超深地下連續(xù)墻施工方法探討

Probe into Construction Method of Ultra Deep Underground Continuous Wall

楊敦成YANF Duncheng

作者簡介:楊敦成(1963-)，男，湖南芷江人，湖南芷江侗族自治縣建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站工程師，從事質(zhì)量安全監(jiān)督管理工作。

摘 要:當(dāng)基坑的開挖深度達(dá)一定程度后，常規(guī)的設(shè)計(jì)和施工方法己不能滿足工程的需要了，特別是在沿海軟土地區(qū)，隨著基坑開挖深度的加大，設(shè)計(jì)和施工的風(fēng)險(xiǎn)也越來越大，鑒于此，本文結(jié)合某工程對(duì)超深地下連續(xù)墻施工方法進(jìn)行粗淺的探討。

關(guān)鍵詞:地下連續(xù)墻;施工;軟土

中圖分類號(hào):TU94+3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

文章編號(hào):1008-0422(2009)02-0133-02

1概況及施工工藝流程

地下連續(xù)墻底標(biāo)高為-54.20m，頂標(biāo)高為-1.60m，地下連續(xù)墻為“二合一”墻對(duì)接頭的防水、墻面平整度以及垂直度要求較高，且施工時(shí)間長，施工難度和風(fēng)險(xiǎn)大。因此在地下連續(xù)墻施工時(shí)須對(duì)地下連續(xù)墻槽壁兩側(cè)土體進(jìn)行注漿加固，然后修筑導(dǎo)墻，制作預(yù)制接頭，開挖成槽等，其施工工藝流程如下:

2實(shí)施情況

地下連續(xù)墻施工采用BAUER-GB30型液壓抓斗，配一臺(tái)150T履帶吊和一臺(tái)50T吊車進(jìn)行鋼筋籠和預(yù)制接頭樁安裝。

3超深地下連續(xù)墻施工措施

該項(xiàng)目地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)深度(成槽)53.7m，在同類工程中并不多見;根據(jù)其超深地下連續(xù)墻施工經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)有的BAUER-GB30型液壓抓斗能夠滿足上海軟土地地區(qū)基上成槽深度54m的要求，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，本工程就沒有進(jìn)行成槽試驗(yàn)。為確保該工程保質(zhì)、安全和如期完成，針對(duì)該工程采用如下的技術(shù)措施:

3.1設(shè)備準(zhǔn)備及維護(hù)保養(yǎng)

依據(jù)以往超深地下連續(xù)墻施工經(jīng)驗(yàn)，推斷53.7m深地下連續(xù)墻成槽時(shí)間大約在24小時(shí)左右，如此長時(shí)間的疲勞作業(yè)，對(duì)液壓油管、抓斗缸體等磨損很大，因此在施工前需將成槽設(shè)備調(diào)至最佳狀態(tài)，為避免發(fā)生意外情況，備用兩套油管(長各80m)及一根抓斗油缸活塞等易壞配件。施工過程中司機(jī)應(yīng)經(jīng)常檢查設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，若有異常情況應(yīng)及時(shí)上報(bào)，并作好記錄。現(xiàn)場派駐有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)械師24小時(shí)值班。每一槽段施工結(jié)束，由專職機(jī)械員會(huì)同機(jī)長對(duì)成槽機(jī)各易磨損部位、液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)進(jìn)行檢查，并填寫檢查記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，嚴(yán)禁設(shè)備帶病運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2成槽垂直度控制

根據(jù)施工單位以往的施工經(jīng)驗(yàn)，成槽垂直度僅滿足規(guī)范要求不應(yīng)樂觀，因?yàn)閷?duì)“一”字型槽段垂直度滿足規(guī)范要求，對(duì)后續(xù)施工一般不會(huì)產(chǎn)生不利影響;但對(duì)于“折線型”型槽段，即便滿足規(guī)范要求，如果兩抓的偏位不在同一側(cè)、即產(chǎn)生通常所說“邁步”情況，則會(huì)對(duì)后序預(yù)制接頭及鋼筋籠安裝施工產(chǎn)生不利影響。因此成槽過程中必須加強(qiáng)垂直度控制，施工時(shí)成槽機(jī)械必須具有自動(dòng)糾偏裝置，同時(shí)還應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程的要求。

3.3旋流池與沖渣溝地下連續(xù)墻相連處的處理

旋流池與沖渣溝地下連續(xù)墻相連處預(yù)留一道500mm間距的空隙，在旋流池地下連續(xù)墻施工完畢后，沖渣溝與旋流池接口處及外側(cè)各設(shè)直徑1000mm、深25m高壓旋噴樁5根，將沖渣溝與旋流池的地下連續(xù)墻相連。

