含錨桿地下連續(xù)墻成槽關(guān)鍵技術(shù)研究

1?項(xiàng)目概況1.1?工程概況作為南寧市軌道交通1號(hào)線和3號(hào)線的重要換乘車站，金湖廣場車站總長150?m，標(biāo)準(zhǔn)段寬25.1?m，設(shè)置了4個(gè)出入口。金湖廣場站基坑位于富水地層，最大開挖深度達(dá)32?m，屬于深大基坑，靠近已建建筑、地面道路、地下管線和軌道交通1號(hào)線區(qū)間隧道，周邊環(huán)境對(duì)基坑施工十分敏感。1.2?地質(zhì)條件巖土工程地質(zhì)勘察報(bào)告是車站地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工的重要依據(jù)，金湖廣場站開挖深度范圍包含6個(gè)大層、11個(gè)亞層。各土層滲透系數(shù)和動(dòng)泊松比見表1。基坑開挖時(shí)須考慮承壓水對(duì)坑底穩(wěn)定性的影響。粉砂層、礫石層透水性很強(qiáng)，而且有一定的承壓性，其中圓礫層較厚，容易出現(xiàn)滲透漏水，引發(fā)安全問題。基坑結(jié)構(gòu)底板標(biāo)高48.967?m?；娱_挖底板所承受的水頭壓力12.203~28.453?m。表1?各土層的滲透系數(shù)和動(dòng)泊松比2?支護(hù)方案選擇基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)基坑深度、水文地質(zhì)、工期要求、造價(jià)以及場地周邊環(huán)境等選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)類型。本工程主體基坑開挖深度為30.8?m，附屬結(jié)構(gòu)基坑深12.2~23.0?m，屬于深大基坑。南寧地鐵3號(hào)線金湖廣場站周邊高樓林立，東面設(shè)有國際大廈、南面緊鄰1號(hào)線，西面設(shè)有南寧百貨大樓，北面緊靠東方曼哈頓大廈。為降低施工對(duì)鄰近道路、地面建筑和各類設(shè)施的不利影響，車站顯然不宜采用傳統(tǒng)放坡開挖的施工方案。經(jīng)基坑支護(hù)方案比選與分析后，綜合考慮各方意見，一致認(rèn)為地下連續(xù)墻更加適用于此類型的基坑。車站主體結(jié)構(gòu)基坑采用厚度為1?200?mm的地下連續(xù)墻，地下3層結(jié)構(gòu)的附屬基坑采用1?000?mm厚地下連續(xù)墻，總計(jì)29副地下連續(xù)墻。地下2層及地下1層結(jié)構(gòu)的附屬基坑采用鉆孔灌注樁+內(nèi)支撐。3?含錨桿粉砂地下連續(xù)墻成槽施工地下連續(xù)墻技術(shù)于1959年被引入我國，并成功用于水壩防滲墻以及房屋建筑的基坑支護(hù)工程中。含錨桿的地下連續(xù)墻需要做清障處理，并且要避免圓礫層和砂層成槽發(fā)生坍塌。本標(biāo)段工程的主體結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)基坑深度范圍內(nèi)，13排既有建筑物的廢舊錨桿侵入了地下連續(xù)墻支護(hù)工程的施工范圍內(nèi)。3.1?沖抓斗當(dāng)基坑支護(hù)工程的紅線范圍內(nèi)的土層較好，且周邊建（構(gòu)）筑物和地下管線較少時(shí)，首先通常采用沖擊鉆直接砸斷地下連續(xù)墻施工范圍的廢舊錨桿，再用抓斗將切斷后的錨桿從土體中強(qiáng)行拖拽出來。沖抓斗是套管鉆進(jìn)后進(jìn)行桶內(nèi)土體和障礙物清理的重要設(shè)備。在套管鉆掘進(jìn)過來中，抓斗的兩扇斗葉在閉合與張開兩種狀態(tài)之間自由轉(zhuǎn)換（圖1），將套管內(nèi)的土體和錨桿抓取出來。（a）

