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摘要:本文根据工程案例,对地下连续墙施工难点进行阐述,并提出措施。
关键词:地铁车站;地下连续墙;施工技术
一、工程概况
某地铁车站是换乘站,地下连续墙总长约982m,采用H型钢接头。主体围护结构采用800 mm厚地下连续墙加内支撑围护。
二、施工重难点及处理措施
(一)地连墙在富水砂层中成槽
工程地连墙施工范围内砂层层厚约为14 m,地下水位埋深约10.30~11.7 m,地下水類型主要是第四系砂层潜水及基岩风化层中的裂隙水,第四系砂层富水性,透水性好。不稳定因素表现在以下几个方面:(1)饱和含水砂层的施工极易发生涌水,涌砂等工程灾害。当地下潜流较大时,不仅会稀释护壁泥浆,而且也容易引起槽壁坍塌。(2)在松散、破碎、胶结性差的砂层等不良地质体进行大断面地下连续墙施工,很容易坍塌,引发工程事故。(3)③2 层细砂层 ③3 层中砂层 ③4层粗砂层其不均匀系数均小于5,但其曲率系数均小于1,属于级配不良砂,孔隙度大,槽壁的稳定性不高,易产生流砂,槽壁坍塌。(4)在富水砂层中进行泥浆循环成槽施工,由于地下水,砂粒混入泥浆中,引起泥浆性能恶化,对槽壁的稳定增加了不安定因素。
要解决在富水砂层中施工地连墙的槽壁稳定性问题,必须配制高分散泥浆,提高循环泥浆的粘度和重度,增加胶结性能和对槽壁的支撑作用,本工程泥浆护壁施工技术采取了如下措施:
(1)水的选定。使用自来水,钙离子浓度小于等于100ppm 钠离子浓度小于等于500 ppm pH值为7~9。(2)选用优质粘土及膨润土粉。选用塑性指数 Ip>20,含砂率小于5%的优质粘土加入以含蒙脱石为主的钠基膨润土粉,配制出高质量的护壁泥浆。(3)CMC的选定。CMC是提高护壁泥浆粘性最重要的掺加剂,它能提高泥浆的渗透率和携碴能力,增加砂粒间的胶结能力,使槽壁形成稳固的的泥皮 所以,采用粘度较高的Na-CMC。(4)分散剂的选定。分散剂能使泥浆在沉淀槽内容易产生泥水分离,形成良好的泥皮。但使用分散剂会由于泥浆粘度容易减小,在透水性高的地层内,如果对已经变质的滤失水量增多的泥浆再使用不适当的分散剂,就会进一步增大槽壁坍塌的危险性,所以选择泥浆变质也不会增加滤失水量的碳酸钠做分散剂。(5)防漏剂的选用。如施工中出现非管线影响漏浆,应在制备泥浆中加入适量高分子防漏剂。(6)泥浆的制备。用优质膨润土粉造浆,加水充分搅拌。随后根据泥浆参数加入CMC等外加剂,使泥浆性能符合施工使用要求,并在泥浆池中溶胀24 h后使用。(7)泥浆的循环再生处理。泥浆在循环过程中由于砂土,风化物的混入,其性质比新鲜泥浆显著恶化,循环泥浆进入泥浆净化机,在泥浆净化机里经过筛分、离心、沉淀三种净化方法,把颗粒状固相物质过滤掉,进入循环浆池,重新调浆达到泥浆控制标准后继续使用。(8)根据施工实际情况及时调整泥浆比重,加大泥浆配料及换浆频率,保证新浆的高使用率及旧浆的沉淀回收力度,及时补浆,成槽施工始终维持稳定槽段所必须的泥浆液位高度:不低于导墙顶面1m。
(二)地连墙嵌岩施工
为了隔断基坑内外水力联系,防止渗流破坏,本工程地下连续墙应插入中风化粉砂岩1.0 m ⑤3-1强风化粉砂质泥岩 ⑤3-2中风化粉砂质泥岩均属软质岩,遇水易软化,⑤3-2中风化粉砂质泥岩单轴饱和抗压强度标准值5.7 MPa,岩石等级为Ⅳ级 地连墙嵌岩施工采取措施如下。
(1)成槽机械的合理选用。使用目前国内挖槽能力最强的上海金泰工程机械有限公司生产的 SG60液压连续墙抓斗承担成槽入岩任务SG60成槽机配备的 800 mm 抓斗重量达到25.5t,闭合力为160t强风化层以上用德国宝峨GB34 成槽机配合成槽,双机成槽保证成槽深度及工程工期。
