【摘 要】 天津市長(zhǎng)江道卡口打通工程三標(biāo)段為區(qū)間隧道工程，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用中φ800@1000的鉆孔灌注樁，拌樁用于止水、抗?jié)B。施工中根據(jù)工程所處的地理位置及地上、地下各種管線(xiàn)情況，采用了多種防水技術(shù)，解決了施工難題。安全、可靠地完成今年的工程任務(wù)。
【關(guān)鍵詞】深墓坑 止水帷幕 降水技術(shù) 高壓線(xiàn) 地下管道 管涌
1 概述
深基坑施工中止水和降水技術(shù)是工程實(shí)施的關(guān)鍵問(wèn)題，又是巖土學(xué)中比較復(fù)雜和困難的問(wèn)題，歸其影響因素多，隱蔽情況多，隨機(jī)性強(qiáng)。我國(guó)幅員遼闊，土層性質(zhì)復(fù)雜多樣，沒(méi)有一種通用的方法能解決所有問(wèn)題。隨著國(guó)家把資源的可持續(xù)性利用作為戰(zhàn)略任務(wù)提上日程后，城市地下空間正被廣泛的開(kāi)掘出來(lái)。像地鐵、地下停車(chē)場(chǎng)、地下商場(chǎng)如雨后春筍般地走進(jìn)人們工作和生活中去。我國(guó)深基坑工程已從原來(lái)的幾米發(fā)展到20-30m深。其中不少基建工程由于降水、止水施工做得不到位，導(dǎo)致重大經(jīng)濟(jì)損失，并延誤建設(shè)工期。因此，如何保證基坑工程的安全和經(jīng)濟(jì)已成為當(dāng)前城市的一項(xiàng)重要課題。
2 工程簡(jiǎn)介
天津市地鐵一號(hào)線(xiàn)中DK0+690～DK1+130段是天津地鐵一號(hào)線(xiàn)部分工程，是線(xiàn)路的區(qū)間工程。工程全長(zhǎng)440m。該段屬濱海平原地區(qū)，地勢(shì)平坦，本工程段緊鄰子牙河。子牙河常年流水，所以周邊地下水位高，所在地區(qū)土質(zhì)為河床后回填土，地質(zhì)復(fù)雜且不穩(wěn)定。所以洞身易發(fā)生坍塌變形。區(qū)間隧道橫穿管道、高壓線(xiàn)、電纜等多種障礙，給施工帶來(lái)—定難度。
深基坑工程如何有效地進(jìn)行止水、降水問(wèn)題，如何在錯(cuò)綜復(fù)雜的不利條件下進(jìn)行基坑工程的實(shí)施是保證工程實(shí)現(xiàn)首要解決的問(wèn)題。
本區(qū)間工程支護(hù)結(jié)構(gòu)采用φ800@1 000的單排灌注樁擋土，其深度在20m～28．5m之間，支撐采用φ600壁厚14mm鋼管，縱向每3m一道，橫向根據(jù)基坑深度的不同分設(shè)3～5道。區(qū)間降水采用止水帷幕截水和井點(diǎn)降水兩種方法相結(jié)合，具體見(jiàn)圖1。
止水帷幕采用φ800@600的單排攪拌樁截水，止水帷幕的底部插入到不透水層，其深度為17～24m，其插入深度可按以下公式計(jì)算：
l=0．2h—0．5b (1)
式中，J為帷幕插入不透水層的深度；A為作用水頭；b為帷幕寬度。
止水形成后，基坑內(nèi)的水量或水壓仍較大，采取在基坑內(nèi)用井點(diǎn)降水。這樣既有效地保護(hù)了周邊環(huán)境，同時(shí)使坑內(nèi)一定深度的土層疏干，改善了施工作業(yè)條件，有利于支護(hù)結(jié)構(gòu)及基底穩(wěn)定。本區(qū)間工程段處于地下管道和建筑物、居民集中地域，降水時(shí)為防止對(duì)周邊建筑物和地下管線(xiàn)產(chǎn)生不利影響做到安全施工，萬(wàn)無(wú)一失我們用了小范圍的回灌技術(shù)。
3工程實(shí)例
3.1區(qū)間止水帷幕施工
區(qū)間止水帷幕在灌注樁及壓頂梁施工完畢后即可進(jìn)行。其具體操作如下：
(1)經(jīng)過(guò)測(cè)量，樁位軸線(xiàn)確定后，根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況，一般需要挖掘機(jī)開(kāi)導(dǎo)槽，考慮施工過(guò)程中攪拌樁水泥土上反情況，導(dǎo)槽尺寸確定為寬1m，深1m，遇有地下有障礙物時(shí)，一定要徹底全部挖出，挖到新鮮土后用素土回填。
(2)樁位軸線(xiàn)外側(cè)(或里側(cè))，離攪拌樁中心線(xiàn)2m處沒(méi)置一條線(xiàn)繩，以供復(fù)核樁位軸線(xiàn)之用。
