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摘 要:近年来随着城市轨道交通建设的迅速发展,作为其重要组成部分的轨道工程在地铁、轻轨上的应用已不再局限于传统国铁的功能,除具有列车线路运营的载体功能外,在施工过程中,必须综合考虑施工安全及质量。轨道交通以其输送能力大、快速准时、全天候、节省能源和土地、污染少等特点,在国内得到了大力发展。
关键词:合肥地铁;围护桩;施工质量
工程概况
云谷路站明挖法顺作法施工,位于云谷路和庐州大道的交叉口,沿着庐州大道布置。车站采用12m岛式站台,为地下二层车站(局部地下一层)。最浅覆土0.90m,最深2.9m左右。在车站大里程端设置事故列车待避线。车站全长468.5m,包括两组风亭,九个出入口。云谷路站北端连接段为暗挖区间;云谷路站南端端头井将作为盾构的调头井。云谷路为既有道路,庐州大道、鄱阳湖路以及成都路均为规划道路。本站主体、风道及出入口推荐采用明挖法施工。云谷路总建筑面积22400㎡,主体面积17584.6㎡,出入口通道面积2261.1㎡。车站基坑保护等级为二级,侧壁重要性系数γ=1.0。
本工程基坑围护结构采用钻孔灌注桩排桩结构,共计763根。车站围护结构采用直径为800mm钻孔灌注桩。钻孔灌注桩砼设计强度等级为C30。
1~13轴和52~59轴围护桩顶部设置800*800mm冠梁,13~52轴围护桩顶部设置1100*1200mm冠梁。使各根钻孔灌注桩连成一个整体,以减少围护结构变形。
2、周边环境情况
本站红线内的房屋拆迁已完成,周围无建筑,地下管线。施工场地位于现状的农田内,场地较为开阔。
3、水文地质条件
本站存在上层滞水,水位埋深0.1~5.2米,含水层主要为粉质粘土填土层。
4、地质条件
本站围护结构全部在粘土层内,土质为弱膨胀性粘土。
因工期需要开工后先安排云谷路钻孔灌注桩的施工,护筒采用6mm厚的钢板卷制而成,长度不小于2m。人工绑扎钢筋笼,汽车吊吊放就位,采用商品砼泵送,直升导管法灌注砼。。
工艺流程:场地平整→桩位放样→护筒埋设→钻机就位→复验桩位→钻孔→成孔至设计高程→提钻→桩底检查→钢筋笼隐检→吊放钢筋笼→下导管→灌注砼→拔除护筒。
一、钻孔成桩施工
1)桩位放样,在进行场地整平后组织有资格的测量放样人员,将所有桩位放出,钉好十字保护桩,做好测量复核,并记录放样数据备案。
2)埋设护筒,用拉线法做桩位偏差检查,桩位偏差应满足规范要求。
3)成孔采用干孔钻进施工技术,用旋挖钻钻进。
4)桩孔施工采用一次性全面不间断作业,施工中根据出渣情况判断土层结构及时合理地调整钻进速度,遇松散地层时适当减小钻进速度,尽量减减小钻头对孔壁土层的扰动,以满足施工质量控制要求。
二、旋挖钻机成孔过程常见不良现象
1、桩孔孔壁坍塌
成孔中或成孔后,孔壁不同程度塌落。
病因分析 主要是由于土质松散;护筒埋设不好;提住钻头钻进;钻头钻速过快或空转时间太长都易引起钻孔下部坍塌;成孔后待灌时间和灌注时间过长。
防治措施 在松散易坍土层中适当深埋护筒,密实回填土,保证钢筋笼制作质量,防止变形;吊设时要对准孔位,吊直扶稳,缓慢下放钢筋笼,防止碰撞孔壁;成孔后待灌时间一般不超过3h,并尽可能加快灌注速度、缩短灌注时间;在钢筋笼未下孔内的情况下,采用优质粘土回填至坍塌孔深以上1~2m,或全孔回填并密实后再用原钻头扫孔;在钢筋笼碰孔壁而引起轻微坍塌的情况下,用直径小于钢筋笼内径的钻头扫孔。
2、桩孔局部缩颈
