淺談地下連續(xù)墻的施工工藝

宋　萌　鄭必杰　周小鳳

[摘要]重點介紹地下連續(xù)墻的特點和施工工藝。

[關(guān)鍵詞]地下連續(xù)墻 施工工藝 特點 前景

中圖分類號:TU9文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0810084-01

一、引言

地下連續(xù)墻工藝在基坑工程領(lǐng)域應(yīng)用的初期,主要是作為擋土、擋水及防滲結(jié)構(gòu)。在其發(fā)展過程中,隨著成槽機(jī)械日臻完善,施工精度逐漸提高,為充分利用地下連續(xù)墻剛度大、承載力高和防滲性能好的特點,越來越多的工程在施工階段采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。在正常使用階段地下連續(xù)墻又可作為結(jié)構(gòu)外墻使用,直接承受上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載。這樣,地下連續(xù)墻減少了工程資金和材料的投入,充分體現(xiàn)了地下連續(xù)墻的經(jīng)濟(jì)型和環(huán)保性。

二、地下連續(xù)墻的特點

(一)地下連續(xù)墻的特點

1.地下連續(xù)墻施工具有低噪聲,低振動等優(yōu)點,可以減少工程施工對環(huán)境的影響。

2.連續(xù)墻剛度大、整體性好,基坑開挖過程中安全性高,支護(hù)結(jié)構(gòu)變形小,從而對基坑周邊的環(huán)境影響小,極少發(fā)生地基沉降和塌方事故,尤其在城市密集建筑群中修建深基礎(chǔ)時,為防止對臨近建筑物安全穩(wěn)定的影響,地下連續(xù)墻更顯示出它的優(yōu)越性。

3.連續(xù)墻具有良好的抗?jié)B性能,而因坑內(nèi)降水時對坑外的影響較小。

4.占地少,可以充分利用建筑紅線以內(nèi)有限的地面和空間,充分發(fā)揮投資效益。

5.適用范圍大。地下連續(xù)墻對地基的使用范圍很廣,可穿過軟土層、砂卵石層和進(jìn)入風(fēng)化巖層。施工深度國內(nèi)已超過80m,國外已超過100m。

6.地下連續(xù)墻施工方法是一種機(jī)械化的快速施工方法,工效高,成本低、安全可靠,且在地面工作,勞動條件得到改善。開挖基坑無需放坡,土方量小;無需設(shè)置井點降低地下水位;澆注混凝土無需支模和養(yǎng)護(hù),因而可使成本降低。

同時,地下連續(xù)墻也有一些明顯的缺點,如存在棄土和廢泥漿處理、粉砂地層易引起槽壁坍塌、滲漏等問題;同時,地下連續(xù)墻施工工序多,技術(shù)要求高,施工技術(shù)比較復(fù)雜,施工質(zhì)量要求高,若施工管理不善,則效率低下,質(zhì)量達(dá)不到要求。

三、施工工藝

地下連續(xù)墻是利用一定的施工設(shè)備和機(jī)具,在泥漿的護(hù)壁作用下,向地下鉆挖具有一定厚度、長度和深度的溝槽,并在溝槽內(nèi)吊放加工制作好的鋼筋籠,然后灌注水下混凝土筑成一段鋼筋混凝土墻段,并逐段連接起來形成一道連續(xù)封閉的地下墻體。具體工藝如下:

(一)修筑導(dǎo)墻

地下連續(xù)墻施工第一道工序就是修筑導(dǎo)墻。導(dǎo)墻具有挖槽導(dǎo)向,防止槽段上口塌方,存蓄泥漿,確保槽內(nèi)泥漿液面高度,作為測量的基準(zhǔn)點,灌注設(shè)備的基臺的作用。導(dǎo)墻位于地下連續(xù)墻的兩側(cè),深度一般為1-2m左右,導(dǎo)墻面高于地面約100mm,導(dǎo)墻的內(nèi)表面應(yīng)豎直,內(nèi)表面之凈距為地下連續(xù)墻的設(shè)計厚度加施工余量,一般為40-60cm。配筋通常為?12-?14@200,