(2)备用机械入岩施工。当SG60成槽机入岩困难时,采用SH25型多功能钻机,配800mm入岩钻,实施入岩作业,采用三孔两抓或四孔三抓施工技术,即用成槽机挖至中风化层,整平槽底,再用钻机成孔至地连墙底标高,每槽三孔至四孔,再用成槽机挖除孔间岩土成槽 选用多功能钻机配合成槽机液压抓斗的方式施工与用传统冲抓锤施工入岩相比,可减少入岩施工对槽壁的振动,减少施工中槽段泥浆对槽壁的冲击力,缩短单位槽段成槽时间,对保证槽壁的稳定性,避免槽段坍塌,保证地连墙质量及工期方面有很大的优势。
三、地下连续墙施工技术
(一)施工工艺流程
图1 地连墙施工工艺流程图
(二)主要施工工艺
(1)测量放线
根据提供的基点 导线点和水准点,在施工场地内布设施工测量控制点和水准点,经监理单位验收无误后,对地连墙和导墙进行定位放样 为保证主体结构边墙设计厚度,地连墙边线依据设计要求进行适当外放,外放量为5cm。
(2)导墙施工
导墙采用 型整体式钢筋混凝土结构,内墙面之间净宽比地连墙设计厚度大5 cm,导墙墙厚20cm,墙顶宽100cm,导墙深度为150cm,墙体采用C25混凝土,导墙接缝与地墙接缝错开 导墙要对称浇筑,强度达到70%后方可拆模板 拆除模板后设置直径10cm,垂直间距<1m,水平间距<2m的上中下两道圆木支撑,然后立即在导墙背后分层回填粘性土并压实。
(3)泥浆工艺
①泥浆系统施工工艺见图2
图2 泥浆系统工艺流程图
②泥浆性能 根据现场的土质情况确定泥浆的配合比,新配制的泥浆性能应符合《地基基础设计规范》DGJ08-11-1999中的要求,根据本工程的地质情况,采用膨润土 纯碱、高浓度、CMC和自来水为原材料,混合搅拌而成,护壁泥浆在使用前进行室内性能试验,施工过程中根据监控数据及时调整泥浆指标,各种指标见表1~3。
表1 泥浆配置、管理性能指标表 新配置 循环泥浆 废弃泥浆
泥浆性能 粘性土 砂性土 粘性土 砂性土 粘性土 砂性土 检验方法
比重(g/cm3) 1.04~1.05 1.06~1.1 <1.10 1.5~1.2 >1.25 >1.35 比重计
粘度(s) 20~24 25~30 <25 30~25 >50 > 漏斗计
含砂率(%) <3 <4 <4 <10 >8 >11 洗砂计
pH值 8~9 8~9 8~9 8~9 >13 >13 试纸
表2 护壁新泥浆各项技术指标
泥浆材料 膨润土 重质纯碱 中粘CMC 自来水
每立方米含量(kg) 100 5 2 960
表3 本工程施工过程中泥浆控制指标表
指标 项目
类别 粘度 比重 pH值 含砂量 失水率
新鲜泥浆 25“~30“ 1.06~1.1 7.5~9 <10
循环泥浆 30“~35“ 1.15~1.2 8~9 <10% <20
废弃化泥浆 >60“ >1.35 >13 >11% <20
③泥浆配制。泥浆配制工艺见流程图3
图3 泥浆配制流程图
④泥浆储存。采用钢制泥浆箱,泥浆箱的总容量应能满足成槽施工时的泥浆用量 泥浆池的容积计算:
式中,Qmax为泥浆池最大容量;n为同时成槽的单元槽段,本工程各地下连续墙施工面同时成槽的槽段为两幅;V为单元槽段的最大挖土量,本工程按 V=130 m3;K:泥浆富余系数,本工程取K=1.5。
泥浆池的最大容积为390 m3,同时考虑循环泥浆的存贮和1幅槽段废浆存放,彭家桥站地下连续墙施工期间的泥浆池的容量采用500 m3另外设两个容积为 2.5 m3的新泥浆拌浆池。
⑤泥浆循环。泥浆循环采用3LM 型泥浆泵输送,4PL型泥浆泵回收,由泥浆泵和软管组成泥浆循环管路。
⑥泥浆的分离净化。泥浆使用一个循环之后,要对泥浆进行分离净化,以提高泥浆的重复使用率,泥浆的分离净化采用泥浆净化器,把粒径大于10 mm的泥土颗粒分出来,多级分离净化,使泥浆的比重与含沙量达到标准要求。
