地下连续墙施工技术总结
地下连续墙施工技术总结
一、概述
地下连续墙,顾名思义就是在地面以下用于支承建筑物荷载、截水防渗或挡土支护而构筑的连续墙体。其技术是根据打井和石油钻井所用膨润土泥浆护壁以及水下混凝土施工方法的应用而发展起来的。1950年意大利米兰采用泥浆护壁的地下连续墙作为水利大坝的防渗墙,故又称米兰法,随后推广到欧美各国;1959年日本开始应用该技术,并于1961年在日本地铁4号线采用,1958年我国水电部首先将该技术用于青岛月子库水坝防渗墙工程。由于地下连续墙具有挡土、防水抗渗及承重等功能,故其在我国地铁的深基坑工程中得到了广泛的应用。
地下连续墙之所以能得到如此广泛的应用和其具有的优点是分不开的,地下连续墙具有以下一些优点:
施工时振动小,噪音低,非常适于在城市施工;墙体刚度大,用于基坑开挖时,可承受很大的土压力,极少发生地基沉降或塌方事故,已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构;防渗性能好,由于墙体接头形式和施工方法的改进,使地下连续墙几乎不透水;可以贴近施工。由于具有上述几项优点,使我们可以紧贴原有建筑物建造地下连续墙;可用于逆做法施工。地下连续墙刚度大,易于设置埋设件,很适合于逆做法施工;适用于多种地基条件。地下连续墙对地基的适用范围很广,从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层,各种软岩和硬岩等所有的地基都可以建造地下连续墙;可用作刚性基础。目前地下连续墙不再单纯作为防渗防水、深基坑围护墙,而且越来越多地用地下连续墙代替桩基础、沉井或沉箱基础,承受更大荷载;用地下连续墙作为土坝、尾矿坝和水闸等水工建筑物的垂直防渗结构,是非常安全和经济的;占地少,可以充分利用建筑红线以内有限的地
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面和空间,充分发挥投资效益;工效高、工期短、质量可靠、经济效益高。
当然地下连续墙也有一定的不足之处,其表现为:在一些特殊的地质条件下(如很软的淤泥质土,含漂石的冲积层和超硬岩石等),施工难度很大;如果施工方法不当或施工地质条件特殊,可能出现相邻墙段不能对齐和漏水的问题;地下连续墙如果用作临时的挡土结构,比其它方法所用的费用要高些,因此目前设计上都采用其与结构共同受力;在城市施工时,废泥浆的处理比较麻烦。
地下连续墙质量控制主要从过程中进行控制,只有过程的严格控制,才能保证后期基坑施工的安全,下面主要从地下连续墙施工各个工序做个详细的介绍。 二、导墙施工技术
2.1、导墙测量放样
(1)根据设计图纸提供的坐标计算出地下连续墙中心线角点坐标,计算成果经内部复核无误。
导墙修筑的允许偏差 项目 导墙轴线 导墙净距 允许偏差(mm) ±10 ±5 项目 顶面标高 局部高差 允许偏差(mm) ±10 ±5 (2)根据计算成果,采用地面导线控制点,用全站仪实地放出地下连续墙角点,并立即作好护桩。
(3)由于基坑开挖时地下连续墙在外侧土压力作用下产生向内的位移和变形,为确保后期基坑结构的净空符合要求,常规做法是将
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导墙中心轴线外放100~200mm。
(4)在导墙沟槽开挖结束后,立即将中心线引入沟槽下或沟槽两端,以控制底模及模板施工,确保导墙中心线正确无误。
(5)在导墙砼浇注前,将导墙顶面标高放样于模板面上,以控制导墙顶面标高。基坑的外侧导墙与设备行走通道相衔接。
(6)导墙模板拆除后,检查导墙的中心线、平整度和垂直度是否符合要求,不符合要求的必须按要求整改。
(7)导墙施工结束后,立即在导墙顶面上作出分幅线,并测量出每幅槽段钢筋笼的吊点位置标高,以控制吊筋的长度。
2.2、导墙的作用
导墙施工是地下连续墙施工中的一个极其重要的环节,其在地下连续墙施工中主要起以下几个方面的作用:
(1)控制地下连续墙施工精度。导墙与地下墙中心相一致,规定了沟槽的位置走向,可作为测量挖槽标高、垂直度的基准。
(2)挡土作用。由于地表土层受地面超载影响容易塌陷,为防止导墙在侧向土压力作用下产生位移,在导墙内侧每隔1~2米加设上下两道木支撑,或在导墙施工结束后进行回填土。
(3)承受地下连续墙钢筋笼等施工荷载。施工期间,承受钢筋笼、灌注混凝土用的导管、接头管以及其他施工机械的静、动荷载。
(4)维持稳定液面。导墙内存储泥浆,为保持槽壁的稳定,泥浆液面保持高于地下水位1000mm以上,并不低于导墙面500mm。
2.3、导墙的形式
导墙型式倒“L”形“][”或“M”形现浇钢筋砼。通常导墙采用倒“L”形。导墙翼面置于上部的杂填土上,保证两侧导墙能紧贴地面并在地下连续墙施工前和施工中不产生内挤,导墙翼面宽度一般尺寸为0.6m、墙厚0.2 m、导墙深度1.5 m,导墙顶面高出地面0.2m,防止周围的
