浅谈地下连续墙施工关键技术论文_边红伟

浅谈地下连续墙施工关键技术论文_边红伟

中铁二十二局集团第一工程有限公司 北京石景山 100040

摘要:地下连续墙作为基础围护结构工程具有施工振动小、墙体刚度大、整体性好、施工速度快等优点,被广泛应用到地铁车站深基坑围护结构中。本文主要阐述通过控制地下连续墙施工关键控制点,解决了地下连续墙施工中容易出现的导墙破坏、坍槽、槽段偏斜、卡槽、钢筋笼吊放不下、堵管及渗漏的质量通病。

关键词:地下连续墙;围护结构;渗漏

1 工程概况

深圳地铁10号线雪象站工程范围内主要分布有第四系全新统人工堆积层(Q4ml)、第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)、第四系全新统坡洪积层(Q4dl+pl)、第四系上更新统冲洪积层(Qdl)、第四系残积层(Qel)、燕山期(γ53)花岗岩、下古生界(Pz)混合岩、辉绿岩脉侵入体及构造岩,属于上软下硬地质,设计采用明挖顺做法进行施工,围护结构采用地下连续墙加混凝土支撑和钢支撑形式。

地下连续墙主要采用冲击钻机进行成槽;地下连续墙防水采用工字型止水钢板防水;主体地下连续墙厚度为800mm,混凝土设计强度为C35,抗渗等级为S10,采用水下灌注混凝土配比。

2 地下连续墙施工关键控制点

2.1 导墙施工

导墙是地下连续墙施工的第一步,它的作用不仅有挡土、作为测量基准的作用,还有作为重物的支撑、储存泥浆、防止泥浆漏失的作用。考虑连续墙变形和施工误差,根据我们过去的施工经验,为了保证车站主体结构的净空尺寸要求,连续墙四周轴线向外平均移10cm,因此导墙位置也向外平移10cm,以此准确测放连续墙的轴线位置。

根据现场探槽开挖的土质情况,导墙形式采用“┓┏”型,高度1.5m,导墙顶标高比周围地坪高20cm,导墙纵轴线允许偏差±10mm。导墙墙基应置于较好的土层上,如土层较软,应采取加固措施。导墙施工前先开挖导墙沟,采用反铲挖掘机开挖,配合人工修整清底。导墙开挖好一段后,即在沟底施作6cm厚C20混凝土垫层,当素混凝土有一定强度后开始绑扎钢筋,钢筋绑扎按规范要求绑扎牢固。导墙模板最好采用强度、刚度和稳定性好的定型钢模板,当采用竹胶板时,必须做到牢固、可靠,防止导墙变形导致钢筋笼不能顺利下放。经测量检查位置符合规范偏差要求,并经监理检查确认后,进行C20混凝土灌注,插入式振捣器振捣密实,导墙顶面标高严格控制。

当混凝土强度达到70%时拆模,导墙拆模后沿其纵向每隔1m加设上下两道对顶木支撑,有效控制导墙变形。

2.2 泥浆制作

泥浆是地下连续墙施工中深槽槽壁稳定的关键,泥浆制作过程中应该注意以下几个问题:

(1)成槽护壁泥浆选用优质膨润土,使用前进行配合比试验。施工过程中严格控制泥浆相对密度、黏度、含砂率及胶体率等指标,定时观测,防止槽壁失稳。

(2)泥浆池容积:满足泥浆循环使用及废浆的沉淀处理,因施工场地狭小,施工考虑设置移动式泥浆箱。泥浆箱配备3个48m3的钢板箱,根据施工部位,随时挪动。

(3)泥浆制作需要一定的方量,到底多少方量才是合适的呢。方量的确定在理论书籍上有许多复杂的公式。一般情况,以拌制理论方量的1.5倍比较合适。在已经施工的102幅墙的过程中,基本上是合适的。

(4)泥浆制备和循环工艺:在开挖过程中,不断地向沟槽中供给浆液,利用置于循环池中的泥浆泵将泥浆泵入开挖槽段中,槽内泥浆高于地下水位0.5m,不低于导墙面以下0.3m。

