秦 礼
(广西中信恒泰工程顾问有限公司 广西南宁市 530022)
关于地下连续墙在深基坑下部支护中的应用
秦 礼
(广西中信恒泰工程顾问有限公司 广西南宁市 530022)
随着城市高层建筑的日益增多,受场地条件的限制,传统的桩锚支护形式往往不能满足施工要求,地下连续墙以刚度大、整体性强、位移控制效果好等突出的优点和广泛的适用性而得到了越来越多的应用,以下本文就对地下连续墙施工技术展开分析探讨。
地下连续墙施工;施工技术分析
前言:所谓地下连续墙, 就是预先进行成槽作业,形成具有一定长度的槽段, 在槽段内放入预制好的钢筋笼, 并浇注混凝土建成墙段, 如此连续施工, 各墙段相互连接构成一道完整的地下墙体。由于这种施工方法可以开挖任意深度和断面的深槽, 所以能够根据设计要求, 建造各种深度、宽度、形状、长度和强度的地下墙。笔者首先分析了地下连续墙在深基坑下部支护中的应用,详细说明了工程施工工艺以及注意事项, 供大家参考借鉴。
地下连续墙在工程中得到广泛的应用,因其具有以下的优点:(1)施工时振动小,噪音低,非常适于在城市施工。(2)墙体刚度大,用于基坑开挖时,极少发生地基沉降或塌方事故。(3)防渗性能好。(4)可用于逆作法施工(5)适用于多种地基条件。(6)可用作刚性基础。(7)占地少,可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间,充分发挥投资效益。(8)工效高,工期短,质量可靠,经济效益高。
地下连续墙施工工艺,即在工程开挖土方之前,用特制的挖槽机械在泥浆(又称触变泥浆、安定液、稳定液等)护壁的情况下每次开挖一定长度(一个单元槽段)的沟槽,待开挖至设计深度并清除沉淀下来的泥渣后,将在地面上加工好的钢筋骨架(一般称为钢筋笼)用起重机械吊放入充满泥浆的沟槽内,用导管向沟槽内浇筑混凝土,由于混凝土是由沟槽底部开始逐渐向上浇筑,所以,随着混凝土的浇筑将泥浆置换出来,待混凝土浇至设计标高后,一个单元槽段即施工完毕。各个单元槽段之剑由特制的接头连接,形成连续的地下钢筋混凝土墙。如呈封闭状,则工程开挖土方后,地下连续墙就既可当土又防水,便利了地下工程和深基础的施工。如将地下连续墙作为建筑的承重结构,则经济效益好。
3.1 导墙制作
导墙质量的好坏直接影响地下连续墙的轴线和标高,对成槽设备进行导向。是存储泥浆稳定液位,维护上部土体稳定,防止土体坍落的重要措施。
用全站仪放出地墙轴线,并放出导墙位置,导墙开挖采用挖掘机开挖,人工配合清底。基底需平整夯实。砼浇筑采用模板及木支撑,插入式振捣器振捣。导墙顶高出地面不小于10厘米,以防止地面水流入槽内,污染泥浆。导墙顶面做成水平。模板拆除后,沿其纵向每隔1米加设上下两道10*10厘米方木做内支撑,将两片导墙支撑起来,在导墙的砼达到设计强度前,禁止任何重型机械和运输设备在其旁边通过。
3.2 泥浆制作质量控制
泥浆制作是地下连续墙施工中深槽槽壁稳定的关键,必须根据地质、水文资料,采用膨润土、cmc、纯碱等原料,按一定比例配制而成。泥浆制作的质量和使用的是否正确直接关系到挖槽的成败。首先,要求导墙内存储的泥浆液面要始终保持高于地下水位1m以上,这样可以增加泥浆对槽壁的侧向压力,起到支撑槽壁,防止槽壁坍塌和剥落;同时也可以防止地下水渗入,避免水对槽壁的渗透应力。其次,泥浆应具有一定的比重和黏度,这样泥浆将在槽壁上形成一层透水性很低的泥皮防止槽壁剥落,还能将挖槽机挖槽时挖下的土渣悬浮起来,便于土渣随同泥浆一起排出槽外。
3.3 挖槽施工
连续墙施工采用跳槽法,根据槽段长度与成槽机的开口宽度,确定出首开幅和闭合幅,保证成槽机切土时两侧邻界条件的均衡性,以确保槽壁垂直。
(1)土层成槽法
液压抓斗的冲击力和闭合力足以抓起强风化岩以上各层,在成槽过程中,严格控制抓斗的垂直度及平面位置,特别是开槽阶段。仔细观察监测系统,X,Y任一方向偏差超过允许值时,应立即纠偏。抓斗贴临基坑侧导墙入槽,操作机械必须平稳。并及时补入泥浆,维持导墙中泥浆液面稳定。
