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地鐵隧道上方建筑物的加固施工技術(shù)論文
紅山飯店位于崗前平地,渡線上方,距南京站站北區(qū)明挖基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)約615~810m ,房屋橫軸與地鐵線路軸線夾角712°,區(qū)間隧道右線和渡線局部下穿紅山飯店,隧頂距房屋基底710~713m。該飯店采用鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ),局部配有h = 50cm 的地圈梁,結(jié)構(gòu)每層設(shè)置圈梁,飯店主體結(jié)構(gòu)工況基本完好,外墻、內(nèi)墻局部有豎向、橫向裂紋或裂縫。
崗前平地自上而下分別為可2軟塑狀雜填土,厚2~218m;可2硬塑狀粉質(zhì)粘土,厚315~410m;硬塑混合土,厚115~211m;強(qiáng)風(fēng)化閃長(zhǎng)玢巖,厚4~10m。
1 紅山飯店加固方案
根據(jù)“控制隧道變形為主、地基和房屋加固為輔”的原則,在保證安全的前提下,嚴(yán)格控制隧道開挖引起的地層變形,同時(shí)對(duì)地基和房屋進(jìn)行必要的加固處理。
采用旋噴樁+ 管棚的組合加固方案。在靠近房屋和隧道外側(cè)做雙排單管旋噴樁,樁間距110m 呈梅花形布置,樁長(zhǎng)10~12m ,以對(duì)隧道上部地層進(jìn)行加固;在隧道開挖前施作<159mm 無(wú)縫鋼管管棚,管棚長(zhǎng)30m ,從紅山飯店墻外6m 范圍內(nèi)一次性穿過(guò)紅山飯店。
該方案是在設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步優(yōu)化,取消了房間內(nèi)的旋噴樁,沿房屋基礎(chǔ)外側(cè)施工高壓旋噴樁(見(jiàn)圖1) ,旋噴樁互相咬合。將旋噴樁加固擴(kuò)大到房基外墻一定的范圍,對(duì)隧道洞室上方的土層進(jìn)行加固。該方案效果好,施工方便,工程量小,造價(jià)適中;其缺點(diǎn)是作業(yè)空間和場(chǎng)地受限制。
2 加固施工
在隧道通過(guò)紅山飯店的渡線區(qū),首先施工旋噴樁,在完成旋噴樁后,等待南京站能夠提供隧道施工的工作面時(shí)施作管棚。
2.1 旋噴樁施工
2.1.1 工藝流程
施工放樣→鉆機(jī)就位→鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高→注漿、旋噴→邊旋邊提升→旋噴結(jié)束、成樁。
2.1.1.2 旋噴形式、樁徑及其他參數(shù)選擇
采用1 根單管噴射高壓水泥漿液作為噴射流,由于高壓漿液射流在土體中衰減大,破壞土的射程較短,成樁直徑為013~018m。
根據(jù)前述地質(zhì)情況,選用樁徑為<600mm ,樁長(zhǎng)6~8m ,布孔間距為50cm;漿液壓力20MPa ,流量80~120LPmin ;孔徑及個(gè)數(shù)噴嘴:<20~<30mm 2 個(gè);提升速度20~25cmPmin ,旋轉(zhuǎn)速度20rPmin。
2.1.3 質(zhì)量控制
(1) 旋噴深度、直徑應(yīng)于旋噴前進(jìn)行檢驗(yàn),合格后方可進(jìn)行旋噴作業(yè);旋噴樁抗壓強(qiáng)度和透水性應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。
(2) 旋噴樁質(zhì)量可采用開挖、鉆孔取芯等方法檢查。
(3) 檢驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量為施工注漿孔數(shù)的2 %~5 %;對(duì)不合格的應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)噴。
(4) 各項(xiàng)檢驗(yàn)應(yīng)在旋噴注漿結(jié)束4 周后進(jìn)行。
2.2 管棚施工
2.2.1 工藝流程
施工平臺(tái)設(shè)置→導(dǎo)向混凝土護(hù)拱施工→<159mm鋼管鉆機(jī)就位→鉆孔→頂進(jìn)鋼管棚→孔口封口→注漿→填塞M10 水泥砂漿。
2.2.2 管棚主要設(shè)計(jì)參數(shù)(見(jiàn)圖2)
(1) 鋼管規(guī)格 熱軋無(wú)縫鋼管<159mm , 壁厚8mm ,節(jié)長(zhǎng)4、6m。
(2) 管距 環(huán)向間距中對(duì)中40cm。
(3) 鉆進(jìn)深度 隧道南端40m ,北端38m。
(4) 搭接長(zhǎng)度 313m。
(5) 傾角 鉆桿與縱坡仰角采用1°(考慮鉆桿下垂) 。
(6) 鋼管施工誤差 徑向不大于2cm ,沿相鄰鋼管方向不大于10cm。
(7) 隧道縱向同一斷面處的鋼管接頭數(shù)不大于50 % ,相鄰鋼管接頭至少需要錯(cuò)開1m。
3.2.3 施工要點(diǎn)和質(zhì)量控制
(1) 導(dǎo)向混凝土護(hù)拱施工時(shí),首先安裝護(hù)拱內(nèi)鋼筋骨架,然后安設(shè)導(dǎo)向管(<180mm ×6mm ,長(zhǎng)2m) ,根據(jù)管棚進(jìn)出口坐標(biāo)將導(dǎo)向管焊接固定于護(hù)拱鋼筋骨架上,為控制導(dǎo)向管安裝的準(zhǔn)確性,焊接前必須對(duì)每根導(dǎo)向管位置進(jìn)行坐標(biāo)測(cè)量,而且為保證鋼筋骨架的牢固,骨架采用3 排鋼筋拱架連接而成。護(hù)拱混凝土為C30。采用噴射混凝土施工。
(2) 在<159mm 管棚鉆孔中應(yīng)及時(shí)檢查鉆孔方向的準(zhǔn)確性,應(yīng)用測(cè)斜儀測(cè)量鋼管鉆進(jìn)的偏斜度;要及時(shí)把鉆芯(主要是首排孔中的鉆芯) 取出并排列整齊,做好巖性記錄,用以對(duì)開挖提供超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。
(3) 由注漿口注入水檢查管棚密封是否好,并及時(shí)密封。
(4) 向管棚管內(nèi)注漿前先用漿液把管孔中的水壓出管外,直到漿液流出,并且流出的漿液濃度與漿池中漿液濃度相同后,將孔口用鋼板密封,然后加壓,并穩(wěn)定壓力在015~1MPa 之間,盡量不要間斷注漿。管內(nèi)注漿順序自下而上,水泥漿要時(shí)刻進(jìn)行攪拌,以保證漿液濃度相同,同時(shí)檢測(cè)流量。
3 結(jié)語(yǔ)
旋噴樁隔離墻減小了隧道渡線開挖引起的建筑物的沉降,<159mm長(zhǎng)管棚有效地減小建筑物下方隧道開挖引起的沉降。
施工期間進(jìn)行了紅山飯店沉降數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),實(shí)測(cè)最大沉降小于6mm ,傾斜率也滿足規(guī)范要求,實(shí)踐證明旋噴樁+ 長(zhǎng)管棚的加固方案是合理且成功的,為今后的地鐵類似施工提供了經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn):
[1 ] 顧曉魯. 地基與基礎(chǔ)[M] . 北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1995.
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