⑦泥浆的再生处理 循环泥浆经过分离净化之后,还需调整其性能指标,恢复其原有护壁性能。
⑧ 劣化泥浆处理及时外运或泥浆固化的方法处理
⑨泥浆施工管理。成槽作业过程中,槽内泥浆液面应保持在不致泥浆外溢的最高液位,并且必须高出地下水位1m 以上,成槽作業暂停施工时,泥浆面不应低于导墙顶面30cm。
(4)成槽施工
①成槽设备选型。本工程选用两台液压成槽设备(SG6一台,德国宝峨 GB34一台)均拥有电脑纠偏系统,可全程监控挖槽时的深度与 X-Y 向的垂直度,并具有挖掘资料打印功能,其纠偏侧斜仪的精确度为 ±0.02°= 1∶3000。
②槽段划分。为了保证地下连续墙的成槽的垂直度和平整度,需根据实际施工用的成槽机的抓斗尺寸及工期要求考虑槽段划分和成槽顺序。
③单元槽段的挖掘顺序。用抓斗挖槽时,要使槽孔垂直,最关键的一条是要使抓斗在吃土阻力均衡的状态下挖槽,要么抓斗两边的斗齿都吃在实土中,要么抓斗两边的斗齿都落在空洞中,切忌抓斗斗齿一边吃在实土中,一边落在空洞中,根据这个原则,单元槽段的挖掘顺序为:①先挖槽段两端的单孔,或者采用挖好第一孔后,跳开一段距离再挖第二孔的方法,使两个单孔之间留下未被挖掘过的隔墙,这就能使抓斗在挖单孔时吃力均衡,可以有效地纠偏,保证成槽垂直度;②先挖单孔,后挖隔墙 因为孔间隔墙的长度小于抓斗开斗长度,抓斗能套往隔墙挖掘,同样能使抓斗吃力均衡,有效地纠偏,保证成槽垂直度;③沿槽长方向套挖,待单孔和孔间隔墙都挖到设计深度后,再沿槽长方向套挖几斗,把抓斗挖单孔和隔墙时,因抓斗成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整,保证槽段横向有良好的直线性;④挖除槽底沉渣 在抓斗沿槽长方向套挖的同时,把抓斗下放到槽段设计深度上挖除槽底沉渣。
④槽段检测。a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;b槽段深度检测 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;c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,扫描记录中壁面最底部凸出量或凹进量(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:X/L其中X为壁面最大凹凸量,L为槽段深度。
(5)清底换浆刷壁
①清底的方法 本工程采用沉淀法清底,使用挖槽作业的液压抓斗直接挖除槽底沉渣 由于泥浆有一定的比重和粘度,土碴在泥浆中沉降会受阻滞,沉到槽底需要一段时间,因而采用沉淀法清底需要在成槽结束一定时间之后才开始。
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 cm 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30cm。
③刷壁。为提高接头处的抗渗及抗剪性能,对地墙接头连接处,用外型与接头形状相吻合的接头刷,紧贴接头面,上下反复刷动至少15min,至少上下反复刷动5遍,去除形成的泥皮直至接头刷上没有泥为止以保证相临槽段在浇筑后接头混凝土密实、不渗漏,强制性刷壁器示意见图4。 图4 强制性刷壁器详图
(6)钢筋笼吊放
根据每片钢筋笼计算,钢筋笼重量均在20t左右 钢筋笼最大长度为24 m,吊放钢筋笼的钢丝绳长度为8 m(最长),安全垂直距离为2 m,总高度为34 m。
图5 钢筋笼吊装示意图(单位:m)
选用39 m 吊臂120 t 吊车,安全工作角度为80°-75°,工作半径为14 m,安全荷重为28.9 t 所有钢筋笼重量乘以1.2 安全系数来考虑吊车选配,本工程实际采用120 t吊车作为主吊,50 t吊车作为副吊。