2.3 成槽施工

雪象站成槽方式根据工程地质特点,采用2种工法施工。一种是纯抓槽:此种工法适用于地质情况为土层+全风化岩层的槽段;另一种是抓槽+冲击钻+方锤修孔:此种工法适用于地质情况为底部为强风化岩层的槽段。

2.3.1、槽段划分

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入岩施工方便,另外划分一部分非标准槽段。

2.3.2、普通土层槽段开挖

普通土层槽段开挖采用液压抓斗槽壁机抓土成槽,标准槽段采取三序成槽,先挖两边,再挖中间。开挖过程中要实测垂直度,并及时纠偏。

1)液压抓斗槽壁机定位后,抓斗平行于导墙内侧面,抓斗下放时,自行坠入导墙内,不允许强力推入,以保证成槽精度。

2)土层成槽时不宜满斗挖土,即每斗不能挤满土方,因为土在泥浆中经过挤压后,会影响泥浆质量,使泥浆粘度比重增大。装土的抓斗提升到导墙顶面时要稍停,待抓斗上泥浆沥净后,再提升至渣土倒运车,以防泥浆污染场地。掉在导墙上的泥土清至槽孔外,严禁铲入槽中。

3)抓斗挖土过程中,上、下升降速度均缓慢进行,抓斗还要闭斗下放,开挖时再张开,以免造成涡流冲刷槽壁,引起坍孔。

4)抓斗下放挖土时,抓斗中心对准放于导墙上的孔位中心标志物,并顺着导墙外侧壁下放,保证挖土位置正确。

2.3.3、岩层槽段

对于连续墙入岩段槽壁机无法开挖部分采冲击钻配合施工,泥浆护壁反循环出碴。岩层段采用圆锤跳孔施工,然后用方锤击打两孔之间小墙,最后采用抓斗清孔。

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2.3.4、冲击钻施工工法施工时除应满足一般地段成槽技术规范要求外,还应遵守以下技术措施:

1)冲击钻施工成槽,渣土主要通过泥浆反循环携带出地面,从沟槽出来的泥浆含有大量的土碴,土碴容易沉积,安排派专人负责泥浆沟清理工作,防止泥浆倒灌流入正在开挖施工槽段,污染施工槽段泥浆。

2)冲击钻进成槽时,先冲击钻进的奇数序冲击孔,严格控制其垂直度,严防偏槽。

3)严格控制成槽过程中护壁泥浆的质量,加强护壁,泥浆比重增大至1.3左右。减少因硬岩成槽时间过长而引起槽壁坍塌情况发生。

4)钻头重量、刃脚长度均选择大值。按冲孔直径每100mm取100~140kg的标准,硬岩层施工钻头重量要大于1120kg。

5)加大冲程、加快冲击频率。硬岩施工冲程采用3~4m,冲击频率8~12次/min。采用合金钻头,提高冲击击碎效率。

6)当发现偏槽时,应及时进纠偏,如遇半软半硬地质,必要时回填石块进行纠偏。

2.4 清槽

根据现场地连墙施工经验,槽段清基采用二次清基即可完全满足地下连续墙底部沉渣要求。清基先利用成槽机撩抓法初步清淤,再用压缩空气法(空吸法)吸泥清基,如清基后浇灌混凝土间隔时间较长,可利用混凝土导管在顶部加盖,用泵压入清水稀释或压入小的新鲜泥浆将槽底密度和含砂量大的泥渣置换出来,以保证墙体混凝土质量。清基结束后,要测定距槽底(设计标高)20cm处泥浆比重不大于1.15,淤泥厚度<20cm,工字钢接头上的淤泥要认真细致的清刷干净,用吊车起吊接头刷紧贴工字钢接头面,垂直上下的清刷,时间控制在 30分钟左右,其次数应在30次以上。地下连续墙在钢筋笼安放后,应做二次清孔,沉渣厚度不应大于100mm。

2.5 钢筋笼制作及吊放

为保证钢筋笼制作精度,钢筋笼必须在制作平台上进行,平台用8#槽钢架设,焊接固定,平台要求平整,钢筋的连接主要采用机械连接,为保证接头质量,钢筋滚丝机的选择很重要,不仅要控制丝扣的扣数,还有确保丝头断面的平齐,最好选择带砂轮锯的滚丝机。

