本發明屬于地鐵建設技術領域,更具體地說,尤其涉及一種低凈空下地鐵圍護結構地連墻。同時,本發明還涉及一種低凈空下地鐵圍護結構地連墻的施工方法。
背景技術:
隨著各城市人口的增加,城市交通問題已經成為我國社會的難點和熱點問題,城市交通不僅僅是一個市政工程問題或交通技術問題,而且是一個綜合性的社會問題。未來幾年城市軌道交通等新型交通工具將發展迅速,然我國城市軌道交通尚處于初步發展階段。在建設過程中如何統籌兼顧,優化格局,合理分配資源,凈化環境,因地制宜,是每個建設者應亟待解決的。地鐵是交通運輸方式中比較特殊的一種,由于其自身的優勢,地鐵在今后的社會和經濟的發展過程中,必然將扮演一個十分重要的角色。因此,我們需要切實加強地鐵施工技術的研究和創新,在地鐵施工過程依照實際情況確定地鐵的技術措施,并制定相應的合理規范的技術管理體系,以此來保障地鐵施工項目安全有效的進行,從而提高地鐵的整體質量。
隨著國內眾多城市的地鐵建設的大發展,各種復雜的周邊環境、地質、水文、地面條件下的地鐵施工越來越多,對各種施工新工藝、新方法的研究也越來越普遍,保證和提高施工安全及工效是重中之重。復雜空間條件下進行地鐵車站施工綜合技術很有研究意義和應用前景。某某市地鐵某號線某某廣場站位于某某高架橋下,與地面凈空實測數據為9.7m~10.0m,如何實現橋下低凈空地下連續墻施工是車站重難點。
技術實現要素:
本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點,而提出的一種低凈空下地鐵圍護結構地連墻。
為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:
一種低凈空下地鐵圍護結構地連墻,包括鋼筋籠,所述鋼筋籠的兩側焊接有H型鋼,所述鋼筋籠的上端一側焊接有鋼板,所述鋼筋籠置于地連墻成槽內部,且鋼筋籠的內部澆筑有混凝土結構層。
優選的,所述鋼筋籠的縱向鋼筋焊接在鋼板的外側。
優選的,所說鋼板的兩端焊接在H型鋼的兩側邊的內側。
本發明還提供了一種低凈空下地鐵圍護結構地連墻的施工方法,包括如下步驟:
S1、施工準備:經過場地平整處理→測放樁位→溝槽開挖→鋼筋綁扎→模板施工→混凝土澆筑→拆模→架設內支撐→導墻側土回填施工步驟順序制作導墻;
S2、泥漿制備:首先對泥漿拌制的原料進行確認,并做小樣試驗,當達到要求值后,進行批量拌制,拌制完成后靜置24h后待用;
S3、成槽施工:選擇使用改裝沖擊鉆機沖擊式沖進工法,成槽時先鉆進主孔,后劈打副孔,主副孔相連成為一個槽孔,最后使用方錘進行修孔到達施工要求;
S4、成槽檢驗驗收:檢查完成步驟S3的成槽,把槽孔中的不合格泥漿以及殘留在孔底和孔壁上的污泥物清除掉,并使用刷壁器對槽段接頭混凝土壁進行刷壁,刷壁完成后采用超聲波檢壁以對每個槽段的成槽進行檢驗驗收,驗收合格后才可進入下個工序;
S5、地連墻鋼筋籠制作:地連墻的鋼筋籠在胎膜架上整體制作,在鋼筋籠兩側焊接有H型鋼,并在鋼筋籠的上端一側焊接鋼板,完成鋼筋籠的制作;
S6、拼接入槽:使用吊車將完成步驟S5的地連墻鋼筋籠分節吊起,在分節處進行拼接且鋼筋籠接頭與鋼板進行焊接,焊接完成后,將鋼筋籠裝入完成步驟S4的成槽中;
