顺作法施工，车站基坑长４０２．８ｍ，标准段基坑宽２１．４ｍ，车站标准段开挖深度１７．７～１８．９ｍ。火车站平面布置如图１所示。图１庄桥火车站平面布置１６铁道建篱技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１８ｆ增，Ｊ万方数据・科技研究・２．２地下连续墙情况庄桥火车站主体围护结构旧１采用地下连续墙＋钢筋混凝土支撑和钢支撑体系。地下连续墙墙段之间的接头采用柔性接头旧Ｊ，地下连续墙厚８００ｍｍ，标“”准段采用一字幅６ｍ长度，端头井及连接段有异“”“”“”形幅，如Ｌ、Ｔ等型式。本站共设置１５幅Ｔ槽段，其中最深幅为４５ｍ，单幅重４１．２ｔ，幅宽５．５ｍ，“”Ｔ槽段的Ｔ头肋板伸出长度为２．２ｍ。３异形幅地连墙施工质量控制技术研究异形幅钢筋笼尤其是Ｔ形幅，为保证吊装安全，一般钢筋笼加工和吊装采用双节拼装，两次起吊方案，但是方案存在的弊端比较明显：（１）地连墙钢筋笼之间无法有效连接，降低了整体性。（２）双节拼装工期长、功效低。（３）双节起吊周期长，导致地连墙成槽后静止时间长，容易出现塌孔等现象。因此，如何在保证起重安全的前提下，有效缩短周期，提高槽口安全系数和地连墙质量是异形幅地连墙施工研究的重点Ｈ１。３．１Ｔ形幅地连墙成槽质量控制技术研究Ｔ字幅地连墙中Ｔ头肋板与横墙之间形成的９０。夹角区域，是成槽过程当中较为薄弱的位置。由于宁波地区地质原因，该区域一般容易出现大面积或成４５０夹角塌方，导致地连墙质量差、混凝土出现严重超量等现象。因此，为加强Ｔ形幅地连墙成槽质量控制，通过现场多次实践，采取了几种措施，现场效果反应良好。（１）成槽机的选用为保证地连墙成槽质量，选用了Ｔ一６０成槽机，摒弃了传统Ｔ一４０或Ｔ．４６型号机械，主要是因为成槽机的原理即是依靠抓斗自重自上而下抓土成形；而Ｔ一６０成槽机其抓斗重量一般为普通抓斗重量的１．４倍，成槽时速度稳定、墙体垂直度好、对周边扰动较小，薄弱区域可得到最大程度的保护¨。。（２）成槽工艺控制异形槽段严格按规定要求开挖，不足两抓宽度的槽段，则采用交替互相搭接工艺直挖成槽施工［６］。成槽机起重臂倾斜度控制在６５ｏ一７５。之间，挖槽过程中起重臂只作回转动作不做俯仰动铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ作。挖槽施工中随时注意液压抓斗的垂直度，注意保持抓斗中心平面和导墙中轴平面重合，抓斗人槽、出槽应慢速、稳当，根据成槽机仪表及垂直度情况及时纠偏，确保开挖槽壁面的垂直度和水平位置精度。Ｔ字幅地连墙易塌位置实际质量控制如图２所示。图２丁形幅地连墙易塌区域及现场实际控制质量（３）加强超声波检测采用超声波动态控制成槽质量，槽深、垂直度按１００％检测，每幅槽段检测不少于３个。Ｔ字幅地连墙易塌区域成槽质量超声波检测如图３所示。图３Ｔ字幅地连墙易塌区域成槽质量超声检测（４）泥浆护壁工艺控制泥浆护壁技术是地下连续墙工程基础技术之一，其质量好坏直接影响到地连墙的质量与安全。根据本工程特点及地质条件，采用优质泥浆护壁＂】，泥浆组成采用膨润土泥浆，加入ＣＭＣ增粘剂（羧甲基纳纤维素，又称人造浆糊）、纯碱、镁铬木质磺酸钙等辅助材料，严格控制成槽清槽及混凝土灌注时不同阶段的泥浆指标旧Ｊ。①泥浆搅拌严格按照操作规程和配合比要求进行，泥浆拌制后应静置２４ｈ后方可使用。②在成槽施工中，泥浆会受到各种因素的影响而降低质量。为确保护壁效果及砼质量，应对槽段被置换后的泥浆进行测试，对不符合要求的泥浆进行处理，直至各项指标符合要求后方可使用。③对严重水泥污染及超比重的泥浆（泥浆比重’２０８’ｒ增Ｊ１７万方数据・科技研究・大于１．３、ｐＨ值大于１４）作废浆处理，废弃泥浆应根据城市环卫要求用全封闭运浆车运到指定地点，保证城市环境清洁一。。④严格控制泥浆的液位，保证泥浆液位在地下水位０．５ｍ以上，并不低于导墙顶面以下０．３ｍ，液位下落及时补浆，以防塌方¨…。３．２Ｔ形幅地连墙钢筋笼质量控制技术研究在确保Ｔ形幅地连墙钢筋笼起重吊装安全的前提下，研究其加工工艺、一次整体起吊工艺是质…量控制的难点ｊ。本次以４５１１１Ｔ形幅钢筋笼为例，其Ｔ头肋板为２．