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随着城市建设的快速发展,便利的交通标志着城市进入快速发展的重要因素之一。地铁建设更与时具进。地铁施工工艺也相对提高进步,在施工中首先要对工程概况有充分的了解,包括地下障碍等重要地情地势。
一、在站台、站厅与地面之间设有楼梯、电梯连通
基坑围护结构采用钻孔灌注桩和水泥搅拌桩止水帷幕,基坑内设钢支撑系统,并在新旧结构相连处采用高压旋喷桩处理。在主体结构的底板、侧墙、顶板上均作防水处理,对施工缝、后浇带等特殊部位也做防水处理。此外,为防止混凝土收缩开裂,在主体结构的某些部位设置补偿收缩后浇膨胀混凝土。
车站内在左右两条线路中间设置立柱进行支撑,并在主体结构底板设置抗拔桩,车站设置风道,各种水电管线,建有各种机房、泵房、配电室等设施,在区间内建有人防工程。
车站结构采用明挖顺作法施工,由于车站周围多为旧建筑物,在正式施工前,先对周围建筑物、管线等进行加固、迁移和检测工作。
二、施工技术难点
1)基坑开挖拆除旧结构物爆破的控制、防震技术运用。
2)车站连续墙与内衬结构墙、板复合面的施工技术处理。
3)结构自防水和防水层施工缝、变形缝施工。
4)对周边建筑物的变化状态监测及保护。
三、钻孔桩施工方法
本地区地质情况为第四系全新统上部陆相层,第一海相层,主要岩性为粘土、粉质粘土、粉土、粉砂。围岩分类为Ⅰ~Ⅱ类。根据地质情况和市政府有关环保要求,我公司拟采用BG15液压旋挖钻机钻孔,泥浆护壁,导管法灌注水下混凝土。
1.成孔施工方法
1)施工场地准备
施工前修建必要的临时道路满足钻机等设备进场、设置泥浆池、同时对场地内杂物清除干净,并平整、压实,以防钻机发生不均匀沉陷。
2)护筒埋设
根据测量确定的桩位,准确稳固埋设护筒。 在护筒顶部开设2个溢浆口,高出地面20cm。护筒采用挖埋式方法埋设,用桩位定位器保证护筒中心与桩位中心一致,偏差不大于20mm。护筒底部埋至地下水位以下30cm,且护筒内泥浆面水位应高出自然水位2m以上,确保孔壁不坍塌,护筒外侧用粘土回填密实。
3)钻孔
桩身的垂直度要求在1/200,故钻机就位时保持底座平稳,以保证不发生倾斜位移。钻头中心采用桩定位器对准桩位。利用双向调节标尺或线坠调整钻杆垂直,钻杆位置偏差不大于20mm。开钻前钻机应先慢速旋转下放 ,轻压慢转待钻头正常工作后逐渐加大转速和钻压,进入正常钻进。为保证钻孔的垂直度,在钻进过程中随时注意钻机导向装置,钻孔过程中发生斜孔、弯孔、缩孔、塌孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷时,应停止钻进,采取以下措施:
①当钻孔倾斜时,可往复扫孔修正;倾斜过大时,填入粘土至偏孔处上部0.5m重新钻进;
②在成孔过程中或成孔后孔壁坍塌,轻度塌孔应加大泥浆密度度和提高水位;严重塌孔应投入粘土泥膏,待孔壁稳定后再采用低速钻进;
③钻孔漏浆可适当加稠泥浆或倒入粘土,慢速转动;护筒周围及底部接缝用土回填密度实,适当控制孔内水头高度,不要使压力过大。
4)泥浆护壁
为了确保钻孔质量、钻孔时选用使用效果较好的膨润土作为制备泥浆的材料,为提高泥浆的粘度和屈服值,提高护壁的形成能力,维护孔槽壁的稳定性。
5)清孔
钻到设计标高后即开始清孔作业,采用钻机自有的钻斗掏渣 ,排渣时必须及时向孔内补充泥浆,以防止孔内坍塌,同时掏渣时注意提升速度不能过快,以防止由于钻斗的抽吸作用,造成孔壁的坍塌。 清孔完毕时要达到如下标准:泥浆比重在1.10~1.15之间,含砂率在8%以内,粘度为18~20s,沉淀层厚度不大于15cm。清孔完毕后用检测笼测量孔径与垂直度,桩径应不小于30mm,不大于50mm,垂直度偏差不大于0.5%,如不合格应汇同监理工程师进行处理(洗孔或回填重钻)。
6)钢筋笼加工、运输及吊放
由于桩长较短, 钢筋笼一次成型吊装入孔,不在孔口接长钢筋笼。 为防止钢筋笼在起吊、安装过程中变形,在钢筋笼上布置环形加强箍筋,直径为φ12,间距2m左右。钢筋笼上设置保护层定位器,可采用混凝土环,沿钢筋笼周围均布3~4个,纵向间距4~6m。混凝土环穿在加强箍筋上。
