大厚度淤泥土層地下連續(xù)墻成槽的施工質(zhì)量控制

李峻

摘 要：當(dāng)前，地下連續(xù)墻已越來(lái)越多地應(yīng)用于深基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，利用機(jī)械開(kāi)挖成槽，通過(guò)靜態(tài)泥漿護(hù)壁，清底刷壁置換除渣，灌注水下混凝土成墻。本文闡述了在不利地質(zhì)條件下進(jìn)行地下連續(xù)墻成槽的施工工藝要點(diǎn)，通過(guò)對(duì)各施工工藝的細(xì)化分解，有效保證成槽施工質(zhì)量，為地下連續(xù)墻在復(fù)雜周?chē)h(huán)境和不利地質(zhì)條件下的成槽施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：地下連續(xù)墻;泥漿配比;成槽精度;淤泥土層;清底除渣

中圖分類(lèi)號(hào)：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）20-0097-03

Construction Quality Control of Underground Continuous

Wall Grooving in Large Thick Silt Layer

LI Jun

（Fujian Liujian Group Co.， Ltd.，F(xiàn)uzhou Fujian 350014）

Abstract： At present， the diaphragm wall has been increasingly applied to the retaining structure of deep foundation pit， using mechanical excavation into groove， through the static mud wall protection， clean the bottom wall replacement slag removal， pouring underwater concrete wall. This paper described the key points of the construction process of underground continuous wall grooving under unfavorable geological conditions， through the refinement of each construction process decomposition， effectively guaranteed the trench construction quality， to provide a reference for the construction of underground continuous wall into the groove in the complex surrounding environment and unfavorable geological conditions.

Keywords： diaphragm wall;mud ratio;groove precision;silt soil layer;bottom cleaning and slag removal

地下連續(xù)墻成槽是地下連續(xù)墻施工中的關(guān)鍵一環(huán)[1-3]，挖槽施工工作量及所用工期在地下連續(xù)墻施工中占比極大，成槽后槽壁形狀基本上決定了墻體外形，對(duì)地下連續(xù)墻的功能發(fā)揮影響較大，因此成槽施工質(zhì)量的控制是地下連續(xù)墻整體施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[4，5]。尤其是在大厚度的淤泥土層中進(jìn)行大深度成槽作業(yè)，需要綜合運(yùn)用多種技術(shù)措施，方可取得較好成效。

1 工程概況

東百集團(tuán)東街店B樓地處福州市中心，地下共設(shè)三層地下室，地下室開(kāi)挖面積4 650m2，地下室開(kāi)挖深度較大，在13.94～14.44mm，平均挖深為14 m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型式采用厚度800mm、深度31m的鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，同時(shí)為控制支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形，共設(shè)置三道鋼筋混凝土內(nèi)支撐。為確保地下連續(xù)墻的成墻質(zhì)量和止水效果，本工程在地下連續(xù)墻的兩側(cè)采用[Φ]850@600mm三軸水泥攪拌樁進(jìn)行槽壁的加固。

根據(jù)該項(xiàng)目巖土工程地質(zhì)勘察報(bào)告，施工場(chǎng)地開(kāi)挖范圍內(nèi)基本均為淤泥土層，厚度大，淤泥層厚度累計(jì)達(dá)50m，場(chǎng)地施工條件惡劣，具體情況如表1所示。

2 成槽施工難點(diǎn)

一是基坑淤泥質(zhì)土層較厚，為防止槽壁坍塌，連續(xù)墻施工前槽壁兩側(cè)先用[Φ]850@600mm三軸水泥攪拌樁進(jìn)行加固，造成地下連續(xù)墻施工作業(yè)面已經(jīng)被擾動(dòng)破壞，而本處地層又屬于軟土地層，深度較大，地下連續(xù)墻挖槽施工設(shè)備為重型設(shè)備、施工總荷載大，為確保施工安全、質(zhì)量可控、防止發(fā)生意外，因此挖槽前須對(duì)現(xiàn)有場(chǎng)坪地基進(jìn)行加固處理。