２ｍ，经过计算，整体起吊状态下，钢筋笼重心水平位置由主钢筋笼部分向Ｔ头肋板偏移约５０ｃｍ，并位于Ｔ头肋板中下部分；另外，由于Ｔ头肋板两侧横笼部分宽度不等，横向重心位置由原横宽１／３处偏位３０ｅｍ左右。Ｔ形幅地连墙钢筋笼布置及重心位置如图４所示。图４Ｔ形幅地连墙钢筋笼布置及重心位置示意“”（１）采取新型人字桁架和斜撑杆钢筋笼工艺以保证起重吊装安全，根据现场实践效果，Ｔ字幅钢“”“”筋笼在平行桁架的基础上增设人字桁架和斜撑杆，以加强钢筋笼的抗弯与抗扭刚度，防止钢筋笼在空中翻转角度时发牛变形（见图５）。ａＴ头肋板桁架筋设置ｂ．斜撑杆设置及吊装点位置图５Ｔ形幅地连墙钢筋笼施工现场（２）吊筋设置工艺作为吊装的受力点，该处为集中荷载，因此最大程度的保证吊点安全及吊点受力性能是钢筋笼‘起重吊装的关键之处１２］。吊筋焊接如图６所示。１８铁道建筑技术＼兰重墨竖恒圭鱼圭筮＼兰亟堕竖图６Ｔ形幅地连墙钢筋笼吊筋设置平面在吊点位置处，在幅宽方向上增加一根妒２ｍｍ的钢筋与纵向钢筋焊接，作为吊点加强。（３）吊点控制技术Ｔ形幅钢筋笼由于其结构的特殊性，在起吊时钢筋笼容易旋转变形，结合起吊过程及力学平衡、弯矩最小原理，在吊点计算时应首先求出钢筋笼重心位置，再求出形心主轴方向，使其在起吊过程中的扭转角度与主惯性轴和原坐标轴之间的夹角相等。主惯性轴横坐标与钢筋笼两侧的角点即为吊点位置。“”“”Ｔ字形可划分为一个Ｌ形，一个一形钢筋笼，以水平笼边作为ｘ轴，转角顶点作为原点，建立—ｘＹ坐标系，假设两翼钢筋笼的厚度分别为ｄ和ｈ，对异性幅横截面求形心“”以Ｔ形钢筋笼计算为例，在重心计算时将其分为两部分（见图７）。①钢筋笼重心位置计算按照组合截面形心位置计算原则，Ｔ形幅最大受力处为横幅较宽Ｔ字幅地连墙图７Ｔ形幅地连墙钢筋笼吊点设置示意“”及Ｔ头肋板区域，因此就单侧Ｌ区域钢筋笼断面的重心点Ｃ处的坐标戈。、），。为：∑ｘ。＝Ａｉ・Ｘｉ／Ａ（１）∑ｙ。＝Ａ，・ｙ／Ａ（２）②吊点布置为了保证钢筋笼回直且副吊卸下后，保持两面四点平衡受力，笼头吊点（Ａ、Ｂ、Ｃ吊点）位置应位于迎土面，其余吊点（Ｄ、Ｅ、Ｆ吊点）均位于开挖面。即ｄ２、ｄ３为笼头吊点，ｄｌ、ｄ４为其余吊点位置。根据计算所得形心主轴确定吊点位置见图８。（下转第３８页）ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯ￡－ＯＧＹ２０１８ｆ增７Ｊ万方数据逐渐增加，说明了岩样内部发育的微裂纹逐渐增加。（３）经不同温度处理后，砂岩的力学强度特性发生了变化。随着温度的增加，砂岩强度呈现出先增加后逐渐降低的趋势，得到砂岩的脆一延性转化的临界温度为６００ｏＣ，通过试验获得的物理力学特性演化规律，为隧道钻眼、装药量提供了指导依据，同时为隧道安全快速施工提供了良好建议。［２］［３］［４］［５］参考文献郭清露，荣冠，姚孟迪，等．大理岩热损伤声发射力学特性试验研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２０１５（１２）：—２３８８２４００．张久宽．敖包梁隧道围岩与支护结构稳定性研究［Ｊ］．—铁道建筑技术，２０１６（４）：４９５２．张运庭．浅埋软弱地层隧道围岩稳定性分析及综合施—工技术［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１４（５）：８６８８．左建平，谢和平，周宏伟．温度压力耦合作用下的岩石屈服破坏研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００５（１６）：—２９１７２９２１．张志镇，高峰，徐小丽．花岗岩力学特性的温度效应试（上接第１８页）————————●—一＋卜一卜－．卜＋一－卜一・＋一一・＋一一一一・卜图８Ｔ形幅地连墙钢筋笼吊点设置示意夕４结束语（１）以本站为例，重点对深基坑Ｔ形幅地连墙成槽、钢筋笼加工、起重吊装等工艺进行了重点分析和研究，从而针对性的采取相应质量控制措施，通过现场实践效果良好。（２）地连墙围护工程作为地铁车站主要的工序，对整个车站的建设安全、运营安全至关重要，因此如何重点突破、攻关克难，是实现地铁车站建设的关键。本文通过以上分析与研究，有切实有效的实践效果，也对其它类似工程具有借鉴意义。