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散水流入槽段内。
2.4、导墙沟槽开挖
(1)导墙分段施工,分段长度根据模板长度和规范要求,一般控制在30~50m。
(2)导墙开挖前根据测量放样成果,地下连续墙的厚度,实地放样出导墙的开挖宽度。
(3)导墙沟槽开挖采用反铲挖掘机开挖,侧面人工进行修直。 (4)为及时排除坑底积水,在坑底中央设置一排水沟排水。 (5)在平面上导墙施工接头与地下连续墙接头错开。在开挖导墙时,若有废弃管线等障碍物进行清除,并严密封堵废弃管线断口,防止其成为泥浆泄漏通道。
2.5、导墙的钢筋砼施工
(1)导墙沟槽开挖后立即将导墙中心线引至沟槽中,根据导墙中心线控制导墙钢筋绑扎,
(2)为确保导墙施工质量,在施工前先检查模板的平整度。 (3)模板加固牢固,严防跑模,并保证轴线和净空的准确,砼浇注前先检查模板的垂直度和中线以及净距是否符合要求,合格后方可进行砼浇注。
(4)砼浇注时两边对称交替进行,严防走模。
(5)砼的振捣采用插入式振捣器,振捣间距根据振捣器的有效范围确定,防止振捣不均,同时也防止在一处过振而发生走模现象。
2.6、导墙转角处理
在导墙转角处因成槽机的抓斗呈圆弧形,为保证地下连续墙成槽时能顺利进行以及转角断面完整,转角处导墙需沿轴线外放不小于0.2m。
2.7、模板拆除
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砼达到一定强度拆除模板。拆模后立即再次检查导墙的中心轴线和净空尺寸以及侧墙砼的浇筑质量,如发现侧墙砼侵入净空或墙体出现空洞及时修凿或封堵。
模板拆除后立即架设木支撑,支撑上下各一道,呈梅花型布置,间距2.0m。防止导墙内挤。同时在导墙顶翼面上用红油漆作好分幅线并标上幅号。 三、地下连续墙施工
3.1、成槽机具
成槽机械是地下连续墙施工的关键设备。应根据地质条件、开挖断面、技术要求等,选择合适的挖槽机械。目前在施工中应用较多的抓斗式、回转式和冲击式三种。
抓斗式成槽机〝分液式抓斗和钢索抓斗,钢索抓斗式最简单的挖土机械,效率不高:而液式抓斗的切土力较强,成槽效率高。
回转式成槽机〝以回转的钻头机切削土体进行挖掘,钻下的土渣随循环的泥浆排出地面。从钻头数目来看,有单头钻和多头钻之分,单头钻主要用来钻导孔,多头钻多用来挖槽。
多头钻是一种采用动力下放、泥浆反循环排渣、电子测斜纠偏和自动控制钻进成槽的机械,日本称之为BW钻机。我国参与BW钻机结合我国国情设计和制造了SF型多头钻,
冲击式成槽机通过钻头的上下运动或变换运动方向,击碎地基土,借助泥浆循环把土渣带出槽外。冲击钻机是依靠钻头的冲击力击碎地基土的,所以不仅适宜于一般土层,对较硬的石质地层亦适用。
3.2、施工工艺
地下连续墙根据接头类型不同,其施工工艺略有不同,具体工艺流程图如下:
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地下连续墙施工工艺流程图(工字钢接头) 商品砼运输插入导管 制作钢筋笼 吸泥清底 浇注导墙 施工前期准备工作 配置加工施工设备 施工设备进场组装 泥浆配置调整 挖导沟 成槽挖土 开挖过程补浆 吊放钢筋笼、工字H型钢接头 混凝土浇注 制作砼试件 下一槽段 制作砼试件
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地下连续墙施工工艺流程图(接头管)
施工准备 接头管制作 钢筋笼制作 灌注架制作 导管水密试验 商品砼运输
制作砼试件 场地硬化 连续墙纵轴线定挖沟修筑导墙 槽段划分放样 挖槽机械就位 修筑泥浆池 安装相关机械设备 碴土排放 脱粒、除砂 挖槽泥浆 废浆排放 泥浆池 新拌泥浆 浇砼用泥浆 槽段开挖 检 验 吊放接头管或刷壁 清 底 安装钢筋笼 检 验 灌注水下砼 提拔接头管 单元槽段完成 试件检验
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3.3、地下连续墙成槽施工
成槽是地下连续墙施工中的关键工序,槽壁形状基本上决定了墙体外形,所以成槽的精度和质量是保证地下连续墙质量的关键之一。
成槽方式根据地质条件采用的方式也有不同,主要有成槽机配合冲桩机按“三冲两抓”成槽,成槽机三抓成槽等成槽方式。
在地下连续墙挖槽过程中,泥浆起到护壁、携渣、冷却机具、切土润滑的作用。性能良好的泥浆能确保成槽时槽壁的稳定,防止坍方,同时在砼灌注时保证砼的质量起着极其重要的作用。
(1)泥浆配合比及技术指标应根据地质条件等因素选配合比并进行室内试验。具体掺量将根据现场施工时泥浆质量测试情况而定。在施工中定期对泥浆的指标进行检查,并根据实际情况对泥浆指标进行适当调整。新拌泥浆贮存24小时后方可使用。
