淺談地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制

淺談（明挖）地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制

摘要：本文結(jié)合青島地鐵一期工程三號(hào)線08標(biāo)段雙山車站的建設(shè)工作對(duì)地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中各工序的質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要?dú)w納總結(jié)。關(guān)鍵詞：地鐵車站；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；質(zhì)量控制

目前青島地鐵一期工程的建設(shè)工作正在進(jìn)行，我單位承建地鐵一期三號(hào)線08標(biāo)段，本標(biāo)段包括兩站一區(qū)間，即雙山站、保兒站及兩站之間的區(qū)間段。因地鐵施工多在市區(qū)進(jìn)行，基坑周邊距城市道路、高大建筑物等較近，靜荷載及動(dòng)荷載較大，所以深基坑支護(hù)的質(zhì)量控制工作就顯得尤為重要，只有質(zhì)量保證了，安全才能有所保證。下面就結(jié)合雙山車站的地鐵建設(shè)簡(jiǎn)單分析一下地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制工作。

一、地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)控制要點(diǎn)

本公司承建車站主體結(jié)構(gòu)采用明挖法施工，支護(hù)結(jié)構(gòu)采用三種形式，分別為：鉆孔灌注樁+鋼管內(nèi)支撐體系，鉆孔灌注樁+錨索體系，吊腳樁。鉆孔灌注樁+鋼管內(nèi)支撐體系主要用于地鐵車站明挖基坑上部支護(hù)，采用此體系平衡基坑上部?jī)蓚?cè)土壓力。鉆孔灌注樁+錨索體系用于基坑中下部支護(hù)。當(dāng)中風(fēng)化巖層標(biāo)高高出基坑底標(biāo)高較大時(shí)，此部分基坑采用吊腳樁支護(hù)，即鉆孔樁只入巖2米，樁底距基坑底尚有一段距離，當(dāng)基坑開挖至吊腳樁底時(shí)，打設(shè)鋼管樁至基坑底對(duì)側(cè)壁進(jìn)行支護(hù)。地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工工序主要有鉆孔灌注樁施工、高壓旋噴樁止水帷幕施工、冠梁施工、鋼支撐施工、樁間網(wǎng)噴混凝土施工、錨索施工、鋼圍檁施工、自進(jìn)式錨桿施工、鋼腰梁施工等。

在組織人員機(jī)械進(jìn)場(chǎng)后首先進(jìn)行鉆孔灌注樁施工，鉆孔灌注樁施工完成后進(jìn)行高壓旋噴樁止水帷幕施工，圍護(hù)樁完成后，分層進(jìn)行土方開挖，土方開挖與各支護(hù)工序穿插進(jìn)行，即開挖一層支護(hù)一層。各工序的質(zhì)量控制要點(diǎn)總結(jié)如下：

1、鉆孔灌注樁施工技術(shù)控制要點(diǎn)

第一，樁機(jī)就位前夯實(shí)工作面，確保樁基施工過(guò)程中不發(fā)生沉陷。

第二，嚴(yán)格控制鉆孔樁樁位，雙山車站圍護(hù)鉆孔樁樁徑1米，間距1.7米，樁頂澆筑寬1米，高0.8米冠梁，。這就要求圍護(hù)樁施工時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)樁位的校核，確保樁位準(zhǔn)確。

第三，成孔過(guò)程中，經(jīng)常檢查孔內(nèi)有無(wú)異常情況，鉆架有無(wú)傾斜，各連接部位是否松動(dòng)。經(jīng)常對(duì)鉆孔泥漿進(jìn)行檢驗(yàn)，不符合要求時(shí)，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。始終保持孔內(nèi)泥漿稠度適當(dāng)、水位穩(wěn)定，以防塌孔。經(jīng)常注意土層變化，土層變化處均要留取渣樣，判明后記入鉆孔進(jìn)度原始記錄表中并與地質(zhì)剖面圖核對(duì)。不同土質(zhì)采用不同的沖程和泥漿稠度，最大沖程不超過(guò)6m；巖層中鉆進(jìn)時(shí)，盡量提高孔底的泥漿比重和額度，使孔底泥漿由一般的鉆渣托浮力變?yōu)槲展�力，使鉆頭下的碎巖塊裹于泥漿中，以減少巖石的重復(fù)破碎。鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，及時(shí)通知技術(shù)質(zhì)量檢查人員進(jìn)行鉆孔的中心位置、孔徑、傾斜度、孔深等進(jìn)行檢查，監(jiān)理確認(rèn)合格后進(jìn)行清孔。清孔注意事項(xiàng)：鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，稍提起鉆頭，離孔底20cm處反復(fù)沖擊，采用正循環(huán)進(jìn)行換漿清孔，并保持一定水頭高度，以防止塌孔�；炷�土灌注前進(jìn)行二次清孔，確�？椎壮敛旰湍酀{參數(shù)滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。清孔后的孔底沉渣應(yīng)小于5cm，泥漿指針：相對(duì)密度為1.03-1.1，粘度為17-20s，含砂率小于2%。經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)清孔滿足要求時(shí)，立即填寫清孔檢查單，并經(jīng)監(jiān)理工程師簽認(rèn)后方可進(jìn)行下道工序施工。