局部缩颈是指局部孔径小于设计孔径。
病因分析 邻桩施工间距不当,土层中应力尚未消散,新孔孔壁软土流变;钻头直径磨损过大。
防治措施 当设计桩距<4D时应跳隔1~2根桩施工;新桩尽可能在邻桩成桩36h后开钻;选用足尺寸钻头扫孔;扫通清孔后尽快灌注砼。
3、桩孔偏移倾斜
成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。
病因分析 钻机安装不平或钻机下有虚土产生不均匀沉陷;桩架不稳,钻杆导架垂直,钻机磨损,部件松动;护筒埋设偏斜,钻杆弯曲、倾斜;遇旧基础或大石等地下障碍物,土层软硬不均或基岩倾斜。
防治措施 钻机安装周正、水平、稳固、无束前缘切点,转盘中心和护筒中心三点面一线;护筒不偏斜,钻杆不弯曲,钻杆保持垂直,尽可能采用钻杆加压;清除地下障碍物;在硬塑性粘土层发生偏斜时,用砂、优质粘土回填偏斜以上1~2m,待密实后用旋挖钻钻头轻压慢转倾斜。
4、孔底沉渣过多
孔底沉淤,残留泥砂过厚或孔壁泥土塌落在孔底。
病因分析 清孔未净;钢筋笼吊放未垂直对中,碰刮孔壁泥土坍落孔底;清孔后待灌时间过长,泥浆沉淀;沉渣厚度测量的孔底标高不统一。
防治措施 终孔后钻头在孔底保持慢速空转5-10圈;钢筋笼垂直缓放入孔;提高砼初灌时对孔底的冲击力,导管底端距孔底控制在30~40cm,初灌砼量须满足导管底端能埋入砼中1.0m以上的要求,利用隔水塞和砼冲刷残留沉渣。
三、灌注过程常见不良现象
1、导管堵塞
灌注过程中,砼在导管中不能下落,影响灌注工作顺利进行。
病因分析 粗骨粒径过大;砼坍落度不合要求,和易性、流动性差,拌合不均匀产生离析;导管连接部位和焊缝不密实,;当管内砼不满而含有空气时,砼整斗倾入导管,导致管内形成高压气塞;机械发生故障,导管内砼已初凝,增大下落阻力。
防治措施 先储灌0.2~0.3m3水泥砂浆,后灌注砼,防止骨粒阻塞,选用粒径小于25mm的粗骨料,其最大粒径不大于导管内径和钢筋笼主筋最小净距的1/4;严格砼配合比,坍落度控制在16~22cm,坍落度降低至15cm的时间一般不宜小于1h;砼拌合均匀,搅拌机拌合时间大于90s;浇灌过程中砼宜徐徐倒入漏斗的导管,避免在导管内形成高压气塞;为确保机械运转正常必须有备用搅拌机,必要时可在砼中掺加缓凝剂。
2、钢筋笼上浮或下沉
系指钢筋笼的位置高于或低于设计位置的现象。上浮较大时降低了桩体抗水平剪切能力;下沉过多给土建施工带来麻烦和损失。
病因分析 钢筋笼放置初始位置过高或过低,砼流动性过小,导管在砼中埋置深度过大(6m以上),钢筋笼被砼顶托上浮;导管掩埋过长,提升时易摇晃,难以对准笼的中心,易发生挂笼现象;导管提升过程砼下沉太快,瞬时反冲力使钢筋笼上浮;钢筋笼制作质量不佳或吊装不当而变形;或桩孔倾斜,钢筋笼随之而变形,增加了砼上升力;笼底钢筋向内弯折钩挂导管。
防治措施 钢筋笼旋转初始位置准确无误并与孔口固定牢固。为防止铁丝拉长下沉或顶住上升力,可采用吊装加套管等方法顶住钢筋笼上口;加快灌注速度,缩短浇灌时间或添加缓凝剂,防止砼顶层进入钢筋笼时流动性变小,砼接近笼底时控制导管埋深在1.5~2m,尽量减少穿插导管,改用转动导管密实砼;每浇灌一斗砼,检查一次埋深,勤测深,勤拆管,直到钢筋笼埋牢后恢复正常埋置深度,一般控制在2~4m,最大不超过6m,便于转动移位;钢筋笼上升时停止浇灌砼,检查埋管深度,拆除部分导管,保持埋管1.5~2m,导管钩挂筋笼时要下降导管,转动移位脱钩后上提。
四、结束语
