近幾年上海市軌道交通地下車站均采用地下連續墻工藝。地下連續墻施工工藝由于對周圍環境影響小,墻體剛度大,止水性能好,是深基坑工程常用的圍護方法,并作為結構正式復合墻體的一部分,其質量好壞直接關系到工程的百年大計,故須對其施工質量進行重點控制。
一、前階段上海地區地下連續墻施工發生的問題
在前階段軌道交通車站同時大規模施工,導致施工機具、施工管理力量緊缺,施工中反映出的質量問題有:
1.地下連續墻開挖面露筋、夾泥、夾砂、槽段接縫滲水,這是地下連續墻施工的通病。
2.在復雜地質條件下施工,槽段坍塌,砼充盈系數大,地下連續墻侵限,給復合內襯結構施工帶來不利。
3.在復雜水文地質條件下,地墻墻縫開叉,造成基坑底板隆起,危及基坑安全,基坑外側遇承壓水涌入坑內,造成坑外周邊地表下沉及坍塌,危及周圍構筑物。
4.槽壁垂直度不符合要求,侵入復合內襯限界。
5.鋼筋籠吊起時,發生鋼筋散架等現象。
6.成槽機抓斗埋入墻中、鎖口管上拔過程中接頭斷裂。
二、基坑地下連續墻施工中遇到的問題
1.導墻施工時,遇層厚很厚的雜填土或浜填土、暗浜及地下障礙物。
2.鋼筋籠做平臺不平整,鋼筋焊接存在漏焊、咬肉,焊縫厚度不達標、接駁器接頭精度差等問題。
3.地下連續墻開挖面露筋、夾泥、夾砂、槽段接縫滲水。
4.不重視地下連續墻的垂直度控制,超聲波測點少,超聲波曲線無法反映地下槽壁綜合質量情況,直至砼澆筑時砼澆筑量超出設計量時,才發現槽壁坍塌。
5.鋼筋籠下放過程中,遇到槽壁坍塌,鋼筋籠無法順利下放。
三、地下連續墻施工質量控制措施
1.導墻施工
1)祁連山路站地下車站導墻施工過程中,分別遇到了雜填土、浜填土、地下障礙物等異常地質情況。
在連續墻范圍內遇層厚很厚的雜填土或浜填土時,將導墻加深至粘土層,并根據需要將導墻構筑成“][”型導墻形式。
導墻溝槽開挖時,為防止溝槽坍方,采取插鋼板樁圍護措施。
2)在連續墻范圍內遇暗浜情況下,有對暗浜土進行換填或改良兩種處理措施:
換填土可采用優質粘土或水泥改良土,并經夯實或靜置一段時間;
暗浜土改良,摻加一定水泥后用挖機就地攪拌。暗浜地段導墻宜加深并構筑成“][”形式。
3)在連續墻范圍內遇地下障礙物導墻構筑前,認真進行連續墻墻址范圍的地下障礙物調查,并徹底清除連續墻范圍地下障礙物。
①對于埋深在5米以內的地下障礙物,可采取放坡或鋼板樁圍護條件下進行導墻溝槽開挖并清除連續墻范圍地下障礙物。
②對于連續墻范圍埋深大于5米的有筋樁(灌注樁或樹根樁等)可采用千斤頂拔除,然后向孔內回填優質粘土。
③對于連續墻范圍埋深大于5米的無筋樁(攪拌樁、粉噴樁、旋噴樁等)可采用鉆機磨樁清除,然后用優質粘土置換孔內泥漿。
④若有已廢棄的地下管線橫穿連續墻導墻,則需在連續墻成槽前對廢棄管線進行有效封堵,以防止槽壁內泥漿流失。
4)若遇地下連續墻范圍地質條件差時,為防止連續墻坍方,采取如下預防或應對措施:
將導墻加高,以提高槽內泥漿液面(俗稱“高導墻”);在連續墻兩側預先采用攪拌樁圍護(俗稱“夾芯餅干”);采用井點降水措施,降低周邊地下水位;提高泥漿比重。
2.設備選擇與成槽機操作人員操作的質量控制
1)選擇成槽機必須有糾偏裝置,成槽機駕駛員對抓斗下放有很好的控制,這點很重要。
2)成槽過程中,操作人員如能做到以下幾點應能較好保證槽壁的穩定性:
①抓斗出入導墻口時要輕放慢提,防止泥漿掀起波浪,影響導墻下面、后面的土層穩定。
②成槽時,懸吊抓斗的鋼索不能松馳,定要使鋼索呈垂直張緊狀態,這是保證挖槽垂直精度必須做好的關鍵動作。
③挖槽作業中,要時刻關注測斜儀器的動向,及時糾正垂直偏差。
④單元槽段成槽完畢或暫停作業時,即令挖槽機離開作業槽段。
3.遇特殊地層的地下墻施工應采取的措施
上海地區尤其是涉及到蘇州河流域以北的車站淺層存在不同厚度的砂質粉土,該土層水的滲透系數相當大,在動水作用下很容易發生蠕變或坍方現象,可能會造成泥漿流失,應注意觀察液位,一旦下落應及時補漿,以防塌方。同時考慮到遇砂質粉土單純采用泥漿無法滿足成槽護壁要求,地下連續墻施工前采取井點降水方案,通過降水,一方面抬高了泥漿液面和地下水頭的壓力差,增加了槽段壁面的穩定,另一方面固結砂質粉土層,保證該層土在成槽中的穩定。
4.槽段成槽開挖垂直度質量控制
1)在成槽過程中,應控制成槽機的垂直度,為達到地下墻的垂直度要求,在成槽前調整好成槽機的水平度和垂直度。成槽過程中,利用真砂成槽機上的垂直度儀表及自動糾偏裝置來保證成槽垂直度。
2)初始挖槽精度對整個槽壁精度影響很大,要求分包單位在成槽過程中遵守:抓斗入槽,出槽應慢速均勻進行,嚴格控制垂直度,確保槽壁及槽幅接頭的垂直偏差符合設計要求。
3)成槽時,避免在開挖槽段附近增加較大地面附加及振動荷載,以防止引起槽段坍塌。成槽過程中應加強觀測,如發生較嚴重局部坍塌對環境造成影響時,應將槽段及時回填后經處理重新開挖成槽。成槽機掘進速度不宜過快,以防槽壁失穩,當挖至槽底2~3米左右,應用測繩測槽,防止超挖或少挖,并進行泥漿置換和泥漿質量檢測。
4)規范規定地下連續墻垂直度≯3‰,成槽機駕駛員可根據安裝在液壓抓斗上的探頭,隨時將偏斜的情況通過探頭連線在駕駛室里的電腦上,駕駛員可根據電腦上四個方向動態偏斜情況,啟動液壓抓斗上的液壓推板進行動態的糾偏,這樣通過成槽中不斷進行準確的動態糾偏,確保地下墻的垂直精度要求。