第四，成孔后用驗(yàn)孔器檢測(cè)樁徑及傾斜度，驗(yàn)孔器長(zhǎng)度不得小于孔徑的4～6倍，主筋采用Φ25鋼筋，其外徑比鋼筋籠外徑大10cm。加強(qiáng)圈鋼筋采用Φ25鋼筋，每隔2m設(shè)置一道，焊接在主筋內(nèi)側(cè)，并在加強(qiáng)圈位置焊接2Φ25鋼筋作為十字加勁撐。驗(yàn)孔器端部斜錐邊邊長(zhǎng)1m。驗(yàn)孔器制作完成后注意保護(hù)，使用過(guò)程中均勻設(shè)置吊點(diǎn)，確保不變形。

第五、鋼筋籠制作安裝質(zhì)量控制。制作：鋼筋籠制作嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙及有關(guān)技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行，在鋼筋加工區(qū)統(tǒng)一下料、焊接。在現(xiàn)場(chǎng)綁扎，鋼筋焊縫錯(cuò)開。安裝：在護(hù)筒壁安裝導(dǎo)向鋼管或者方木，確保鋼筋籠順利下到孔中不刮孔壁；在鋼筋籠上綁扎混凝土墊塊，或者焊接定位鋼筋，保證保護(hù)層厚度；每根樁的鋼筋籠作為一個(gè)整體，起吊時(shí)，為保證不變形采用兩點(diǎn)起吊，第一吊點(diǎn)設(shè)在骨架的下部，第二吊點(diǎn)設(shè)在長(zhǎng)度的中點(diǎn)到三分點(diǎn)之間，鋼筋籠可在其中插入兩根杉木起吊，以防止變形；鋼筋籠吊放到孔中后，將鋼筋籠固定在護(hù)筒上，確保鋼筋籠不上浮或下沉；通過(guò)拴樁校驗(yàn)鋼筋籠位置并進(jìn)行調(diào)整，鋼筋籠就位后用定位鋼筋或者鋼管固定。

第六、鉆孔樁灌注混凝土前，對(duì)孔位、鋼筋籠中心位置及二次清孔情況進(jìn)行檢查，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后進(jìn)行混凝土灌注施工。灌注過(guò)程中，注意對(duì)導(dǎo)管上拔的控制，避免出現(xiàn)堵管或斷樁。一般灌注混凝土前，導(dǎo)管距孔低30cm，導(dǎo)管低管長(zhǎng)度≥4m，其余導(dǎo)管長(zhǎng)度宜為2-6m，每次拔管后，導(dǎo)管埋入混凝土面至少2m,但不應(yīng)大于6m�；炷�土應(yīng)超灌不小于80cm，以保證樁頭質(zhì)量。

2、高壓旋噴樁止水帷幕施工控制要點(diǎn)

雙山車站采用Ф1200＠1700高壓旋噴樁，施工前，復(fù)核樁位，確保樁位準(zhǔn)確。然后檢查水泥、外摻劑的質(zhì)量證明或復(fù)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告。檢查高壓噴射注漿設(shè)備的性能，壓力表、流量表的精度和靈敏度。施噴前，將鉆機(jī)定位安放平穩(wěn)，旋噴管的允許傾斜度不得大于1.5％。水泥漿的水灰比一般為0.7-1.0。由于噴射壓力較大，容易發(fā)生竄漿，影響鄰樁質(zhì)量，需采用間隔跳打法施工。水泥漿宜在旋噴前1小時(shí)以內(nèi)攪拌。高壓噴射注漿完畢后，應(yīng)迅速拔出注漿管，用清水沖洗管路。為防止?jié){液凝固收縮影響樁頂標(biāo)高，必要時(shí)可在原孔位采用冒漿回灌或二次注漿等措施。