(7)水下混凝土浇筑
在地连墙接头处为 H 型钢,为防止混凝土绕流,在 H型钢两侧防止0.5 mm 厚宽度为1.0 m 的钢板,防止混凝土绕流影响下一槽段开挖成槽 水下混凝土浇注采用导管法施工,导管的放置位置按照对称设计,水平布置距离不大于3 m,距槽段端部不应大于1.5 m,在钢筋笼加工时预留导管仓。槽段混凝土导管选用D = 250 的圆形螺旋快速接头型,且导管接头处螺丝口应良好,便于拆装,连接时需要牢固,并设橡皮圈,以防止接头处漏浆。导管插入到离槽底标高300~500mm,灌注混凝土前應在导管内临近泥浆面设置直径为D = 250 mm 的球胆或隔水栓,以起到隔水作用。导管集料斗混凝土储量应保证初灌量,刚开始浇筑时,
每根导管应备有1 车7m3混凝土量以保证开始灌注混凝土时埋管深度不少于0.5m两根导管应同时浇筑,在浇筑中导管插入混凝土深度应始终保持在2~6 m为了保证混凝土在导管内的流动性,防止出现混凝土中夹泥的现象,槽段混凝土面应均匀上升且连续浇注,浇注上升速度不小于2m/h,控制各根导管的混凝土面高差。为了保证地下连续墙的质量,浇筑混凝土顶面标高应按设计标高+ 0.5 m控制开挖后墙顶浮浆及不密实混凝土采用机械破除,然后浇筑圈梁。
混凝土灌注提前做好计划,防止混凝土供应中途中断造成施工冷缝影响止水效果,导管起拔要经过计算,严禁拔出过多造成混凝土断层夹泥,也要防止导管埋入混凝土过深造成无法拔出。
图6 导管水下混凝土浇灌示意图
四、结束语
地下连续墙是一种工艺复杂的地下围护结构形式,尤其是在富水砂层中的成槽问题和入岩问题一直是工程施工的重难点,通过严格工艺控制及加强防范措施,保证了成槽安全,确保了工程质量,为后续施工打下了良好的基础。
作者简介:杨永澎(1981,10),男,汉族,工程师,本科,现供职于广东水电二局股份有限公司,研究方向:建筑工程
关键词:地铁车站;地下连续墙;施工技术
一、工程概况
某地铁车站是换乘站,地下连续墙总长约982m,采用H型钢接头。主体围护结构采用800 mm厚地下连续墙加内支撑围护。
二、施工重难点及处理措施
(一)地连墙在富水砂层中成槽
工程地连墙施工范围内砂层层厚约为14 m,地下水位埋深约10.30~11.7 m,地下水類型主要是第四系砂层潜水及基岩风化层中的裂隙水,第四系砂层富水性,透水性好。不稳定因素表现在以下几个方面:(1)饱和含水砂层的施工极易发生涌水,涌砂等工程灾害。当地下潜流较大时,不仅会稀释护壁泥浆,而且也容易引起槽壁坍塌。(2)在松散、破碎、胶结性差的砂层等不良地质体进行大断面地下连续墙施工,很容易坍塌,引发工程事故。(3)③2 层细砂层 ③3 层中砂层 ③4层粗砂层其不均匀系数均小于5,但其曲率系数均小于1,属于级配不良砂,孔隙度大,槽壁的稳定性不高,易产生流砂,槽壁坍塌。(4)在富水砂层中进行泥浆循环成槽施工,由于地下水,砂粒混入泥浆中,引起泥浆性能恶化,对槽壁的稳定增加了不安定因素。
要解决在富水砂层中施工地连墙的槽壁稳定性问题,必须配制高分散泥浆,提高循环泥浆的粘度和重度,增加胶结性能和对槽壁的支撑作用,本工程泥浆护壁施工技术采取了如下措施:
(1)水的选定。使用自来水,钙离子浓度小于等于100ppm 钠离子浓度小于等于500 ppm pH值为7~9。(2)选用优质粘土及膨润土粉。选用塑性指数 Ip>20,含砂率小于5%的优质粘土加入以含蒙脱石为主的钠基膨润土粉,配制出高质量的护壁泥浆。(3)CMC的选定。CMC是提高护壁泥浆粘性最重要的掺加剂,它能提高泥浆的渗透率和携碴能力,增加砂粒间的胶结能力,使槽壁形成稳固的的泥皮 所以,采用粘度较高的Na-CMC。(4)分散剂的选定。分散剂能使泥浆在沉淀槽内容易产生泥水分离,形成良好的泥皮。但使用分散剂会由于泥浆粘度容易减小,在透水性高的地层内,如果对已经变质的滤失水量增多的泥浆再使用不适当的分散剂,就会进一步增大槽壁坍塌的危险性,所以选择泥浆变质也不会增加滤失水量的碳酸钠做分散剂。(5)防漏剂的选用。如施工中出现非管线影响漏浆,应在制备泥浆中加入适量高分子防漏剂。(6)泥浆的制备。用优质膨润土粉造浆,加水充分搅拌。随后根据泥浆参数加入CMC等外加剂,使泥浆性能符合施工使用要求,并在泥浆池中溶胀24 h后使用。(7)泥浆的循环再生处理。泥浆在循环过程中由于砂土,风化物的混入,其性质比新鲜泥浆显著恶化,循环泥浆进入泥浆净化机,在泥浆净化机里经过筛分、离心、沉淀三种净化方法,把颗粒状固相物质过滤掉,进入循环浆池,重新调浆达到泥浆控制标准后继续使用。(8)根据施工实际情况及时调整泥浆比重,加大泥浆配料及换浆频率,保证新浆的高使用率及旧浆的沉淀回收力度,及时补浆,成槽施工始终维持稳定槽段所必须的泥浆液位高度:不低于导墙顶面1m。
(二)地连墙嵌岩施工
为了隔断基坑内外水力联系,防止渗流破坏,本工程地下连续墙应插入中风化粉砂岩1.0 m ⑤3-1强风化粉砂质泥岩 ⑤3-2中风化粉砂质泥岩均属软质岩,遇水易软化,⑤3-2中风化粉砂质泥岩单轴饱和抗压强度标准值5.7 MPa,岩石等级为Ⅳ级 地连墙嵌岩施工采取措施如下。
(1)成槽机械的合理选用。使用目前国内挖槽能力最强的上海金泰工程机械有限公司生产的 SG60液压连续墙抓斗承担成槽入岩任务SG60成槽机配备的 800 mm 抓斗重量达到25.5t,闭合力为160t强风化层以上用德国宝峨GB34 成槽机配合成槽,双机成槽保证成槽深度及工程工期。
(2)备用机械入岩施工。当SG60成槽机入岩困难时,采用SH25型多功能钻机,配800mm入岩钻,实施入岩作业,采用三孔两抓或四孔三抓施工技术,即用成槽机挖至中风化层,整平槽底,再用钻机成孔至地连墙底标高,每槽三孔至四孔,再用成槽机挖除孔间岩土成槽 选用多功能钻机配合成槽机液压抓斗的方式施工与用传统冲抓锤施工入岩相比,可减少入岩施工对槽壁的振动,减少施工中槽段泥浆对槽壁的冲击力,缩短单位槽段成槽时间,对保证槽壁的稳定性,避免槽段坍塌,保证地连墙质量及工期方面有很大的优势。
三、地下连续墙施工技术
(一)施工工艺流程
图1 地连墙施工工艺流程图
(二)主要施工工艺
(1)测量放线
根据提供的基点 导线点和水准点,在施工场地内布设施工测量控制点和水准点,经监理单位验收无误后,对地连墙和导墙进行定位放样 为保证主体结构边墙设计厚度,地连墙边线依据设计要求进行适当外放,外放量为5cm。
(2)导墙施工
导墙采用 型整体式钢筋混凝土结构,内墙面之间净宽比地连墙设计厚度大5 cm,导墙墙厚20cm,墙顶宽100cm,导墙深度为150cm,墙体采用C25混凝土,导墙接缝与地墙接缝错开 导墙要对称浇筑,强度达到70%后方可拆模板 拆除模板后设置直径10cm,垂直间距<1m,水平间距<2m的上中下两道圆木支撑,然后立即在导墙背后分层回填粘性土并压实。
(3)泥浆工艺
①泥浆系统施工工艺见图2
图2 泥浆系统工艺流程图
②泥浆性能 根据现场的土质情况确定泥浆的配合比,新配制的泥浆性能应符合《地基基础设计规范》DGJ08-11-1999中的要求,根据本工程的地质情况,采用膨润土 纯碱、高浓度、CMC和自来水为原材料,混合搅拌而成,护壁泥浆在使用前进行室内性能试验,施工过程中根据监控数据及时调整泥浆指标,各种指标见表1~3。
表1 泥浆配置、管理性能指标表 新配置 循环泥浆 废弃泥浆
泥浆性能 粘性土 砂性土 粘性土 砂性土 粘性土 砂性土 检验方法
