地铁深基坑地下连续墙接缝渗水控制施工技术

2022-12-04

1 引言

地铁作为一种公共交通资源, 对于我国这种人口众多、土地资源紧缺的国情来说其重要性不言而喻, 能大大缓解城市的交通压力, 为人们提供安全、快捷的交通出行方式。线路设计是地铁设计的重中环节, 直接影响到系统规模、工程造价, 甚至影响到地铁的运行安全, 而要降低造价、确保地铁的正常运行, 必须进行合理的设计。截至2017年3月, 中国大陆建成投运地铁的城市已达27个, 其中地下连续墙在深度超过10米的深基坑中广泛应用;地下连续墙接缝渗水是影响基坑正常使用的重要影响因素;地下连续墙为地下隐蔽工程, 接缝质量影响因素较多, 施工质量很难控制。地连墙的接缝质量控制是工程施工成败的关键;成功控制地连墙接缝渗水, 在保证基坑安全的同时可以降低堵漏施工成本。

2 工程概况

苏州市轨道交通3号线工程土建施工项目III-TS-10标段位于江苏省苏州市吴中区宝带东路和东吴北路交叉路口下, 为3、4号线换乘车站。已先期开工建设, 并预留了地下三层换乘节点。同时本标段地连墙最深60米, 基坑最深27米, 本站主体结构基坑采用地下连续墙+内支撑围护结构体系。宝带东路站主题车站围护结构共计170幅地下连续墙;端头井钢筋笼长度60米, 分节后上部钢筋笼长38米, 约47吨;部钢筋笼长22米, 约25吨。地下连续墙全部采用工字钢接头。

宝带东路站地下连续墙成槽所穿越土层中, (3) 3层、 (4) 2层、 (7) 2a层为砂性土质, 此类土质遇水呈流速状态、抗剪强度低, 在成槽过程中容易引起槽壁坍塌, 从而影响地墙成槽及接缝施工质量。

根据宝带东路站地基土层特征及水文地质及地下连续墙设计情况, 结合实际施工中存在问题, 对地下连续重难点及接缝不合格原因进行分析如下:

3 地墙接缝渗水原因分析

根据宝带东路站地基土层特征及水文地质及地下连续墙设计情况, 对地下连续重难点及接缝不合格原因进行分析如下:

(1) 施工方案没有针对性。施工方案与现场实际不对应, 未对接缝质量提出控制措施。

(2) 地质情况差, 工程地质与勘察情况不一致, 导致施工过程中准备措施不足, 影响地墙接缝质量。

(3) 关于施工方案的技术交底不到位, 关键性施工工艺交底不完善。以苏州地铁调查可知, 苏州地区主要为软土地层, 实探土样与勘查一致。

(4) 刷壁不到位, 刷壁结束后检查, 仍有泥块带出。经调查, 刷壁工艺处于流程化作业, 未强化重视, 导致钢筋笼工字钢接头仍有泥块残留, 造成接缝夹泥。影像地下连续墙接缝质量。

(5) 混凝土出现绕流情况, 挖机探挖, 及相邻幅钢筋笼下放过程难以判断, 地墙接缝质量难以保证。

(6) 超声波检测不准或未检测, 部分槽段超声波仅检测一个位置, 对地墙情况难以做到清晰判读断。

(7) 混凝土浇筑不规范, 浇筑过程监理及现场技术人员旁站不到位。

(8) 泥浆配合比未经验证, 泥浆配比在本地区未经验证, 多为其他地区的经验。

(9) 泥浆的原材料不符合要求, 对膨润土、CMC等原材料进行检测, 发现膨润土容易沉淀。

根据现场实际及我单位施工经验, 从以上9个影响因素中确认出4个主要因素, 即:刷壁不到位、混凝土绕流、超声波检测频率低和泥浆配合比不合格。并对这四个要因进行分析解决。

4 解决要因对策及措施

(1) 刷壁不到位:加大刷壁的检查力度, 制作专门的刮刀及软刷。

(2) 混凝土绕流:填补沙袋, 确保接缝位置密封性。

(3) 超声波检测频率低:每幅地连墙至少进行两次超声波检测, 对检测有问题的地连墙增加检测频率。

(4) 泥浆不满足施工要求:开工前反复配制泥浆, 优化参数;合理设置泥浆制备场地及设备。

5 解决对策

5.1 刷壁不到位

首先对班组再次交, 明确施工员的责任和工人的职责, 要确保刷壁器上再无泥土才可停止, 确保接缝面的接合紧密;制定现场施工奖罚制度, 并计入工程计量。更新刷壁工艺。在成槽机的抓斗上焊接刮刀, 利用成槽机自重大的特点, 完成接头首次刷壁。成槽机抓斗22吨, 重量远大于刷壁器, 效果明显, 抓斗附带式铲刀示意图如图1所示。

