劉 爽
(蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司, 蘇州 215004)
地鐵車站疊合墻結(jié)構(gòu)體系中,地下連續(xù)墻在施工階段作為車站基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu),又在使用階段通過預(yù)埋接駁器與車站側(cè)墻及樓板連接,作為永久結(jié)構(gòu)而共同受力[1-2]。在結(jié)構(gòu)形式上,疊合墻比復(fù)合墻的材料利用率更高。但是由于疊合墻結(jié)構(gòu)預(yù)留鋼筋接駁器施工難度大、安裝精度要求高,受結(jié)構(gòu)板保護(hù)層制約,定位精度難以滿足要求,接駁器自身也常因泥漿侵入接駁器中而導(dǎo)致接駁器銹蝕、絲牙破壞等質(zhì)量問題,以至基坑開挖后成活率低,后期處理工序繁雜,而極大地限制了疊合墻體系的應(yīng)用與發(fā)展[3-4]。因此以蘇州市軌道交通5 號線蘇嘉杭站施工為工程背景,研究提高地下疊合墻結(jié)構(gòu)中地下連續(xù)墻預(yù)埋鋼筋接駁器成活率的施工控制技術(shù),以期為疊合墻技術(shù)的發(fā)展積累一些經(jīng)驗(yàn)。
蘇州市軌道交通5 號線蘇嘉杭站位于蘇州工業(yè)區(qū)金雞湖大道與東環(huán)路高架交叉口和蘇嘉杭高架交叉口的中間,沿金雞湖大道東西向布置,為地下兩層無柱(設(shè)備區(qū)有柱)島式站臺車站,圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800mm 地下連續(xù)墻+支撐,地連墻與內(nèi)襯墻采取疊合體系連接方式,車站采用明挖順做法(局部蓋挖順做法)施工。
蘇嘉杭站場地地貌形態(tài)為沖湖積平原,水系發(fā)育,地勢平坦,系典型的水網(wǎng)化平原。基坑開挖斷面地層主要為黏土、粉質(zhì)黏土、粉砂夾粉土層等。地下水主要為松散巖類的潛水、微承壓水、承壓水。
與復(fù)合結(jié)構(gòu)體系相比,疊合墻體系通過對地連墻的鑿毛、清洗,并使用預(yù)埋鋼筋接駁器等結(jié)構(gòu)施工措施,使地連墻與內(nèi)襯側(cè)墻疊合面?zhèn)鬟f剪力而結(jié)合成整體共同受力,既可利用圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)摩擦阻力和圍護(hù)結(jié)構(gòu)自重來抗浮,又能增加主體結(jié)構(gòu)的整體剛度,節(jié)約土地資源[5-6]。圍護(hù)結(jié)構(gòu)與內(nèi)襯變形一致,為永久結(jié)構(gòu)[7]。蘇嘉杭站疊合墻示意如圖1 所示。
圖1 蘇嘉杭站疊合墻示意圖
可見,疊合墻結(jié)構(gòu)施工中需廣泛使用預(yù)埋接駁器,而接駁器控制質(zhì)量決定著疊合體系的技術(shù)效果。但預(yù)埋接駁器安裝精度要求高,受結(jié)構(gòu)板保護(hù)層制約,接駁器標(biāo)高誤差須嚴(yán)格控制,很難滿足主體結(jié)構(gòu)鋼筋安裝的精度要求[8],且由于地下連續(xù)墻沉降、錯位會造成接駁器埋設(shè)位置與板梁位置錯位,導(dǎo)致后期板墻節(jié)點(diǎn)處鋼筋連接困難,或造成后期需進(jìn)行植筋處理;接駁器自身也常因泥漿侵入接駁器中而導(dǎo)致接駁器銹蝕、絲牙破壞等質(zhì)量問題。上述問題造成預(yù)埋接駁器成活率不滿足要求,使后期施工困難、成本增加,制約了疊合墻技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,只有將其有效解決,提高接駁器成活率,才能保障工程質(zhì)量、充分發(fā)揮疊合墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。
施工過程中,通過對地下連續(xù)墻鋼筋籠接駁器施工質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查,發(fā)現(xiàn)定位精度不足“水平錯位”缺陷比例達(dá)到了72%。解決這個問題是控制疊合墻接駁器預(yù)埋精度的關(guān)鍵,也是提高其成活率的關(guān)鍵。
針對主要問題“水平錯位”采用頭腦風(fēng)暴法,尋找各末端因素,并逐項(xiàng)論證分析、查找要因。經(jīng)技術(shù)確認(rèn)后發(fā)現(xiàn),“主筋先排列方式影響接駁器安裝精度”和“導(dǎo)管倉接駁器預(yù)埋件與導(dǎo)管位置沖突”為要因。
則根據(jù)每項(xiàng)要因分別研究,制定并落實(shí)控制技術(shù)措施。針對要因“主筋先排列方式影響安裝精度”,采?。孩僦鹘钕刃袖佋O(shè)后再安裝接駁器預(yù)埋件,調(diào)整主筋間距以保證接駁器精度,最后進(jìn)行主筋焊接;②主筋與輔筋采用局部并筋的方式,增大接駁器預(yù)埋件安裝空間。針對要因“導(dǎo)管倉接駁器預(yù)埋件與導(dǎo)管位置沖突”,采取:①將導(dǎo)管倉處接駁器鋼筋預(yù)埋件分層布設(shè);②在保證鋼筋受力分析的情況下縮短預(yù)埋件長度;③與設(shè)計(jì)溝通,以技術(shù)核定單的形式合理調(diào)整鋼筋分布。