(3)地槽兩側(cè)地面事先應(yīng)予平整，應(yīng)根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，帷幕樁漏水主要在樁與樁之間的咬合達(dá)不到要求所產(chǎn)生的冷縫，為了保證質(zhì)量，盡量減少冷縫，采取以下措施：深層攪拌機(jī)兩個(gè)攪拌頭是夾板固定的，每組兩根樁之間總保持咬合200mm，每根樁攪拌時(shí)攪拌頭需一次下切、上攪都噴漿，然后向后回移車(chē)100mm，進(jìn)行第二次下切攪拌，這時(shí)滯后攪拌頭完成第一根樁上下二攪，這樣就滿(mǎn)足每根兩噴四攪的目的，第一根樁與第二根樁的咬合由原來(lái)200mm，增加到300mm。減少了冷縫，保證施工質(zhì)量。下組樁向前移動(dòng)樁機(jī)1．10m，進(jìn)行下一根樁的第一次下切。
(4)深基坑攪拌機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)后先打兩組試驗(yàn)樁，以摸索地層情況，檢查設(shè)備運(yùn)行狀況，確定或調(diào)整施工工藝參數(shù)。
(5)深層攪拌機(jī)到達(dá)指定樁位，對(duì)中后預(yù)攪下沉，下沉速度根據(jù)電流表控制，工作電流不應(yīng)大于120A，確保均勻下沉。
(6)深層攪拌下沉的同時(shí)，后臺(tái)攪拌水泥漿，水泥摻量15％，計(jì)算水泥用量，水灰比采用0．5-0．6，
盡可能控制在0．55水灰比，攪拌好水泥漿通過(guò)篩網(wǎng)放人第二個(gè)攪拌筒，繼續(xù)攪動(dòng)，以免水泥沉淀，保證攪拌質(zhì)量。
(7)深層攪拌機(jī)下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，開(kāi)啟灰漿泵，待水泥漿液到達(dá)噴漿口，邊噴漿邊提升。
(8)深層攪拌機(jī)噴漿提升至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí)，關(guān)閉灰漿泵，在此將深層攪拌機(jī)攪拌下沉至設(shè)計(jì)深度后，再次邊噴漿邊提升，深層攪拌機(jī)提升至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí)，單樁所需水泥漿應(yīng)正好排空。根據(jù)SD型深層攪拌機(jī)的提升速度和每根樁所需水泥漿體積計(jì)算，兩次噴漿提升都應(yīng)采用2速(約0．5～0．78m／min)提升。
由于所有攪拌樁并非一次成型，其中因種種條件的限制會(huì)造成一組攪拌樁與另—組攪拌樁施工時(shí)間間隔24小時(shí)以上，這時(shí)，攪拌樁水泥已終凝，若只進(jìn)行強(qiáng)行搭接就會(huì)破壞原有止水結(jié)構(gòu)，不利于止水。為此要進(jìn)行補(bǔ)樁。即在基坑外側(cè)補(bǔ)人四根樁。具體見(jiàn)圖2。這樣就增大了止水帷幕的安全系數(shù)。
3．2 大口井降水施工
隨著止水帷幕工序的進(jìn)行，采用大口井降水且施工電相應(yīng)進(jìn)行。大口井鉆進(jìn)深度為鉆至基坑底下5．5m處。基坑降水工作在土方施工前15-20天進(jìn)行，基坑降水順序根據(jù)開(kāi)挖順序而定，具體步驟如下：
(1)基坑降水在確定基坑開(kāi)挖面后就可進(jìn)行。降水是從確定的基坑面兩口中井開(kāi)始。配以一定功率的抽水泵，在抽水過(guò)程中要觀(guān)察水位變化。
(2)同時(shí)兩側(cè)的四口降水井也相應(yīng)進(jìn)行抽水，抽水時(shí)確定大口井之間的降水成一定的比例：(具體見(jiàn)圖3)
圖3基坑降水示意圖
(3)抽水時(shí)一次性將水仙到位，即一次性將水抽至基坑以下1．5m處。
(4)抽水時(shí)同時(shí)要進(jìn)行周?chē)^(guān)測(cè)井觀(guān)測(cè)及地表沉降觀(guān)測(cè)，觀(guān)測(cè)井的水位下降速度不宜太快。
3．3 特殊環(huán)境下止水技術(shù)的應(yīng)用
3．3．1 高壓線(xiàn)下止水帷幕的施工
本區(qū)間段在里程DKI+066—DK10+093，27m長(zhǎng)的地段有兩條3．5萬(wàn)伏高壓線(xiàn)橫跨基坑，與區(qū)間大至成60度的夾角，凈高6m。為保證安全施工，對(duì)原設(shè)計(jì)的區(qū)間支護(hù)及止水結(jié)構(gòu)均進(jìn)行了變更。