(2)成槽过程中应随时向槽内送浆,挖槽结束及刷壁完成后,分别取槽内上、中、下三段的泥浆进行比重、粘度、含砂率和PH值的指标测定验收。 泥浆性能 比重(g/cm3) 粘度 含砂率 PH值 新配置 粘性土 砂性土 循环泥浆 废弃泥浆 检验方法 粘性土 砂性土 粘性土 砂性土 >1.25 >50 >8 >14 >1.35 >60 >11 >14 1.04-1.06 1.06-10.8 <1.10 <1.15 20-24 <3 7-9 25-30 <4 7-9 <25 <4 >8 <35 <7 >8 比重计 漏斗计 洗砂瓶 试纸 (3)泥浆循环与再生。成槽施工时,泥浆受到土体、混凝土和地面杂质等污染,其技术指标将发生变化,施工过程中及时调整泥浆的配比。因此,从槽段内抽出的泥浆应采用泥砂分离器处理,处理后
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的泥浆经测试指标满足要求后方可用于施工。
(4)废浆处理。抽入废浆池中的废弃泥浆每天组织全封闭泥浆运输车晚上外运至规定的泥浆排放点弃浆。
3.3.1、成槽开挖
在成槽开始前,在导墙上定位出每一斗抓斗的中心位置,并放上标志物,以确保每次抓斗下放位置一致,防止抓斗左右倾斜。成槽机就位使抓斗平行于导墙,抓斗的中心线与导墙的中心线重合。挖土过程中,抓斗中心每次对准放在导墙上的孔位标志物,保证挖土位置准确。
成槽开挖时抓斗闭斗下放,开挖时再张开,每斗进尺深度控制在0.3m左右,上、下抓斗时缓慢进行,避免形成涡流冲刷槽壁,引起坍方,同时在槽孔砼未灌注之前重型机械禁止在槽孔附近行走。
槽段开挖的允许偏差
项目 倾斜度 槽段长度(轴线方向 mm) 槽段厚度(mm) 相邻槽段中心线偏差 槽底(设计标高)上20cm处泥浆密度 沉渣厚度(mm) 3.3.2、成槽垂直度控制
在挖槽中通过成槽机上的垂直度检测仪表显示的成槽垂直度情况,及时调整抓斗的垂直度,做到随挖随纠,确保垂直精度在3/1000以上,力争达到2/1000以上。
3.3.3、成槽时泥浆面控制
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允许偏差 ≤1/150 ±10 ±5 ≯1/3墙厚 ≯1.2 ≯100 备注 任一均同深度
成槽时,派专人负责泥浆的放送,视槽内泥浆液面高度情况,随时补充槽内泥浆,确保泥浆液面高出地下水位1.0m以上,同时也不能低于导墙顶面0.3m,杜绝泥浆供应不足的情况发生。
3.3.4、清底
槽段挖至设计标高后,将槽壁机移位,用超声波等方法测量槽段断面,如误差超过规定的精度及时修槽,对于槽段接头进行清理,用刷壁器清刷。此后进行清底,本工程采用的清孔方法是用泥浆置换和成槽机抓斗细抓扫底相结合进行清底。控制要点及具体施工方法如下:
(1)成槽时控制每一斗挖土,每次挖土不能抓得过满,防止土体挤出抓斗,形成土渣。
(2)清底在刷壁完成后进行,以防止刷壁产生的泥渣沉于槽底形成的沉渣未清除。
(3)清底采用成槽机抓斗由一端向另一端细抓,每一斗进尺控制在15cm,这样抓斗下部由土体封闭,上部可以存装沉渣,将槽底沉渣和淤泥清除。
(4)清底至每一斗土体提出槽壁后无沉渣和淤泥、槽底标高达到设计标高为止,清底结束后测量槽深和沉渣厚度。
(5)至于在挖槽结束后相隔多长时间开始清底,这取决于土渣的沉降速度,它与土渣的大小、形状、泥浆和土渣的比重、泥浆的粘滞系数有关。根据施工经验,一般挖槽结束后静置2小时,悬浮在泥浆中沉降的土渣约80%可以沉底,4小时左右沉淀完毕。
(6)清底结束后达到如下要求: 沉渣厚度:不大于100mm 孔底泥浆比重:不大于1.15g/cm3 (7)刷壁
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由于单元槽段接头部位的土渣会显著降低接头处的防渗性能。这些土渣的来源,一方面是在混凝土浇筑过程中,由于混凝土的流动将土渣推挤到单元槽段接头处,另一方面是在先施工的槽段接头面上附有泥皮和土渣。因此用带钢丝的刷子进行刷壁。
刷壁是地下连续墙施工中的一个至关重要的环节,刷壁的好坏直接影响到连续墙围护防水的效果。 后续槽段挖至设计标高后,用特制的刷壁器清刷先行幅接头面上的沉碴或泥皮,每次刷壁器提升至地面后用水冲洗干净其上的沉碴或泥皮,上下刷壁的次数不少于10次,直到刷壁器的毛刷面上无泥为止,确保接头面的新老砼接合紧密。 刷壁器采用偏心吊刷,以保证钢刷面与接头面紧密接触从而达到清刷效果,见“偏心吊刷示意图”。 向上向下FFGF1F1G3.4、地下连续墙钢筋笼施工 1) 钢筋笼制作 钢筋笼根据地下连续墙墙体设计配筋和单元槽段的划分来制作。钢筋笼制作在专门搭设的加工平台上进行,加工平台保证平台面水平,四个角成直角,并在四个角点作好标志,以保证钢筋笼加工时钢筋能准确定位和钢筋笼标准横平竖直,钢筋间距符合规范和设计的要
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F2偏心吊刷示意图F2
求。钢筋笼均采用整体制作成型,所有纵、横向钢筋交叉部位点焊,增加钢筋笼的整体刚度。