3、冠梁施工技術(shù)控制要點(diǎn)

冠梁施工技術(shù)控制主要包括：第一，測(cè)量放線準(zhǔn)確性，冠梁施工前首先鑿除鉆孔樁樁頭，此時(shí)進(jìn)行標(biāo)高控制，然后打墊層，放冠梁內(nèi)外邊線；第二，鋼筋綁扎要符合設(shè)計(jì)要求，安裝模板前設(shè)置好冠梁墊塊，保證保護(hù)層厚度；第三，混凝土澆筑時(shí)控制好混凝土澆筑質(zhì)量，確保振搗密實(shí)，無(wú)蜂窩麻面現(xiàn)象；拆模后立即做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作。

4、鋼支撐施工技術(shù)控制要點(diǎn)

鋼支撐由活動(dòng)端頭、固定端頭和中間節(jié)組成，各節(jié)由螺栓連接。橫撐采用φ609（t=16）焊接鋼管。由于吊裝跨度大，鋼支撐安裝至少需配備1臺(tái)100t以上吊機(jī)進(jìn)行吊裝。鋼支撐安裝時(shí)正確設(shè)置吊點(diǎn)，專人指揮，慢吊慢放。首先將活動(dòng)端頭及固定端頭定準(zhǔn)蓋梁預(yù)埋件，暫時(shí)擔(dān)在蓋梁上，然后采用2臺(tái)100t千斤頂對(duì)蓋梁施加預(yù)應(yīng)力，千斤頂本身附有壓力表，本車站第一道鋼支撐預(yù)加應(yīng)力20MPa，達(dá)到預(yù)加應(yīng)力值后活動(dòng)端頭填塞鋼楔塊，楔塊塞實(shí)后將千斤頂降壓拆除。

5、樁間網(wǎng)噴混凝土施工技術(shù)控制要點(diǎn)

鋼筋網(wǎng)片應(yīng)固定牢固，噴射混凝土?xí)r鋼筋不得晃動(dòng)；設(shè)計(jì)噴混厚度10cm，但具體施工時(shí)一般根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)調(diào)整，噴混結(jié)束后不得出現(xiàn)露筋現(xiàn)場(chǎng)；網(wǎng)片搭接長(zhǎng)度一般為1～2個(gè)網(wǎng)格，噴射混凝土應(yīng)在每步開挖的底部預(yù)留30cm，以便于下步開始后安裝鋼筋網(wǎng)；網(wǎng)噴混凝土配合比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，雙山車站噴射混凝土配合比為水泥：砂：碎石=1：2：2.5；水泥砂漿應(yīng)拌合均勻隨拌隨用，一次拌合的水泥砂漿應(yīng)在初凝前用完。

6、預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)控制要點(diǎn)

地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中，采用預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)施工的工序較為廣泛。預(yù)應(yīng)力錨索由自由段與錨固段組成。自由段鋼絞線除銹后涂船底漆兩遍，然后外套PVC套管，兩端20cm范圍內(nèi)黃油充填，外繞扎工程膠布。錨固段每2m設(shè)一道架線環(huán)，兩道架線環(huán)中間位置用Ф2鉛絲捆扎4道。錨索采用1860級(jí)Фs15.2鋼絞線制作。具體鋼絞線束數(shù)根據(jù)斷面形式有不同的設(shè)計(jì)要求。在錨固段前端設(shè)有采用Ф6.55鋼管制作的導(dǎo)向帽。預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)控制要點(diǎn)如下：

