淤泥质软土地层中盖挖逆作车站顶板土胎模施工技术 淤泥质软土地层中盖挖逆作车站顶板土胎模施工技术
□文/吴洪强 高爱林
【摘 要】：盖挖车站施工顶板、中板均采用土胎模法施工，土胎模法就是用成形的土岩层全部或部分代替现浇混凝土支架、模板施工的方法，其施工简便、速度快，可大幅降低工程造价。文章以实际工程为例，介绍了在淤泥质软土地层中的土胎模施工技术。
【关键词】：淤泥质；软土；盖挖；逆作；土胎模；顶板；地铁；车站
随着近年来城市建设的急剧加速，越来越多的城市大力发展轨道交通，兴建地铁。拟建车站地质条件和周边建筑物、管线等环境对于车站的工法选择、设计方案制定等都是至关重要的因素。盖挖逆作工法以其路面恢复快，对现状交通、周边环境以及居民正常生活的影响小，结构自身稳定性高等特点，在城市地铁车站中得到广泛应用。同时，在盖挖逆作施工顶板、中板时，可直接在开挖面上施做土胎模。土胎模的施工受地层条件影响较大，在自稳性较好的地层，如砂层等，可经简单处理后直接施做板结构，但在自稳性较差如含水粘土层等，尤其是在淤泥质软土层，不可采用常规方法进行施工，需采取加固措施。
1 工程概况
某地铁车站为盖挖岛式站台，计算站台长度118 m，站台宽度14 m，车站外包总长185 m，标准段外包总宽32 m。采用全盖挖逆作法施工。主体围护结构采用800 mm地下连续墙+内支撑系统支护。一、二期基坑分界设φ800 mm@1 000 mm钻孔灌注桩。车站基坑外包总长为186.6 m，标准段基坑宽33.60 m，车站主体基坑深约20 m，一期基坑深约8.3 m。车站大小里程端接盾构区间，均为盾构吊出。
车站顶板厚1000mm，中板厚400mm、底板厚1 000 mm、侧墙厚700、800 mm（盾构井段）；两端端盾构井宽33.95 m，标准段宽32.0 m。站厅层净高4.95 m，站台层净高6.35～7.73 m。
车站主体结构横剖面形式见图1。
图1 车站主体结构横剖面
2 工程地质
车站结构地层由上至下依次为杂填土、素填土、淤泥质粉质粘土、粉土、细砂、卵石、强风化泥质粉砂岩，水位位于结构顶板以上。顶板位于淤泥质粉质粘土中，中板位于砂卵石层，底板位于强风化砾岩层中，见图2。
图2 车站地质剖面
结构顶板及顶板以下最大2～3 m范围内为淤泥质粉质粘土层，主要为湘湖渔场中的沉积物，土质呈褐色、灰褐色、黑色，流塑状，受后期人工填土挤压的影响，局部为可塑状，饱和，夹少量细砂，含有机质，具异味。该层具高压缩性，强度低，工程性状差，作为车站基坑开挖坑壁地层时不能自稳。另外，周边在运营的2 m×4 m×4 m片石排水箱涵及雨污水管道渗漏较为严重，造成该地层富水性强，加剧了淤泥质粘土的流塑性，使得土层自稳能力进一步降低，未经处理无法满足土胎模施工要求。
3 淤泥质土层加固
采用分层固化、分层开挖，顶板以下搅拌桩加固的方法进行加固。
3.1 淤泥质土层加固施工
开挖期间首先分层抛洒生石灰进行固化地层，采用挖掘机进行拌和，每开挖50 cm后进行下一层搅拌。待顶板开挖至设计标高后，采取水泥土搅拌桩加固顶板以下地层，搅拌桩采用三轴搅拌工艺，湿法作业，搅拌桩桩径φ500 mm，间距1 200 mm，梅花型布置，搅拌后进行地基强度评定，满足强度要求后再进行顶板土模施工，见图4。
图4 车站顶板土模淤泥质地层水泥土搅拌桩加固布孔
3.2 水泥土搅拌桩施工
水泥土搅拌桩施工工艺见图5。
图5 水泥土搅拌桩施工流程
a桩机就位 b喷浆预搅下沉至桩底 c提升搅拌 d重复喷浆给进搅拌 e重复喷浆提升复搅 f成桩完毕
3.3 淤泥层加固效果检测
1）触探试验。成桩后3 d，可用轻型动力触探（N10）检查单位桩身的均匀性。检验数量为施工总桩数的1%且不少于3根。
2）开挖检查。成桩7 d后，采用浅部开挖桩头（深度超过停浆面以下0.5 m），目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径。检查量为总桩数的5%。