比重(g/cm3) 1.04~1.05 1.06~1.1 <1.10 1.5~1.2 >1.25 >1.35 比重计
粘度(s) 20~24 25~30 <25 30~25 >50 > 漏斗计
含砂率(%) <3 <4 <4 <10 >8 >11 洗砂计
pH值 8~9 8~9 8~9 8~9 >13 >13 试纸
表2 护壁新泥浆各项技术指标
泥浆材料 膨润土 重质纯碱 中粘CMC 自来水
每立方米含量(kg) 100 5 2 960
表3 本工程施工过程中泥浆控制指标表
指标 项目
类别 粘度 比重 pH值 含砂量 失水率
新鲜泥浆 25“~30“ 1.06~1.1 7.5~9 <10
循环泥浆 30“~35“ 1.15~1.2 8~9 <10% <20
废弃化泥浆 >60“ >1.35 >13 >11% <20
③泥浆配制。泥浆配制工艺见流程图3
图3 泥浆配制流程图
④泥浆储存。采用钢制泥浆箱,泥浆箱的总容量应能满足成槽施工时的泥浆用量 泥浆池的容积计算:
式中,Qmax为泥浆池最大容量;n为同时成槽的单元槽段,本工程各地下连续墙施工面同时成槽的槽段为两幅;V为单元槽段的最大挖土量,本工程按 V=130 m3;K:泥浆富余系数,本工程取K=1.5。
泥浆池的最大容积为390 m3,同时考虑循环泥浆的存贮和1幅槽段废浆存放,彭家桥站地下连续墙施工期间的泥浆池的容量采用500 m3另外设两个容积为 2.5 m3的新泥浆拌浆池。
⑤泥浆循环。泥浆循环采用3LM 型泥浆泵输送,4PL型泥浆泵回收,由泥浆泵和软管组成泥浆循环管路。
⑥泥浆的分离净化。泥浆使用一个循环之后,要对泥浆进行分离净化,以提高泥浆的重复使用率,泥浆的分离净化采用泥浆净化器,把粒径大于10 mm的泥土颗粒分出来,多级分离净化,使泥浆的比重与含沙量达到标准要求。
⑦泥浆的再生处理 循环泥浆经过分离净化之后,还需调整其性能指标,恢复其原有护壁性能。
⑧ 劣化泥浆处理及时外运或泥浆固化的方法处理
⑨泥浆施工管理。成槽作业过程中,槽内泥浆液面应保持在不致泥浆外溢的最高液位,并且必须高出地下水位1m 以上,成槽作業暂停施工时,泥浆面不应低于导墙顶面30cm。
(4)成槽施工
①成槽设备选型。本工程选用两台液压成槽设备(SG6一台,德国宝峨 GB34一台)均拥有电脑纠偏系统,可全程监控挖槽时的深度与 X-Y 向的垂直度,并具有挖掘资料打印功能,其纠偏侧斜仪的精确度为 ±0.02°= 1∶3000。
②槽段划分。为了保证地下连续墙的成槽的垂直度和平整度,需根据实际施工用的成槽机的抓斗尺寸及工期要求考虑槽段划分和成槽顺序。
③单元槽段的挖掘顺序。用抓斗挖槽时,要使槽孔垂直,最关键的一条是要使抓斗在吃土阻力均衡的状态下挖槽,要么抓斗两边的斗齿都吃在实土中,要么抓斗两边的斗齿都落在空洞中,切忌抓斗斗齿一边吃在实土中,一边落在空洞中,根据这个原则,单元槽段的挖掘顺序为:①先挖槽段两端的单孔,或者采用挖好第一孔后,跳开一段距离再挖第二孔的方法,使两个单孔之间留下未被挖掘过的隔墙,这就能使抓斗在挖单孔时吃力均衡,可以有效地纠偏,保证成槽垂直度;②先挖单孔,后挖隔墙 因为孔间隔墙的长度小于抓斗开斗长度,抓斗能套往隔墙挖掘,同样能使抓斗吃力均衡,有效地纠偏,保证成槽垂直度;③沿槽长方向套挖,待单孔和孔间隔墙都挖到设计深度后,再沿槽长方向套挖几斗,把抓斗挖单孔和隔墙时,因抓斗成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整,保证槽段横向有良好的直线性;④挖除槽底沉渣 在抓斗沿槽长方向套挖的同时,把抓斗下放到槽段设计深度上挖除槽底沉渣。