第一，測(cè)量放點(diǎn)要準(zhǔn)確；第二，鉆機(jī)就位開鉆前，技術(shù)人員對(duì)鉆機(jī)鉆桿角度及鉆桿的鉆進(jìn)端進(jìn)行檢查，確保錨孔的位置及傾斜角度準(zhǔn)確，鉆進(jìn)過(guò)程中同樣要對(duì)鉆進(jìn)角度進(jìn)行抽查；第三，將要成孔時(shí)，為防止砂石堵塞，孔深應(yīng)比設(shè)計(jì)深10~20cm；第四，為防止錨孔施工時(shí)發(fā)生串孔，采用“間隔跳打”的方法施工，即鉆進(jìn)完成一個(gè)錨孔后，移動(dòng)鉆機(jī)，間隔一個(gè)錨孔就位；第五，錨索自由段鋼絞線兩端20cm范圍內(nèi)黃油充填，外繞扎工程膠布，自由段PVC套管接頭部位同樣要用工程膠布繞扎牢固，避免水泥漿進(jìn)入自由段套管內(nèi)導(dǎo)致后期鋼絞線張拉長(zhǎng)度不足；第六，若錨孔位于砂土層，鉆孔完成后應(yīng)及時(shí)注漿，避免塌孔；第七，錨固段灌漿采用二次注漿法，一次注漿采用灰砂比1:1-1:2、水灰比0.38-0.45的水泥砂漿，二次高壓注漿采用水灰比0.45-0.55的水泥凈漿，二次高壓注漿壓力宜控制在2.5-5.0Mpa，二次注漿管采用Ф22聚乙烯管，在錨固段范圍內(nèi)，每隔0.5m設(shè)置Ф6的出漿孔，每斷面2個(gè)孔，出漿孔和注漿管內(nèi)端頭采用膠帶紙臨時(shí)密封；第八，錨固體的強(qiáng)度大于15MPa且大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70％時(shí)，方可進(jìn)行錨索張拉鎖定，張拉控制應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)錨索桿體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的0.75倍。張拉時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)應(yīng)力值分級(jí)張拉，即張拉至設(shè)計(jì)強(qiáng)度值的30％、70％、110％時(shí)，在每級(jí)拉力穩(wěn)定一段時(shí)間后再進(jìn)行加力。

此外，因車站第一道錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度一般為20m以上，若車站離城市道路較近，地下管線較多，錨索施工前需確認(rèn)鉆孔施工時(shí)不會(huì)破壞沿線管線。

7、鋼圍檁施工技術(shù)控制要點(diǎn)

鋼圍檁施工技術(shù)控制要點(diǎn)主要在于標(biāo)高的控制。即鋼圍檁吊裝前要將底部三角支架的標(biāo)高控制好，且三角支架要安裝牢固。鋼圍檁吊裝時(shí)注意安全，吊裝完成后，對(duì)鋼圍檁進(jìn)行焊接，鋼圍檁與噴混面之間空隙澆筑細(xì)石混凝土。8、自進(jìn)式錨桿施工技術(shù)控制要點(diǎn)

自進(jìn)式錨桿施工準(zhǔn)備與錨索施工準(zhǔn)備相同，區(qū)別在于自進(jìn)式錨桿直接采用錨桿做鉆桿進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆至設(shè)計(jì)深度即完成成孔及穿桿兩個(gè)工序。錨桿采用φ50空心鋼管，第一根鉆桿端部安裝十字鉆頭，鉆孔完成后鉆頭即留在孔內(nèi)。鉆桿之間鋼套筒連接。施工中同樣注意點(diǎn)位與鉆進(jìn)角度的控制。注漿時(shí)一定要從錨桿最里端往外返漿直至將鉆孔注滿。

9、鋼腰梁施工技術(shù)控制要點(diǎn)

鋼腰梁材料均采用Q235B級(jí)鋼材，主要采用I28a工字鋼與20mm厚鋼板焊接預(yù)制。每隔1.7m設(shè)置一個(gè)錨索張拉孔。鋼腰梁安裝前首先安裝三角支撐。安裝三角支撐前技術(shù)人員測(cè)量放線，定準(zhǔn)三角支撐位置及頂平標(biāo)高。工人根據(jù)支撐頂平利用電鉆鉆孔，采用膨脹螺栓固定三角支撐。鋼腰梁安裝就位后，鋼腰梁與噴混面之間空隙澆筑細(xì)石混凝土。

二、地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量管理要點(diǎn)1、切實(shí)做好技術(shù)交底工作

技術(shù)交底分為項(xiàng)目部?jī)?nèi)部交底和項(xiàng)目部對(duì)協(xié)作施工隊(duì)伍的交底。內(nèi)部交底一般由工程部組織編寫，在項(xiàng)目總工審批后組織項(xiàng)目部人員對(duì)每個(gè)工序進(jìn)行技術(shù)學(xué)習(xí)。相對(duì)內(nèi)部交底，項(xiàng)目部對(duì)協(xié)作隊(duì)伍的交底就更為重要，因?yàn)檫@是指導(dǎo)工人進(jìn)行施工的最直接的文件，這就要求編寫交底時(shí)必須全面、細(xì)致、易懂，具有指導(dǎo)性。

