淺談地下連續墻的施工工藝

宋　萌　鄭必杰　周小鳳

[摘要]重點介紹地下連續墻的特點和施工工藝。

[關鍵詞]地下連續墻 施工工藝 特點 前景

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

一、引言

地下連續墻工藝在基坑工程領域應用的初期,主要是作為擋土、擋水及防滲結構。在其發展過程中,隨著成槽機械日臻完善,施工精度逐漸提高,為充分利用地下連續墻剛度大、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墻作為圍護結構。在正常使用階段地下連續墻又可作為結構外墻使用,直接承受上部結構的豎向荷載。這樣,地下連續墻減少了工程資金和材料的投入,充分體現了地下連續墻的經濟型和環保性。

二、地下連續墻的特點

(一)地下連續墻的特點

1.地下連續墻施工具有低噪聲,低振動等優點,可以減少工程施工對環境的影響。

2.連續墻剛度大、整體性好,基坑開挖過程中安全性高,支護結構變形小,從而對基坑周邊的環境影響小,極少發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時,為防止對臨近建筑物安全穩定的影響,地下連續墻更顯示出它的優越性。

3.連續墻具有良好的抗滲性能,而因坑內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有限的地面和空間,充分發揮投資效益。

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

6.地下連續墻施工方法是一種機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;無需設置井點降低地下水位;澆注混凝土無需支模和養護,因而可使成本降低。

同時,地下連續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,地下連續墻施工工序多,技術要求高,施工技術比較復雜,施工質量要求高,若施工管理不善,則效率低下,質量達不到要求。

三、施工工藝

地下連續墻是利用一定的施工設備和機具,在泥漿的護壁作用下,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封閉的地下墻體。具體工藝如下:

(一)修筑導墻

地下連續墻施工第一道工序就是修筑導墻。導墻具有挖槽導向,防止槽段上口塌方,存蓄泥漿,確保槽內泥漿液面高度,作為測量的基準點,灌注設備的基臺的作用。導墻位于地下連續墻的兩側,深度一般為1-2m左右,導墻面高于地面約100mm,導墻的內表面應豎直,內表面之凈距為地下連續墻的設計厚度加施工余量,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,澆搗混凝土時,兩側導墻均勻澆搗器振搗密實。外側應用粘土回填密實。混凝土達到70%強度后再考慮拆模,拆膜后,應沿縱向每隔1m左右加設兩道木支撐,灑水養護混凝土。在養護期間重型機械不得在導墻附近作業行走,防止導墻向槽內擠壓變形或移位。

(二)制備護壁泥漿

地下連續墻成槽過程中,槽壁保持穩定不坍塌的主要原因是因為槽內充滿由膨潤土或細粘土做成的不易沉淀的泥漿,泥漿起護壁作用。不同地質條件和不同施工設備對泥漿的性能指標(包括比重、粘度、含沙量等9項指標)有不同的要求,應根本不同的施工條件不斷調整泥漿配合比。新配置的泥漿要經過熟化24小時以上才能使用。在施工期間,槽內泥漿液面保持高出地下水位0.51m,且不應低于導墻頂面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,若指標不合格,應立即進行調整,處理泥漿或將其廢置,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,成槽長度根據地質情況、工地起重機能力、混凝土供應能力、能夠連續作業的時間及周圍場地環境而定。1. 成槽機施工。槽段施工一般有液壓抓斗成槽、鉆機鉆進、沖巖機沖擊等成槽方法。目前國內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沖擊或鉆機沖巖。每次挖槽前,應重新測量導墻面標高,以便確定挖槽深度和鋼筋籠吊筋長度;2. 泥漿液面控制。施工時經常巡視檢查泥漿的補充情況,避免因液面太低而形成塌方;3. 清底施工。清槽后應檢查槽底泥漿比重及沉淤物厚度應在清理和置換泥漿后1h后進行;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合緊密。

(四)鋼筋籠制作與吊升

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

鋼筋籠的起吊與安放應根據其重量與長度,采用單機起吊或雙機抬吊方式,并由專人統一指揮。起吊時不能在地面上拖引鋼筋籠,吊起后不能在空中擺動。起重機吊點中心必須和槽段中心對準,入槽時應徐徐下降,平穩入槽,不得強行快速下放,安置在擬定位置,根據測定的導墻高程準確控制籠頂標高。入槽時不要因起重臂擺動使鋼筋籠產生橫向擺動,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,若估計灌注混凝土時會造成籠子上浮,應采取固定措施。

(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。這種接頭工藝關鍵是如何準確掌握起拔鎖口管的時間。管中心線必須對準正確位置,垂直并緩慢下放,當距槽底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部流到鎖口管背面。鎖口管起拔時間和拔升高度根據混凝土澆灌時間,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,如果接頭管內無涌漿等異常現象,每隔30分鐘拔出0.5-1.0米,最后根據混凝土頂端的凝結狀態全部拔出。

(六)混凝土澆筑

混凝土澆灌是地下連續墻的最后一道工序也是最重要的環節之一。混凝土供應宜采用具有資質和供應能力(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,適當加入摻劑增大流動性和防滲性。

澆灌使用的導管根據墻體厚度選擇,一般選用壁厚3mm、直徑200-350mm、內壁表面光滑、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。

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

四、發展前景

地下連續墻從只作為基坑圍護的防滲、擋土墻,發展成為高層建筑承重基礎,大大加強了建筑物的整體承載能力。研究新的地下連續墻接頭以解決連續墻的滲漏問題;進一步減少槽底沉渣和孔壁塌孔的機會;研究新的測試儀器室地下連續墻技術今后發展的方向。隨著施工工藝和技術方面的不斷改進,地下連續墻將不斷向超薄、超厚、超深方向發展并且廣泛應用水庫大壩地基防滲、豎井開挖、城市地下鐵道、高層建筑深基礎等各類永久性工程,其發展前景相當廣闊。

參考文獻:

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作者簡介:

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