摘要:围护结构对提升地铁车站安全性起到非常重要的作用,在此背景下,应进一步加大围护结构施工中钻孔灌注桩施工技术应用,并在前沿技术支撑作用下达到提质增效目的。本文以某地铁车站围护结构建设项目为例,针对该项目建设中钻孔灌注桩施工技术应用展开探讨,希望通过本研究能为同类型项目建设提供有益借鉴。
关键词:地铁车站;围护结构;钻孔灌注桩
0引言
在开展地铁车站建设实践中,质量控制核心就是围护结构的定位精度及垂直度控制,一旦桩定位精度不足,垂直度不符合设计要求,必将影响到基坑开挖,致使基坑内主体结构侧墙尺寸及桩间喷锚平整度控制难度加大。随着近年来国内建筑技术水平的不断提升,钻孔灌注桩施工技术被广泛应用于车站围护结构施工中,不仅极大地改善了地铁车站施工环境,还有效保障了施工安全、质量及效率。张志丹[1]结合武汉蔡甸区沌口路与长江路交叉口北侧沌口站工程项目围护结构项目为例,介绍了该项目建设中的钻孔灌注桩施工工艺,实践表明,通过
钻孔灌注桩施工技术的科学应用,有效保证了该项目建设的整体质量,基坑开挖阶段,维护桩垂直度与定位精准度得到了有效保证,实现了施工单位施工安全、质量、成本控制目标。本文结合具体项目实际,针对车站围护结构施工中钻孔灌注桩施工技术应用展开讨论。
1项目概况
该地铁车站建设中,采用钻孔灌注桩+1道混凝土支撑+2道钢管撑的围护结构形式,车站主体、出入口、风亭均采用明挖施工方式。根据施工要求,底板埋深达14.79m,顶板覆土达1.8m。主体建筑面积10800m²,附属建筑面积9655㎡,总建筑面积20455m²。
2车站围护结构形式
2.1基坑布置方式
结合现场勘测结果,为保障围护结构安全性,设计YK30+698.600~YK30+998.600段基坑为一级安全等级。结合本项目所在地环境条件、工程地质、水文地质等条件分析,并在精准计算及技术经济综合对比后,本车站结构采用钻孔灌注桩+内支撑施工方式,围护桩间距
设置为1.2m。标准段采用1道混凝土支撑+2道钢支撑方式,从而有效避免墙体变形问题。
2.2荷载设计
在开展本车站地下结构建设时,为保障围护结构稳定性,需在设计之时针对不同施工段进行强度、刚度、稳定性计算;同时对各施工阶段的荷载情况进行预测,并实时计算其极限荷载能力与常规荷载能力。 2.3围护结构计算
对围护结构进行精准地计算目的是确保围护桩、水土压力及支撑处在相对平衡体系内。在基坑开挖施工过程中,因围护桩承受着水土侧压力及地面超载作用,设计中本着“先变形、后支撑”原则进行计算。
2.4基坑稳定性验算
各支撑轴力及预加轴力统计计算结果如表1所示。
表1:支撑轴力及预加轴力统计单位:kN
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位置 | 单层支撑段 | 双层支撑段 | 三层支撑段 |
支撑 | 计算轴力 | 预加轴力 | 计算轴力 | 预加轴力 | 计算轴力 | 预加轴力 |
1道混凝土支撑 | 129 | | 160 | | 79 | |
2道钢支撑 | 758 | 热风拆焊台200 | 968 | 300 | 1042 | 300 |
3道支撑 | 558 | 200 | 610 | 200 | 680 | 200 |
| 镜片镀膜机 | | | | | |
3地铁车站围护结构施工中钻孔灌注桩施工技术应用
3.1施工准备