3）竖向承载水泥土搅拌桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。载荷试验宜在成桩28 d后进行，验收检验数量不少于总桩数的1%，复合地基静载荷试验数量不少于3台。
4）28 d龄期后进行钻孔抽芯检验，钻孔取芯采用地质钻机干钻钻进，φ110 mm取土器取芯，送检芯样用φ110 mm岩芯桶立即进行密封保存并送检，取芯总桩数为设计桩数的0.5%。
4 土胎模施工
4.1 土胎模设计
顶板以下淤泥质土层加固完成后，将土方开挖至顶板底面设计标高以上10 cm位置，人工清底至土胎模底面所需标高位置并对基底进行找平、夯实，确保基底压实度＞95%，然后回填砂垫层，浇筑15 cmC20细石混凝土、整平，待混凝土达到一定强度后在其表面铺设一层8 mm厚木胶板，形成土模，即可在其上施作顶板、梁结构，见图6。
图6 车站顶板土胎模施工
4.2 土胎模施工要点
4.2.1 基层施工要点
按结构设计标高、平面位置及主体结构纵向的设计坡度测量放线，施工中加强控制，施工允许偏差要控制在规范允许范围内并按土模及结构形状整平基土平面。
4.2.2 板梁土模施工要点
1）板结构土模结构顶面标高提高1.0 cm，作为板结构的预留沉降量并沿横断面三跨跨中及纵向两柱间预留2 cm上拱度。每一土模施工单元中，设置土模标高控制点，控制点位于横断面顶板三跨的各跨中位置，这三排控制点沿纵向布设，单排点间距为2 m。
2）各施工单元的土模结构均向施工范围处延伸1.0 m并将其边缘做坡状，以利于土模的稳定。
3）基土夯实整平后，铺设15 cm厚C20素混凝土，局部采用水泥砂浆找平。严格控制其标高并对其进行赶光压浆处理。考虑边梁下部预埋钢筋埋置砂层的铺设要求，边墙部位槽深0.6 m。中梁及边梁及顶板纵向边缘的侧模结构为12 cm厚砖胎模，局部施作砂浆找平层并对砂浆找平层进行赶光压浆处理。梁模两侧定位砖墙沿纵向每1.5～2.0 m（视土层而定）做一24 cm墙垛。
4.2.3 侧墙预留预埋施工要点
为确保边墙预留插筋垂直度，边梁底模采用设插筋孔的木底模，其下填细砂以保证插筋长度。对各阴阳角处的土模加强处理，控制其成型质量。
考虑边梁下部预埋钢筋埋置砂层铺设要求，边墙槽深0.6 m，侧墙下1 000 mm设置斜向竹胶板，见图7。边梁底模采用设插筋孔的竹胶模，为确保边墙预留插筋垂直度，其下填细砂以保证插筋长度。土模施工中，按有关规定要求做好围护桩桩头部分的处理，防水层的找头甩茬等工作。底板混凝土不设底模。
图7 侧墙预留预埋处模板的设置
5 应用效果分析
顶板在淤泥质软土地层中施工，通过采取地基加固及土胎模改进工艺施工，基层加固效果良好，土体强度满足要求，满足土胎模承载力施工要求。对比模板支架施工方法，施工工期缩减20 d以上，避免了脚手架、方木、丝托等周转材料的投入，减少人工投入超过200班日，大大降低了施工成本。在顶板以下对混凝土的外观质量进行检查，效果良好，达到了混凝土质量要求。
6 应用建议
本工程中，由于车站顶板处于淤泥质软土地层中，在土胎模施工前对地层进行水泥土搅拌加固，确保了土胎模地基的稳定。盖挖逆作车站中采用土胎模法施工，在将地基土体在设计标高硬化、处理后即可放置背楞、铺设模板后开始钢筋施工，在有效控制梁板的几何尺寸，提高梁板混凝土成型外观质量的前提下，大大加快了施工进度，节省了材料，减少了人工、机械投入，具有较大的推广价值。
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□高爱林/北京城建勘测设计研究院有限责任公司天津分公司。
□中图分类号：TU755.2
□文献标志码：C
□文章编号：1008-3197（）01-66-03
□DOI编码：10.3969/j.issn.1008-3197..01.023
□收稿日期：-01-06
□作者简介：吴洪强/男，1985年出生，北京城建勘测设计研究院有限责任公司天津分公司，从事工程技术管理工作。
