关键词:富水段;微风化花岗岩;地连墙;施工要点
一、地连墙施工原理
地下连续墙施工,是指在拟建地下建筑的地面上,用专门的成槽机械沿着设计部位,在泥浆护壁的条件下,分段开挖一条狭长的深槽、清基,在槽内沉放钢筋笼并浇灌水下混凝土,筑成一段钢筋混凝土墙幅。将若干墙幅连接成整体,形成一条连续的地下墙。
在拟建地下建筑的地面上,用专门的成槽机械沿着设计部位,在泥浆护壁的条件下,分段开挖一条狭长的深槽、清基,在槽内沉放钢筋笼并浇灌水下混凝土,筑成一段钢筋混凝土墙幅。将若干墙幅连接成整体,形成一条连续的地下墙。可应用于地下铁道、地下停车场、船坞、港口驳岸、桥梁基础、水坝、大型基础支护、高楼地下室、地下油罐、竖井、深路堑和深开挖边坡的挡土墙等。地下连续墙主要工序有修筑导墙、挖槽、清底、钢筋笼的加工和吊放地下连续墙的接头、混凝土浇注等。
二、地连墙施工工艺简介
1 槽段划分及施工顺序
槽段划分时采用设计图纸的划分方式,但在各转角处考虑成槽机的开口宽度及施工方便,划分一部分非标准槽段,标准槽段每幅6m。地下连续墙槽段形式有一般槽段、特殊槽段。连续墙墙幅施工时根据顺序分先行槽段和后续槽段,施工时采用跳槽法开挖,先施工先行槽段,然后施工后续槽段。
2 开挖方法及成槽机械的选择
基坑地下连续墙共125幅,墙深14~25m。采用成槽机抓槽施工。
施工前,对槽段的分幅复核无误后,采用成槽机及旋挖钻机对槽段内杂填土、粉质粘土、淤泥质土、中粗砂、(含泥)卵石、强风化花岗岩等地层进行抓挖、钻挖,并配以自卸汽车将弃土运至临时弃土场。
不入岩槽段和入岩槽段的岩石上部采用成槽机挖掘,抓斗宽度为2.8m,6m槽段分三抓,开挖外放为0.4-0.5m,开挖顺序为先两边后中间。
图6-3-1 成槽施工顺序示意图
严格控制特殊槽段连续墙施工质量是主体围护结构施工的关键之一,其控制要点如下所述。
抓斗安装后,应检查抓斗本体悬吊后的垂直型,禁止使用不垂直的导板抓斗挖槽施工。检查仪表是否正常,液压系统是否渗漏等。
成槽机就位:成槽机停靠在特殊槽段导墙外侧,使抓斗自然平行贴靠在基坑开挖面一侧的边线,若有旋转或和导墙间出现偏角,应调整抓斗偏角,使导板能平行贴靠导墙面自然入槽,不能用人力推入槽内挖土。
挖槽时,应及时拦截地表水流向槽内,由作业班组技术负责人监测变化情况、负责随时加入合格,注意面必须保持高于地下水位1m以上,并不低于导墙顶面以下0.5m。
成槽后,应检查槽位、槽深等,合格后进行抓斗清槽。
因特殊地下连续墙在成槽过程中,土体两面处于腾空状态,易坍塌,槽段不宜太长,力争快速施工完成,重型设备不宜靠近作业。
3 成槽工艺控制
每槽段中各抓槽作业时,注意保证成槽时两侧邻界条件的均衡性,以保证槽壁二个方向的垂直度及装置安装良好。
根据各个槽段的宽度尺寸,决定挖槽的抓数和次序,当槽段三抓成槽时,采用先两侧后中间的方法,抓斗入槽、出槽应慢速、稳定,并根据成槽机的仪表及实测的垂直度情况及时纠偏,以满足成槽精度1/100的要求。
成槽机定位应使抓斗平行于导墙面,抓斗的中心线与导墙的中心线重合,抓斗下放时,应靠其自重缓速下放,不得放空冲放。
每槽段成槽挖土过程中,抓斗中心应每次对准放在导墙上的孔位标志物,保证挖土位置准确。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、下抓斗时要缓慢进行,避免形成涡流冲刷槽壁,引起塌方,同时在槽孔砼未灌注之前严禁重型机械在槽孔附近行走产生振动。
成槽时,派专人负责的放送,视槽内液面高度情况,随时补充槽内,确保液面高出地下水位1m以上,同时也不能低于导墙顶面0.5m,杜绝供应不足的情况发生。
用测钎和测锤、量具检测槽深、槽长和槽位精度。
以实测槽段的各项数据,评定该槽段的成槽质量等级。
4 孔深验收
(1)按设计图纸要求,地下连续墙深度不小于设计深度;当成槽深度未达到设计深度但已进入强~中风化花岗岩岩层1m时,可向现场监理申请终孔验收。