其次, 采用强刷刷壁器。强刷为一块放形的钢板。派专人控制泥浆刷壁次数, 确保每个槽壁刮刷8次以上, 直至刷壁器再无大块泥土。

最后使用软刷刷壁器。软刷刷壁器符合型钢接头形状的方形钢丝刷。每次刷壁前检查钢丝的完整性。刷壁至钢丝刷头再无细小泥块为止, 见图2。两幅地墙连接施工尽量连续, 缩短时间间隔能够极大提高接缝水泥连接质量, 对防止接缝渗漏有很大好处。

5.2 混凝土绕流

现场控制型钢长度与成槽深度的匹配度。同时根据分幅位置严格控制钢筋笼下放过程的偏斜情况。型钢长度根据设计进行计算, 确定长度, 进行拼装。对成槽司机下达技术指标, 除考虑到10cm沉渣厚度外, 严格控制成槽深度, 封闭混凝土绕流通道。封头钢板底延伸至成槽底标高并插入土体20cm以阻断混凝土和水泥浆液沿封头钢板底部绕流;增设0.5mm厚、宽1m的止浆铁皮固定于钢筋笼两侧, 浇灌混凝土时止浆铁皮受压力张开, 紧贴两侧壁面, 阻断砂浆沿十字钢板和反力箱外侧绕流线路;回填粒径合理的石子或泥丸, 充填反力箱背后空隙以增强水平反力, 防止混凝土和水泥浆液的绕流, 止奖铁皮安装见图3。锁口管安装平面位置控制, 减少锁口管与型钢之间的间隙, 封闭通道。钢筋笼下放完成后, 在型钢背面添加沙袋等填充物, 并用锁口管将上面夯实, 防止混凝土绕流至型钢后面, 影响两次混凝土结合, 从而出现接头渗水现象。

5.3 超声波检测频率低

超声波检测频率由原来的一次加密为三次, 全程控制槽段质量情况, 见图4。成槽结束后在墙体平均选择3个检测点, 在连接端头选择1个点分别进行超声波检测, 全面掌握成槽后的槽段信息。对地墙施工的转角幅、具有特殊地质条件的地墙施工相应增加针对性的多点检测措施。选择市面上先进的超声波检测设备, 确保在槽段的浆液有变化的情况下。也能最真实的反映成槽的垂直度等。

5.4 泥浆指标不满足

在泥浆配合比根据所选用的原料先行试配, 再检测各项指标, 按检测的情况适当增加外加剂, 改善泥浆性能, 使之符合要求。现场配置完成泥浆, 每天均进行粘稠度、比重检查, 并随时视成槽情况进行加量调整。经调试后按优质膨润土8~12%, 纯碱0.5%, CMC0.5%, 水100%的配合比进行。清孔换浆。清孔时, 要用新鲜泥浆把槽孔内泥浆换出一部或大部分, 使孔底残留的淤积物最少, 并且要使槽孔内泥浆指标尽量接近新鲜泥浆, 以减少浇筑过程中的夹泥。因此针对上述泥浆问题在施工过程中提高泥浆质量标准, 针对砂性土, 制定专项泥浆配比。

5.5 基坑开挖成果

在宝带东路站地下连续墙进行地墙接缝防水预控后, 开挖前对基坑内进行预降水, 坑外水位数据稳定无异常;在基坑开挖进行掏槽检缝的过程中170幅地下连续墙, 153幅地下连续墙无渗水现象, 其中地墙接缝处渗水仅有3幅, 其余均为墙体渗水;保证了地墙接缝的质量。

6 小结

在本次地下连续墙施工过程中针对刷壁不到位、混凝土绕流、超声波检测频率低、泥浆指标不满足, 四个重要影响因素采取了针对性措施。提前分解了地墙接缝施工的重难点, 降低了风险。由于措施得当, 在基坑开挖过程中本地下连续墙接缝处未发现明显的渗水现象, 最大限度的保证了开挖和结构施工的顺利进行;并且降低堵漏施工成本, 也为项目创造了经济效益。这也证明本工程的接缝止水工艺是有效的、成功的。

摘要：国内地铁发展迅速, 本文以苏州市轨道交通3号线工程为实例, 针对地下连续墙施工过程中接缝渗水问题, 分析其原因, 针对刷壁不到位、混凝土绕流、超声波检测频率低、泥浆指标不满足四个重要影响因素, 提出施工解决方案措施, 经过实践, 证明采取措施得当, 解决了地下连续墙接缝渗水难点, 降低了堵漏施工成本, 降低渗水风险, 为地铁连续墙接缝渗水施工控制提供技术参考。

关键词：深基坑,连续墙,渗水,施工控制