在采取預(yù)埋精度控制技術(shù)措施后,連續(xù)對NW12-NW20 段地連墻進(jìn)行了跟蹤調(diào)查,共計(jì)檢查260 個點(diǎn),發(fā)現(xiàn)各種質(zhì)量缺陷的不合格點(diǎn)共計(jì)20 個,成活率增長為92.3%。
有效控制鋼筋接駁器預(yù)埋精度后,還需解決接駁器在地墻施工過程中受泥漿侵蝕導(dǎo)致的鑿出后接駁器銹蝕、絲牙破壞等質(zhì)量問題,否則接駁器存活率仍受限制,影響施工質(zhì)量及效率。而現(xiàn)有技術(shù)對接駁器的保護(hù)僅使用保護(hù)蓋來保護(hù)接駁器端頭,為單一的單體保護(hù),其效果差強(qiáng)人意。
基于此,研究提出了一種新的技術(shù)方案:研發(fā)一套疊合墻預(yù)埋接駁器的保護(hù)裝置,包括帶孔定位鋼板、鋼筋接駁器、鋼蓋盒。鋼筋接駁器穿過鋼板開孔設(shè)置在地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)縱筋上,地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)縱筋與鋼筋接駁器之間設(shè)置錨固筋,帶孔定位鋼板右側(cè)設(shè)置鋼蓋盒。帶孔定位鋼板和鋼蓋盒均為可拼接式結(jié)構(gòu),并且?guī)Э锥ㄎ讳摪搴弯撋w盒形成的保護(hù)裝置放置在地下連續(xù)墻近坑側(cè)鋼筋保護(hù)層內(nèi),且和地下連續(xù)墻近坑側(cè)保護(hù)層的右側(cè)相貼合。其結(jié)構(gòu)示意如圖1~3 所示,圖中序號依次表示:1-帶孔定位鋼板、2-鋼筋接駁器、3-鋼板開孔、4-地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)橫筋、5-地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)縱筋、6-錨固筋、7-鋼蓋盒、8-地下連續(xù)墻近坑側(cè)保護(hù)層。
圖1 保護(hù)裝置中帶孔定位鋼板與鋼筋接駁器連接示意
圖2 保護(hù)裝置與接駁器連接示意
圖3 保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意
這種預(yù)埋鋼筋接駁器保護(hù)裝置的工作原理,簡言之為:將地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)縱筋5 捆扎在地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)橫筋4 表面,形成地下連續(xù)墻鋼筋籠,在地下連續(xù)墻鋼筋籠綁扎完成后,將帶孔定位鋼板1 焊接于地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)橫筋4 上,其焊接位置與鋼筋接駁器2 的設(shè)計(jì)位置相匹配,鋼筋接駁器2 穿過鋼板開孔3 通過錨固筋6 與地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)縱筋5 焊接牢固,鋼蓋盒7 通過焊接在帶孔定位鋼板1 上,當(dāng)下放鋼筋籠時,保護(hù)裝置緊貼地下連續(xù)墻近坑側(cè)保護(hù)層8,用來幫助鋼筋籠的定位。
使用這種疊合墻預(yù)埋接駁器保護(hù)裝置,可進(jìn)一步提高接駁器的預(yù)埋精度,以及解決了預(yù)埋接駁器在鑿出后普遍存在的因泥漿侵蝕導(dǎo)致接駁器銹蝕、絲牙破壞等質(zhì)量問題。上節(jié)研究解決了“水平錯位”問題,大大提高了鋼筋接駁器的預(yù)埋精度,輔以新型的疊合墻預(yù)埋接駁器保護(hù)裝置,解決接駁器自身質(zhì)量問題,可使其成活率進(jìn)一步提高,甚至可達(dá)到100%。且在基坑開挖后,接駁器在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的具體位置易確定,鑿除工作量少,便于施工,定位鋼板的存在使得疊合結(jié)構(gòu)的防水效果得到進(jìn)一步加強(qiáng),再者保護(hù)裝置安裝拆卸簡單便捷,規(guī)范了地下工程疊合墻接駁器的施工,使得工程質(zhì)量得到更好保障。
地下疊合墻預(yù)埋接駁器成活率控制需從兩方面出發(fā),一者控制其定位精度,二者保護(hù)其自身質(zhì)量:“水平錯位”是接駁器預(yù)埋精度不足的主要缺陷,也是導(dǎo)致接駁器成活率不足的主要問題,通過施工控制技術(shù)可基本解決“水平錯位”問題,實(shí)現(xiàn)接駁器成活率提升至逾90%;由帶孔定位鋼板、鋼筋接駁器、鋼蓋盒組成的疊合墻預(yù)埋接駁器保護(hù)裝置,可使接駁器免受泥漿侵蝕,保障其自身質(zhì)量,使接駁器成活率進(jìn)一步提高,甚至可達(dá)到100%。從而解決疊合墻施工中由于預(yù)埋接駁器成活率難以保證致使的地連墻與內(nèi)襯側(cè)墻難以有效連接的問題,為疊合墻技術(shù)發(fā)展積累經(jīng)驗(yàn),以期為類似工程提供一些借鑒指導(dǎo)意義。