S7、混凝土澆筑:選用D=300的圓形螺旋接頭型混凝土導管對完成步驟S6成槽中的鋼筋籠進行水下混凝土澆筑;
S8、地連墻質量完整性檢測:在完成步驟S7水下混凝土灌注后,并在達到齡期后,利用超聲波儀器對地連墻的混凝土質量和完整性進行檢查。
優選的,所述步驟S5中提到的在鋼筋籠制作時,預先在H型鋼的側板內側焊接0.2厚的起到阻止繞流作用的鍍鋅鐵皮。
優選的,述步驟S6中提到的拼接入槽,在分節吊裝時,下端鋼筋籠在槽段上方安裝就位準確后,再將上節鋼筋籠吊裝與下端鋼筋籠主筋準確對位,對位準確后將上節主筋分別與鋼板焊接。
優選的,所述步驟S3中提到的成槽施工,在成孔速度明顯提高或明顯下降時需要進行留取渣樣,根據渣樣分析地質情況,控制好沖擊過程鉆機的揚程,防止偏孔。
優選的,所述步驟S3中提到的成槽施工采用的是泥漿護壁工藝,液面高出地下水位0.5米以上。
優選的,所述步驟S3中提到的成槽施工時,為使每一個施工槽段有充分的時間達到強度要求,同時又不影響工程整體進度,成槽施工采用單元跳躍式進行。
本發明的技術效果和優點:本發明提供的一種低凈空下地鐵圍護結構地連墻,本發明以地連墻鋼筋籠整體制作,采用鋼板連接,便于橋下低凈空分節吊裝,且鋼筋籠鋼板拆節后準確定位,焊接方便;本發明提供的一種低凈空下地鐵圍護結構地連墻的施工方法,在車站連墻成槽時選用沖擊鉆成孔,沖擊鉆機先鉆進主孔,后劈打副孔,最后采用方錘修孔,主副孔相連形成一個槽段,沖擊鉆機使用范圍廣,機械構造簡單,對地層適應性強,成槽成本相對較低,根據工程造價、地層條件和機械適用性等來考慮,沖擊鉆機成孔能滿足要求。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖。
圖中:1鋼筋籠、2H型鋼、3鋼板。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明,并不用于限定本發明。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
實施例
一種低凈空下地鐵圍護結構地連墻,包括鋼筋籠1,所述鋼筋籠1的兩側焊接有H型鋼2,所述鋼筋籠1的上端一側焊接有鋼板3,所述鋼筋籠1置于地連墻成槽內部,且鋼筋籠1的內部澆筑有混凝土結構層。
一種低凈空下地鐵圍護結構地連墻的施工方法,包括如下步驟:
S1、施工準備:
導墻制作,導墻施工具體步驟:場地平整處理→測放樁位→溝槽開挖→鋼筋綁扎→模板施工→混凝土澆筑→拆模→架設內支撐→導墻側土回填制作導墻。
S2、泥漿制備:
在地墻施工時,泥漿性能的優劣直接影響到地墻成槽施工時槽壁的穩定性。根據本工程的地質情況及以往地墻施工經驗,本工程泥漿配比按照性能要求,按試驗確定。由于材料性質的變動,每一批新制的泥漿要進行泥漿的主要性能的測試,對泥漿的粘度、比重進行測試,符合技術要求的泥漿才允許使用,如果上述泥漿指標不能滿足槽壁土體穩定,須對泥漿指標進行調整。
泥漿攪拌嚴格按照操作規程和配合比要求進行,對原料進行確認可用后,應做小樣試驗,當達到要求值后,方可進行批量拌制。批量拌制時,應對投入量進行正確的計量,泥漿拌制后,應靜置24h,讓其充分發酵后方可使用。
