[摘要]隨著城市化高層建筑的飛速發展,地下連續墻作為檔土防滲及主體結構,已經占有了重要地位。但實際施工中,還存在著許多問題,直接影響著工程質量,因此,我們一定要把握好施工中的要點,有針對性地克服困難才能力保工程質量。下面,本人針對施工中經常出現問題的施工要點做一些總結,以供大家分享及探討。
[關鍵詞]地下連續墻;基槽開挖;機械選擇;泥漿配制;混凝土澆筑;冠梁
[中圖分類號]TU94[文獻標識碼] A
1地下連續墻的概念及發展
地下連續墻是利用專用設備,配合泥漿護壁,開挖出一條狹長的深槽,內放鋼筋籠后澆筑混凝土,形成鋼筋混凝土墻段,各段相連后形成一條連續不斷的地下墻體。
地下連續墻技術起源于歐洲,它是在鑿井及石油開發鉆井時所用泥漿護壁及水下澆筑混的技術上發展而來的,意大利米蘭工程在1950年開始應用,1959年我國從日本引進,開始應用于水利工程大壩的防滲墻中。由于地下連續墻具有檔土、防滲、截水、防爆及對鄰近建筑物的支護等作用,施工期間噪音小、污染小。尤其是逆作法施工,地上、地下同步,進度快、造價低,而且可適用于各種地質條件,市區內施工方便,故而很快被各國采納和應用,70年代起開始應用于建筑工程,我國在一九七六年唐山大地震后,天津修復一項受震害的岸壁工程中開始實施。目前無論是南水北調工程、車站、商業及住宅工程,還是地鐵工程都在大量使用地下連續墻施工。
2地下連續墻施工中的要點
由于地下連續墻對抗滲要求較高,施工挖槽較深,故而我們應對影響施工安全及影響防滲關鍵施工節點作為重點預防。
2.1導墻施工要點
導墻對地下連續墻槽坑開挖起到引導作用,且兼有檔土、重物支撐及維持穩定液面的作用。導墻要與地下連續墻中心線保持一致,否則,將會導致坑槽位置與構造位置的走向不符;導墻維持液面主要體現在導墻內儲蓄泥漿,可以力保槽壁的穩定,且使泥漿液面能夠始終保持高于地下水位一定的高度,當設計無要求時,一般應高于地下水位1.25 m-2 m。
導墻一般采用C20混凝土澆筑,配置鋼筋為ф12@200,水平鋼筋連接采用焊接方式,鋼筋接頭位置要相互錯開,同一截面剛接頭率必須符合規范規定要求。
導墻拆模后,在未達到設計強度之前,重型機械不得靠近行走,導墻上也不得隨意堆放重型材料,以防止發生位移或局部下沉。
2.2成槽機械的選擇
由于工程地質條件和水文條件的不同,結合建筑物的使用功能,各種施工機械的技術條件要求,地下連續墻施工機械的選擇也各不相同。在機械選擇時不僅要考慮地質水文條件,還要結合工期、開挖深度、墻體厚度,同時考慮成本要求,合理選用施工機械。
成槽機械分為:抓斗式、沖擊式、銑槽機、多頭鉆四種。
抓斗式的特點是結構簡單,操作方便。在較軟弱的沖擊地層中應用較廣。對于大石塊、基巖、漂巖等不適用。當貫入度值大于40時,一般也不予選用。
沖擊式成槽適用于多種地層,如:軟土地層,沙礫層、卵石、基巖地層等。但施工效率較低。
銑槽機的特點是:先進、效率快,適用于不同類型的地質條件。但設備價格高成本高。對于漂石、大孤石地層不太適用。
多鉆頭成槽機是由幾臺回轉機械組合而成,機械化程度高、速度快,但設備自重大。對于卵石、漂石及基石地層不適用。
2.3基槽開挖及成槽要點
由于地下連續墻一般開挖較深,因此,我們必須考慮基坑邊坡穩定、抗隆起穩定和抗管涌滲流穩定等要求,故而要求我們在基槽開挖前必須做好專項開挖方案,針對不同的地質情況做好邊坡穩定、隆起穩定、管涌滲流穩定等專項施工方案及安全應急預防方案。
成槽是地下連續墻施工的重要環節。其主要工序包括:成槽機施工、泥漿夜面控制、清底、刷壁等。
成槽機施工控制的要點主要是偏差問題,當設計無要求時,偏差一定控制在規范規定的范圍之內。