(2)槽段成槽终孔后,首先由施工班组进行自检,值班技术人员进行复检,最后报监理进行终孔验收,验收主要项目有:孔深、槽宽、孔斜。验收合格后监理确认终孔验收合格工程资料。
5 槽壁接斗清刷与清底换浆
(1)在槽段开挖结束后,灌注槽段混凝土前,利用成槽机抓斗进行扫孔清底及换浆工作,以清除槽底沉渣,置换出槽内稠,直至沉渣厚度、槽内指标符合设计要求为止。先用抓斗抓起槽底余土及沉渣,利用槽壁机液压抓斗有序地从一端向另一端进行,抓斗每次移动50cm左右,将槽底的渣土清除干净。再用吊车吊刷壁器对已浇墙段砼接斗进行清理,即先用刷泥板刮除接斗处的泥土,再用带短钢丝刷一端刷去接斗的杂物,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,确保接斗面的新老混凝土接合紧密。清底换浆时,应注意保持槽内始终充满,控制好吸浆量和补浆量的平衡,不能让溢出槽外或让浆面低至到导墙顶面以下0.5m,以维持槽壁的稳定。浇注混凝土前,对清槽质量进行检查,使得槽底比重不大于1.15,沉渣厚度不大于100mm。
(2)当槽内每递增5m深度及槽底处各取样点的采样试验数据都符合规定指标后,清底换浆才算合格。
(3)清底换浆是否合格,试验人员用容器在循环口取适当量,采用NB-1型比重计现场试验确定是否合格。比重计是一个不等臂的天平,它的杠杆刀口搁在可固定安装在工作台的座子上,杠杆左侧为有刻度的游码装置,移动游码可在标尺上直接读出重量。杠杆的平衡可由杠杆顶部的水平泡指示。
四、本次施工中特殊问题及处理方法
根据地连墙施工工艺特点及场区内工程地质情况,本次施工前选择的基坑中段作为首开槽,前期施工正常推进,成槽效果较好,但在施工靠小里程端50m基坑时,基坑遇基岩凸起,且基岩强度达120MPa,成槽机无法成槽。由于基坑内施工箱涵结构时需拆除底部支撑结构,且地连墙施工时无吊脚平台裕度,故必须将地连墙施工至箱涵基础以下,以保证箱涵施工时地连墙围护结构稳定。
1、冲锤施工
当遇到硬岩时,现场立即组织采用冲锤施工,根据现场实际施工情况,冲锤施工进展极度缓慢,1台班仅完成20cm,且锤头损耗严重,进行修补焊接后冷却时间较长,1台冲击钻需配置2个锤头,且磨损严重时无法保证连续施工。经组织地勘,发现凸起基岩为微风化细粒花岗岩,强度高达123MPa。该槽段后续由冲锤继续施工完成,但由于冲锤为圆形,地连墙为长方形,两次冲击间的凸出部分冲锤时极易造成开钻,不建议使用,后续施工时舍弃。
2、提前爆破
在地连墙施工较远端,现场施工时采用了提前预裂爆破的措施,爆破后取芯验证结果显示,岩石已破碎至小于30cm的块石,成槽机施工时由于受岩石裂纹方向的影响,仍无法采用成槽机直接成槽,后换冲锤及旋挖钻机施工,由于岩石已松动破碎,局部小块在冲孔或旋挖成孔过程中掉落,均产生不同程度卡钻现象,舍弃。
3、大功率旋挖钻机+牙轮钻头
在采取上述两个方式均存在不同程度问题后,现场采用了三一320型旋挖钻机,并配置牙轮钻头,现场成孔顺利,但施工进展较慢,每个台班完成0.8m-1.2m,单幅墙需成孔5次,并扫孔3次。采用牙轮钻头,主要弊端为钻头成本高,设备租赁费用高,施工工效较1、2两种措施不可控因素较小,利于有效的控制工期及后续施工计划。
结束语:
微风化花岗岩段正常情况下不适宜做地连墙施工,或者仅需嵌岩一定深度即可满足施工要求,建议后续工程遇到类似地层可根据基坑深度考虑施作嵌岩并预留0.5m以上吊脚平台,以满足施工安全需求。
参考文献:
[1] 深圳市住房和建设局 《深圳市深基坑支护技术规范》(SJG 05-2011),2011-07-01
毛稼祥 男( 1976-11-29)高级工程师 深圳铁岗石岩水库二期项目总承包部 副经理
论文作者:毛稼祥
论文发表刊物:《城镇建设》2020年 1期
论文发表时间:2020/3/17
标签:抓斗论文; 基坑论文; 地下论文; 花岗岩论文; 深度论文; 沉渣论文; 混凝土论文; 《城镇建设》2020年 1期论文;