宁波轨道交通2号线二期土建工程T2219标部分围护结构嵌入岩层,原设计为嵌岩式地下连续墙,最大入岩深度为8.2m,若按原设计方案施工需采用“成槽机+洗槽机”相结合的施工方案,费时费力,且项目投标时未考虑入岩增加费,造成成本的极大浪费。为针对性的解决该问题,项目从围护结构设计角度出发,创造性地提出了复合地层地下连续墙与钻孔桩竖向结合施工技术。宁波市轨道交通2号线二期土建工程红联站为“T”型换乘车站,2号线开挖深度约17m,6号线开挖深度约25m,主要采用地下连续墙支护体系,其中6号线共计25幅嵌入岩层,2号线共计15幅嵌入岩层,嵌入岩层最深达约11.2m,嵌入中分化岩2.5~6.8m。特别是中等风化晶屑玻屑熔结凝灰岩,岩质坚硬,岩体较完整,平均值为62.04MPa,属坚硬岩。上部分布较厚淤泥层软土,具有天然含水量高,压缩性高、触变性强、流变性强、强度低、透水性低等特点,属于典型的上软下硬的土体结构,普通嵌岩式支护体系施工难度大。Technical Characteristics
用钻孔灌注桩的入岩深度代替地下连续墙的入岩深度,在满足插入比和深基坑支护稳定性要求的同时,能够减低施工难度、缩短施工周期、降低施工成本。
成槽机分两次成槽,在第一次成槽时,预留一定厚度土层,缩短旋挖桩的钻孔深度,同时预留土层可保证旋挖钻入岩垂直度,确保成槽、成桩质量。将灌注桩的钢筋笼和地连墙的钢筋笼通过z型钢筋焊接,上下共焊接6处,形成一体式钢筋笼,整体吊装。在钻头对称的位置上增加两根螺旋导管,泥浆通过导管进入到钻头,湿润钻头、悬浮沉渣、加快钻进速度。
在地墙中心位置进行补勘,每2幅补勘一孔,取芯至中风化岩1m,确定“墙+桩”具体深度。对入岩段地墙两侧采取双轴搅拌桩进行加固,槽壁加固深度为地面以下1m至9m。
成槽机先进行两侧成槽,抓至墙底设计标高以上3米左右位置,预留约3米厚黏土层作为旋挖钻的引导土层。
在强风化岩层,采用筒钻引孔,缓慢推进,压力控制在1~5Mpa,钻进速度为0.3~0.5m/h,每钻进30cm左右,提升一次,循环钻进。 中风化岩层,采用合金牙轮钻头钻进。分两次清孔,先墙后桩,先中间后两侧的原则。首先,管口先位于墙底约3m处,逐步下沉至墙底约0.5m处进行清孔。待钢筋笼下放到位后,采用“正+反”循环结合进行二次清孔,气压控制在0.7~1MPa,置换一部分新浆,其中所有泥浆均要经过震动除砂机进行过滤处理。
超声波检测确定实际桩位后,将桩的钢筋笼整体锚固在地下连续墙钢筋笼内,焊接为整体,一次性入槽。
复合地层支腿式地下连续墙施工技术成功在宁波轨道交通2号线TJ2219标应用,经监测墙身质量全部满足设计要求,在基坑开挖过程中对支腿式地下连续墙对应监测点进行跟踪,各监测点变形量均在设计允许范围内。
已获得实用型授权专利两项,分别为一种地下连续墙与钻孔灌注桩结合施工用一体式钢筋笼和一种地下连续墙接头牙轮刷壁器。
经济效益:相比双轮铣槽机,采用“支腿式地下连续墙施工技术”可解决地地墙入岩增加费、混凝土、钢筋材料费。
社会效益:宁波轨道交通首次采用“支腿式地下连续墙施工技术”,该技术是地下工程嵌岩维围护体系的创新,在宁波轨道交通4号线东延段国际会议中心得到了推广应用,为后期类似工程提供了技术参数,取得了良好的社会效益。
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