2、加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管控工作

工序施工過(guò)程中，技術(shù)人員做好質(zhì)量控制工作，實(shí)施工序質(zhì)量監(jiān)控，從工序活動(dòng)條件（人、材料、機(jī)械、方法、環(huán)境等）和工序活動(dòng)效果（即工序的過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)）兩個(gè)方面監(jiān)控，通過(guò)管因素、管過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量從事后檢查過(guò)關(guān)轉(zhuǎn)向事前、事中控制。

3、做好材料管理工作

原材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)，相關(guān)材料合格證、質(zhì)量證明書、質(zhì)量保證書、檢驗(yàn)報(bào)告、送貨單必須隨貨同行。依據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)計(jì)劃進(jìn)行復(fù)試并見(jiàn)證。材料進(jìn)場(chǎng)第一時(shí)間同現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理、技術(shù)人員、質(zhì)檢員、材料員、實(shí)驗(yàn)員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)。檢驗(yàn)合格后，報(bào)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理見(jiàn)證取樣并委托檢測(cè)單位試驗(yàn)，試驗(yàn)合格材料才能在工程中使用。

地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，使用預(yù)應(yīng)力鋼絞線及網(wǎng)噴混凝土較多。預(yù)應(yīng)力鋼絞線應(yīng)成批驗(yàn)收，每批鋼絞線由同一牌號(hào)、同一規(guī)格、同一生產(chǎn)工藝捻制的鋼絞線組成。每批質(zhì)量不大于60噸。鋼絞線的檢測(cè)項(xiàng)目主要包括六方面：①、表面及外形尺寸檢測(cè)，逐盤卷檢驗(yàn)；②、伸直性檢驗(yàn)，；③、整根鋼絞線最大力檢驗(yàn)，每批取樣3根；④、非比例延伸力檢驗(yàn)，每批取樣3根；⑤、最大力總伸長(zhǎng)率檢驗(yàn)，每批取樣3根；⑥應(yīng)力松弛性能檢驗(yàn)，每批取樣3根。每根取樣長(zhǎng)度宜不少于150cm。網(wǎng)噴混凝土主要做抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，采用噴大板切割法取樣，在施工時(shí)，將混凝土噴射在45cmx35cmxl2cm（可制成6塊）或45cmx20cmx12cm（可制成3塊）的模型內(nèi)，在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，加工成10cmx10cmx10cm的立方體試塊，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)至28d進(jìn)行試驗(yàn)。

4、嚴(yán)格工序報(bào)檢制度

貫徹自檢、互檢、交接檢的“三檢制”制度。“自檢”從操作者方面來(lái)說(shuō)是個(gè)人或班組對(duì)質(zhì)量的自我把關(guān)，保證操作質(zhì)量符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)�！盎�檢”是互相檢查工作，由個(gè)人與個(gè)人、班組與班組、同工程之間進(jìn)行。檢查工程質(zhì)量�！敖唤訖z”由前后工序、工種之間的交接檢查，包括質(zhì)量、工序完成后清理以及成品保護(hù)等各項(xiàng)內(nèi)容。在技術(shù)交底中需明確講明此規(guī)定，每施工完一道工序，協(xié)作隊(duì)伍向項(xiàng)目部報(bào)檢，項(xiàng)目部自檢合格后向現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理報(bào)檢，經(jīng)監(jiān)理檢驗(yàn)合格后方能進(jìn)行下道工序施工。只有將每道工序質(zhì)量控制合格，最終整個(gè)工程才能符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，方能投入使用。

5、加強(qiáng)管理人員技術(shù)培訓(xùn)

定期組織項(xiàng)目管理人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，熟悉圖紙，學(xué)習(xí)相關(guān)規(guī)范要求，了解新工藝新技術(shù)，提高項(xiàng)目部整體的管理水平。

6、基坑監(jiān)測(cè)：項(xiàng)目部?jī)?nèi)部監(jiān)測(cè)方法，積極配合第三方檢測(cè)觀察基坑每日的沉降量，一旦出現(xiàn)異常情況，及時(shí)聯(lián)系監(jiān)理、設(shè)計(jì)等單位迅速采取有效措施加強(qiáng)支護(hù)，保證施工安全。

三、心得體會(huì)