参考文献［１］俞建霖，龚晓南．基坑工程变形性状研究［Ｊ］．土木工３８钐｝道建筑技术—验研究［Ｊ］．岩土力学，２０１ｌ（８）：２３４６２３５２．［６］朱合华，闫治国，邓涛，等．３种岩石高温后力学性质的试—验研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００６（１０）：１９４５１９５０．［７］谌伦建，吴忠，秦本东，等．煤层顶板砂岩在高温下的力学特性及破坏机理［Ｊ］．重庆大学学报，２００５（５）：—１２３１２６．［８］吴刚，邢爱国，张磊．砂岩高温后的力学特性［Ｊ］．岩石—力学与工程学报，２０１１（３）：２１１０２１１６．［９］李天斌，高美奔，陈国庆，等．硬脆性岩石热一力一损伤本构模型及其初步运用［Ｊ］．岩土工程学报，２０１７—（８）：１４７７１４８４．［１０］赵亚永，魏凯，周佳庆，等．三类岩石热损伤力学特性的试验研究与细观力学分析［Ｊ］．岩石工程学报，２０１７—（１）：１４２１５１．［１１］ＩＳＲＭ．ＴｈｅｃｏｍｐｌｅｔｅＩＳＲＭＳｕｇｇｅｓｔｅｄｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｒｏｃｋｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ｔｅｓｔｉｎｇａｎｄ—ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ：１９７４２００６［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎｏｎＴｅｓｔｉｎｇＭｅｔｈｏｄｓ，２００７．［１２］ＲＹＢＡＣＨＬ．ＲｙｂａｃＴｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｌａｔ－ｅｄｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｒｏｃｋ／ｆｌｕｉｄｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＪｏｕｍａｌｏｆＶｏｌｃａｎｏｌｏ－ｇＹａｎｄＧｅｏｔｈｅｒｍａｌ—Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９９３（１－２）：１７１１７２．“一＋一＋＋－＋－＋一＋－＋－＋．－４－－—程学报，２００２（４）：８６９０．［２］李铁军．郑州地铁车站地下连续墙支护基坑的变形分—析［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１５（４）：７５７７．［３］许满吉．吊脚连续墙在深圳地铁５号线深基坑施工中—的应用［Ｊ］．铁道标准设计，２０１１（８）：８９９０．［４］张峰．浅谈深基坑异型地下连续墙的施工技术［Ｊ］．—大科技，２０１ｌ（８）：１７６１７８．［５］刘光磊．带嵌岩锁脚桩的地下连续墙施工技术研究与—应用［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１６（８）：６８７０．［６］刘宝琛．急待深入研究的地铁建设中的岩土力学课题［Ｊ］．铁道建筑技术，２０００（３）：ｌ一３．［７］籍湛．地下连续墙在沈阳地铁车站围护结构施工中的—应用［Ｊ］．建筑技术开发，２０１０（４）：５２５４．［８］李海亮，王敖，李术．板桩码头地连墙接缝施工质量控—制［Ｊ］．港工技术，２０１５（３）：５５５７．［９］杨振平，孙勇．连体桩围护结构施工工艺及质量控制—［Ｊ］．中国港湾建设，２００６（５）：５４５５．［１０］宁胜杰，王自民．地铁车站地下连续墙施工技术研究—［Ｊ］．科技传播，２０１１（１６）：１６１７．［１１］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）：２４２５．［１２］童湘萍，陈忻凯．工字型钢板地连墙施工技术［Ｊ］．城市建筑，２０１５（１５）：１０５．ＲＡ『ＬＷＡｙｃ０ＮＳ丁开ＵＣ丁『０～丁ＥｃＨ～０ＬＯＧｙ’２０侣ｆ增Ｊ万方数据