地铁基坑围护桩桩间模筑混凝土施工技术

作者:李杰
单位:中铁十六局集团有限公司
摘要:在城市地铁基坑建设领域,通过围护桩的应用,可保证施工的安全性。桩间模筑混凝土施工技术是地铁基坑施工领域的前沿技术,具有显著的应用优势,能有效控制混凝土的厚度和平整度。结合工程实例,围绕桩间模筑混凝土施工技术展开探讨,阐述其主要优势与应用要点。
关键词:地铁工程基坑围护桩模筑混凝土
作者简介:李杰,工程师,E-mail:623205405@qq.com;

0 引言

传统的喷射混凝土方式在实际应用中往往缺乏可行性,难以实现对侧墙厚度的有效控制。同时,由于其防水卷材的损坏率较大,防水效果大打折扣,不利于围护结构的正常使用,并且易造成严重的环境污染问题。而基于基坑围护桩桩间模筑混凝土的方式,可突破传统工艺的局限性,在结构尺寸控制、整体平整度等方面都具有良好的应用效果。

1 工程概况

本工区主要建筑物包含长安路站和上海市场站。车站采用明挖顺筑法展开施工作业(局部特殊地段转为盖挖法),区间施工为盾构法。长安路站为地下两层岛式车站,位于长安路与西苑路交叉路口,沿西苑路东西向敷设。车站主体结构为单柱双跨与双柱三跨所组成的钢筋混凝土箱形框架结构。车站长309.7m,结构标准段宽度为19.70m,纵向坡度为2‰下坡,标准段底板埋深约17.233m,站台中心里程处车站覆土厚度约3.023m,车站共设4个出入口、2组风亭。

上海市场站为地下两层岛式车站,位于青岛路与西苑路交叉路口,沿西苑路东西向敷设。车站主体结构采用双柱三跨钢筋混凝土箱形框架结构。车站总长275.6m,结构标准段宽度为21.2m,标准段高度为13.51m,顶板覆土约3m,车站共设4个出入口、2组风亭。

2 模筑混凝土施工技术优势

1)施工可控度高,可实现对围护桩垂直度等相关指标的有效控制,桩间模筑混凝土的厚度可满足要求。

2)混凝土面的平整度良好。

3)基坑侧墙处铺设的防水卷材能得到有效防护,而且具有良好的防水性能,有助于缓解车站渗水问题。

4)操作便捷,可高效完成施工作业,而人员与成本方面的投入相对更少。

3 模筑混凝土的施工工艺流程及操作特点

3.1 施工准备

1)根据施工需求采购钢筋,并在进场时加强质量检验,分类堆放并采取防护措施。

2)选择商品混凝土进行浇筑施工,且保证商品混凝土统一由混凝土公司提供。

3)组织班组深入学习施工方案,做好全面的技术交底,使每位施工人员都能掌握施工技术要点。

3.2 土方开挖

1)以挖机为主要开挖设备,开挖产生的渣土利用抓斗转至指定堆放场地。

2)遵循分层开挖原则,各层厚度≤3m,且每次开挖量以1m为宜,即各层分别开挖3次。

3)完成开挖后,由施工人员利用铁锹等工具修整,保证开挖面的平整性与密实性,以免在后续浇筑期间因泥土混入而出现质量欠佳的情况。

3.3 钢筋安装

1)做好钢筋安装前的准备工作,即桩基凿毛处理,此举的目的在于将预留的4级钢筋凿出,再适当弯折钢筋,通过焊接工艺将其与2级钢筋稳定连接。值得注意的是,钢筋施工前应由检测单位组织抽样检查工作,以便明确钢筋的工程性能,且保证任何一项指标不满足要求时均不可投入使用。

2)在施工现场规划合适尺寸的场所,将其作为钢筋加工场使用,在该处组织钢筋网的拼装作业,绑扎时注意较薄弱的边缘区域,应保证绑扎的稳定性。

3)中间处钢筋采取“隔-绑”的方式,将加工好的钢筋转入半成品堆放区。

4)根据施工需求将钢筋吊运至基坑内,将其与预先凿出的4级钢筋焊接。

3.4 模板安装

3.4.1 准备工作

做好准备工作,根据设计要求在围护桩上钻孔,植入预制成型的φ16螺纹钢,发挥拉杆件的作用,以保证模板安装的稳定性。钢筋植入深度至少达到20cm,适当调整钢筋方向,其与模筑混凝土面的夹角以45°为宜,此状态下有助于提高锚筋的抗拔力。主筋间距的控制要求为横向60~70cm、竖向50cm,要求各主筋均有效植入围护桩。

3.4.2 模板材料

模板材料以竹胶板为宜,配套适量的10cm×10cm木方作为竖向背楞使用;外侧设φ48mm双拼钢管和蝴蝶扣,由此形成横向背楞结构;通过焊接处理蝴蝶扣上的螺纹拉杆与锚筋,以形成完整的锚拉体系,从而实现对模板的紧固处理。

3.4.3 模板施工

模板施工中,在其顶部以1.5m为间距依次设置15cm×15cm的孔洞,形状以壶口状较为合适,以便给浇筑施工创造良好的条件。模板安装高度大于2m,为满足高效施工的要求,应搭建稳定的脚手架。为保证脚手架具有足够的稳定性,需全面检查现场地基情况,在同时满足稳定性和平整性要求后方可搭建成型。