④槽段检测。a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;b槽段深度检测 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;c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,扫描记录中壁面最底部凸出量或凹进量(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:X/L其中X为壁面最大凹凸量,L为槽段深度。
(5)清底换浆刷壁
①清底的方法 本工程采用沉淀法清底,使用挖槽作业的液压抓斗直接挖除槽底沉渣 由于泥浆有一定的比重和粘度,土碴在泥浆中沉降会受阻滞,沉到槽底需要一段时间,因而采用沉淀法清底需要在成槽结束一定时间之后才开始。
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 cm 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30cm。
③刷壁。为提高接头处的抗渗及抗剪性能,对地墙接头连接处,用外型与接头形状相吻合的接头刷,紧贴接头面,上下反复刷动至少15min,至少上下反复刷动5遍,去除形成的泥皮直至接头刷上没有泥为止以保证相临槽段在浇筑后接头混凝土密实、不渗漏,强制性刷壁器示意见图4。 图4 强制性刷壁器详图
(6)钢筋笼吊放
根据每片钢筋笼计算,钢筋笼重量均在20t左右 钢筋笼最大长度为24 m,吊放钢筋笼的钢丝绳长度为8 m(最长),安全垂直距离为2 m,总高度为34 m。
图5 钢筋笼吊装示意图(单位:m)
选用39 m 吊臂120 t 吊车,安全工作角度为80°-75°,工作半径为14 m,安全荷重为28.9 t 所有钢筋笼重量乘以1.2 安全系数来考虑吊车选配,本工程实际采用120 t吊车作为主吊,50 t吊车作为副吊。
(7)水下混凝土浇筑
在地连墙接头处为 H 型钢,为防止混凝土绕流,在 H型钢两侧防止0.5 mm 厚宽度为1.0 m 的钢板,防止混凝土绕流影响下一槽段开挖成槽 水下混凝土浇注采用导管法施工,导管的放置位置按照对称设计,水平布置距离不大于3 m,距槽段端部不应大于1.5 m,在钢筋笼加工时预留导管仓。槽段混凝土导管选用D = 250 的圆形螺旋快速接头型,且导管接头处螺丝口应良好,便于拆装,连接时需要牢固,并设橡皮圈,以防止接头处漏浆。导管插入到离槽底标高300~500mm,灌注混凝土前應在导管内临近泥浆面设置直径为D = 250 mm 的球胆或隔水栓,以起到隔水作用。导管集料斗混凝土储量应保证初灌量,刚开始浇筑时,
每根导管应备有1 车7m3混凝土量以保证开始灌注混凝土时埋管深度不少于0.5m两根导管应同时浇筑,在浇筑中导管插入混凝土深度应始终保持在2~6 m为了保证混凝土在导管内的流动性,防止出现混凝土中夹泥的现象,槽段混凝土面应均匀上升且连续浇注,浇注上升速度不小于2m/h,控制各根导管的混凝土面高差。为了保证地下连续墙的质量,浇筑混凝土顶面标高应按设计标高+ 0.5 m控制开挖后墙顶浮浆及不密实混凝土采用机械破除,然后浇筑圈梁。
混凝土灌注提前做好计划,防止混凝土供应中途中断造成施工冷缝影响止水效果,导管起拔要经过计算,严禁拔出过多造成混凝土断层夹泥,也要防止导管埋入混凝土过深造成无法拔出。
图6 导管水下混凝土浇灌示意图
四、结束语
地下连续墙是一种工艺复杂的地下围护结构形式,尤其是在富水砂层中的成槽问题和入岩问题一直是工程施工的重难点,通过严格工艺控制及加强防范措施,保证了成槽安全,确保了工程质量,为后续施工打下了良好的基础。
作者简介:杨永澎(1981,10),男,汉族,工程师,本科,现供职于广东水电二局股份有限公司,研究方向:建筑工程