侯 锟, 周 杰, 赵 文
(中国水利水电第十工程局有限公司, 四川成都 611830)
某项目面积约45 808m2,地上总建筑面积约20.68×104m2,地下总建筑面积约9.48×104m2。南侧区域基坑面积约21 738m2,开挖深度5.5~16.05m,共有地下连续墙89副。
地下连续墙施工主要分为:施工平台建立、导墙浇筑施工、钢筋笼体制作、泥浆制备、成槽施工、钢筋笼体吊放、下设锁口管或接头箱、下设浇筑导管、清理沉渣、混凝土浇筑、起拔锁口管或接头箱及后注浆。
连续墙施工采用间隔跳打施工,根据槽段长度与成槽机的开口宽度及作业面需求,确定出首开幅、连续幅和闭合幅;(一般间隔三个槽子)。
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。成槽后以超声波检测仪检查成槽质量。液压抓斗的冲击力和闭合力足以抓起各土层,在成槽过程中,严格控制抓斗的垂直度及平面位置,尤其是开槽阶段。仔细观察监测系统,X、Y轴任一方向偏差超过允许值时,立即进行纠偏。抓斗贴临基坑侧导墙入槽,机械操作要平稳,并及时补入泥浆,维持导墙中泥浆液面稳定。
3.1.1 会审勘察报告
参加勘察技术交底会,全面了解和掌握工程地质水文状况,对勘察报告能否满足工程施工、保证周边环境稳定安全,提出意见和建议。
了解场地工程地质条件,包括地形、地貌、地层岩性特征、特殊土、不良地质等,分析不良地质可能对工程施工带来的不利影响。
对照工程地质剖面图、地质柱状图深入了解工程地质的整体状况。掌握各勘探点之间,各地层之间的关系及不同特性,分析研究工程施工与各地层的相互影响及可能产生的风险。
掌握勘探点的准确位置与工程结构的相互关系。了解勘察报告提出的工程措施和建议,有针对性地制定对策,制定风险控制预案。
3.1.2 会审图纸
了解工程建筑规模、结构深度、难点、特点等。参加设计交底会了解设计要求,根据设计要求,制定施工技术路线、考查施工设备能力、确定施工工艺,并进行风险分析,根据安全风险发生的概率提出意见和建议。
审查图纸是否有遗漏、错误,是否执行相关文件。设计要求、结构特点与施工工艺是否相适应。规范质量标准、设计质量要求与工程特点、施工工艺是否相适应。
3.1.3 踏勘现场
要求建设单位负责提供详细勘察、地下管线探查、周边建筑调查报告。
施工单位要对现场及周边环境进行实地踏勘,核实调查报告,要将环境情况与地下工程施工联系起来。
3.1.4 对专业分包单位的审查
资质、资格及技术能力,质量安全管理体系,技术、质量、安全管理人员配置,设备配置,同类工程的经历和业绩,施工方案等,并在分包合同中明确管理职责。
3.1.5 临建设置及场地布置
项目进场后,应根据现场实际情况,绘制施工现场平面布置图,对项目施工区、办公区、生活区、进场道路、重车道、制浆站及钢筋笼加工场等临时设施进行统筹规划布置。施工前,采用反挖将整个施工现场进行整平,并用压路机(或反挖、推土机等重型设备)来回碾压密实。同时,为保证施工期间场内整洁有序,解决传统施工期间现场“脏、乱、差”的现象,应采用C25或以上混凝土对整个施工现场进行场地硬化,硬化厚度不小于20cm。
重车道应当坚固、平整,适于重型设备和车辆工作和行走。设计施工期间应充分考虑施工期间,现场大型设备交叉施工时所需最小安全错车距离及车道上最大荷载,进而进行重车道宽度及配筋、混凝土强度等级、厚度等参数的确定。为避免后期使用期间道路出现下沉现象,在钢筋铺设前,应用反挖或碾压设备对车道铺设面软土层进行整平并来回碾压密实,对于湿软下陷区域应采用反挖挖除后换填砖渣并充分压实的办法进行处理。
3.1.6 泥浆制备
泥浆是地下连续墙施工中成槽槽壁稳定的关键,泥浆主要起到护壁、携渣、冷却机具和切土润滑的作用。泥浆在成槽过程中起槽壁支撑的作用,最重要的是固壁作用,是确保成槽机成槽的关键,泥浆选用和管理的好坏,将直接影响到地下连续墙的工程质量。首先应确定最容易坍塌的土层,结合地勘水文情况确定必要的泥浆粘度,进行试成槽确定泥浆配比,成槽过程中修正泥浆配比。