地鐵施工在青島市政行業(yè)中屬近期新增施工項(xiàng)目，缺少經(jīng)驗(yàn)積累，但地鐵項(xiàng)目前景廣闊，技術(shù)性強(qiáng)，這就要求我們?cè)诘罔F一期工程建設(shè)中邊施工邊總結(jié)，熟悉各工序的施工工藝，積累施工經(jīng)驗(yàn)，注重自身技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高企業(yè)的整體技術(shù)水平。通過(guò)實(shí)踐，個(gè)人體會(huì)很深刻：

1．按照不同的地質(zhì)情況設(shè)定不同的支撐體系，保證結(jié)構(gòu)安全。

2．同時(shí)項(xiàng)目部須完善質(zhì)量管理制度，逐級(jí)報(bào)檢，對(duì)不符合相關(guān)要求的工序及時(shí)處理。3.項(xiàng)目管理人員必須具備強(qiáng)烈的責(zé)任心，防微杜漸，做好現(xiàn)場(chǎng)管控，保證每道工序符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

擴(kuò)展閱讀：地鐵主變電站與車站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)分析

地鐵主變電站與車站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)分析

摘要：在明挖地鐵車站和主變電站施工中，通常采用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式有地下連續(xù)墻、鉆孔樁+止水帷幕、工法樁等3種形式，在詳細(xì)介紹3種結(jié)構(gòu)形式施工方法的基礎(chǔ)上，以蘇州地鐵一號(hào)線中3種圍護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用為例，從施工質(zhì)量、進(jìn)度、難易程度、工程造價(jià)、環(huán)境影響等多個(gè)方面對(duì)3種圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合比較分析，對(duì)類似工程的設(shè)計(jì)和施工提供了一定的借鑒。關(guān)鍵詞：地鐵車站；主變電站；明挖法；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；施工

在城市建設(shè)日益發(fā)展的要求下，地鐵作為地下一種交通運(yùn)輸方式，以它快速、便捷、安全等優(yōu)點(diǎn)，為緩解城市交通壓力發(fā)揮了巨大的作用[1-2]。地鐵車站和主變電站的施工方法，一般情況下，采用明挖、暗挖、蓋挖3種方式，而采用圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行明挖法施工是目前我國(guó)地鐵車站采用最為廣泛的一種施工方法[3]。地鐵的基坑工程有兩大特點(diǎn)：一是周邊環(huán)境敏感；二是必須確保安全。大部分地鐵基坑工程周邊都分布有對(duì)沉降敏感的建構(gòu)筑物、管線等，與此同時(shí)，它又常處于交通要道，地面荷載的不確定性較大。一旦發(fā)生事故，后果不可設(shè)想。我國(guó)個(gè)別城市在這方面已有深刻的教訓(xùn)。但是，我們不得不考慮，大多數(shù)地鐵基坑的支護(hù)工程均為臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，投資太大又會(huì)造成浪費(fèi)，因此，如何在確保安全的前提下，選擇合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，顯得尤為重要。本文結(jié)合作者在蘇州地鐵參建的多個(gè)地鐵基坑工程，來(lái)重點(diǎn)認(rèn)識(shí)3種常用圍護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，及地下連續(xù)墻、鉆孔樁+止水帷幕、工法樁。

13種圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要施工方法分析1.1地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)

地下連續(xù)墻施工前，首先澆筑導(dǎo)墻，導(dǎo)墻的目的是存貯泥漿，并起到導(dǎo)向的作用，因此，導(dǎo)墻的垂直度要求較高。連續(xù)墻開挖采用成槽機(jī)成槽，泥漿護(hù)壁施工，在成槽過(guò)程中，根據(jù)成槽進(jìn)度及時(shí)進(jìn)行鋼筋籠制作，在刷壁、清孔完成后，及時(shí)吊放鋼筋籠，下放導(dǎo)管，澆筑混凝土。連續(xù)墻施工工藝流程見(jiàn)圖1。連續(xù)墻主要適合飽和水砂層、淤泥質(zhì)土等軟弱地質(zhì)情況[4]，蘇州地鐵主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻較多。一般情況下，連續(xù)墻的厚度在600～1000mm之間，最厚的也可達(dá)到1200mm。地下連續(xù)墻在水利工程中應(yīng)用較為廣泛，由于其止水效果好，強(qiáng)度高，是一種最強(qiáng)的支護(hù)形式，對(duì)周邊環(huán)境要求較高的、深大、地質(zhì)條件差的基坑較為適用，但其施工工藝復(fù)雜，設(shè)備需專門配套，造價(jià)較高。