钢筋笼施工前先制作钢筋笼桁架,桁架在专用模具上加工,以保证每片桁架平直,桁架的高度一致,以确保钢筋笼的厚度。
钢筋笼在平台上先安放下层水平分布筋再放下层的主筋,下层筋安放好后,再按设计位置安放桁架和上层钢筋。考虑到钢筋笼起吊时的刚度和强度的要求,每幅钢筋笼按照设计规范布置一定数量的纵向桁架。
(1)纵向钢筋的底端50cm范围内稍向内侧弯折以避免吊放钢筋笼时擦伤槽壁,但向内侧弯折的程度不影响浇灌混凝土的导管插入。
(2)在密集的钢筋中预留出导管的位置,以便于灌注水下混凝土时插入导管,同时周围增设箍筋和连接筋进行加固。为防止横向钢筋有时会阻碍导管插入,钢筋笼制作时把主筋放在内侧,横向钢筋放在外侧,槽段的每幅预留两个砼浇注的导管通道口,两根导管相距2~3米,导管距两边1~1.5米,每个导管口设4根通长的φ16导向筋,以利于砼灌注时导管上下顺利。
(3)钢筋笼的主筋采用对焊接头,主筋与水平筋采用点焊连接。主筋与水平筋的交叉点除四周、桁架与水平筋相交处及吊点周围全部点焊外其余部分采用50%交错点焊。
(4)为保证钢筋的保护层厚度,在钢筋笼外侧焊定位垫块。 (5)支撑用预埋钢筋的设计与安装控制,支撑预埋件与钢筋笼水平筋点焊固定,防止钢筋笼起吊时脱落
2)地下连续墙钢筋笼制作的允许偏差 项目 钢筋笼长度
偏差(mm) ±50 检查方法 钢尺量,每片钢筋网检查上、中、下三13
钢筋笼宽度 钢筋笼厚度 主筋间距 分布筋间距 预埋件中心位置 ±20 0,-10 ±10mm ±20mm ±10mm 处。 任取一断面,连续量取间距,取平均值作为一点,每片钢筋网上量测四点。 抽查 3)钢筋笼吊放
钢筋笼起吊采用25T辅助吊机配合50T主吊一次性整体起吊入槽。地下连续墙钢筋笼起吊采用横吊梁或吊架,详见下示意图所示。起吊时两台吊机同时平行起吊,然后缓慢起主吊,放副吊,直至钢筋笼吊竖直.吊点设于桁架筋上,施工时根据每种墙型及其重量以及吊装等情况确定吊点位置,以保证钢筋笼在起吊过程中的变形控制在允许的范围内。
钢筋笼在起吊及行走过程中小心、慢速平稳操作同时在钢筋笼下端系上拽引绳以人力操纵,防止笼抖动 而造成槽壁坍塌以及钢筋笼自身产生不可恢复的变形,钢筋笼在槽口按设计要求位置对正就位后缓慢下放入槽,不得放空档冲放,遇障碍物不能下放时,重新吊起,待查明原因并采取措施后再吊入。钢筋笼下放到位后,用特制的钢扁担搁置在导墙上,并通过控制笼顶标高来确保预埋件的位置准确。
在钢筋笼下放到位后,由于吊点位置与测点不完全一致,吊筋会拉长等,影响钢筋笼的标高。为确保预埋件的标高,立即用水准仪测量钢筋笼的笼顶标高,根据实际情况进行调整,将笼顶标高调整至设计标高。钢筋笼吊放示意图如下:
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主吊钩副吊钩 单门葫芦铁扁担定位钢筋4)钢筋笼安装过程中事故的预防与处理措施
(1)所有起吊用机械、机具、设备使用前进行检修,保证完好率100%;
(2)严格按照钢筋笼质量标准加工制作,并增加足够的加强筋,加强撑,保证吊装过程中钢筋笼不变形。
(3)起吊时,主副钩均衡起吊,缓慢行进,减少冲击力。 (4)钢筋笼入槽困难时,分析原因,采取相应措施:如果由于槽壁偏斜、壁面不平或槽底沉渣太厚而引起,立即进行修壁清孔,恢复槽壁垂直精度和槽底设计标高;如果由于钢筋笼自身变形而引起,立即进行整修、加固,恢复其设计几何尺寸。
(5)钢筋笼的吊放、安装工作一气呵成,尽量减少在泥浆中的浸泡时间,尽早开始灌注墙体混凝土,以保证钢筋的握固力。钢筋笼沉放就位至开始灌注水下混凝土的间隔时间控制在4小时之内。
3.5、地下连续墙砼灌注
1)混凝土质量标准:为保证水下灌注混凝土的质量,选定配合比时除了满足结构强度要求外,还考虑坍落度指标,保证混凝土具有良好的和易性和流动性。水泥采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥,并根据设计规定掺加定量外加剂;混凝土的和易性符合导管法灌注的要求指标,抗压强度等级、抗渗性能及弹性模量指标均满足设计要求。
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采用商品混凝土进行灌注,定时检测商品混凝土各项指标以保证达到上述各项要求。连续墙砼设计强度等级C30水下砼的坍落度按规范及水下砼要求,采用20±2cm。
2)混凝土灌注:采用导管法灌注水下混凝土。砼浇灌采用龙门架或吊机配合砼导管完成,导管采用法兰盘连接式导管,导管连接处用橡胶垫圈密封防水。导管的数量与槽段长度有关,槽段小于4m时,可使用一根导管,大于4m时应使用2根或2根以上导管。导管内径约为粗骨料粒径的8倍左右,不的小于粗骨料粒径的4倍,导管间距根据导管直径决定,使用150mm导管时间距为2m;使用200mm导管时,间距为3 m,一般可取(8-10)d(d为导管直径)。导管距槽段两端不宜大于1.5 m