不管是在施工過程中還是工程完工時,泥漿液面的高低都必須適當控制,如遇到下雨等特殊情況而使地下水位上升時,一定要加強降水,控制好地下水位的升降。地下水位控制的好壞,直接關系到槽壁是否塌方。
為了保證地下連續墻混凝土的強度,必須做好槽底清理工作,如果槽底沉渣過多,還會影響到地下連續墻的截水防滲功能,引起鋼筋籠上浮,影響鋼筋籠下沉效果。
地下連續墻施工過程中,刷壁工作不得馬虎,如果刷壁不及時,可能會造成兩墻之間夾有泥土,影響連續墻的防滲漏效果及其連續墻的整體性能。
2.4泥漿配比要點
泥漿具有護壁、攜渣、冷卻機具及切土潤滑之作用,而且泥漿要便于澆筑混凝土,因此,泥漿的制作就顯得尤其重要。
結合地質勘探報告中的地下水、地層情況及施工現場條件,根據施工經驗進行泥漿配合比設計,泥漿配合比設計不得隨心所欲,一定要經過試驗確定,泥漿配置要選用優良的黏土或膨潤土做原料。新制泥漿密度要控制在1.05 g/cm3以下,使用過的循環泥漿密度控制在1.20 g/cm3以下。施工配合比要根據試驗配比及所選用的原料現場試配,根據檢測的各項指標,按檢測的情況適當增加能改善泥漿性能的外加劑,使之有利于施工要求。
2.5施工接頭要點
地下連續墻質量與各個施工環節都有密切關系,其中接頭形式及施工是地下連續墻施工中的一個重要環節。防滲是地下連續墻的主要作用之一,防滲效果的好壞直接與施工接頭的質量有密切聯系,而有效的接頭形式則是提高防滲效果的重要手段。
施工接頭是指地下連續墻槽段和槽段之間的接頭,施工接頭連接兩相鄰單元槽段。其接頭有兩種連接形式,接柔性接頭和剛性接頭。
柔性接頭又分為:圓心鎖扣接頭、波形接頭、預制接頭和橡膠止水接頭。柔性接頭的抗彎性能及抗剪性能較差,一般不能作為主體結構的地下連續墻結構,只有當地下連續墻僅作為地下室外墻,且不承擔上部結構荷載,通過一些有效的結構措施處理后,方才采用柔性接頭。
剛性接頭又分為穿孔鋼板接頭及鋼筋搭接接頭。穿孔鋼板接頭可承受地下連續梁垂直接縫上的剪力,使相鄰地下連續墻槽段共同承擔上部結構的垂直荷載,減少槽段的不均勻沉降;且該接頭具備較好的防水性。故而,目前穿孔鋼板接頭在工程中應用最廣。鋼筋接頭是利用相鄰階段槽段水平鋼筋凸凹搭接,先施工鋼筋籠兩側伸出的搭接部分,采取相應的施工措施,使混凝土澆筑時能夠留下鋼筋籠的搭接空間,在槽段澆筑混凝土完成后,再進行鋼筋搭接,最后澆筑槽段混凝土。
2.6結構接頭要點
結構接頭分為剛性接頭、鉸接接頭、不完全剛接三種情況,三種接頭各有自己的應用范圍。
剛性接頭:當地下連續墻與結構板在該接頭處共同承擔較大的彎矩,而且兩種構件的抗彎剛度又十分接近,此時一般選用剛性連接。在選擇剛性連接時,根據實際需要,選擇不同的剛性連接方式。剛性連接方式主要有預埋式鋼筋接駁器連接、預埋式鋼筋連接兩種。
鉸接接頭:該接頭適用于結構板比地下連續墻厚度較小的時候,此時可以認為該節點不承受彎矩,僅起豎向支座的作用。常用的鉸接接頭形式有預埋鋼筋連接和預埋剪力連接件連接。
不完全剛接接頭:該節點適用于地下連續墻比結構板較厚,采取在板內布置一定數量的鋼筋,使之用以承受一定的彎矩,但在板內鋼筋不能配置過多以形成剛接,此時宜采用不完全剛接形式。
2.7鋼筋籠加工及吊裝要點
鋼筋籠應按設計要求制作,鋼筋的規格尺寸應符合設計要求,鋼筋接頭位置正確,焊接方法選擇正確,鋼筋籠最好按槽段做成整體,必須分段時,鋼筋空拼接宜采用幫條焊接。鋼筋主筋保護層厚度要控制在7-8 cm。
鋼筋籠制作前,必須落實清楚混凝土澆筑導管的位置,以免與鋼筋發生矛盾,當出現鋼筋位置與導管位置發生沖突時,應當對鋼筋籠架立筋位置進行適當調整。