投入使用,泥漿由后臺通過泵吸管路輸送至成槽的槽段中。隨著成槽深度的增加,泥漿也源源不斷的輸入,直至成槽結束。在輸入過程中,嚴格控制泥漿的液位,保證泥漿液位在地下水位0.5m以上,導墻頂面30~50cm,液位下落時要及時補漿,以防塌方。為保證前臺與后臺的呼應關系,整個過程采用對講機進行聯絡,做到及時、準確、避免造成供應過多,漿液溢出導墻,或供應過少,漿液不足而造成土體塌落的情況發生。
為確保護壁效果及混凝土質量,應對槽段被置換后的泥漿進行測試,對不符合要求的泥漿進行處理,直至各項指標符合要求后方可使用。
泥漿的再生處理,清孔泥漿和澆灌混凝土過程中回收泥漿必須通過泥漿分離系統進行分離后再經過調漿后方可繼續使用,循環泥漿經過分離凈化之后,還需調整其性能指標,恢復其原有的護壁性能,這就是泥漿的再生處理。
劣化泥漿處理,劣化泥漿先用泥漿箱暫時收存,再用罐車裝運外棄。在不能用罐車裝運外棄的特殊情況下,則采用泥漿脫水或泥漿固化的方法處理劣化泥漿。
S3、成槽施工:
由于低凈空下特殊條件,選擇使用改裝沖擊鉆機沖擊式沖進工法,成槽時先鉆進主孔,后劈打副孔,主副孔相連成為一個槽孔。標準槽段共劃分為4個主孔和3個副孔,最后方錘修孔。
施工期間每幅槽段安排兩臺沖擊鉆施工,沖擊鉆成孔時,采用勤松繩,勤掏渣,根據不同土層調整沖程,一般情況下雜填土與粉質粘土采用1m的小沖程,中粗砂采用2~3m的沖程,圓礫、粉砂巖采用2~4m的中高沖程。沖擊過程中,隨時檢查連結沖錘和鋼絲繩的錘環,防止錘環磨損過大造成斜孔和掉錘。地層變化處采用低錘輕擊、間斷沖擊的方法小心通過。沖擊完成后再采用方錘修孔,使其成為符合設計要求的槽段。返漿循環出的碴應及時撈起,集中堆放晾干,裝袋堆碼于碴土池,用作地連墻一期槽段的超挖回填。
渣樣留取,為及時了解地址情況的變化,施工時應在成孔過程中對渣樣進行取樣,取樣前提前通知監理。針對本站的地址報告情況取樣按照一下要求進行:每成孔3-5m進行一次取樣(沖擊鉆);成孔速度明顯下降時進行取樣;成孔速度明顯提高是進行取樣;其他異常情況時進行取樣。
成槽質量要求及注意事項:地下連續墻成槽施工時,為使每一個施工槽段有充分的時間達到強度要求,同時又不影響工程整體進度,成槽施工采用單元跳躍式進行。根據本工程的地質條件,一般安排兩個開口槽段,兩個開口槽段之間至少間隔兩個以上的槽段,槽段的開挖順序同樣為跳躍式成槽,一般為隔兩孔沖擊,以保證不會兩個相鄰槽段依次施工;成槽施工采用泥漿護壁工藝,液面高出地下水位0.5米以上,成槽施工中,受污染的泥漿隨時抽出,進入沉淀池沉淀,槽內隨時補充新的泥漿,當泥漿比重大于1.25,粘度大于50s時,泥漿廢棄。施工程序:反復鉆進,泥漿循環運行,直到成槽至設計標高后,進行清基工作,采用6吋泥漿泵清基,置換泥漿,至符合規范要求;在成槽過程中需進行渣樣留取,并與地質詳勘報告對比,每成孔3-5m進行一次取樣(沖擊鉆),成孔速度明顯下降時進行取樣;成孔速度明顯提高時進行取樣,分析地質情況,控制好沖擊過程鉆機的揚程,防止偏孔;根據導墻實際標高計算成槽深度,槽深采用標定好的測繩測量,每幅根據其寬度測2~3個點,同時根據導墻實際標高控制挖槽的深度,以保證地下連續墻的設計深度,在沖擊鉆繩索上根據不同地下墻的深度作好標記,以控制槽段超挖。