使用不低于C20混凝土澆灌而成,澆搗混凝土?xí)r,兩側(cè)導(dǎo)墻均勻澆搗器振搗密實。外側(cè)應(yīng)用粘土回填密實。混凝土達(dá)到70%強(qiáng)度后再考慮拆模,拆膜后,應(yīng)沿縱向每隔1m左右加設(shè)兩道木支撐,灑水養(yǎng)護(hù)混凝土。在養(yǎng)護(hù)期間重型機(jī)械不得在導(dǎo)墻附近作業(yè)行走,防止導(dǎo)墻向槽內(nèi)擠壓變形或移位。

(二)制備護(hù)壁泥漿

地下連續(xù)墻成槽過程中,槽壁保持穩(wěn)定不坍塌的主要原因是因為槽內(nèi)充滿由膨潤土或細(xì)粘土做成的不易沉淀的泥漿,泥漿起護(hù)壁作用。不同地質(zhì)條件和不同施工設(shè)備對泥漿的性能指標(biāo)(包括比重、粘度、含沙量等9項指標(biāo))有不同的要求,應(yīng)根本不同的施工條件不斷調(diào)整泥漿配合比。新配置的泥漿要經(jīng)過熟化24小時以上才能使用。在施工期間,槽內(nèi)泥漿液面保持高出地下水位0.51m,且不應(yīng)低于導(dǎo)墻頂面0.3m,泥漿比重控制在1.05-1.25之間,粘粒含量大于50%,含砂量小于4%,膠體率大于98%,pH值7-9,泥皮厚度為1-3mm使用中要不斷測定泥漿配合比,若指標(biāo)不合格,應(yīng)立即進(jìn)行調(diào)整,處理泥漿或?qū)⑵鋸U置,確保槽壁正常。

(三)槽段施工

成槽理論寬度=墻體理論寬度+鎖口管直徑+外放尺寸(先行幅);成槽寬度=墻體理論寬度+鎖口管直徑/2+外放尺寸(連接幅),一般為450-1000mm之間,成槽長度根據(jù)地質(zhì)情況、工地起重機(jī)能力、混凝土供應(yīng)能力、能夠連續(xù)作業(yè)的時間及周圍場地環(huán)境而定。1. 成槽機(jī)施工。槽段施工一般有液壓抓斗成槽、鉆機(jī)鉆進(jìn)、沖巖機(jī)沖擊等成槽方法。目前國內(nèi)廣泛使用液壓抓斗成槽施工,在遇到堅硬巖石時會局部采取沖巖機(jī)沖擊或鉆機(jī)沖巖。每次挖槽前,應(yīng)重新測量導(dǎo)墻面標(biāo)高,以便確定挖槽深度和鋼筋籠吊筋長度;2. 泥漿液面控制。施工時經(jīng)常巡視檢查泥漿的補(bǔ)充情況,避免因液面太低而形成塌方;3. 清底施工。清槽后應(yīng)檢查槽底泥漿比重及沉淤物厚度應(yīng)在清理和置換泥漿后1h后進(jìn)行;4. 刷壁問題。刷壁要求在鐵刷上沒有泥才可停止,一般需要刷20次,確保接頭面的新老混凝土結(jié)合緊密。

(四)鋼筋籠制作與吊升

地下連續(xù)墻的受力鋼筋一般采用HRB335,直徑不宜小于16mm,構(gòu)造鋼筋可采用HPB235,直徑不宜小于12mm。主筋凈保護(hù)層厚度通常為7-8mm。地下連續(xù)墻的鋼筋籠尺寸應(yīng)根據(jù)單元槽段的規(guī)格與接頭形式等確定,并應(yīng)在平面制作臺上成型和預(yù)留插放混凝土導(dǎo)管的位置。為保證鋼筋保護(hù)層的厚度,可采用水泥砂漿滾輪,固定在鋼筋籠兩面的外側(cè)。同時可采用縱向鋼筋桁架及在主筋平面內(nèi)加斜向鋼筋等,使鋼筋籠在吊運過程中具有足夠的剛度,不置使鋼筋籠在調(diào)放過程中產(chǎn)生變形而影響入槽。

鋼筋籠的起吊與安放應(yīng)根據(jù)其重量與長度,采用單機(jī)起吊或雙機(jī)抬吊方式,并由專人統(tǒng)一指揮。起吊時不能在地面上拖引鋼筋籠,吊起后不能在空中擺動。起重機(jī)吊點中心必須和槽段中心對準(zhǔn),入槽時應(yīng)徐徐下降,平穩(wěn)入槽,不得強(qiáng)行快速下放,安置在擬定位置,根據(jù)測定的導(dǎo)墻高程準(zhǔn)確控制籠頂標(biāo)高。入槽時不要因起重臂擺動使鋼筋籠產(chǎn)生橫向擺動,造成槽壁坍塌。