用于储存泥浆的浆池一般分为现浇混凝土浆池及自制铁皮泥浆箱两种,在地下连续墙施工前期,应根据现场场地的实际情况、施工高峰期设备投入量和槽段深度等,合理选择浆池的形式及数量。同时,整个泥浆池的布置至少需考虑新制浆池、循环浆池及废弃浆池三种,且循环浆池及废弃浆池的容量至少满足一个槽段的施工用量。
为满足施工环保要求和泥浆重复使用,钻孔时应设置制浆池、循环池及净化处理系统。
泥浆净化分为机械净化法(泥浆净化装置)和非机械净化法两种。
机械净化泥浆法是将槽孔内排除的混有钻碴的泥浆送到二级或三级高频振动泥浆筛上,先将0.5mm以上的大颗粒钻碴筛出,小于0.5mm以下的砂粒的泥浆通过泥浆泵压入旋流除碴器排除,净化后返回桩孔或泥浆池内。
泥浆循环如下:新制泥浆→泥浆池→槽孔→泥浆分离器净化→泥浆池→槽孔。
非机械净化法是通过泥浆槽、沉淀池、储浆池进行循环沉淀净化泥浆。
泥浆循环顺序为:新制泥浆→泥浆池→槽孔→泥浆槽→沉淀池→储浆池→槽孔。
3.1.7 其他注意事项
应编制专项施工方案并经过审批后实施。支护工程所用材料的品种、规格、质量应满足设计要求,经复试合格后方可使用。
应按照设计要求的前后顺序、连接方法、节点处理等进行施工。现场具体条件与设计不符时,应及时与设计沟通,征得设计认可后再进行后续施工。
地下连续墙施工,必要时应对地质条件进行原位检验,对相邻的边界环境条件进行核实,针对具体情况采取加固、保护、避让等措施进行预控,保证施工质量及相邻环境的安全。
地下连续墙的钢筋笼吊装应编制吊装方案,用于吊装的重型吊车应进行进场验收,修建合格的重载车辆行车道路,设置完善的安全导行设施。
根据施工准备的条件,对确认的风险进行技术分析,确定技术路线、制定施工风险控制措施。
编制施工组织设计及专项施工方案,由企业技术负责人组织审定,报监理单位、建设单位审查,必要时应请专家论证。
应根据结构特点、施工工艺、地质条件、周边环境,变形控制、安全等级要求及各施工阶段的工序、工艺、工况,必要时进行结构稳定性和安全性验算。
复核甲方提供的坐标基点,并设置施工坐标控制点,同时确定施工控制轴线。
导墙应坐在原状土上面或者比较密实的土体上面,整个导墙应根据实际情况划分为多段,每段长度为25~55m。钢筋混凝土导墙施工釆用错缝搭接,把导墙的水平钢筋连接起来,使其形成一个整体,防止因强度或者施工问题而产生事故。
导墙沟釆用挖掘机进行挖掘成型,人工二次修坡。导墙开挖时,如土体比较好时,则以土壁充当外侧模。混凝土强度达到设计要求后,背面采用粘土回填夯至设计要求。
地连墙接头应该和导墙接头位置错开,导墙浇注应该对称施工,强度达到设计强度的85 %后方可拆模。导墙没有达到龄期强度时,禁止大型设备接近或者碾压,禁止堆放材料等压重。
槽段的划分应该结合本工程的地质和水文情况,从施工工艺、设备起吊能力、钢筋笼重量、混凝土供应能力等条件入手进行槽段划分,接缝应避开转角部位,并尽量与后浇带等位置相重合。
开始施工前,各项准备工作应到位。施工过程中,利用设备上的测垂仪或者自动纠偏装置来保证槽孔的垂直度,偏差不大于设计要求。
成槽过程中,尽量控制或减少槽段边的扰动,避免槽段边的物体堆载现象。抓斗机每抓2~3次,即用专设的液压马达使斗体旋转180°,改变斗体两边斗齿数(一边3个,一边2个),使抓斗平衡抓土,防止偏斜。如果遇到特殊地层或无法纠偏时,应立即回填,待满足要求后重新开挖。
(1)沉淀法-一次清孔。清底开始时间:要在成槽后1.5~2.5h之后进行清孔,采用抓斗抓出沉渣。
(2)气举或汽车泵反循环清孔-二次清孔泥浆置换。如果在钢筋笼安放完毕,测得槽底部沉渣较厚而且含砂率超过设计要求,应采用泵吸式反循环将沉渣吸出并使用泥浆净化系统滤砂。具体操作过程如下:
第一步:钢筋笼安放完毕后,对孔内泥浆的比重和沉渣厚度进行量测,如满足要求,则可以进行混凝土灌注。
第二步:如果沉渣较厚或泥浆比重超过设计要求,则进行下一步。
第三步:汽车反循环设备槽口就位。
第四步:将黑旋风ZX-200滤沙机运至槽口。
第五步:使用汽车反循环装置将槽底沉渣吸出通过泥浆管送至黑旋风泥浆净化系统滤砂,而后再将滤过砂的泥浆返至槽内,该过程持续2~6h直至槽内泥浆含砂率达到合格标准。