(1)混凝土浇注前的准备:
①机具与商品混凝土:吊车、混凝土导管、漏斗、隔水塞、测绳等准备就绪;落实商品混凝土供应计划以保证灌注连续进行。
②在灌注前,根据槽深对混凝土导管的节长搭配及组装进行计算,确定合理的长度搭配,以利混凝土灌注和导管的拆卸;导管使用前进行水密试验。
③清底换浆后,会同业主、设计、监理公司对该槽段进行隐蔽工程验收,合格后安装钢筋笼灌注混凝土,灌注前复测沉渣厚度。
④钢筋笼安装就位后,按照设计位置吊放导管。导管底至槽底距离0.3~0.5m。
⑤检测混凝土坍落度,其检查结果符合设计要求后开始灌注混凝土。
(2)混凝土灌注工艺和主要技术措施:
①钢筋笼安放就位后,立即开始灌注混凝土,间隔不超过4小时。混凝土开始灌注时,两个导管同时灌注,每个导管储料斗的容量
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4.0m3,以保证混凝土初灌量满足导管下端埋入混凝土内深度不小于50cm的要求。混凝土面均匀上升, 两导管混凝土面的高差不大于0.5m。导管随混凝土灌注逐步提升,保持其埋入深度在2-4m,不宜过深或过浅。插入深度大,混凝土挤推得影响范围大,深部的混凝土密实、强度高,但容易使下部沉积过多的粗骨料,而混凝土面层聚集较多的砂浆,插入太浅,泥浆容易混凝土,影响强度。混凝土灌注速度不低于2m/h,混凝土搅拌好之后,以1.5h内灌筑完毕为原则。保持连续灌注,因故中断时,及时采取措施,一般可允许中断5-10min,最长只允许中断20-30min。中断期间,经常提动导管,防止导管被凝结、被堵塞。
②在灌注过程中,随时测量导管埋深和管外混凝土面高度,决定提升及拆除导管的长度;混凝土灌到顶部时,由于落差小,混凝土流动困难,导管埋深减至1m左右。
③当导管内混凝土下落不畅时,用吊车将导管吊起上下串动, 上下串动高差不超过30㎝;发生堵管时,分段拆下导管,清出混凝土,弃于槽外,安装好导管后按重新灌注的规定办理。
④在灌注混凝土时,按照施工规范做好抗压、抗渗强度试件,并认真做好试验记录。
⑤灌注混凝土时,随时观注泥浆面的变化,及时排除置换泥浆。如发现混凝土内混入泥浆时,立即处理。
⑥在浇注过程中,导管不能作横向运动以防沉渣和泥浆混入混凝土中。同时不能使混凝土溢出料斗流入导沟。
⑦置换出的泥浆及时处理,不得溢出地面。
⑧在浇注完成后的地下连续墙墙顶存在一层浮浆,故砼浇注面应高出设计标高30~50cm。对砼浇注过程作好详细记录,并填写报验单呈送监理。
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3.6、墙体接头处理
当采用“工”字钢连接。工字钢在钢筋笼加工时一起焊接成型。当采用锁扣管接头型式时,必须测量前幅槽段接头的垂直度,根据实际情况将下幅钢筋笼适当调整。
同时为加强后浇混凝土与工字钢的连接,采用“刷壁”处理。清刷混凝土接头在清槽换浆前进行,采用接头刷(特制的钢丝刷)紧靠工字钢面上下移动清刷,至到接头刷不到泥为止,刷壁是连续墙防水质量的关键,需专人监督实施。
四、地下连续墙施工技术及质量保证措施 1)成槽作业技术保证措施
(1)施工前,精确测量,严格执行复核制度,两人以上独立计算测量资料,内外业之间的校核。控制桩和保护桩严格保护,定期复核。
(2)槽段开挖期间,加强防、排水措施,防止地面水和雨水流入沟槽内,影响泥浆质量。槽内泥浆面高于地下水位1m,并且不低于导墙顶面0.5m,维持液面稳定。
(3)严格控制导墙的定位和槽段开挖的质量。
地下连续墙质量检验标准 允许偏差或允许项 序 检查项目 单位 主控项目 2 垂直度 永久结构 临时结构. 1/300 1/150 1 墙体强度 值 数值 查试块记录或取芯试压 测声波测槽仪或成槽机上监测系统 检查方法 设计要求 18
宽度 1 导墙尺寸 墙面平整度 导墙平面位置 2 一般项目 沉渣厚度 永久结构 临时结构 槽深 混凝土坍落度 钢筋笼尺寸 地下墙表面平整度 永久结构时的预埋件位置 永久结构 临时结构 mm mm mm mm mm mm mm W+40 <5 ±10 ≤100 ≤200 +40 -0 180-220 尺量 重锤测或沉积物测定仪测 重锤测 坍落度测定器 尺量 此为均匀粘土层,松散及易坍土层由设计决定 尺量 水准仪 3 4 5 见图纸 mm mm <5 <5 <5 ≤10 ≤20 6 插入试结构 mm 水平向 垂直向 Mm mm 7 (4)在成槽过程中,控制泥浆的物理学指标,不仅检查槽底标高20cm处泥浆指标,还抽查开挖范围内的泥浆指标,遇到不同地层时,及时调整泥浆的性能和配合比。
(5)成槽后,及时安装钢筋笼。若需要长时间静置存放时,随时向槽内补充新鲜泥浆进行调整,保持液面高度,并随时观察液面和周围施工条件的变化。
(6)严格按照有关成槽指标,清孔、修整、刷壁。 2)钢筋笼制安技术保证措施
(1)钢筋笼在加工平台上制作成型,保证制作误差控制在允许范围之内。