轨道作为城市轨道交通的重要基础设施之一,它直接承受列车荷载,引导列车运行,其施工质量的保证是轨道交通的关键环节。建设城市轨道的技术随着时代的进步也在不断地发展,通过对技术的革新以及加强对轨道交通的管理,更好的促进轨道交通在我国的发展。
关键词:合肥地铁;围护桩;施工质量
工程概况
云谷路站明挖法顺作法施工,位于云谷路和庐州大道的交叉口,沿着庐州大道布置。车站采用12m岛式站台,为地下二层车站(局部地下一层)。最浅覆土0.90m,最深2.9m左右。在车站大里程端设置事故列车待避线。车站全长468.5m,包括两组风亭,九个出入口。云谷路站北端连接段为暗挖区间;云谷路站南端端头井将作为盾构的调头井。云谷路为既有道路,庐州大道、鄱阳湖路以及成都路均为规划道路。本站主体、风道及出入口推荐采用明挖法施工。云谷路总建筑面积22400㎡,主体面积17584.6㎡,出入口通道面积2261.1㎡。车站基坑保护等级为二级,侧壁重要性系数γ=1.0。
本工程基坑围护结构采用钻孔灌注桩排桩结构,共计763根。车站围护结构采用直径为800mm钻孔灌注桩。钻孔灌注桩砼设计强度等级为C30。
1~13轴和52~59轴围护桩顶部设置800*800mm冠梁,13~52轴围护桩顶部设置1100*1200mm冠梁。使各根钻孔灌注桩连成一个整体,以减少围护结构变形。
2、周边环境情况
本站红线内的房屋拆迁已完成,周围无建筑,地下管线。施工场地位于现状的农田内,场地较为开阔。
3、水文地质条件
本站存在上层滞水,水位埋深0.1~5.2米,含水层主要为粉质粘土填土层。
4、地质条件
本站围护结构全部在粘土层内,土质为弱膨胀性粘土。
因工期需要开工后先安排云谷路钻孔灌注桩的施工,护筒采用6mm厚的钢板卷制而成,长度不小于2m。人工绑扎钢筋笼,汽车吊吊放就位,采用商品砼泵送,直升导管法灌注砼。。
工艺流程:场地平整→桩位放样→护筒埋设→钻机就位→复验桩位→钻孔→成孔至设计高程→提钻→桩底检查→钢筋笼隐检→吊放钢筋笼→下导管→灌注砼→拔除护筒。
一、钻孔成桩施工
1)桩位放样,在进行场地整平后组织有资格的测量放样人员,将所有桩位放出,钉好十字保护桩,做好测量复核,并记录放样数据备案。
2)埋设护筒,用拉线法做桩位偏差检查,桩位偏差应满足规范要求。
3)成孔采用干孔钻进施工技术,用旋挖钻钻进。
4)桩孔施工采用一次性全面不间断作业,施工中根据出渣情况判断土层结构及时合理地调整钻进速度,遇松散地层时适当减小钻进速度,尽量减减小钻头对孔壁土层的扰动,以满足施工质量控制要求。
二、旋挖钻机成孔过程常见不良现象
1、桩孔孔壁坍塌
成孔中或成孔后,孔壁不同程度塌落。
病因分析 主要是由于土质松散;护筒埋设不好;提住钻头钻进;钻头钻速过快或空转时间太长都易引起钻孔下部坍塌;成孔后待灌时间和灌注时间过长。
防治措施 在松散易坍土层中适当深埋护筒,密实回填土,保证钢筋笼制作质量,防止变形;吊设时要对准孔位,吊直扶稳,缓慢下放钢筋笼,防止碰撞孔壁;成孔后待灌时间一般不超过3h,并尽可能加快灌注速度、缩短灌注时间;在钢筋笼未下孔内的情况下,采用优质粘土回填至坍塌孔深以上1~2m,或全孔回填并密实后再用原钻头扫孔;在钢筋笼碰孔壁而引起轻微坍塌的情况下,用直径小于钢筋笼内径的钻头扫孔。
2、桩孔局部缩颈
局部缩颈是指局部孔径小于设计孔径。
病因分析 邻桩施工间距不当,土层中应力尚未消散,新孔孔壁软土流变;钻头直径磨损过大。
防治措施 当设计桩距<4D时应跳隔1~2根桩施工;新桩尽可能在邻桩成桩36h后开钻;选用足尺寸钻头扫孔;扫通清孔后尽快灌注砼。