二是現(xiàn)有成槽機(jī)精度不高，性能未完全掌握，因此挖槽前應(yīng)合理選擇成槽機(jī)，同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)確定地下連續(xù)墻施工參數(shù)，符合設(shè)計(jì)要求后方可全面展開(kāi)。三是若護(hù)壁泥漿品質(zhì)差，極易造成槽壁形狀扭曲、槽壁坍塌、槽底土渣堆積，而槽壁形狀基本決定墻體外形，因此對(duì)于護(hù)壁泥漿應(yīng)采用先行試驗(yàn)確定配比，確保泥漿性能滿(mǎn)足要求。四是地下連續(xù)墻接頭部位容易夾泥，刮削槽壁工具時(shí)常發(fā)生刮削不凈的現(xiàn)象，容易導(dǎo)致地下連續(xù)墻的砼結(jié)構(gòu)夾雜泥漿及土渣，最終形成孔洞，這對(duì)地下連續(xù)墻的防水功能和墻體承載力均影響較大。因此，要選擇合適的刮壁設(shè)備，確保刮壁質(zhì)量滿(mǎn)足要求。

3 導(dǎo)墻施工

3.1 導(dǎo)墻施工準(zhǔn)備

首先將擬施工場(chǎng)地平整清理，清除表面垃圾雜物，隨后填筑100mm厚級(jí)配碎石碾壓密實(shí)，然后綁扎鋼筋網(wǎng)片，采用[Φ12mm]鋼筋、間距150mm×150mm的規(guī)格加工制作，接頭采用人工綁扎，支立模板并澆筑混凝土。混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，厚度200mm。

3.2 導(dǎo)墻溝槽開(kāi)挖

導(dǎo)墻溝槽開(kāi)挖采用挖掘機(jī)分段開(kāi)挖，每段長(zhǎng)度為40～50m。開(kāi)挖前進(jìn)行測(cè)量放樣，導(dǎo)墻垂直部分厚度為20cm、水平部分厚度為30cm，根據(jù)設(shè)計(jì)地質(zhì)，確定導(dǎo)墻基槽開(kāi)挖深度為2m，采用1∶1邊坡放坡開(kāi)挖。為便于模板安裝作業(yè)，基槽每側(cè)預(yù)留1m的作業(yè)平臺(tái)。

3.3 導(dǎo)墻砼澆筑施工

3.3.1 導(dǎo)墻底模板。導(dǎo)墻按引測(cè)至槽底的中心線開(kāi)挖后，立即進(jìn)行平整夯實(shí)，鋪設(shè)墊層找平，墊層自下而上分別為100mm厚中砂、150mm厚C20素砼。

3.3.2 導(dǎo)墻側(cè)模板。采用組合鋼模板，模板加固次楞、主楞及兩側(cè)導(dǎo)墻內(nèi)側(cè)間的對(duì)撐和外側(cè)的斜支撐均采用100mm×100mm方木，次楞間距為500mm，主楞間距為600mm，對(duì)撐及斜撐橫向間距為900mm，對(duì)撐豎向間距為1 000mm。

3.3.3 導(dǎo)墻砼。砼澆筑采用人工配合溜槽澆筑，導(dǎo)墻側(cè)壁采取對(duì)稱(chēng)交替澆筑的方式，砼振搗采用插入式振搗器。

4 單元槽段開(kāi)挖

4.1 單元槽段分幅

根據(jù)本工程施工場(chǎng)地及地下連續(xù)墻成槽工作的條件，選用1臺(tái)三一重工SH350型槽壁機(jī)進(jìn)行施工。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙文件，地下連續(xù)墻標(biāo)準(zhǔn)槽段寬度選定6m一幅，在轉(zhuǎn)角位置等特殊地段，槽段長(zhǎng)度以滿(mǎn)足槽壁機(jī)最小施工長(zhǎng)度的要求為準(zhǔn)。

4.2 成槽的精度和質(zhì)量控制

成槽開(kāi)挖是地下連續(xù)墻施工的關(guān)鍵工序之一，槽壁形狀基本決定了墻體的外形走向，因此成槽的精度和質(zhì)量控制是地下連續(xù)墻質(zhì)量控制的關(guān)鍵步驟。為準(zhǔn)確確定該項(xiàng)目地下連續(xù)墻挖槽速度、槽段長(zhǎng)度、開(kāi)挖順序等各項(xiàng)施工參數(shù)，正式成槽施工前選擇在主體結(jié)構(gòu)外單獨(dú)進(jìn)行成槽試驗(yàn)，以驗(yàn)證成槽質(zhì)量。擬定的試驗(yàn)槽段數(shù)量為2幅，每幅試驗(yàn)槽段深度為40m、寬度為6m。