连续墙钢筋笼按设计要求加工制作,为保证钢筋笼在起吊过程中具有足够的刚度,钢筋笼上增设钢筋桁架,连续墙钢筋笼内外侧各设X型剪力拉筋三道,桁架筋斜杆焊在钢筋笼上。所有钢筋连接处均采用焊接,最后焊接钢板定位垫块。钢筋笼吊钩采用Φ28钢筋,每个吊筋的其中一边要与纵向桁架主筋焊接牢固,另一边与相邻主筋焊接牢固,每条吊钩两侧各加帮辅助吊钢筋再与相邻主筋焊接牢固,即每个吊筋最少要与四条主筋相焊接,并保证单侧满焊10d。

钢筋笼整体吊放,采用1台100T履带吊及1 台50T履带吊整幅起吊,使用先平移再吊装的方式下放钢筋笼。

2.6 水下混凝土浇筑

浇筑前,拟定浇筑计划,根据导管的布置和混凝土浇灌量,研究导管底端与混凝土上升高度的关系,预先拟定泵送混凝土及拔出导管的计划,作到周密,施工有序。

2.6.1、下导管:

(1)各节导管之间应尺量采用丝扣连接,并且连接处应加设橡胶垫圈密封,以防混凝土灌注时导管漏水。

(2)下导管前必须对连接好的导管进行气密性检验。

(3)导管水平布置距离不应大于3m,距槽段端部不应大于1.5m。导管下端距槽底应为0.5m,浇注混凝土前要在导管内临近泥浆面位置吊挂隔水栓。

2.6.2、砼的供应及水下砼的浇注

采用商品砼由砼拌合车直接运入工地用导管进行水下砼浇注。灌注导管采用Φ250mm壁厚3mm的螺旋接头的钢管,导管选用圆形快速丝扣连接型,上端接漏斗,利用吊车完成灌注过程。导管要求内壁表面光滑,导管接头密封良好,便于安拆,并具有足够的强度和刚度。

导管安装间距不大于3m,导管离槽底控制在30~50cm内,采用双管同时灌注,通过测绳下吊测锤测量两端砼面高度,砼面应均匀上升,两管处的砼面高差不宜大于0.3m,导管埋深始终控制在2~6m之内。

2.7 连续墙槽段间的接头处理

地下连续墙接缝采用H型钢接头,H型钢在地面拼装焊接为整体,焊接在一期槽段钢筋笼两侧。采用0.325mm厚渡锌钢板,宽度为600mm,焊接在H型钢上。由于钢板厚度较薄,直接焊接困难较大,采用φ8钢筋辅助焊接,焊点间距为300mm。为确保混凝土浇注时能够抵挡止浆铁皮传递的压力,防止出现铁皮脱焊,在H型钢的翼缘板上通长焊接一根等边角钢。在钢筋笼人槽后,将事先准备的沙袋有序的向超挖的两端头填筑,首开幅注意对称填筑,沙袋要从底部一直填到型钢顶部,并确保填筑的密实。在连接幅成槽结束后用钢刷壁器进行接头刷壁处理。连接幅槽段钢筋笼端头向内收10cm,便于二期槽段与一期槽段端头相互嵌套,形成整体。闭合幅与连接幅相同,仅在施工时把钢筋笼两头均向内收10cm,使连续墙相互嵌套。

3 结语

虽然我们在地下连续墙施工的导墙、泥浆制作、成槽、清槽、钢筋笼的制作及吊放、水下混凝土浇筑、槽段间接头处理等关键控制点上严格控制,取得了良好的效果,并按时完成了102副地下连续墙的施工,但在基坑开挖过程中仍出现了个别墙体渗水和露筋的问题。在以后的地连墙施工我们将积极探索,进一步寻找克服问题的方法和手段。

参考文献:

[1]建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].北京:中国计划出版社,2002

论文作者:边红伟

论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期

论文发表时间:2017/12/4

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