钢筋笼起吊、运输及安装过程中应采取笼内绑缚杉篙措施防止变形,吊点宜设在加强箍筋部位。钢筋笼安装入孔时,应保持垂直状态,对准孔位徐徐轻放,避免碰撞孔壁,下笼中若遇阻碍不得强行下放,应查明原因酌情处理后再继续下笼。钢筋笼全部入孔后检查安装位置,确认符合要求后,将钢筋笼用吊筋进行固定,以使钢筋笼定位,避免灌注混凝土时钢筋笼上浮。
7)灌注水下砼
用φ250mm孔径的导管,隔水栓采用篮球胆,导管使用过程中定期进行水密性试验。导管接头用高强螺栓连接。首批砼量在2.0m3以上,以保证首灌混凝土在导管底部有100cm以上的埋深,灌注过程中保证导管埋深在2.0~6.0m之间,在钢筋笼底部埋深小于2.0m之前控制砼面上升速度和导管埋深不超过3.0m,避免发生浮笼。钻孔桩灌注时要连续灌注,防止间断造成断桩事故。
灌注水下砼时对新拌砼要求较高,施工中派专人进行进货检验,新拌砼的坍落度应在18~20cm之间,不离析,保水性好。做好砼运输车的调度工作,保持灌注连续性,不因运输车的问题出现停歇。灌注期间派专人进行相关的技术工作,根据进度的情况适时测量砼面高程,计算埋管深度,指示提导管、拆导管等工作,同时作好试件提取,新拌砼和易性试验等。
8)桩头处理及桩身质量检查
灌注孔桩时,砼面的高程应比设计高程高出80cm左右,灌注完毕后即可抽掉泥浆,挖除桩顶浮浆,但必须留下20cm左右等砼完全凝固后再进行凿除,以保证不扰动桩顶砼。凿除桩头过程中,必须凿到合格砼。
成桩后施工承台前对孔桩进行一次无损检测,以便对孔桩的成桩质量做到心中有数,对有质量疑问的孔桩进行处理。
2、钻孔桩施工技术措施
(1)钻孔时,为保持孔壁稳定,防止坍孔,应选好护壁泥浆,粘度和密度必须符合要求;护筒要埋深、埋牢、埋正,护筒底部与周围要用粘土夯实,防止外部水渗入孔内;开孔时保持钻具与护筒同心,防止钻具撞击护筒;在松散的粘砂土层钻进时,应适当控制钻进速度,不宜过快;终孔后,清孔和作灌注混凝土的准备时,仍应保持足够的补水量,保持孔内有一定的水位,并尽量缩短成孔后间歇和浇筑混凝土时间。
(2) 为防止偏孔,施工前要做好场地平整、碾实工作;钻机安置就位要平整、稳固,钻架要垂直;同时注意下好护筒,选用性能好的泥浆;钻具要保持垂直度、刚度、同心度,防止钻机跳动、钻杆晃动。
(3)为了保证钢筋笼安放位置正确,作到不上浮、不偏,吊放时要用2根50mm钢管将钢筋笼吊环叉住、卡牢;在钢筋笼四周上下应采取捆扎混凝土块导正措施;在混凝土灌注到钢筋笼下部时,应放慢浇灌速度,待混凝土进入钢筋笼2m后,再加快灌注速度,以保证钢筋笼轴线与钻孔轴线一致。
(4)桩混凝土灌注应选用合适的坍落度, 保证灌注顺利连续进行和混凝土的灌注质量。
五、主体结构施工方法及施工工艺
1、主体结构工程概况
地铁主体采用双层双柱三跨钢筋混凝土框架结构,车站主要结构受力体系由侧墙、立柱、中墙、梁和板等组成。在板和梁、板和墙的交界处设置受力斜托。
围护墙表面挂钢筋网喷50mm混凝土,主体结构采用全包防水层防水。若地下水位高,为了提高车站主体结构抗浮安全系数,在柱、墙下设置φ1200的钻孔灌注抗拔桩。
2、接地网施工
接地网由垂直接地体和水平接地体组成。
(1)在土方挖至设计标高后,人工平整场地,测放出接地网垂直接地体的位置,用直径为100的地质钻机按设计要求的深度和位置成孔。将事先焊接好的铜管插入孔内,铜管周边施放精电200-K降阻剂。施工按GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》执行。
(2)在基坑上测放出接地网水平接地体的位置,人工开挖网沟,沟深不小于0.6 m,水平接地体在沟内焊接成形,然后与垂直接地体焊接,最后在设计位置焊上接地引出线,接地引出线要求引出车站底板500mm。
(3)垂直接地体与水平接地体周边施放精电200-K降阻剂,对于水平均压带不施放降阻剂,降阻剂的使用依照厂家指导进行。用于制作水平接地体的扁铜材料长度不小于10米,用于制作垂直接地体的铜管材料的长度不小于3米。每段基坑的接地网埋设时要留有足够的搭接长度,长度不小于15cm。外圈水平接地体、接地引出线及连接两者的水平均压带,其本身及相互间的连接采用放热焊接。其它水平均压带的对接、水平接地体的交叉、外圈水平接地体与垂直接地体的连接、垂直接地体的对接,采用普通铜焊,必须保证牢固、无虚焊。水平接地网敷设好后用与底板垫层同标号混凝土填实。