(1)在距基坑邊線(xiàn)5m的地方設(shè)置四個(gè)大口井。由于在距基坑邊線(xiàn)10m的地方有建筑物，還增設(shè)了2個(gè)回灌井，回灌井踺筑物約2m。先對(duì)區(qū)間進(jìn)行降水。具體見(jiàn)圖4、圖5。
(2)在區(qū)間的水降至地面下6．5m時(shí)，方可進(jìn)行局部的基坑開(kāi)挖，開(kāi)挖深度為5m，寬14m，長(zhǎng)27m。
(3)然后進(jìn)行灌注樁施作，灌注樁施工如圖。對(duì)于基坑以上的灌注樁部分按連續(xù)墻施作，其配筋可適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，具體見(jiàn)圖6。
(4)待支模施作完連續(xù)墻之后即可回填土，此時(shí)回填土無(wú)需碾壓。
(5)止水結(jié)構(gòu)施工，為安全施工將原來(lái)需高大塔架才能施作的攪拌樁改為只需小型塔架即可完成(塔架高約2．5m)的旋噴樁，旋噴樁規(guī)格為φ600@500按雙排布置。具體見(jiàn)圖7。
3．3．2 地下管道下止水結(jié)構(gòu)施工
本區(qū)間段多處地下管道且不能拆除，其直徑在300-2 500mm之間的有壓和無(wú)壓管道。這樣原設(shè)計(jì)的止水帷幕在此處存在著止水缺口，如何對(duì)管道進(jìn)行防護(hù)的問(wèn)題，采取相應(yīng)技術(shù)措施如下。
(1)先進(jìn)行管道上方局部的土方清除，為防止全開(kāi)挖容易導(dǎo)致管道下沉而被破壞，只對(duì)管道上方
30Cm的土方進(jìn)行清除，該過(guò)程為全人工操作，目的是為探明管道的走向。
(2)將原設(shè)計(jì)大鉆頭改為小鉆頭的旋噴樁，并在旋噴樁施作時(shí)傾斜一定角度，逐層對(duì)地基土加固
和止水，并在管道的正下方加大旋噴樁的噴漿壓力，增大其噴射面積，使管道下方形成一個(gè)止水墻。
具體見(jiàn)圖8、圖9。
(3)基坑內(nèi)部開(kāi)挖時(shí)，在支護(hù)結(jié)構(gòu)的空缺處，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)并與兩側(cè)灌注樁相連，隨之噴射高等級(jí)
防水混凝土(C40)，這樣即可以擋土又可以止水。具體見(jiàn)圖10。
3．3．3 管涌處止水結(jié)構(gòu)的處理
本段區(qū)間緊鄰子牙河，其含水量豐富，加之個(gè)別攪拌樁鉆進(jìn)時(shí)位置發(fā)生偏移，在區(qū)間段里程為DK0+890處發(fā)生管涌現(xiàn)象，該處有一處人防加寬段，附近有水產(chǎn)加工廠(chǎng)一幢車(chē)間廠(chǎng)房必須及時(shí)有效進(jìn)行處理，管涌給施工造成了一定難度。為解決這一難題，特做了如下處理。
圖10 管道下網(wǎng)噴混凝土示意圖
(1)基坑外找出管涌位置，先辨明管涌的流線(xiàn)。在管涌附近的基坑外側(cè)(攪拌樁后)選點(diǎn)，隔一米一孔，用小直徑鉆機(jī)緩慢往下鉆，鉆到攪拌樁下(約25m的位置)，在下鉆過(guò)程中鉆頭向外噴紅墨水，當(dāng)發(fā)現(xiàn)紅墨水由基坑內(nèi)管涌的位置冒出時(shí)，立即停止下鉆，查看鉆桿的長(zhǎng)度，這時(shí)可確定管涌的路線(xiàn)及大概高度。
(2)在管涌路線(xiàn)處，用擾動(dòng)小的潛水鉆打一排寬5m的索混凝土灌注樁，樁深根據(jù)管涌的深度來(lái)確定(多于深度2m)，直徑為600mm，樁的間距為500mm。完成初步截流。
(3)在基坑內(nèi)壁掛鋼筋網(wǎng)并用速凝、抗?jié)B水泥(C40)進(jìn)行噴涂。
(4)在基坑內(nèi)管涌位置處打一個(gè)5m寬、5m深的旋噴樁帶。旋噴樁直徑為600mm,間距為500mm。完成管涌的二次截流和地基加固。最后進(jìn)行清底，完成箱饞施工。如圖11、圖12所示。
圈11 旋噴樁地基加固斷面圖 圖12 旋噴樁地基加固平面圖
由于土質(zhì)條件、周邊條件情況復(fù)雜多變，其隨機(jī)性強(qiáng)。在實(shí)際工作中所遇到的不同情況下必須摸清水源，細(xì)致分析判定，必有成功止水降水的辦法。
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