高水位碎石层新型复合基坑围护结构施工工法.pdf

高水位碎石层新型复合基坑围护结构施工工法 1.前言 近年来，地铁凭借其具有安全、准点、快捷、舒适、环保等优点，已成为当今城市交通发展的 主要方向。目前，地铁施工中基坑围护结构主要以钻孔桩+钢支撑、钻孔桩+锚索、地连墙为主。在 现有围护结构施工的经验基础上，济南市轨道交通R3线施工基坑围护结构结合环保、渣土利用、节 约资源等方面，将传统基坑围护结构改为内插式预制混凝土方桩+新型高压旋喷桩共同组成支护体系 及止水帷幕的新型复合基坑围护结构，该围护结构还与车站主体结构叠合，对桩体的方向与高程有 了更高的要求，总结和探索施工中的技术问题，对加快我国地铁建设步伐，提高工程质量，节约投 资具有十分重要的现实意义。 中铁三局集团有限公司自2016年开始依托济南市轨道交通R3线一期土建工程孟家庄站进行高水 位碎石层新型复合基坑围护结构施工技术的研究与应用，通过在实践中细致而详细地分析、论证，克 服了工期带来的压力及环境因素的影响，从根本上解决了高水位碎石层地质条件下深基坑施工关键 工序中的技术难题，研究应用了内插式预制混凝土方桩基坑围护结构施工技术、高水位碎石层潜孔 冲击高压旋喷桩施工技术等一列施工工艺，开发了精准定位接桩平台设备、渣土筛分设备，在工期 紧，工程量大的情况下实现了内插式预制混凝土方桩围护结构的高效施工、精准定位；同时实现了 帷幕桩与支护桩的紧密连接，止水效果优于同类工艺，各项指标符合设计要求，对今后同类型工程 具有切实的指导意义。 目前，本工法已成功应用于济南市轨道交通R3线一期土建工程孟家庄站施工建设，其核心技术 的市场竞争力强，专项技术在青连铁路、济青高铁等多个项目进行应用，关键技术通过中国公路建 设行业协会组织鉴定，达到“国内领先”水平 ，以本技术为核心的科技成果“内插装配式预制混凝 土方桩新型复合基坑围护结构施工技术”获得2018年度中国公路建设行业协会科技创新成果一等 奖，QC成果“提高新型复合围护结构内插装配式预制混凝土方桩一次性成桩合格率”荣获2018年度 全国工程质量建设优秀QC成果一等奖，并授权国家实用新型专利2项。该方法具有施工速度快、操作 简单、施工安全等优点，为进一步推广应用，特总结形成工法。 2.工法特点 2.1 开发了内插式预制混凝土方桩基坑围护结构施工工艺，采用成孔后注入特制水泥土浆液+ 内插装配式预制混凝土方桩的新型复合桩结构，后期通过在预制方桩预埋螺栓上安装连接钢筋与侧 墙结合成整体结构，提高了资源的使用率 （侧墙混凝土节约约30％）； 2.2 设计应用了一种 （接桩平台）沉桩定位及接桩操作平台设备，利用液压系统进行设备调配 及定位，在预制桩接桩过程中精确固定下节桩体，完成接桩作业； 2.3 设计应用了一种特制水泥土搅拌设备，开发了特制水泥土拌合施工工艺，利用现场开挖粘 土作为原材料，采用开挖粘土和水，水泥和水分开进行搅拌再混合拌合的方法，提高了流动性能； 同时在生产过程中，采用水泥土生产监督和管理系统，对水泥土的加工质量进行严格控制。 2.4 采用高压水 （浆）+高压气+高频振动冲击+地下微气爆的全新联动机理的新型高压旋喷桩 施工技术，流塑状态的土和水泥浆充分混合，形成直径较大、混凝土均匀的止水帷幕桩； 2.5 实现了帷幕桩与支护桩的紧密连接，相比传统工艺，水和水泥用量减少约25%，泥浆排放 量减少约60%，工程造价降低约20%，施工工期缩短约20%。 3.适用范围 适用于公路、铁路、地铁施工深基坑围护结构施工，同时对其它工程深基坑围护施工也有积极 的指导意义。 4.工艺原理 4.1 基坑支护体系及止水帷幕采用内插式预制混凝土方桩新型复合围护桩+新型高压旋喷桩 (桩间) （见图4.1-1，图4.1-2）。新型复合桩间距1.5m，桩直径1.1m，采用钻机成孔后注入预搅 拌水泥土浆液，然后插入70cm×70cm 预制混凝土方桩。新型复合桩之间设新型高压旋喷桩，旋喷 桩与复合桩共同组成支护体系及止水帷幕。 图4.1-1 新型复合围护结构桩位布置图 图4.1-2 新型复合围护结构示意图 4.2 开发了新型复合