槽壁防坍方施工措施,成槽施工時,大型機械臨邊施工時下面應鋪設鋼板,減少對地面壓強,相應減少對槽壁影響。施工中防止泥漿漏失并及時補漿,始終維持穩定槽段所必須的液位高度。定期檢查泥漿質量,及時調整泥漿指標。雨天地下水位上升時,及時加大泥漿比重和粘度,雨量較大時暫停成槽,并封蓋槽口。
成槽漏漿的預防和處理措施,增大與相鄰槽段施工間隔的時間,一般施工在澆筑完混凝土8~10小時后即可開挖相鄰槽段,為減小對周邊的影響;提高泥漿比重,控制泥漿液面,根據對以往工程施工實例的研究,泥漿相對于地下連續墻槽壁的穩定具有舉足輕重的作用,所以在合理范圍內最大限度地提高泥漿比重,有利于提高槽壁的穩定性,在施工現場確保泥漿液面的高度,通過泥漿與地下水的壓力差來保持槽壁穩定,所以將安排專人對成槽過程中的泥漿液面進行監測,發現漏漿等泥漿液面下降的情況,立即補漿,并采取其他相應措施,單幅槽段泥漿的總的制備量應為槽段混凝土設計量方量的兩倍,以防止突然漏漿時槽壁坍塌,分散施工荷載,在施工時,不可避免大型、重型施工設備在結構附近行走,我們將在靠近地鐵側的施工區域,進行全部鋼筋混凝土路面硬化,以分散一些必要的施工荷載,從而減小施工荷載對車站的影響。
S4、成槽檢測驗收:
清孔換漿,清底換漿是指挖槽結束并經終孔驗收合格后,把槽孔中的不合格泥漿以及殘留在孔底和孔壁上的淤泥物清除掉的工序。
接頭刷壁,為了保證地連墻接縫質量,防止接縫處滲水,應對一期槽混凝土壁進行清刷。首先,用沖擊鉆機架吊住刷壁器對槽段接頭混凝土壁進行刷壁,對地墻接合處,用外型與槽段端頭相吻合的接頭刷,緊貼混凝土凹面,上下反復刷動二十次(可視情況減少或增加刷壁次數),直至表面沒有泥皮,保證混凝土澆注后密實、不滲漏。采用接頭箱、接頭箱背后回填沙袋防止漏漿后沾污工字鋼,刷壁器無法處理采用沖孔樁機進行處理。
地連墻成槽檢測采用超聲波檢壁儀,地連墻每一個槽段在成槽施工完成后及時上報監理進行驗收,經監理驗收合格后,方可進行下道工序的施工。S5、地連墻鋼筋籠制作:
地連墻的鋼筋籠在胎膜架上整體制作,在鋼筋籠兩側焊接有H型鋼,并在鋼筋籠的上端一側焊接鋼板,完成鋼筋籠的制作;
S6、拼接入槽:
地連墻鋼筋籠制作與連接,地連墻鋼筋籠在胎膜架上整體制作和分拆,分節起吊,拼接入槽。每幅鋼筋籠分段長度宜為5m(根據低凈空決定分段長度)。鋼筋籠接頭附近500mm處分布筋空置,在分節吊裝拼接過程與鋼板進行焊接。鋼筋籠制作成型后分拆備用,并從上到下對每一節段進行編號,并注意成品保護,如油布覆蓋,防銹蝕。鋼筋籠接頭型式采用鋼板焊接,鋼板放置在鋼筋籠內側,鋼筋與鋼板采用單面焊焊接(長度為250mm和300mm),鋼板厚度為10mm、寬度1400m和1500mm。在鋼筋籠吊裝時,將鋼筋籠分拆,分節吊裝。分節吊裝時,下端鋼筋籠在槽段上方安裝就位準確后,再將上節鋼筋籠吊裝與下端鋼筋籠主筋準確對位,對位準確后將上節主筋分別與鋼板焊接,對接接頭同一斷面的接頭率不大于于50%。吊裝使用100t折臂吊和20t汽車吊,每節鋼筋對接焊接時間約為1小時,4個電焊工。每幅地連墻吊裝所需時間為8小時(不含休息時間)