4.3 成槽開(kāi)挖分幅

每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元槽段成槽前，首先根據(jù)設(shè)計(jì)槽段寬度確定開(kāi)挖分幅，根據(jù)本幅槽段的分幅寬度b、鎖扣管接頭寬度c，考慮成槽時(shí)左右垂直度的偏差，向兩側(cè)分別外擴(kuò)200mm，則開(kāi)挖分幅的長(zhǎng)度為b+2c+400mm=6 700mm。鋼筋籠寬度比成槽開(kāi)挖分幅寬度小300mm，確保能順利下放到位，并盡量避免在拐角地段設(shè)置單元槽段接頭。

4.4 單元槽段開(kāi)挖順序

標(biāo)準(zhǔn)單元槽段開(kāi)挖按照做一跳三的順序進(jìn)行，避免相鄰槽段互相影響。本項(xiàng)目土層為淤泥，采用抓斗挖槽的形式，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元槽段成槽時(shí)采用“三抓”開(kāi)挖，先兩端后中部，使抓斗兩側(cè)平衡受力。

5 泥漿配制和管理

為避免塌孔，確保槽壁穩(wěn)定，地下連續(xù)墻挖槽均需采用性能良好的護(hù)壁泥漿作為穩(wěn)定液，以起到護(hù)壁、清渣、潤(rùn)滑的作用，同時(shí)在混凝土灌注時(shí)保證混凝土的質(zhì)量。

5.1 泥漿的主要成分和配合比

本工程地下連續(xù)墻施工所用泥漿的主要成分為膨潤(rùn)土、純堿、CMC化學(xué)漿糊和水，拌漿采用泵拌和氣拌相結(jié)合方式。具體配合比根據(jù)地質(zhì)條件等因素選定并進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，根據(jù)計(jì)算和參考其他項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)，確定護(hù)壁泥漿配合比為：膨潤(rùn)土9%、純堿0.1%、CMC 0.25%。

5.2 泥漿循環(huán)與再生

機(jī)械成槽施工時(shí)，護(hù)壁泥漿極易受到砼塊、土渣、建筑垃圾等污染，導(dǎo)致性能指標(biāo)不斷下降，因此，從槽段內(nèi)抽出的泥漿必須視污染程度進(jìn)行處理，符合再處理要求的根據(jù)已確定的配比參數(shù)進(jìn)行再處理利用，達(dá)到廢棄標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，將泥漿排入廢漿池，新制備護(hù)壁泥漿性能參數(shù)如表2所示。

5.3 泥漿管理要點(diǎn)

一是攪拌機(jī)攪拌前，按照膨潤(rùn)土→純堿→CMC溶液的添加順序，依據(jù)試驗(yàn)確定的配比依次加入上述材料，每加入一種材料攪拌5～6min，全部材料添加完畢后再充分?jǐn)嚢?～6min，最后為確保泥漿充分熟化，新制備的護(hù)壁泥漿應(yīng)靜置儲(chǔ)存滿(mǎn)24h后方可投入使用。二是在成槽過(guò)程中，為保證槽壁穩(wěn)定、達(dá)到護(hù)壁效果，應(yīng)派專(zhuān)人適時(shí)對(duì)從槽段中被置換出的泥漿進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，確定是否重新循環(huán)利用或進(jìn)行廢棄處理，若循環(huán)利用，應(yīng)確保泥漿重新處理后各項(xiàng)性能指標(biāo)符合要求。

三是對(duì)嚴(yán)重污染及超比重的泥漿作廢漿處理，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)泥漿池存放，待夜晚抽取至全封閉運(yùn)漿車(chē)運(yùn)到指定地點(diǎn)排放，保證城市環(huán)境清潔;四是為了達(dá)到最優(yōu)的護(hù)壁效果，防止塌孔，泥漿的液面應(yīng)始終保持在地下水位以上（高出2.0～2.5m），并且不得低于導(dǎo)墻頂面以下500mm，若槽壁內(nèi)泥漿液面高度不足，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充。