若鋼筋籠需要分段吊入接長,下段鋼筋籠要對準(zhǔn)槽段中心用橫梁垂直懸掛在水平墻上,然后將上段鋼筋籠垂直吊起,檢查其垂直性,在正確的位置把上下鋼筋連接起來。

鋼筋籠吊放好后,若估計灌注混凝土?xí)r會造成籠子上浮,應(yīng)采取固定措施。

(五)接頭的施工(以鎖口管為例)

鎖口管是焊接成半圓形或楔形的鋼管。這種接頭工藝關(guān)鍵是如何準(zhǔn)確掌握起拔鎖口管的時間。管中心線必須對準(zhǔn)正確位置,垂直并緩慢下放,當(dāng)距槽底50厘米左右時,快速下入,插入槽底,并在背面填粗砂,防止混凝土從底部及側(cè)部流到鎖口管背面。鎖口管起拔時間和拔升高度根據(jù)混凝土澆灌時間,澆灌高度以及混凝土初凝和終凝時間而定,依次撥動,一般2-3小時開始頂拔,每次頂拔10厘米左右,拔到0.5-1.0米時,如果接頭管內(nèi)無涌漿等異?，F(xiàn)象,每隔30分鐘拔出0.5-1.0米,最后根據(jù)混凝土頂端的凝結(jié)狀態(tài)全部拔出。

(六)混凝土澆筑

混凝土澆灌是地下連續(xù)墻的最后一道工序也是最重要的環(huán)節(jié)之一?；炷凉?yīng)宜采用具有資質(zhì)和供應(yīng)能力(不小于25m³/h)的商品混凝土,混凝土等級為C20-C30,混凝土塌落度為18-20cm,擴(kuò)散度控制在34-38cm,水泥用量不少于370kg/m³,水灰比小于0.6,骨料不大于2.5cm,適當(dāng)加入摻劑增大流動性和防滲性。

澆灌使用的導(dǎo)管根據(jù)墻體厚度選擇,一般選用壁厚3mm、直徑200-350mm、內(nèi)壁表面光滑、接頭密封良好的鋼管。一般宜采用雙管同時澆灌。兩管安裝間距不大于3m。

混凝土初灌量應(yīng)確保埋管深度不小于1.5m,灌注過程中導(dǎo)管應(yīng)經(jīng)常上下串動,抽動范圍不大于30mm,且導(dǎo)管不可離開澆搗面,埋管深度應(yīng)在1.5-2m之間,經(jīng)常測定混凝土面高度,并作好記錄;嚴(yán)禁導(dǎo)管做橫向移動把沉渣和泥漿帶入混凝土中;最終混凝土的面標(biāo)高應(yīng)超過設(shè)計標(biāo)高300-500mm。

四、發(fā)展前景

地下連續(xù)墻從只作為基坑圍護(hù)的防滲、擋土墻,發(fā)展成為高層建筑承重基礎(chǔ),大大加強(qiáng)了建筑物的整體承載能力。研究新的地下連續(xù)墻接頭以解決連續(xù)墻的滲漏問題;進(jìn)一步減少槽底沉渣和孔壁塌孔的機(jī)會;研究新的測試儀器室地下連續(xù)墻技術(shù)今后發(fā)展的方向。隨著施工工藝和技術(shù)方面的不斷改進(jìn),地下連續(xù)墻將不斷向超薄、超厚、超深方向發(fā)展并且廣泛應(yīng)用水庫大壩地基防滲、豎井開挖、城市地下鐵道、高層建筑深基礎(chǔ)等各類永久性工程,其發(fā)展前景相當(dāng)廣闊。

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作者簡介:

宋萌(1988-),江蘇省徐州市中國礦業(yè)大學(xué),建筑工程學(xué)院06級土木工程專業(yè);鄭必杰(1988-),江蘇省徐州市中國礦業(yè)大學(xué),建筑工程學(xué)院06級土木工程專業(yè);周小鳳(1986-),江蘇省徐州市中國礦業(yè)大學(xué),建筑工程學(xué)院06級土木工程專業(yè)。