(2)钢筋笼底部应按照设计图纸要求在厚度方向作收口处理,利于钢筋笼入槽。
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(3)钢筋笼的焊接质量满足设计和规范要求,吊点焊接牢固。 (4)钢筋笼设定位垫块,保证保护层的厚度要求。
(5)安装时,通过仪器,控制钢筋笼的定位、标高、垂直度等。 3)灌注砼施工技术保证措施
(1)严格控制砼质量,配制时比设计强度提高5MPa。水灰比不大于0.6,当采用卵石时,水泥用量不应少于370㎏/m3,采用碎石时,水泥用量不应小于400㎏/m3,采用碎石而未掺加减水剂时,水泥用量不少于420㎏/m3坍落度控制在18~22cm。
(2)砼要在钢筋笼安装完成4小时之内灌注,尽量缩短间隔时间。
(3)导管要做气密性和过塞试验,逐段编号,连接牢固。 (4)导管初盘埋深不小于50㎝,灌注过程中,导管埋深不小于1.5m,亦不宜大于6 m。混凝土上升面不是水平的,要在3个以上位置进行量测,相邻两导管内砼高差不大于30㎝。灌注速度不低于2m/h。
(5)砼灌注连续进行,中断最长不得超过30分钟,砼不能溢出导管落入槽内,灌注砼高出设计标高30~50㎝。
五、地下连续墙施工常遇到问题、预防措施及处理方法 (1)由于地质和施工中不确定因素的影响,地下连续墙施工经长会遇到各种问题,归纳如下: 常见问题 糊钻(在粘性土层成进,进尺过快,钻渣制钻进速度,不要过槽粘土附在多头钻刀多,出浆口堵塞 片上产生抱钻现象) (2)在粘性土层成(2)已糊钻,可提出快或过慢 产生原因 预防措施及处理方法 (1)在软塑粘土层钻(1)施钻时,注意控 20
孔,钻速过慢,未能槽孔,清除钻头上的将切割泥土甩开 你渣后继续钻进 (1)钻进中注意不定(1)钻进中泥浆中所时的交替紧绳、松绳悬浮的泥渣沉淀在钻将钻头慢慢下降或空机周围,将钻机遇槽转,避免泥渣淤积、壁之间的空隙堵塞,堵塞,造成卡钻,中或中途停止钻进,为途停止钻进,应将潜及时将钻机提出地水钻机提出槽外 面,你渣沉积在机具(2)钻进中要适当控卡钻(钻机在成槽过周围,将钻具卡住 制泥浆密度,防止塌程中被卡在槽内,难(2)槽壁举步塌方,方 以上下或提不出来的将钻机埋住,或钻的(3)挖槽前应探明障现象) 过程中遇到地下障碍碍物及时处理,在塑物被卡住 性粘土中钻进或槽孔(3)在塑性年土中钻偏斜弯曲,应经常上机,与水膨胀,槽壁下扫孔纠正 产生缩孔卡钻 (4)挖槽机在槽孔内(4)槽孔偏斜弯曲过不能强行提出,以防大,钻机为柔性垂直吊索破裂,一般可采悬挂,被槽壁卡住 用高压水或空气排泥方法排除周围泥渣及
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塌方土体,在慢慢提出,必要时用挖竖井方法取出 (1)由于钻头磨损严重为及时补焊,使导(1)钻头直径应比导板箱被搁置不能钻进 板箱宽2-3cm,磨损架钻(钻进中钻机导板箱被槽壁土体局部托住,不能钻进) (2)钻机切削三角死的及时补焊 区的垂直铲刀或侧向(2)辅以冲击钻破碎拉力装置失灵,功率后再钻 不足,难以切去 (1)钻机偏心,钻头(1)钻机保持水平,倾斜或多钻头底未安并设置平稳 置水平 (2)辅以冲击钻冲碎 槽孔偏斜或歪曲(槽(2)钻进中遇到大的(3)佳节面低速钻进孔向一个方向偏斜,孤石或探头石 或采用间隔施钻 垂直度超过规定数(3)遇到有倾斜度的值) (4)吊住钻机上下扫软硬地层交界岩面 孔 (4)扩孔加大处钻头(5)回填砂土待密实摆动,偏离方向 (5)一端为已灌混凝后重新施钻 22
土墙,一端为土体 (1)保持槽壁面平整 (1)槽壁凸凹不平或(2)严格控制钢筋笼弯曲 尺寸 (2)钢筋笼尺寸不(3)钢筋笼接长时,准,纵向接头处产生先把下段放进槽,保钢筋笼难以槽孔内或弯曲 持迟早再对接,对称上浮(吊钢筋笼被卡(3)钢筋笼太轻,槽焊接,防止纵向弯曲 住,混凝土浇筑时钢底沉渣太多 筋笼被) (4)钢筋笼修整后再(4)钢筋笼刚度不放入 够,吊放时产生变形,(5)导墙上设置锚固定位垫块凸出 点,清除草地沉渣,(5)导管埋深过大,加快灌注,控制导管或混凝土浇筑过慢 最大埋深不要超过6米 (1)遇竖向节理发育(1)慢速钻进,适当槽壁坍塌(孔壁坍塌,的软弱土层或流沙土加大泥浆密度,控制孔口冒细密的水泡,层 泥浆面高于地下水位出土增加,不见进尺,(2)护壁泥浆选择不0.5米以上 钻机负荷显著增加等当,泥浆密度不够,(2)选用合格的泥现象) 怒能形成竖实可靠的浆,并通过试验确定护壁
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泥浆密度