6 成槽開(kāi)挖

6.1 廢渣臨時(shí)存放

因施工現(xiàn)場(chǎng)位于福州市鬧市區(qū)，白天泥漿、廢渣無(wú)法外運(yùn)，只能利用晚上進(jìn)行外運(yùn)。為確保工程正常施工，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置容量為300m3的集土坑1個(gè)，用于臨時(shí)存放廢渣。集土坑采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)內(nèi)尺寸長(zhǎng)15m、寬10m、深2m、壁厚0.3m，鋼筋采用直徑12mm的螺紋鋼，間距為20cm。待工程施工完成后，需將積土坑砼鑿除并外棄。

6.2 成槽開(kāi)挖方法

采用SH350槽壁機(jī)根據(jù)放出的導(dǎo)墻中心線位置定位后，用于挖槽的抓斗平行于導(dǎo)墻內(nèi)側(cè)，利用自重緩慢地將閉斗下沉至導(dǎo)墻內(nèi)，抓斗中心對(duì)準(zhǔn)放于導(dǎo)墻上的中心線。開(kāi)挖時(shí)抓斗不宜滿(mǎn)斗，抓斗挖土過(guò)程中，提升速度應(yīng)均勻緩慢，防止擾動(dòng)護(hù)壁泥漿造成渦流沖刷槽壁，引起槽壁坍塌。開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)盡量避免挖出的淤泥污染場(chǎng)地，抓斗提升出泥漿面后，將殘留泥漿滴凈，將開(kāi)挖的淤泥集中堆放，最后利用反鏟挖掘機(jī)裝車(chē)運(yùn)走。

6.3 成槽垂直度控制

成槽施工前對(duì)槽壁機(jī)進(jìn)行全面檢修保養(yǎng)，同時(shí)對(duì)槽壁機(jī)司機(jī)進(jìn)行崗前教育，避免因機(jī)械及人員因素導(dǎo)致成槽垂直發(fā)生偏差;導(dǎo)墻施工時(shí)即對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行硬化處理，防止地坪不穩(wěn)定導(dǎo)致成槽垂直發(fā)生偏差;成槽施工時(shí)選用槽壁機(jī)上的激光垂準(zhǔn)儀動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)成槽垂直度，實(shí)時(shí)糾偏。成槽后的垂直度實(shí)際檢測(cè)為1/500，高于設(shè)計(jì)要求的1/300。

7 清底除渣

7.1 清底

當(dāng)每個(gè)單元槽段開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，采用槽壁機(jī)抓斗輕挖細(xì)抓清底除渣，尤其對(duì)于槽段接頭、拐角等特殊部位應(yīng)進(jìn)行細(xì)致清底。

7.2 刷壁

刮壁在地下連續(xù)墻成槽施工中的質(zhì)量好壞直接影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水效果。用刮壁鋼板、鋼制毛刷組成的刮壁設(shè)備進(jìn)行槽壁刮洗，首先清理槽段接頭、轉(zhuǎn)角等特殊部位的土渣及泥皮，再清理標(biāo)準(zhǔn)槽段，鋼刷面與接頭面應(yīng)緊密接觸，上下刮壁應(yīng)不小于10次，直到鋼制毛刷面上無(wú)土渣或泥皮方可停止。

7.3 換漿

地下連續(xù)墻成槽清底除渣干凈后進(jìn)行換漿，置換后的泥漿性能指標(biāo)應(yīng)達(dá)到新制備護(hù)壁泥漿的性能指標(biāo)，槽底沉渣≤100mm，挖槽結(jié)束后靜置2～4h，懸浮在泥漿中的土渣基本可沉底完畢，可以下放鋼筋籠并開(kāi)始灌注水下混凝土。

8 結(jié)語(yǔ)

在地下連續(xù)墻成槽施工的過(guò)程中，本工程通過(guò)組合應(yīng)用地坪加固硬化、導(dǎo)墻對(duì)稱(chēng)間隔澆筑、單元槽段成槽試驗(yàn)、結(jié)合地質(zhì)條件現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定泥漿配合比、強(qiáng)化泥漿回收循環(huán)管理、清底刮壁清渣換漿等一系列施工技術(shù)措施，確保了地下連續(xù)墻的順利成槽，施工全過(guò)程未發(fā)生塌孔現(xiàn)象，成槽精度符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，地下連續(xù)墻施工的最終各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

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