为了保证接头的抗渗及抗剪性能,防止出现渗透及剪切破坏发生,在地连墙接头处应进行多次刷壁清洗,直到刷壁器上干净后再进行2~3次为止,刷壁必须在清孔之前进行。
接头箱的中心应与设计中心线相吻合,防止混凝土倒灌;上端口与导墙连接处用槽钢扁担搁置;接头箱后侧填砂,防止倾斜。
吊点材料的选择:钢筋笼起吊点一般选用高强度高标号的圆钢,且每4~6m设置一档,钢筋笼最上部第一根水平筋用28mm以上钢筋进行加固。
钢筋笼应该按照要求设置桁架筋,包含纵向桁架筋和横向桁架筋,特殊的钢筋笼还需增设定位斜拉杆等措施筋。
导管仓的布置主要考虑槽宽,宽度3.5m的设置一根导管,宽度大于3.5m的配置两根导管浇筑,两根导管间距1.5~2m。
钢筋笼浇筑导管通道内径应比导管外径大80mm左右,需进行连接固定,搭接处应平滑过渡,防止产生卡挂导管现象发生。
钢筋笼底筋端部应稍向内弯折,减少挂壁现象发生。
钢筋应釆用直螺纹套筒连接,同一截面的接头面积不应超过50 %,相邻两个接头间距长度不小于35d。
钢筋笼成型后,临时绑扎固定的铁丝全部拆除,以免下槽时,挂伤槽壁。
特殊槽段的钢筋笼加工存在拐点,制作时应釆取临时措施筋进行加固。
(1)在浇筑过程中应该留置一组同条件混凝土试块,根据该试块的初凝来确定顶拔时间和速度。
(2)为防止接头箱底部进入混凝土引起接头箱被抱死,在接头箱底部填上一部分土袋,这样,既可将接头箱与混凝土隔开,又可保证接头箱底部的密实。
(3)混凝土灌注记录及现场试块作为顶拔接头箱时间的控制依据。具体操作步骤如下:
①接头箱吊装就位后,随着安装液压顶升架。
②浇注混凝土时应做好试块,正式开始顶拔接头箱的时间,应以同条件留置试块达到初凝所经历的时间为依据,开始顶拔接头箱应在混凝土灌注5h左右进行第一次起拔,以后每30min提升一次,每次不超过100mm,直至完全拔出。
③在顶拔接头箱过程中,要根据现场混凝土浇灌情况,计算其允许顶拔的高度,严禁早拔、多拔。
④接头箱由液压顶升架顶拔,履带吊协同作业,分段拆卸。
4.1.1 卡斗预防措施
卡斗是上部缩颈或者局部塌孔导致槽段宽度变小而出现的情况,所以只要做好泥浆的控制就可以。
4.1.2 埋斗预防措施
埋斗是槽壁塌方将抓斗埋住,一定要控制好槽壁的稳定性。
发生埋斗,应该立即置换槽内泥浆,将泥浆比重调至1.28以上,粘度30s以上,防止槽段的再次塌方,然后用气举反循环清孔,最后用起重设备配合成槽机将抓斗提出。
4.1.3 掉斗预防措施
成槽机掉斗的主要原因是钢丝绳突然断裂,所以在作业前要检查钢丝绳完好情况,按要求更换钢丝绳。
4.1.4 绕流预防措施
绕流的主要原因是接头箱与相邻土体存在空隙,导致混凝土在浇筑的过程中透过接头箱与槽壁的缝隙绕流。
预防措施是在接头箱安放完毕后,必须把接头箱背面填充密实,杜绝绕流的发生。
钢筋笼应在平台上制作成型,纵向应预留导管位置,并上下贯通。钢筋笼底端应在0.5m范围内的厚度方向上作收口处理。钢筋笼应设定位垫块,确保设计对保护层厚约度的要求。钢筋笼接头的连接质量应满足规范要求。
当发生钢筋笼下放困难时,有可能是端头倾斜将钢筋笼卡住、槽壁两侧土体径缩将钢筋笼卡住、在下放钢筋笼过程中突然发生坍方造成侧壁深度不到位等原因造成的。当钢筋笼被卡住的时候,不能强行冲击下放,当钢筋笼反复上下松动多次不能放到位的,需将钢筋笼全部提出,查明原因并处理好后再重新下放。
(1)导管无法正常下放。主要为塌方土体堵住导管仓,可采用高压水枪对导管仓位置进行清理,或者将钢筋笼整体提出后重新清底。
(2)导管拔空。如果导管拔空,采用二次插管施工,情况严重时,应该重新扫孔。
工程通过近四个月的紧张忙碌,圆满完成了地下连续墙施工作业,施工过程中未发生质量问题,达到龄期后经第三方检测全部合格。虽然是第一次施工地连墙,但通过有效预防,还是取得了优异的成绩,该项目不但得到了参建各方单位的表扬和认可,为后续项目洽商奠定了基础,还获得了2项实用新型专利。
总而言之,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。