(3)地下水位过高,(3)你浆充分膨胀3泥浆液面标高不够,小时以上在入槽使用 或孔内出现承压水,(4)水质符合要求 降低了静水压力 (5)钻进不能过快或(4)泥浆水质不合要空转过长 求,含盐和泥沙多,(6)成槽后及时下放易沉淀,起不到护壁钢筋笼并浇筑混凝土 作用 (7)随时调整泥浆密度(5)泥浆配置不合格 和液面标高 (6)在松软沙层钻(8)单元槽不超过两进,速度过快,空转个槽段,地面荷载不时间太长,将槽壁扰能过大 动 (9)踏空后填入较好粘(7)成槽搁置时间过土,加大泥浆密度,长,泥浆沉淀失去护待沉积密实后再行钻壁作用 (8)槽内泥浆液面降低或下雨,使得槽内浆面低于地下水位 (9)单元槽过长或地面荷载过大 锁头管拔不出(地下(1)锁头管弯曲或安(1)锁头管制作合
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进
混凝土连续墙锁头管装不直,产生较大摩格,安装垂直 在混凝土浇筑后拔不擦 出) (2)拔管力大于摩阻(2)拔锁头的力不够 力1.5倍 (3)拔管时间未选(3)混凝土达到自立好,混凝土已终凝 强度(3-4h)开拔,(4)锁头管表面的耳5-8h必须拔出,初凝槽盖漏盖 后10-15分钟活动一次 (4)拔管盖好月牙盖 (1)灌注管摊铺面积(1)根据规范要求多不够,部分角落灌注设灌注管 不到,被泥渣填充 (2)导管埋入混凝土 (2)灌注管埋深不1.5-4米,接头密封 够,泥渣从管底进入(3)首批混凝土要充夹层(混凝土灌注后,混凝土内 分,浇筑中端不能超混凝土内存在泥夹(3)导管接头不严密过15分钟,导管上升层) 泥浆掺入导管内 速度不要过猛 (4)首批混凝土不(4)采取快速浇筑,足,未能将混凝土和防止时间过长塌孔 泥浆分开 (5)吸出混凝土上的(5)混凝土浇筑过程泥土,加大水头压力中间断时间过长
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等措施
(6)导管提升过猛火(6)若混凝土凝固,测探错误,导管口高提出导管,清除混凝于混凝土面 土,重新浇筑 (7)混凝土浇筑中局(7)清除后采用压浆部塌孔 六、地下连续墙的垂直度控制方法
补强的方法处理 地下连续墙垂直度主要受到导墙本身是否垂直、成槽机操作
人员操作影响。因此主要从以下几个方面进行质量控制:
6.1导墙施工质量控制
导墙应浇筑在密实的地基上,导墙拆模后,为保证导墙不变形和位移,立即在两墙间加设木支撑,支撑要具备一定的刚度,在导墙砼强度达到设计强度前,不准起重设备等大型车辆在导墙附近停留或作业,以防导墙开裂和位移。导墙拆除模板后,应再次进行校核,发现有鼓包或垂直度不满足要求的地方要立即处理。
6.2设备选择与成槽机操作人员操作的质量控制
成槽机必须有纠偏装置,成槽机驾驶员对抓斗下放要有很好的控制力。成槽过程中,操作人员要做到以下几点:
(1)抓斗出入导墙口时要轻放慢提,防止泥浆掀起波浪,影响导墙下面、后面的土层稳定。
(2)成槽时,悬吊抓斗的钢索不能松弛,定要使钢索呈垂直张紧状态,这是保证挖槽垂直精度的关键动作。
(3)挖槽作业中,要时刻关注测斜仪器的动向,及时纠正垂直偏差。
(4)单元槽段成槽完毕或暂停作业时,即令挖槽机离开作业槽段。
6.3槽段成槽开挖垂直度质量控制
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在成槽过程中应控制成槽机的垂直度,为达到地下墙的垂直度要求,在成槽前调整好成槽机的水平度和垂直度。成槽过程中利用成槽机上的垂直度仪表及自动纠偏装置来保证成槽垂直度。
初始挖槽精度对整个槽壁精度影响很大,要求在成槽过程中遵守:抓斗入槽,出槽应慢速均匀进行,严格控制垂直度,确保槽壁及槽幅接头的垂直偏差符合设计要求。
成槽时,避免在开挖槽段附近增加较大地面附加及振动荷载,以防止引起槽段坍塌。成槽过程中应加强观测,如发生较严重局部坍塌,应将槽段及时回填,经处理后重新开挖成槽。成槽机掘进速度不宜过快,以防槽壁失稳,当挖至槽底2~3米左右,应用测绳测槽,防止超挖或少挖,并进行泥浆置换和泥浆质量检测。
规范规定地下连续墙垂直度≯3‰,成槽机驾驶员可根据安装在液压抓斗上的探头,通过驾驶室里电脑上反映的四个方向动态偏斜情况,启动液压抓斗上的液压推板进行动态的纠偏,确保地下连续墙的垂直精度要求。
七、地下连续墙的接缝处理措施
地下连续墙作为地下主体结构的组成部分,必须永久耐用,结构完整无渗、无漏、受力均衡,地下连续墙是否存在渗漏水现象是判断其施工质量优劣的关键之一,往往渗水部位多集中于两墙之间的接头处,因此,接头施工质量的好坏至关重要。
纵向接头的要求:不得妨碍下一单元槽段的开挖;灌注混凝土不得从接头构造物和槽壁之间的的空隙流向背面或从接头底部流向背面;接头应能承受混凝土的侧压力,而不发生弯曲和变形。对水平接头的要求:便于连接,保证强度,利于水下混凝土的灌注,同时还要注意不能因泥浆浮力而产生位移或损坏。目前比较成熟的接头工艺有工字钢或十字钢、锁口管、预制接头桩、橡胶止水带等。我接触过的地下连续墙的接缝形式主要有锁扣管接头、工字钢接头形式。