（b）圖1?沖抓斗（a）閉合狀態(tài)；（b）張開狀態(tài)本標(biāo)段的地鐵車站基坑工程鄰近居民樓，在沖抓斗清除既有錨桿的過程中，噪聲大，嚴(yán)重?cái)_民，無法保證工程進(jìn)度的按期完工。更為重要的是，在沖擊鉆切斷錨桿以及沖抓斗反復(fù)抓取錨桿的過程中，錨桿周邊的各土層受到了極大的擾動(dòng)，土層發(fā)生了松動(dòng)，錨孔不斷增大，從而造成嚴(yán)重的塌孔。圖2為采用超聲波對(duì)完工后的地下連續(xù)墻進(jìn)行探查，結(jié)果表明，1.5~36.44?m深度范圍內(nèi)的槽壁均發(fā)生了塌孔破壞現(xiàn)象，其中以1.5~13.75?m深度范圍內(nèi)的塌孔破壞最嚴(yán)重，這與地下連續(xù)墻深度范圍內(nèi)的錨桿分布位置基本一致。槽壁外擴(kuò)尺寸最大達(dá)到1.55?m，增加了澆筑地下連續(xù)墻時(shí)的混凝土用量，容易造成墻面鼓包（圖3）。在后期開挖基坑范圍內(nèi)的土層時(shí)，還需要鑿除地下連續(xù)墻表面鼓包的多余混凝土，影響后期的防水施工作業(yè)。圖2?傳統(tǒng)抓斗的地下連續(xù)墻成槽超聲波檢測圖3?墻面鼓包3.2?改進(jìn)后的成槽技術(shù)為降低工程造價(jià)和改善地下連續(xù)墻的成槽質(zhì)量，受鋼筋剪斷鉗原理的啟發(fā)，對(duì)已有的成槽機(jī)沖抓斗進(jìn)行了部分改造，在成槽機(jī)的左右斗體上分別焊接一塊厚度為25?mm的高強(qiáng)鋼板，鋼板緊挨斗體的最外側(cè)邊緣，鋼板長度略比斗體寬度短50~80?mm。兩塊鋼板互相錯(cuò)位，左側(cè)的鋼板凸出斗體，而右側(cè)的鋼板凹進(jìn)斗體，錯(cuò)位距離約為20?mm。對(duì)改造后的沖抓斗進(jìn)行了剪斷鋼筋試驗(yàn)，在合斗的過程中，焊接于斗體上的兩塊高強(qiáng)度鋼板可輕易地剪斷直徑為20?mm的HRB?400鋼筋。3.3?成槽質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益成槽機(jī)改造后，地下連續(xù)墻超聲波檢測圖像，如圖4所示，地下連續(xù)墻采用改進(jìn)后的清障技術(shù)，有效減少了墻面鼓包，基本無塌孔現(xiàn)象，提高了地下連續(xù)墻的總體質(zhì)量，如圖5所示，槽壁外擴(kuò)尺寸不大于1.0?m。采用改造后的成槽機(jī)抓斗后，地下連續(xù)墻表面的平整度得到明顯改善，可以減少主體結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)基坑支護(hù)工程中的地下連續(xù)墻墻面多余混凝土的鑿除量約270?m3，相應(yīng)降低了270?m3的混凝土用量。圖4?改造后的抓斗成槽超聲波檢測圖5?改進(jìn)后的抓斗形成的地下連續(xù)墻墻面與此同時(shí)，減少了施工工期45?d，節(jié)約工程造價(jià)達(dá)17萬元。采用改造后的成槽機(jī)抓斗進(jìn)行抓槽施工，可以很好地處理地下連續(xù)墻深度范圍內(nèi)的既有錨桿和其他地下障礙物，同時(shí)也有利于后期的地下連續(xù)墻止水作業(yè)。4?結(jié)束語（1）采用改造成槽機(jī)的方式，清除了基坑范圍內(nèi)的既有錨桿，節(jié)約工