3.4.4 脚手架底部

脚手架底部应设置钢垫板,利用粗铁丝绑扎脚手板和支架,使其稳定连接。严格控制立杆和水平杆各自的步距,不宜超过1.2m。位于支架上的脚手板应具有稳定性,以营造安全的施工环境。施工人员在脚手板上展开施工作业时,必须依据规范合理佩戴安全帽等相关防护用具,以免发生安全事故。

4 混凝土浇捣与养护

浇筑施工所用材料为C20细石商品混凝土,通过泵送方式完成浇筑作业,并利用振捣器和橡胶锤捣打,以提高混凝土的密实度。

4.1 混凝土浇筑

做好全面的准备工作,例如检查模板、支架及钢筋等已安装到位,在各部分均满足要求后即可浇筑。要求模板底部和侧面两端具有严密性,以免在混凝土浇筑过程中发生漏浆现象。为避免混凝土离析,要求自由倾浇高度不超过2m。

4.2 浇筑层厚度的控制与振捣

分2层依次完成浇筑作业,配合利用振捣器和橡胶锤在模板外侧轻轻振动,以消除混凝土内部的空隙,使混凝土具有密实性。在应用插入式振捣方式时,需以振捣器的作用长度为参考,要求单层厚度不超过该值的1.25倍。各点振捣结束时间需以混凝土的状态为依据,若表面存在浮浆且混凝土不再下沉,即可完成该点的振捣作业。

振捣器运行过程中伴有扰动性影响,需加强对振捣器姿态的控制,以免其碰触钢筋,同时不可将其直接放置于钢筋上。待振捣器机头转动后,方可将其插入混凝土内,经振捣后再缓慢拔出,即遵循快插慢拔的原则。随着振捣作业的推进,临近模板处时需要严格把控振捣器机头的位置,与模板间应形成足够的安全距离。模筑混凝土放料过程中可每间隔1~2m依次卸料,保证各处放料量具有合理性,不可出现混凝土堆积或不足的情况。

4.3 混凝土浇筑技术要点

混凝土浇筑应遵循连续性原则,若因特殊情况需中断施工,有关人员应及时分析原因,发现问题并正确处理,最大限度缩短间歇时间,减小对施工质量的不良影响。综合考虑水泥品种、气温及混凝土凝结条件,确定合适的间歇时长。根据规律,通常在超过2h后按施工缝处理。混凝土浇筑过程中若出现模板漏浆现象,需及时封堵,以免局部密实性不足。上下分层间预留30cm间隙,目的在于顺利完成下一层的混凝土浇筑作业。浇筑上、下两层后,需利用C20微膨胀细石混凝土填充施工缝。具体流程如下。

1)以各层模筑混凝土的强度实测值为准,若满足要求,即可拆模(加强防护,以免损伤混凝土棱角等脆弱部分)。

2)清理浮浆,直至露出新鲜混凝土面为止。

3)根据缝隙的尺寸合理裁剪形成尺寸适中的钢筋网片,将其紧密铺设在缝隙内,检查并调整平整度,通过焊接的方式将其设置在预埋桩内侧的钢筋上,以维持稳定。

4)采取人工填充的方式,材料为C20微膨胀细石混凝土,全面覆盖钢筋网片,填充后再利用水泥刀抹平修饰,以提高其与各层模筑混凝土的平整性。

4.4 混凝土养护

按上述流程完成混凝土浇筑作业后,即进入养护环节。以洒水养护方式为宜,参考混凝土表面的实际情况和现场气温等因素,合理调整洒水频率和单次洒水量,保证混凝土表面维持湿润状态。通常养护时间应达到14d或更长。

5 综合效益分析

5.1 技术效益

桩间模筑混凝土施工技术操作较为便捷,全程处于安全可控的状态,配置可调的模板系统,从而保证了混凝土的厚度及结构尺寸指标的合理性。与传统方法相比,该施工技术的桩间防水效果良好,技术效益显著。

5.2 环保效益

传统方式下,湿喷机为主要的施工设备,其在施工期间伴有较明显的扬尘现象,环境污染严重,且形成的残留混凝土清理难度较大。通过模筑混凝土施工技术的应用则可以有效解决上述问题,并且其施工技术的环境效益良好,契合现代化工程发展理念。

5.3 经济效益

依据规范有序开展模筑混凝土施工作业,全程所需的工期相对较短,施工进度较快,人员、材料等方面的投入更少,利于施工企业提高经济效益。

6 结语

在地铁车站基础施工中,通过应用模筑混凝土施工技术,可以在保证施工质量的同时控制环境污染、减少成本投入,具有喷射混凝土等传统方法无法比拟的优势。根据实际的施工结果,成型混凝土在密实度、表面平整度等方面均满足要求。从整体效果来看,模筑混凝土施工技术的综合应用效果良好,具有推广价值。

 

 

参考文献[1]蔡金山.复杂地质条件下地铁深基坑设计与地下水控制技术[J].城市住宅,2020,27(8):245-247.

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