4地下連續(xù)墻施工

4.1槽壁劈裂注漿加固

根據(jù)工程地質(zhì)資料，自然地坪絕對(duì)標(biāo)高約+4.44m左右，表層為雜填土，二層為粉質(zhì)粘上，三層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，均具有高含水量，高靈敏度，大孔隙比，高壓縮性，是某地區(qū)典型的飽和軟弱地基土，是場區(qū)內(nèi)強(qiáng)度及工程性能最差的土層，并具有觸變和蠕變等不良特性，也是地下連續(xù)墻最易塌方的土層范圍，且單幅地下墻成槽時(shí)間長，對(duì)槽壁穩(wěn)定均有很大的影響，根據(jù)類似土質(zhì)工程的施工經(jīng)驗(yàn)，采用劈裂注漿對(duì)地面下-1.9～-10.0m以內(nèi)土體予以改良，確保地下墻成槽時(shí)槽壁穩(wěn)定，以減小對(duì)周圍環(huán)境和地下墻成墻質(zhì)量的影響-10.0～-20.0m為淤泥質(zhì)粘土層，但此時(shí)護(hù)壁泥漿壓力能夠確保地下墻成槽時(shí)槽壁穩(wěn)定，。

(1)劈裂注漿孔位布置

沿地下墻槽壁兩側(cè)各做兩排劈裂注漿，間距1000mm，兩排排距1000mm?？咨?18.0m加固孔位約366個(gè)漿液充填率20~25%注漿孔。

(2)注漿配比及參數(shù)

由于普通注漿加固體在地下養(yǎng)護(hù)齡期較長，為使注漿后能夠盡快安排成槽施工，采用劈裂注漿加固。劈裂注漿采用的主要材料有普通硅酸鹽水泥、粉煤灰和模數(shù)為3.9的水玻璃等;每立方米土水泥摻量取為土體重量12~15%左右，水玻璃摻量1~2%，注漿壓力控制在0.2~0.5MPa，漿液水灰比控制在0.5，漿液注漿配合比:

靠近加熱爐一側(cè)，由于新近回填土均在3~7m厚，對(duì)土體加固提出了更高的要求，為確保加固效果，先安排施工最外排和最內(nèi)排，并進(jìn)行跳孔施工，一般情況“跳兩孔或三孔”，在出現(xiàn)“冒漿”或“串漿”，時(shí)停止注漿，清洗孔位，待24h后進(jìn)行二次劈漿，直至注漿量滿足設(shè)計(jì)要求。

(3)實(shí)施效果

該工程劈裂注漿孔約366個(gè)，共計(jì)6588延長米，采用兩臺(tái)XY-100型工程地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行成孔，四臺(tái)注漿泵進(jìn)行注漿，24人分兩班連續(xù)作業(yè)30d注漿全部結(jié)束。共用水泥1057.74t，水玻璃20.86t，粉煤灰183t。

通過采用劈裂注漿加固槽壁兩側(cè)土體，歸納起來具有以下幾個(gè)特點(diǎn):

① 采用劈裂注漿加固槽壁兩側(cè)土體，不僅起到改良土體的目的，而且較其他加固方法，如深層攪拌樁、高壓旋噴樁相比，對(duì)地下墻的施工不會(huì)產(chǎn)生影響，尤其地下墻成槽垂直度均能滿足施工規(guī)范要求;

② 采用劈裂注漿加固槽壁兩側(cè)土體，所用的設(shè)備不僅輕便，移動(dòng)靈活，施工區(qū)域占地小，且能加快施工進(jìn)度，縮短工期;

4.2導(dǎo)墻、道路

導(dǎo)墻采用倒“L”型鋼筋混凝上，深度2.0m，內(nèi)配Ф12@200雙層鋼筋網(wǎng)片，混凝土為C25;平面布置呈正36邊形。導(dǎo)墻兩側(cè)土體采用劈裂注漿加固措施后，土體可直接作為導(dǎo)墻施工的外模，以加快施工進(jìn)度。

地下連續(xù)墻施工均為重型設(shè)備，沿導(dǎo)墻外周圍設(shè)8.55m寬鋼筋混凝土環(huán)形施工便道，且該便道可做土方開挖和結(jié)構(gòu)施工的道路。

4.3泥漿制備及循環(huán)

在本工程中，選用優(yōu)質(zhì)的高Ga+膨潤土，此種土膨脹率大、造漿粘度、泥皮質(zhì)量均高于其他品種。在成槽過程中，控制泥漿比重不低于1.10，并提高泥漿液面及其粘度，以保證槽壁在有效泥漿護(hù)壁下保持穩(wěn)定。在成槽過程中，每槽三次抽查泥漿指標(biāo)，對(duì)不合格泥漿堅(jiān)決廢棄，以確保泥漿的護(hù)壁效果。現(xiàn)場配備能儲(chǔ)存500m3泥漿池，200m3廢漿池，廢漿由封閉的罐車集中外運(yùn)。

4.4成槽施工

按設(shè)計(jì)槽段長度采用兩抓成槽，為保證首開幅第二抓成槽截面尺寸，成槽前須在槽段一端先鉆一直徑為lm的導(dǎo)孔。成槽過程中確保泥漿液面不低于導(dǎo)墻頂面300mm。每幅槽段成槽結(jié)束，靜置1小時(shí)后即進(jìn)行清底，保證沉渣厚度小于200mm。