1.2SMW

工法樁圍護(hù)SMW工法圍護(hù)樁施工是用三軸攪拌樁機(jī)按設(shè)計(jì)位置對(duì)土層實(shí)施攪拌后，噴射出按一定配合比的水泥漿液與地基土一起反復(fù)攪拌，成柱樁樣水泥土混合體，并保證相臨柱樁樣混合體間重疊搭接施工，然后在水泥土混合體尚未硬化之前插入H型（多數(shù)為H型鋼，亦有插入拉森式鋼板樁、鋼管等）鋼作為其加勁材料，形成一道具有一定強(qiáng)度和剛度的、連續(xù)完整的形似墻體的一種勁性復(fù)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)，將防滲擋水與承受荷載結(jié)合起來(lái)[5]。這種支護(hù)形式對(duì)粘土和粉細(xì)砂最為有效，在一定條件下可替代地下連續(xù)墻，如果H型鋼等受拉材料能夠成功回收，則費(fèi)用低于地下連續(xù)墻。SMW圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工主要包括導(dǎo)墻施工、樁機(jī)定位、攪拌施工、水泥漿制作、型鋼的插入與拔除等工序。這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式在10m以內(nèi)的淺基坑中具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因此在附屬結(jié)構(gòu)等開挖深度較淺的結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多，蘇州地鐵中部分附屬結(jié)構(gòu)采用該種圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式。1.3鉆孔樁+止水帷幕結(jié)構(gòu)該種形式的圍護(hù)結(jié)構(gòu)原理是采用鉆孔樁作為主要的擋土結(jié)構(gòu)，止水帷幕作為主要的擋水結(jié)構(gòu)，一般除了鉆孔樁外，還有人工挖孔樁、或旋挖樁等多種樁的形式，而止水帷幕有旋噴樁、攪拌樁等形式。它的施工工序是先進(jìn)行鉆孔樁施工，待鉆孔樁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行止水帷幕施工，施工方法較為簡(jiǎn)單。鉆孔灌注樁應(yīng)用較為普遍，也適用于大多數(shù)地層，在我國(guó)已得到廣泛的應(yīng)用�；�坑工程的深度在7~15m最為合適，在我國(guó)北方土質(zhì)較好地區(qū)，已有8~9m的臂樁圍護(hù)墻[6]。鉆孔灌注樁的特點(diǎn)是：墻身強(qiáng)度高，剛度大，支護(hù)穩(wěn)定性好，變形小，無(wú)噪聲等環(huán)境公害，施工時(shí)無(wú)振動(dòng)，對(duì)周圍環(huán)境影響�。凰�也是一種較為靈活的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，大多數(shù)地層均適用，但在卵石和砂礫石中由于施工困難，應(yīng)在充分論證的基礎(chǔ)上采用。它的缺點(diǎn)是樁間縫隙易造成水土流失，還需要同時(shí)配備一定的擋水措施。蘇州地鐵中部分主體結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)采用該種圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式。

23種圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)分析

3種常見(jiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)從工程質(zhì)量、施工進(jìn)度、施工風(fēng)險(xiǎn)、工程造價(jià)、對(duì)環(huán)境的影響等多個(gè)方面，各有千秋，逐一分析如下。2.1施工質(zhì)量

連續(xù)墻作為擋土兼擋水結(jié)構(gòu)，具有較大的強(qiáng)度和剛度，對(duì)于基坑的穩(wěn)定比其他的圍護(hù)結(jié)構(gòu)而言較好，而且連續(xù)墻施工工藝成熟，施工質(zhì)量容易保證，接頭處一般采用鎖口管或工字鋼形式，防水效果較好。在質(zhì)量控制較好的情況下，基坑開挖后可達(dá)到不滲漏水的程度，這是其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)較難達(dá)到的，圖2為蘇州地鐵汾湖路站開挖后的連續(xù)墻照片，基本無(wú)滲漏水現(xiàn)象。

工法樁的止水效果主要取決于攪拌樁的水泥用量、攪拌效果等，一旦接頭處攪拌不均勻，很容易發(fā)生滲漏水，給基坑開挖帶來(lái)較大的風(fēng)險(xiǎn)。施工中主要控制攪拌樁的噴漿壓力、提升速度、水泥漿比重、接頭搭接等，避免出現(xiàn)施工冷縫。圖3為蘇州地鐵工法樁照片。