对基坑现场进行全面检查,了解地面杂物、既有构筑物及地下管线分布特征,对地面杂物进行清除,现场要保证地面平整,同时,为方便钻孔器械转移及钻孔施工中的安全性与稳定性,需对地面进行硬化处理[2]网络雷达无线接收器。
3.2测量放线
(1)桩位放线。要参考业主提供的控制点位置,借助导线与三角测量方式建立完善的控制网,控制网数据需在监理工程师审核签字后投入使用。
(2)控制网点把控。定期进行控制网点检测,以便在出现数据偏差后进行实时调整。
(3)水准点、高程检测。设计人员要结合业主所提供的城市水准点及高程引入临时水准点,监理工程师要对临时水准点及高程进行全面检测与校核,并在签字同意后投入使用[3]。
3.3护筒埋设
为保障钻机能够以垂直桩位方向进行钻进,并对钻口进行保护,有效预防孔口坍塌问题,需在孔口埋设护筒。护筒由钢板材料制成,呈圆筒形。埋设完成后,用黏土将孔壁与护筒间孔隙进行填实,避免打桩时出现漏水问题[4]。埋设深度根据土层性质而定,一般的,如果现场土质为砂土,埋设深度应超过1.5m以上;如果现场土层性质为黏土质,则埋设深度不能低于1m,其护筒应高出地面30~40cm,以防止地表水流入护筒内。
3.4成孔
结合现场需要,基坑钻孔采用泥浆护壁成孔方式,即在卷扬机作用下,将冲击锤悬吊起来,先将硬质土层及岩层破碎后再行成孔。成孔过程中,孔壁会有泥浆及粉末渣土挤入,为避免成孔质量不符合质量要求,需用掏渣筒进行清除。待护筒埋设工作完成后,就可以开展冲孔工作,冲孔初期,应缓慢冲孔,但需用冲锤在护筒中心位置进行密击,同时注入泥浆及块石,起到对孔壁保护作用。当冲孔深度未达到3m时,可适当加大冲击速度,提升冲击锤高度,由于此阶段最容易引起孔壁坍塌问题,需严格控制泥浆密度[5]。 3.5泥浆制备
泥浆护壁成孔过程中,泥浆所起作用最大,它不仅能起到保护孔壁作用,还能起到冷却设备、润滑及携渣作用。由于泥浆本身有一定的密度,如果地下水位之上存在孔内泥浆液面高出现象,就会产生静水压,起到液体支撑作用,进而很好地保护孔壁,防止孔壁坍塌。此为,在钻孔过程中,各土层孔隙容易引发孔壁剥落问题,泥浆可对孔隙尽心密实填充,形成一层致密泥皮。因泥皮透水性较差,可防止水渗透,保证了成孔内水压稳定性,进而维持了孔壁的稳定性;除此之外,钻孔产生的泥渣悬浮于泥浆之上,并随泥浆一同排出,不仅进一步达到良好的护壁效果,还方便了孔内渣土的排除。基于浆液如此多的重要作用,因此,一定要严格控制浆液配比,保证其密度要求,如果在钻进过程中出现泥浆密度降低现象,可适当添加膨润土,保障其密度满足工艺要求[6]。值得注意的是,在施工过程中一定要结合环保要求对泥浆、泥渣进行环保处理。
3.6水下混凝土浇筑
在进行水下混凝土浇筑作业时,应用最多的方法就是导管法。导管法就是将密封连接后钢管下放至成孔,为混凝土浇筑提供通道,同时还能有效预防泥土、泥浆及其他杂志掺入混凝土中,影响浇筑质量,保障桩身密实度与坚固度。在下放混凝土通道管时,导管底应距
离孔底0.3m~0.5m,导管定应高出地面3~4m,并在导管中放置隔水塞。待管内注满混凝土后,剪短隔水塞铁丝,混凝土便可顺着管道流泻至孔内。相较于钻孔所用泥浆,混凝土密度更大,因此,混凝土下沉到孔底时,泥浆就会上浮,混凝土就会宝珠导管下口,形成混凝土堆[5]人体穴位模型。
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