鋼筋籠在吊裝過程中,由于吊點位置不正確,吊點中心與槽段中心不能重合,會造成鋼筋籠變形,選擇合適的吊裝方法是確保鋼筋籠不變形的保障,吊裝前,最好要做專項方案,經專家組論證,在根據論證結果進行修改和整編。一般情況下,鋼筋籠的重心與兩個起吊點之間的中點應保持在同一垂直線上,否則,容易造成鋼筋籠在空中翻轉、傾倒等事故。吊裝鋼筋籠時應采用雙機抬吊,先水平調離地面,再通過主吊與副吊平穩、在保證鋼筋籠豎直向下將鋼筋籠緩緩放入槽段中,安放過程中,嚴謹下墩鋼筋籠,否則,可能會造成由于鋼筋籠的重力產生地面反彈作用,造成鋼筋籠的變形。
2.8混凝土澆筑要點
地下連續墻混凝土強度等級不得低于C20,施工時要求混凝土必須高于結構設計強度一個等級進行配比設計,混凝土要有良好的和易性,骨料要求使用良好的河砂及粒徑不大于25 mm的堅硬河卵石,水泥用量不小于400 kg/m3,且使用普通硅酸鹽水泥。
水下混凝土澆筑時摻入緩凝劑,混凝時間不小于4 h-6 h。地下連續墻混凝土采用導管水下澆筑,導管的選擇尤為重要,其數量與槽段長度有關,槽段小于4米用一根導管,大于4米時要用兩根或兩根以上,導管內徑要求為粗骨料粒徑的8倍左右,不得小于骨料粒徑的4倍,導管間距與導管口徑大小有關,用150 mm導管時,間距采用2米,用200 mm導管時,間距要求為3米。
混凝土澆筑時,導管下口插入混凝土內深度應控制在2-4米,不宜過深或過淺,澆筑時,要避免導管橫向移動,且混凝土澆筑要求具有連續性。接近墻頂時,導管內壓力減小,此時,可在槽內加適量的水以稀釋泥漿。混凝土的全段澆筑時間不得超過其初凝時間,其實際澆筑高度應比設計標高超出0.5米以上。
2.9拔鎖口管要點
在施工接頭中我們提到過鎖口管問題,在實際施工過程中,鎖口管的拔出不是隨意的,一定要把握好時機,不然會影響到地下連續墻接口的防滲效果。拔管時,如果操作過早,在混凝土尚未凝固時就開始操作,會造成墻體底部漏漿,而且,在土方回填時,也會造成鎖口管處回填不密實,對下一幅連續墻的施工造成很大障礙。
拔管前,我們一定要把握好混凝土的初凝時間,在混凝土澆筑完畢時使用液壓頂升架拔鎖口管。
2.10墻頂冠梁施工要點
墻頂冠梁施工一定要遵循如下施工工序。
冠梁底部結構清理:地下連續墻混凝土澆筑完畢并最總達到終凝之后,將墻頂的浮漿及澆筑時超出部位剔鑿至冠梁以下10cm處,待冠梁施工時再二次剔鑿至冠梁梁底標高,同時將錨固鋼筋用鋼刷清理掉附著砂漿。冠梁鋼筋安裝之前,要將地下連續墻頂用水沖洗干凈,除去墻面雜物及灰塵。
冠梁鋼筋綁扎:鋼筋的規格尺寸必須符合圖紙設計要求,原材料復試合格,一般采用集中加工,現場綁扎。
冠梁模板支設:模板一般采用鋼木組合模板,也可單獨采用鋼?;蚰灸?,但模板支設的強度、剛度和穩定性必須滿足規范要求。
混凝土澆筑:采用插入式振動棒振搗,插入點及振搗時間以滿足混凝土振搗密實為目的。
3結論
地下連續墻施工只有抓住要點,做好專項施工方案及專項安全應急預案,防患于未然,就能夠保證施工質量,使施工達到理想效果。
參考文獻
[1]王圣濤,石雷,謝軍邦.沿海地區填石層地段地下連續墻施工技術[J].安徽建筑,2009,(2)
[2]徐寧.廣州市巖土工程地質條件分區及基坑支護方案選型[J].華南理工大學學報,2009.
[3]陳中華,徐振斯.地下連續墻施工技術在南寧佳得鑫廣場的應用[J].西部探礦工程,2005,(6).
[4]高學春,地下連續墻施工技術應用探討[J].中國住宅設施,2012,(01).
作者簡介:陳懷志(1975.7-),男,本科,工程師,研究方向:建筑施工與管理。