同時,為保證鋼板焊接的質量,減小鋼板焊接時起吊難度,焊接鋼板分別在吊裝前焊接,在已加工完成的鋼筋籠上,即以豎向分段,需焊接主筋的鋼板先焊接在鋼筋籠頂部,待上部鋼筋籠就位后,與該節底部主筋進行對焊;為保證焊接速度及對焊過程精確度,焊工需先對焊接處進行點焊固定,保證每根主筋對接到位,不存在錯位等現象,待自檢無誤后,方能進行主筋上下錯開焊接;焊縫長度是焊接質量的關鍵,焊接采用單面焊10d;在布置主筋與分布筋時應確保間距均勻順直;確保焊點已按要求焊接,防止在起吊過程中發生因缺焊、漏焊而導致鋼筋脫落。
S7、混凝土澆筑:
采用水下混凝土澆注采用導管法施工,混凝土導管選用D=300的圓形螺旋接頭型。導管拼裝中,對密封圈要嚴加檢查,并進行氣密性試驗,防止漿液漏進導管內部,影響混凝土質量。
鋼筋籠沉放就位后,東側混凝土澆筑到鋼筋籠下放時間不能超過4個小時,當時間超過4個小時,應對泥漿參數、槽底沉渣重新進行測定,當泥漿比重不滿足規范要求時,應進行二次清孔。
鋼筋籠由于分節裝配時間較長,必須進行二次清孔,混凝土澆筑前泥漿比重應控制在1.15左右,孔底沉渣厚度不超過20cm。
導管插入到離槽底標高300~500mm,灌注混凝土前在導管內放置吹氣后的橡皮球膽,球膽吹氣后的大小以略大于導管直徑為宜,方可澆注混凝土。
檢查導管的安裝長度,導管插入混凝土深度應保持在2~6米。當導管埋入深度超過6m后,應緩慢往上拔導管,始終保證導管插入混凝土深度2~6m,混凝土澆筑中認真及時的作好記錄,每車混凝土填寫一次記錄,混凝土面勤測勤記。
為了保證混凝土在導管內的流動性,防止出現混凝土夾泥的現象,槽段混凝土面應均勻上升且連續澆注,澆注上升速度不小于3m/h,因故中斷灌注時間不得超過30分鐘,二根導管間的混凝土面高差不大于50cm。
同時,在鋼筋籠加工時預先在H型鋼的側板內側焊接0.2mm厚的鍍鋅鐵皮,沿著H型鋼兩側通長布置,寬度500mm,與鋼筋籠面平行。澆筑混凝土時,鐵皮在混凝土流動力的作用下移向兩側,起到阻止繞流的作用。在澆筑時,填充鋼筋籠端頭超挖部分的砂袋時,用重力夯將沙袋砸壓密實(重力夯尺寸為7m×0.5m×0.5m,H型鋼腹板高度為0.888m)分段夯實,一般是底部16m夯一次,然后每填5m夯一次。如此循環,直至砂袋填充到澆筑面以上為止。S8、地連墻質量完整性檢測:
水下混凝土灌注完后,到達齡期后,利用超聲波儀器對地連墻的混凝土質量和完整性進行檢查。
綜上所述:本發明提供的一種低凈空下地鐵圍護結構地連墻,本發明以地連墻鋼筋籠1整體制作,采用鋼板3連接,便于橋下低凈空分節吊裝,且鋼筋籠鋼板3拆節后準確定位,焊接方便;本發明提供的一種低凈空下地鐵圍護結構地連墻的施工方法,在車站連墻成槽時選用沖擊鉆成孔,沖擊鉆機先鉆進主孔,后劈打副孔,最后采用方錘修孔,主副孔相連形成一個槽段,沖擊鉆機使用范圍廣,機械構造簡單,對地層適應性強,成槽成本相對較低,根據工程造價、地層條件和機械適用性等來考慮,沖擊鉆機成孔能滿足要求。
最后應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已,并不用于限制本發明,盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明,對于本領域的技術人員來說,其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。