地下连续墙及逆作法施工在地下人防工程的应用论文_陈家雄

广州市羊城地下工程有限公司 广东广州 510000

摘要:地下连续墙工程逆作法施工技术是开展地下结构工程建设的重要方法和手段,能够提高地下工程的安全性,大大节约工程造价,缩短施工工期,防止周围地基出现下沉,降低对施工区域的影响,是一种很有发展前途和推广价值的施工技术。本文结合工程实例对连续墙加逆作法施工技术进行分析,旨在为类似的工程提供参考借鉴。

关键词:人防工程;地质条件复杂;连续墙;围护结构;支护技术

随着现代社会经济发展以及城市化进程的推进,土地资源日趋紧张,采用何种可行的施工技术才能更经济、更安全、更快捷地实现城市地下空间的有效利用,将成为建筑行业研究的新课题。逆作法施工能够很好地解决基坑施工周期长、对周围环境影响大、支护费用高的现状,是地下人防工程中十分有效的深基坑支护技术。但逆作法本身也存在许多亟待解决的问题,需要不断的进行深入探讨。某工程同时兼顾经济性、安全性和时间性,并综合其他因素比选,确定采用地下连续墙加逆作法的施工工艺,并取得了较好的施工成效。文章以此案例为依托,结合笔者累积的施工经验,对其施工技术进行探讨。

1 工程概况

1.1 工程简介

某地下人防工程地质条件复杂,施工区内地下管线主要包括电力、网通、排水管网、热力管线等,另有一条人防通道自施工区地下穿过。综合比较,决定采用地连墙加逆作法施工。

1.2 地质条件

本工程场区位地质条件较复杂。

施工区地层从上至下的构成如下:

(1)杂填土;由炉渣、砖块、砂、白灰、黏性土及碎石等组成。该层最大厚度为3.70m,最小厚度为0.50m,平均厚度为1.75m。

(2)粉质黏土;该层细分为粉质黏土层、细砂层、中砂层、塑粉质黏土夹层等,该层最大厚度为15.80m,最小厚度为0.70m,平均厚度为8.12m。

(3)粉质黏土夹碎石;碎石含量25%左右,成分为石英岩、砂岩等;该层最大厚度为5.00m,最小厚度为1.40m,平均厚度为2.86m。

(4)粉砂;该层最大厚度为2.40m,最小厚度为0.90m,平均厚度为1.48m。

(5)细砂;成分为石英、长石及云母等,含少量黏性土。该层最大厚度为4.10m,最小厚度为0.70m,平均厚度为1-85m。

(6)卵石;卵石含量57%左右,粒径20~60mm,孔隙充填混粒组砂及少量黏性土等。该层最大厚度为2.60m,最小厚度为0.50m,平均厚度为1.57m。

1.3 地下水

施工区地下水有两层,分为上层滞水和承压水,上层滞水埋藏于粉质黏土层,埋深在地下3m左右。上层滞水分布不均,水位不一,受大气降水及附近管道渗漏补给,季节性变化大。第二层为赋存于卵石层中的潜水类型(承压)水,砂层、卵石层为良好的含水层和透水层。粉质黏土层为隔水层,渗透系数很小,施工区地下水位较高,勘察期间稳定水位一般为3m左右。

2 施工顺序

本工程采用地下连续墙作为围护结构,整体逆作法施工,施工顺序为:场地平整及施工准备—地下连续墙导墙建造及主墙施工—开挖顶板以上土方—顶板修土模—破除挡土墙至顶板底标高—顶板钢筋、混凝土工程—顶板之上管线恢复—土方回填—人行道板恢复—路面恢复通车—顶板以上口部和出土口形成—分段开挖地下土方—柱子施工—底板、内部墙体钢筋、混凝土施工。

3 地下连续墙施工

由于地质情况复杂、施工点距离建筑物近等原因,为防止出现建筑物安全问题,采用预灌浓桨法对周边土体进行必要加固、再施工地连墙的方法。

3.1 灌浆孔位布置

预灌浓浆孔沿导墙内边缘各布置1排,孔距1500mm,两排预灌孔呈梅花形布置,分Ⅰ、Ⅱ序施工,具体布置如图1所示。

3.2 灌浆深度

为保证该段地连墙成槽稳定,预灌深度需大于地连墙成槽深度5m。

3.3 灌浆施工工艺

钻孔和灌浆方法:拟采用地质钻机或潜孔钻机跟管钻进钻孔,钻孔直径146~168mm,钻至预定深度后,采用自下而上孔口封闭纯压式灌浆法分段灌浆。钻孔护壁套管作为注浆管,结束一段起拔1~3根,再次封闭孔口灌注下一段,直到全孔结束。