4.5預(yù)制接頭安裝、測壁

地下連續(xù)墻接頭采用我公司在多項(xiàng)工程實(shí)踐能夠確保接縫質(zhì)量和減化施工程序的國家專利技術(shù)產(chǎn)品-地下連續(xù)墻預(yù)制接頭技術(shù)。預(yù)制接頭于施工現(xiàn)場預(yù)制，為便于吊裝分上、中、下三段制作。

成槽結(jié)束后由150T履帶吊進(jìn)行預(yù)制接頭的安裝。預(yù)制接頭分三段進(jìn)行安裝，上下接頭用鋼板焊接連接，預(yù)制接頭應(yīng)完全插入槽底固定，預(yù)制接頭的背側(cè)空隙應(yīng)用土加石回填，且回填要密實(shí)，以預(yù)防混凝土“繞流”。樁頂用Ф16鋼筋對(duì)拉連接，樁頂與導(dǎo)墻間間隙用木楔楔死，以防止接頭在混凝土澆灌過程中外移。相鄰槽段開挖后利用特制測壁器清測預(yù)制接頭槽，采用特制刷壁器進(jìn)行刷壁，清刷次數(shù)不少于5次，以防止夾泥，確保接頭防水效果。

4.6鋼筋籠制作及吊裝

現(xiàn)場設(shè)兩個(gè)27×6m2鋼筋籠制作平臺(tái)，其平整度誤差小于l0mm，鋼筋籠在平臺(tái)上分兩段進(jìn)行成型制作。鋼筋籠析架及構(gòu)造鋼筋在布置時(shí)應(yīng)考慮混凝土導(dǎo)管位置合理布置，確?；炷翝补囗樌?。鋼筋焊接滿焊與交叉焊部位嚴(yán)格按照施工圖控制，焊點(diǎn)質(zhì)量滿足焊接規(guī)范要求。析架、吊環(huán)的焊縫長度和厚度須滿足要求，以防起吊過程中變形、散落。

鋼筋籠分段吊裝，下段先吊裝入槽，并用軌道鋼擔(dān)放在導(dǎo)墻上，然后起吊上段鋼筋籠，兩段鋼筋籠在槽段口進(jìn)行拼接，拼接采用70d搭接、精架鋼筋采用間斷焊焊接，以保證上下段連接牢固及滿足吊裝要求。鋼筋籠每幅約重35T，每段鋼筋籠采用一臺(tái)150T履帶吊與一臺(tái)50T履帶吊協(xié)同配合翻身起吊，并由150T吊車以垂直狀態(tài)吊裝入槽。150T履帶吊的吊臂長度為45m，工作半徑為10~12m;50T履帶吊的吊臂長度為25m，工作半徑為6~7m。

4.7混凝土澆灌

利用帶有快速接頭的密封導(dǎo)管進(jìn)行水下混凝土澆灌。澆灌時(shí)導(dǎo)管在混凝土中的埋深應(yīng)保證2~6m，以免造成夾渣，影響墻體質(zhì)量;混凝土最終澆灌高度應(yīng)高于地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)頂標(biāo)高300～500mm;混凝土坍落度用坍落度筒在現(xiàn)場測試，每槽段抽查不少于二次，坍落度標(biāo)準(zhǔn)為18~20cm。

5結(jié)束語

本工程采用地下連續(xù)墻圍護(hù)，設(shè)計(jì)深度一般在53～55m，我們制定連續(xù)墻施工方案時(shí)往往著重于深度和大面垂直度的控制。其實(shí)，地下連續(xù)墻是不連續(xù)的，它是由一片一片的地下墻連接而成的。地下連續(xù)墻施工時(shí)，當(dāng)深度超過設(shè)備能力時(shí)，我們可以經(jīng)過設(shè)備改造達(dá)到要求;大面垂直度的控制可以通過自動(dòng)糾偏儀來實(shí)現(xiàn)，基本可以消除“邁步”現(xiàn)象。但小面的垂直度控制一直被忽視，往往造成“繞流”或接頭位置不正確，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響下一幅槽段的開挖，處理方法又繁瑣，需要花費(fèi)較多的時(shí)間和費(fèi)用為代價(jià)來彌補(bǔ)。另外，鋼筋籠下完后，對(duì)預(yù)制接頭的回填至關(guān)重要，直接關(guān)系到下幅槽段的施工，是消除繞流和順利施工的關(guān)鍵。

綜上所述，在軟土地基上建造超深基坑是一項(xiàng)系統(tǒng)而綜合的工程，需要業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理和施工個(gè)方面密切協(xié)作配合，制定好各種預(yù)案，并在實(shí)施過程中抓好每個(gè)細(xì)節(jié)工作，才能確保工程安全、順利實(shí)施。

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