地下连续墙施工技术

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地下连续墙施工技术

地下连续墙是一种现代化的深基础施工技术,广泛应用于地铁、隧道、高层建筑及水利工程等领域。它通过在地面上开挖一系列相互连接的槽段,并在槽内浇筑钢筋混凝土形成连续的墙体结构,具有挡土、防渗和承重等多重功能。

施工过程主要包括:导墙修建、槽段开挖、泥浆护壁、钢筋笼安装和混凝土浇筑。首先,在地表修建导墙以控制成槽精度和支撑设备;其次,使用液压抓斗或冲击钻机分段开挖槽孔,同时注入特制泥浆以稳定槽壁并防止坍塌;然后将预制的钢筋笼放入槽内,最后采用水下混凝土浇筑法填充槽段,形成坚固的墙体单元。各单元间通过接头(如锁口管或工字钢)实现连接,确保整体性。

该技术优点显著:施工振动小、噪声低、对周边环境影响小,且能适应复杂地质条件,尤其适合城市密集区域的深基坑工程。但其成本较高,对设备和技术要求严格,需精心设计与管理。随着工程技术进步,地下连续墙的应用范围不断扩大,成为现代工程建设中不可或缺的重要技术之一。

尽管再生泥浆基本上恢复了原有的护壁性能,但总不如新鲜泥浆的性能优越,因此,将再生泥浆同新鲜泥浆掺合在一起使用。

劣化泥浆是指浇灌墙体混凝土时同混凝土接触受水泥污染而变质劣化的泥浆和经过多次重复使用,粘度和比重已经超标却又难以分离净化使其降低粘度和比重的超标泥浆。劣化泥浆先用泥浆箱暂时收存某公路爆破挤淤施工组织设计,再用罐车装运外弃。

1.2.2.4泥浆质量控制

规定泥浆质量控制指标,为的是使泥浆具有必要的性能。泥浆质量控制指标见表13.1.05泥浆质量控制指标表。

表13.1.05 泥浆质量控制指标表(普通泥浆)

说明:表中对“挖槽时泥浆”的粘度和比重两项指标的上限放得很宽,因为采用液压抓斗和双轮铣槽机成槽时,泥浆的粘度和比重偏大并不妨碍成槽作业,对槽壁稳定也是有利无害,还可充分利用本该废弃的大量粘度和比重偏大的泥浆,节约泥浆的消耗。浇注砼前清孔时把粘度和比重偏大泥浆置换成合格泥浆。

1.2.2.5 泥浆施工管理

[1]泥浆各项性能指标均要符合国家规范、地方规范规定,并需经采样试验,达到合格标准的再投入使用。

[2]成槽作业过程中,槽内泥浆液面将保持在不致外溢的最高液位,暂停施工时,浆面不低于导墙顶面30厘米。

1.2.3.1单元槽段的挖掘顺序

[1]选用成槽机时考虑液压抓斗成槽机和双轮铣槽机开挖宽度相同,槽段分幅时充分考虑抓斗的宽度及槽段的开挖形式和施工顺序,特别是在转角幅处,以保证槽段开挖时抓斗两侧受力均匀。

[2]在转角处部分槽段因一斗无法完全挖尽时或一斗能挖尽但无法保证抓两侧受力均匀时,应根据现场实际情况在抓斗的一侧下放一根锁口管来平衡另一侧的阻力,防止抓斗因受力不匀导致槽壁左右倾斜。

1.2.3.2挖槽机操作要领

[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]不论使用何种机具挖槽,在挖槽机具挖土时,悬吊机具的钢索不能松驰,要使钢索呈垂直张紧状态,这是保证挖槽垂直精度必需做好的关键动作。

[3]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。

[4]成槽时泥浆面控制: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0.5m以上,同时也不能低於导墙顶面0.3m,杜绝泥浆供应不足的情况发生。泥浆爆管或或泥浆泵坏时暂停开挖作业,待恢复泥浆供应时再开挖。

[5]地下连续墙成槽设备就位后,必须平正、稳固,确保在施工中不发生倾斜、移动。必要时成槽机下部铺设20mm厚钢板。为准确控制成槽深度,在成槽机具上应设置控制深度的标尺,以便在施工中进行观测记录。

[6]槽段开挖时必须按施工方案中的施工顺序进行施工,相邻幅槽段施工间隔时间≥24h。

[7]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。

[8]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,再提升转到临时堆土场,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。

[9]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。

[10]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,并顺作导墙外侧壁下放,保证挖土位置正确。

[11]入岩层段成槽时,由于采用双轮铣槽机刀轮切削、反循环排碴,施工时及时排除泥浆中的石碴,确保泥浆的质量。

1.2.3.3挖槽土方外运

由于施工场地地处市中心,考虑到文明施工及保持环境,防止污染,施工现场设弃土坑,槽段开挖后土方先在场地内临时堆放,夜间采用密封车进行土方外运工作。

1.2.4.1槽段检验的内容

[1]槽段的平面位置。

[3]槽段的壁面垂直度。

[4]槽段的端面垂直度。

1.2.4.2槽段检验的工具及方法

[1]槽段平面位置偏差检测:

用测锤实测槽段两端的位置,两端实测位置线与该槽段分幅线之间的偏差即为槽段平面位置偏差。

用测锤实测槽段左中右三个位置的槽底深度,三个位置的平均深度即为该槽段的深度。

[3]槽段壁面垂直度检测:

用超声波测壁仪器在槽段内左中右三个位置上分别扫描槽壁壁面,扫描记录中壁面最大凸出量或凹进量(以导墙面为扫描基准面)与槽段深度之比即为壁面垂直度,三个位置的平均值即为槽段壁面平均垂直度。

槽段垂直度的表示方法为:L/X 。其中X为壁面最大凹凸量,L为槽段深度。

(d) 槽段端面垂直度检测:

同槽段壁面垂直度检测。

1.2.5.1清底的方法

槽段清基采用二次清基。先利用成槽机采用撩抓法初步清淤,再用压缩空气法(空吸法)吸泥清基。

清底开始时间:槽段开挖完成后首先静置30分钟后再用抓斗采用撩抓法初步清除槽底沉碴。

清底方法:使用Dg100空气升液器,由起重机悬吊入槽,空气压缩机输送压缩空气,以泥浆反循环法吸除沉积在槽底部的土碴淤泥。

清底开始时,令起重机悬吊空气升液器入槽,吊空气升液器的吸泥管不能一下子放到槽底,应先在离槽底1~2m处进行试挖或试吸,防止吸泥管的吸入口陷进土渣里堵塞吸泥管。

清底时,吸泥管都要由浅入深,使空气升液器的喇叭口在槽段全长范围内离槽底0.5米处上下左右移动,吸除槽底部土碴淤泥。

1.2.5.2换浆的方法

换浆是置换法清底作业的延续,当空气升液器在槽底部往复移动不再吸出土碴,实测槽底沉碴厚度小于10厘米时,即可停止移动空气升液器,开始置换槽底部不符合质量要求的泥浆。

清底换浆是否合格,以取样试验为准,当槽内每递增5米深度及槽底处各取样点的泥浆采样试验数据都符合规定指标后,清底换浆才算合格。

在清底换浆全过程中,控制好吸浆量和补浆量的平衡,不能让泥浆溢出槽外或让浆面落低到导墙顶面以下30厘米。

1.2.6 钢筋笼制作

钢筋笼将严格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,加工平台将保证平台面水平,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求。钢筋笼采用整体制作成型。

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。桁架利用钢筋笼的主筋制作,并对焊成一根相同直径的通长钢筋。

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,根据设计图纸,每幅钢筋笼设3~5排桁架。

[1]纵向钢筋的底端应距离槽底面50cm,并且纵向钢筋底端应稍向内侧弯折以防吊放钢筋笼时擦伤槽壁,但向内侧弯折的程度不应影响浇灌混凝土的导管插入。

[2]要在密集的钢筋中预留出导管的位置,以便于浇筑水下混凝土时导管的插入,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。槽段大于4米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6根通长的导向筋,以利于砼浇注时导管上下。

[3]钢筋笼的主筋采用对焊接头基坑回填技术交底,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,在钢筋笼内外侧焊定位垫块。垫块采用3mm厚钢板制作。

[5]钢筋接驳器安装与控制

地下连续墙内需预埋底板、中板、顶板、梁的钢筋直螺纹连接器。钢筋接驳器根据设计图纸提供的间距,规格,主体结构各支板的标高,地下连续墙的宽度,计算出每一幅地下连续墙中每一层结构板对应位置的预埋接驳器的数量、标高、规格。钢筋接驳器安装时,基坑内侧面每一层接驳器固定于一根Ф16的钢筋上,使接驳器的中心标高与设计的结构板钢筋标高相同,确保每层板的接驳器数量、规格、中心标高与设计一致。

钢筋接驳器预埋钢筋与地下连续墙外侧水平钢筋点焊固定,焊点不少于2点。同时在导管口部位,由于混凝土浇筑时内部有导管上下移动,无法按其他部位安装接驳器,因此在施工时将该部分接驳器锚固钢筋紧贴钢筋笼内排钢筋安放。

钢筋笼加工结束后,将钢筋接驳器的盖子拧紧,在钢筋笼下放入槽时,应再次检查盖子是否全部盖好高瓦斯隧道安全专项施工方案,如漏盖或未拧紧情况,应立即补上并拧紧。确保结构施工时每一个接驳器均能使用。

由于接驳器的安装标高是根据钢筋笼的笼顶标高来控制的,为确保接驳器的标高正确无误,钢筋笼下放时用水准仪进行跟踪测量钢筋笼的笼顶标高,下放到位后,根据实际情况及时用垫块加以调整,确保预埋接驳器的标高正确,误差不大于10mm。钢筋接驳器的外侧用泡沫板加以保护。

[6]支撑用预埋钢板的设计与安装控制

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