(2)岩层成槽
在嵌岩槽段,抓斗到岩面即停,并使槽底基本持平。在嵌岩槽段,抓斗抓到中风化岩面后,先以冲孔桩基冲孔入岩,再以特制方锤破碎孔间“岩墙”成槽。在导墙上标出各钻孔位置,孔距为1.2米,在连续墙转角部位,向外多冲半个孔位,以保证连续墙完整性。冲孔完毕后,以特制的80厘米×120厘米方锤,将剩余“岩墙”破碎。破碎时,以每两钻孔位中点作为中心下钻,以免偏锤。冲击过程中控制冲程在1.5米以内,并注意防止打空锤和放绳过多,减少对槽壁扰动。扫孔后再辅以液压抓斗清除岩屑。
(3)连续墙拐弯处处理
在连续墙分幅中,部分位于结构拐角处,墙体为“L”型、“Z”型,在施工导墙时,拐角处布置如图所示。
连续墙拐角处示意图
开挖时先抓挖1,使抓斗沿长导墙开挖能够起到导向作用,当1开挖完成后,再开挖2。清槽完成后即可吊放“L”型钢筋笼,灌注水下下混凝土。
3.4 预防槽壁坍塌对策
在成槽过程中,软土层和厚砂层易产生坍塌,针对此类地质情况件,应制定以下措施:(1)减轻地表荷载:槽壁附近堆载不超过20KN/m2,起吊设备及载重汽车的轮缘距离槽壁不小于3.5米。(2)控制机械操作:成槽机械操作必须要平稳,不允许猛起猛落,防止槽内形成负压区,产生槽坍。(3)加强泥浆质量控制:采用优质膨润土制备泥浆,并配以CMC增粘剂形成致密而有韧性的泥浆止水护壁,并以重晶石适当提高泥浆比重,保持好槽内泥浆水头高度。(4)缩短裸槽时间:做好工序间的衔接,成槽至浇灌完砼时间应控制在24小时以内。
3.5 清底换浆
成槽以后,先用抓斗抓起槽底余土及沉渣,再用泵举反循环吸取孔底沉渣,并用刷壁器清除已浇墙段砼接头处,在灌注砼前,利用导管采取泵吸反循环进行二次清底并不断置换泥浆,清槽后测定槽底以上 0.2~1.0m处的泥浆比重应小于1.2,含砂率不大于8%,粘度不大于28S,槽底沉渣厚度小于300毫米。
3.6 刷壁
若刷壁不及时可能造成两幅墙之间夹有泥土,会产生严重的渗漏,影响地下连续墙的整体性。
地下连续墙一般是跳槽施工,在前期施工的地下连续墙侧面接头 h型钢处一般会有很多泥土占在上面,因此,必须要进行刷壁工作。为了保证接头处的紧密性,刷壁要进行20多次,这这项工作虽然繁琐,但如果不进行彻底,会造成泥土夹在浦幅墙之间,产生渗漏,对地下连续墙也产生不利的影响
3.7 钢筋笼的制作与吊放
钢筋笼按照设计要求在施工现场制作完成,方便起重机整体起吊。钢筋笼的吊放过程中,一定要经过仔细研究推敲,以确保钢筋笼起吊的绝对安全。插入钢筋笼时,使钢筋笼的中心线对准槽段的纵向轴线,徐徐下放。
3.8 灌注混凝土
选用商品混凝土,供应速度为30m3/h以上。粗骨料使用碎石,选用42.5R水泥(用量不少于400kg/m3),坍落度180~220mm。使用3mm厚的密封导管,纤维袋装混凝土作塞头。每槽段采用两根导管灌注水下混凝土,分别由专用提升架或冲击钻机悬吊提升,导管底端离槽底40cm,首批入槽混凝土量应保证开塞后导管埋深不小于50cm。混凝土面上升速度不小于2m/h,槽内混凝土面高低差小于30cm,中途因故停顿时间不超过30min,导管埋深控制2~4m之间。
地下连续墙施工是一个复杂的施工过程,技术要求较高。在施工过程中要加强技术管理,对于可能出现的质量问题,应该要有充分的认识。采取相应的预防和处理措施,然后总结经验,加强对质量通病的防范,才能缩短工期、降低工程造价、保证工程质量。
[1]水利工程施工中得到了越来越广泛的应用,具有很大的优势;
[2]铨祝国涛.《地下连续墙的理论与实践》北京中国铁道出版社,2011
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1007-6344(2016)07-0268-01