灌浆压力及段长:灌浆压力采用0.1~l.0MPa,段长以套管长度为单位(一般为1.5m、3.0m和4.5m)。

结束标准:当孔内浆液灌注量达到1000kg/m时,或灌浆压力达到1.0MPa时,结束灌浆。

3.4 地连墙施工

由于进行了地质改造,地连墙施工进行得很顺利。地连墙施工技术已很成熟,这里不再赘述。

图1 预灌孔平面布置图

4 土方暗挖

地下人防工程顶板土方回填完毕,道路恢复后,开始地下土方开挖。在出土之前,首先要保证土方暗挖过程中工程顶板的结构安全。采用的具体做法为:做好顶板支护,尽快形成柱基及框架柱,使顶板自身荷载及上部土方荷载通过框架柱传递给地基,逐步完成工程的主体结构工作。采用“四及时”(及时通风、顶板及时支护、柱体及时浇筑、暗挖土方及时外运)的管理制度,保证施工安全及施工进度。

4.1 暗挖施工

采用长臂挖机开挖口部土方至底板高程,并形成口部底板,然后通过垂直运输将小型挖掘机送入地下,进行土方暗挖工作;在小型挖掘机开挖一定范围的土方后,将小型装载机送人地下进行远距离的土方运输工作;土方运至口部,由长臂挖机装车运至指定土方弃置地点,土方装车后密闭处理,防止运输途中土方掉落。

4.1.1 土方暗挖施工顺序

土方开挖采用梅花状开挖方式(如图2所示),首先形成开挖便道,在开挖过程中根据开挖次序避开柱基位置依次布置两根临时支撑,然后挖走柱基的土方,尽快施工柱基及框架柱,待框架柱混凝土浇筑完成72h后,撤去临时支撑,土方开挖继续按照施工顺序进行开挖。临时支撑的间距应小于5m,呈矩形布置,以便于小型挖机工作。

4.1.3 通风

根据施工进度依次在每个楼梯口安装一套通风设备,固定于顶板下,通风设备由4.5kW轴流风机、送风管及大功率风扇组成,分为送风和排风两部分,相邻两个楼梯口则一个送风一个排风,使空气循环流动,不断更换补充新鲜空气,保证地下送风量不小于8000m3/min。楼梯口距离过远时,按照每30m增加一台4.5kW轴流风机进行空气输送,形成空气流,使工事内空气不断更新。

4.2 土方暗挖注意事项

(1)土方开挖前,应对掘进工人进行土方开挖程序和安全意识教育,严格按照施工组织设计的施工方案进行开挖,禁止随意乱挖,出现安全隐患。

(2)地下工程施工送风先行,每天由专人进行操作送风,当空气质量满足要求时方可进人地下进行施工作业。

(3)开挖尺寸的控制,施工导洞开挖宽度不大于4m,衬砌基础时,土方开挖尺寸不能超出基础周边尺寸;外墙开挖进尺,一般较每次补筑外墙长度长不超过4m。

(4)严格按测量定位线开挖,注意防止出现“超挖”或开挖尺寸不足情况出现。严格按照图4所示方式掘进,严禁挖“探头土”防止上边土方塌落伤人。

(5)在土方开挖过程中,如出现滑坡现象,应立即采取下列措施:

1)立即组织人员用编织袋装土堆砌,必要时,所有人员和机械搬至安全地带;

2)通知设计单位提出处理措施;

3)根据滑动迹象设置观测点,观测滑坡体平面位移和沉降变化,并做好记录,机械挖方时及时配合人工修边,将地上相对位置做好安全标识,安排专人进行人员疏导。

4.3 土方运输文明施工

为了保证市政路面的清洁,在长臂挖机提升地下土方并装人土方外运车辆时,在挖机出土位置设置专人清理撒落在地面的泥土,一车一清理,不让散土残留,将清理的散土放回出土口内。在外运车辆就位后,将安全警示标志放在距车1.5m的范围内,然后用警戒带将运土车辆围住,并设专人提醒行人及车辆绕行出土范围。

图4 顶板以下土方开挖原则示意图

5 结束语

综上,该项目采用连续墙围护结构加逆作法施工圆满完成了施工任务,有效保证了道路的及时恢复,大幅度减少了施工对交通的影响,保护了周边建筑的安全,取得了良好的社会经济效益。同时,笔者相信随着逆作法施工相关技术的不断完善,逆作法施工的优势将更加明显,必将有着更加广阔的市场前景。文章对此项目中的施工技术进行了探讨,可供参考,希望有助于该技术的推广使用。

参考文献:

[1]关振长.逆作法施工中地下连续墙受力性能分析和优化设计研究[D].同济大学,2004

[2]李斌.地下结构逆作法施工技术与应用研究[J].科技资讯,2008(07)

[3]王旭辉.浅析混凝土地下连续墙工程中逆作法施工技术[J].建筑知识:学术.2013(8):459-459

[4]智塔;卜云峰;孙顺杰.地下连续墙采用逆作法施工的必要性分析[J],水利水电施工,2015(3):55-56

论文作者:陈家雄

论文发表刊物:《基层建设》2016年8期

论文发表时间:2016/7/13

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