3、桩孔偏移倾斜
成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。
病因分析 钻机安装不平或钻机下有虚土产生不均匀沉陷;桩架不稳,钻杆导架垂直,钻机磨损,部件松动;护筒埋设偏斜,钻杆弯曲、倾斜;遇旧基础或大石等地下障碍物,土层软硬不均或基岩倾斜。
防治措施 钻机安装周正、水平、稳固、无束前缘切点,转盘中心和护筒中心三点面一线;护筒不偏斜,钻杆不弯曲,钻杆保持垂直,尽可能采用钻杆加压;清除地下障碍物;在硬塑性粘土层发生偏斜时,用砂、优质粘土回填偏斜以上1~2m,待密实后用旋挖钻钻头轻压慢转倾斜。
4、孔底沉渣过多
孔底沉淤,残留泥砂过厚或孔壁泥土塌落在孔底。
病因分析 清孔未净;钢筋笼吊放未垂直对中,碰刮孔壁泥土坍落孔底;清孔后待灌时间过长,泥浆沉淀;沉渣厚度测量的孔底标高不统一。
防治措施 终孔后钻头在孔底保持慢速空转5-10圈;钢筋笼垂直缓放入孔;提高砼初灌时对孔底的冲击力,导管底端距孔底控制在30~40cm,初灌砼量须满足导管底端能埋入砼中1.0m以上的要求,利用隔水塞和砼冲刷残留沉渣。
三、灌注过程常见不良现象
1、导管堵塞
灌注过程中,砼在导管中不能下落,影响灌注工作顺利进行。
病因分析 粗骨粒径过大;砼坍落度不合要求,和易性、流动性差,拌合不均匀产生离析;导管连接部位和焊缝不密实,;当管内砼不满而含有空气时,砼整斗倾入导管,导致管内形成高压气塞;机械发生故障,导管内砼已初凝,增大下落阻力。
防治措施 先储灌0.2~0.3m3水泥砂浆,后灌注砼,防止骨粒阻塞,选用粒径小于25mm的粗骨料,其最大粒径不大于导管内径和钢筋笼主筋最小净距的1/4;严格砼配合比,坍落度控制在16~22cm,坍落度降低至15cm的时间一般不宜小于1h;砼拌合均匀,搅拌机拌合时间大于90s;浇灌过程中砼宜徐徐倒入漏斗的导管,避免在导管内形成高压气塞;为确保机械运转正常必须有备用搅拌机,必要时可在砼中掺加缓凝剂。
2、钢筋笼上浮或下沉
系指钢筋笼的位置高于或低于设计位置的现象。上浮较大时降低了桩体抗水平剪切能力;下沉过多给土建施工带来麻烦和损失。
病因分析 钢筋笼放置初始位置过高或过低,砼流动性过小,导管在砼中埋置深度过大(6m以上),钢筋笼被砼顶托上浮;导管掩埋过长,提升时易摇晃,难以对准笼的中心,易发生挂笼现象;导管提升过程砼下沉太快,瞬时反冲力使钢筋笼上浮;钢筋笼制作质量不佳或吊装不当而变形;或桩孔倾斜,钢筋笼随之而变形,增加了砼上升力;笼底钢筋向内弯折钩挂导管。
防治措施 钢筋笼旋转初始位置准确无误并与孔口固定牢固。为防止铁丝拉长下沉或顶住上升力,可采用吊装加套管等方法顶住钢筋笼上口;加快灌注速度,缩短浇灌时间或添加缓凝剂,防止砼顶层进入钢筋笼时流动性变小,砼接近笼底时控制导管埋深在1.5~2m,尽量减少穿插导管,改用转动导管密实砼;每浇灌一斗砼,检查一次埋深,勤测深,勤拆管,直到钢筋笼埋牢后恢复正常埋置深度,一般控制在2~4m,最大不超过6m,便于转动移位;钢筋笼上升时停止浇灌砼,检查埋管深度,拆除部分导管,保持埋管1.5~2m,导管钩挂筋笼时要下降导管,转动移位脱钩后上提。
四、结束语
轨道作为城市轨道交通的重要基础设施之一,它直接承受列车荷载,引导列车运行,其施工质量的保证是轨道交通的关键环节。建设城市轨道的技术随着时代的进步也在不断地发展,通过对技术的革新以及加强对轨道交通的管理,更好的促进轨道交通在我国的发展。