含錨桿地下連續(xù)墻成槽關鍵技術研究

1?項目概況1.1?工程概況作為南寧市軌道交通1號線和3號線的重要換乘車站，金湖廣場車站總長150?m，標準段寬25.1?m，設置了4個出入口。金湖廣場站基坑位于富水地層，最大開挖深度達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號線區(qū)間隧道，周邊環(huán)境對基坑施工十分敏感。1.2?地質條件巖土工程地質勘察報告是車站地基基礎設計和施工的重要依據(jù)，金湖廣場站開挖深度范圍包含6個大層、11個亞層。各土層滲透系數(shù)和動泊松比見表1?；娱_挖時須考慮承壓水對坑底穩(wěn)定性的影響。粉砂層、礫石層透水性很強，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。基坑結構底板標高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)和動泊松比2?支護方案選擇基坑支護設計時，應根據(jù)基坑深度、水文地質、工期要求、造價以及場地周邊環(huán)境等選擇支護結構類型。本工程主體基坑開挖深度為30.8?m，附屬結構基坑深12.2~23.0?m，屬于深大基坑。南寧地鐵3號線金湖廣場站周邊高樓林立，東面設有國際大廈、南面緊鄰1號線，西面設有南寧百貨大樓，北面緊靠東方曼哈頓大廈。為降低施工對鄰近道路、地面建筑和各類設施的不利影響，車站顯然不宜采用傳統(tǒng)放坡開挖的施工方案。經基坑支護方案比選與分析后，綜合考慮各方意見，一致認為地下連續(xù)墻更加適用于此類型的基坑。車站主體結構基坑采用厚度為1?200?mm的地下連續(xù)墻，地下3層結構的附屬基坑采用1?000?mm厚地下連續(xù)墻，總計29副地下連續(xù)墻。地下2層及地下1層結構的附屬基坑采用鉆孔灌注樁+內支撐。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。本標段工程的主體結構和附屬結構基坑深度范圍內，13排既有建筑物的廢舊錨桿侵入了地下連續(xù)墻支護工程的施工范圍內。3.1?沖抓斗當基坑支護工程的紅線范圍內的土層較好，且周邊建（構）筑物和地下管線較少時，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行拖拽出來。沖抓斗是套管鉆進后進行桶內土體和障礙物清理的重要設備。在套管鉆掘進過來中，抓斗的兩扇斗葉在閉合與張開兩種狀態(tài)之間自由轉換（圖1），將套管內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，嚴重擾民，無法保證工程進度的按期完工。更為重要的是，在沖擊鉆切斷錨桿以及沖抓斗反復抓取錨桿的過程中，錨桿周邊的各土層受到了極大的擾動，土層發(fā)生了松動，錨孔不斷增大，從而造成嚴重的塌孔。圖2為采用超聲波對完工后的地下連續(xù)墻進行探查，結果表明，1.5~36.44?m深度范圍內的槽壁均發(fā)生了塌孔破壞現(xiàn)象，其中以1.5~13.75?m深度范圍內的塌孔破壞最嚴重，這與地下連續(xù)墻深度范圍內的錨桿分布位置基本一致。槽壁外擴尺寸最大達到1.55?m，增加了澆筑地下連續(xù)墻時的混凝土用量，容易造成墻面鼓包（圖3）。在后期開挖基坑范圍內的土層時，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?改進后的成槽技術為降低工程造價和改善地下連續(xù)墻的成槽質量，受鋼筋剪斷鉗原理的啟發(fā)，對已有的成槽機沖抓斗進行了部分改造，在成槽機的左右斗體上分別焊接一塊厚度為25?mm的高強鋼板，鋼板緊挨斗體的最外側邊緣，鋼板長度略比斗體寬度短50~80?mm。兩塊鋼板互相錯位，左側的鋼板凸出斗體，而右側的鋼板凹進斗體，錯位距離約為20?mm。對改造后的沖抓斗進行了剪斷鋼筋試驗，在合斗的過程中，焊接于斗體上的兩塊高強度鋼板可輕易地剪斷直徑為20?mm的HRB?400鋼筋。3.3?成槽質量和經濟效益成槽機改造后，地下連續(xù)墻超聲波檢測圖像，如圖4所示，地下連續(xù)墻采用改進后的清障技術，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)墻的總體質量，如圖5所示，槽壁外擴尺寸不大于1.0?m。采用改造后的成槽機抓斗后，地下連續(xù)墻表面的平整度得到明顯改善，可以減少主體結構和附屬結構基坑支護工程中的地下連續(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?改進后的抓斗形成的地下連續(xù)墻墻面與此同時，減少了施工工期45?d，節(jié)約工程造價達17萬元。采用改造后的成槽機抓斗進行抓槽施工，可以很好地處理地下連續(xù)墻深度范圍內的既有錨桿和其他地下障礙物，同時也有利于后期的地下連續(xù)墻止水作業(yè)。4?結束語（1）采用改造成槽機的方式，清除了基坑范圍內的既有錨桿，節(jié)約工