鉆孔樁+止水帷幕結(jié)構(gòu)介于連續(xù)墻和工法樁之間，從止水效果好剛度方面，雖然不能與形成整體結(jié)構(gòu)的連續(xù)墻相比，但是由于鉆孔樁的剛度較大，而且有專門的止水帷幕，止水效果較好（見(jiàn)圖4）。

2.2施工速度

由于連續(xù)墻采用成槽機(jī)成槽，水下混凝土灌注，一次性成墻約6m，比較鉆孔樁+攪拌樁止水帷幕結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，施工速度較快；但是比較工法樁來(lái)說(shuō)，速度較慢，連續(xù)墻平均每天成槽1幅（6m），工法樁每天成墻10組（12m）。2.3施工風(fēng)險(xiǎn)分析

連續(xù)墻施工最大的風(fēng)險(xiǎn)是鋼筋籠吊裝，大型鋼筋籠重20t左右，籠長(zhǎng)30m左右，需要至少一臺(tái)100t履帶吊和一臺(tái)50t履帶吊起吊，吊裝安全風(fēng)險(xiǎn)較大，需要做好安全管理工作。另外，成槽過(guò)程中可能出現(xiàn)塌孔、縮孔，給周邊房屋和管線帶來(lái)較大的影響。比較而言，工法樁采用一臺(tái)攪拌樁機(jī)進(jìn)行鉆孔攪拌，一臺(tái)履帶吊吊放H型鋼，風(fēng)險(xiǎn)較小；而鉆孔樁圍護(hù)采用正循環(huán)鉆機(jī)或旋挖鉆機(jī)即可施工，工藝最為簡(jiǎn)單，風(fēng)險(xiǎn)較小，止水帷幕采用旋噴樁或攪拌樁，與工法樁中的攪拌樁施工相似。2.4工程造價(jià)

根據(jù)我部承擔(dān)的蘇州地鐵施工單價(jià)，對(duì)3種圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行造價(jià)分析（表1），根據(jù)表1數(shù)據(jù)分析，連續(xù)墻造價(jià)較高，鉆孔樁次之，工法樁最低。

2.5施工環(huán)境影響

連續(xù)墻施工均為大型機(jī)械設(shè)備，對(duì)場(chǎng)地的要求較高，履帶吊、成槽機(jī)等均需要較為堅(jiān)實(shí)的路面，而且要求較為空曠的施工場(chǎng)地，防止在吊裝中碰撞其他物件，發(fā)生危險(xiǎn)，另外，施工產(chǎn)生的泥漿處理較為棘手，對(duì)環(huán)境的污染較大。工法樁施工產(chǎn)生的水泥土可以集中外運(yùn)處理，對(duì)環(huán)境影響較小。鉆孔樁既產(chǎn)生泥漿，同時(shí)止水帷幕施工也產(chǎn)生水泥漿，對(duì)環(huán)境的污染較大。

3結(jié)論和建議

地鐵基坑工程中的支護(hù)結(jié)構(gòu)是建設(shè)者們較為關(guān)注的問(wèn)題，它是一項(xiàng)技術(shù)含量高、施工風(fēng)險(xiǎn)大的建設(shè)工程。對(duì)于每一種地層結(jié)構(gòu)，都要進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)的分析，在通盤考慮安全、經(jīng)濟(jì)的條件下，才能得出最有效的支護(hù)形式。本文通過(guò)3種常用圍護(hù)結(jié)構(gòu)的對(duì)比分析，得出以下幾點(diǎn)體會(huì)，供設(shè)計(jì)和施工參考。1）連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工成本較高，但對(duì)于主體結(jié)構(gòu)施工，由于基坑開挖相對(duì)較深，連續(xù)墻圍護(hù)較為安全，建議采用連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，支撐體系首道宜為混凝土支撐，其余為鋼支撐。

2）附屬結(jié)構(gòu)基坑相對(duì)較淺，對(duì)于富水砂層地段，建議采用鉆孔樁+攪拌樁止水帷幕結(jié)構(gòu)，但是攪拌樁一定要穿透透水層，防止基坑開挖過(guò)程中出現(xiàn)管涌現(xiàn)象；對(duì)于粘土地段，為了節(jié)約工程造價(jià)，建議采用工法樁。

3）冷縫的處理在砂層建議采用攪拌樁或三重管旋噴樁，粘性土建議采用單重管旋噴樁或雙軸攪拌樁。參考文獻(xiàn)

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