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锁口管多采用钢管,每节长度15m左右,采用内销连接,既便于运输,又可使外壁光滑,易于拔管,锁口管在砼浇灌前,下放于钢筋笼两端,待砼初凝后重新拔起。这种接头工艺关键是如何准确掌握起拔锁口管的时间。如果起拔时间过早,新浇混凝土还处于流态,混凝土从接头管下端流入到相邻槽段,为下一槽段的施工造成困难。如果提拔时间太晚,新浇混凝土与接头管胶粘在一起,造成提拔接头管的困难,强行起拔有可能造成新浇混凝土的损伤。
接头管用起重机吊放入槽孔内。为了今后便于起拔,管身外壁必须光滑,还应在管身上涂抹黄油。开始灌筑混凝土1h后,旋转半圆周,或提起10cm。一般在混凝土达到0.05~0.20MPa(浇注后3~5h)开始起拔,并应在混凝土浇筑后8h内将接头管全部拔出。起拔时一般用3000kN 起重机,但也可另备10000 kN 或20000 kN 千斤顶提升架,作应急之用。
工字钢是用8~10mm的钢板直接焊接在先期施工槽段的钢筋笼端头上,作为地下连续墙永久刚性接头,施工结束后不再拔起,后期施工槽段的钢筋笼直接嵌入工字钢内。这种接头工艺比预制接头少一条施工缝,但砼“绕流”现象比较普遍。“绕流”是指前期槽段施工时砼绕过接头工字钢,而在后期施工槽段内凝结形成高强度砼块,它将影响后期槽段的施工,也影响接头的质量。防范措施主要有:工字钢内泡沫绑扎牢固、填充砂包、适当提前开挖后期槽段。
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不管是工字钢接头还是锁扣管接头,在与已浇筑槽段的接缝位置的刷壁工作一定要认真对待,保证接缝没有夹泥现象。这是杜绝接缝位置出现渗水、漏水情况的保证。
接头渗漏原因分析及预防措施
(1) 接头未清刷干净。只要施工中对先浇槽段接触面的清刷工作稍有松懈,或因为泥浆护壁效果不佳,清刷和下笼过程中不小心碰塌了侧壁的土体,都会使槽段接头处滞留沉渣或局部夹泥,从而导致渗漏水。预防措施有:精心配制槽段内的护壁泥浆,泥浆储量要足够,确保成槽及清槽过程中槽壁的土体稳定;成槽机在成槽过程中必须保证垂直匀速上下,尽量减少对侧壁土体的扰动;槽段两端的清刷作业必须仔细进行,清刷过程中严禁碰撞两侧土体,严禁未清刷干净即进行下一工序。
(2)钢筋笼偏斜。某些槽段由于条件的限制,不能采用跳跃式施工,只能顺序施工相邻槽段,致使后施工的槽段钢筋笼不对称,吊放时因偏心作用产生偏斜;由于接头处未清刷干净,留有前期槽段留下的混凝土块,仍强行吊放钢筋笼,从而产生偏斜。预防措施主要有:尽量避免相邻槽段的连续施工,消除偏心钢筋笼所造成的影响;钢筋笼下放过程中必须垂直、缓慢,如遇障碍物必须提起,摸清情况、清除障碍物后再行下放,切不可强行插入。
(3)支撑架设不及时。由于基坑开挖过快,支撑架设不及时,地下连续墙变形过大造成接头处渗漏水。尤其是对接头管接头,由于接头刚度较小,对基坑变形更为敏感。预防措施主要有:严格控制开挖进度,及时架设支撑,加强监测。
八、止水帷幕的选择
常见的止水帷幕有高压旋喷桩、深层搅拌桩及螺旋钻机素砼或压
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浆,深层搅拌桩止水帷幕的优点是搅拌水泥土不透水,施工速度快,造价低,其原理主要是利用搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂(浆液和粉体)强制搅拌,由固化剂和软土间所产生的一系列物理-化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的固结体,该方法主要适用于砂层地质且含水较大的地层;高压旋喷桩常作挡土兼封水用,但造价相对较高,其施工原理主要就是利用钻机把带有特制喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后,以高压设备使浆液或水成为20Mpa左右的高压流从喷嘴喷射出来,借助流体的冲击力切削土体。钻杆一边以一定速度(一般20r/min)旋转,一边以一定速度(一般15-30cm/min)逐渐向上提升,使浆液与土体强制混合,待浆液凝固后,便在土中形成具有一定强度的固结体。该方法主要适用于处理淤泥质地质。从实际效果看,广佛地铁佛山段所处地层主要为砂层,在止水帷幕的选择上,部分车站设计采用了搅拌桩,如我单位施工的朝安站采用的是深层搅拌桩止水帷幕,部分车站采用了高压旋喷桩作为止水帷幕,如与朝安站相邻的桂城站土方开挖过程中,也发现地下连续墙与基坑外部贯通的情况,正是由于外侧搅拌桩止水帷幕,没有发生漏水、漏砂现象,确保了结构施工的顺利进行。而桂城站在土方开挖过程中大小发生了20多次漏砂、漏水事故。
因此,根据不同地质选择适合地质的止水帷幕将有助于保证基坑安全,缩短工期,减少抢险造成的损失,使项目利益达到最大化。
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