超深地下连续墙施工方法探讨

[12-11 16:59:19]   来源:http://www.tmgc8.com  建筑设计   阅读:3919

摘 要:当基坑的开挖深度达一定程度后,常规的设计和施工方法己不能满足工程的需要了,特别是在沿海软土地区,随着基坑开挖深度的加大,设计和施工的风险也越来越大,鉴于此,本文结合某工程对超深地下连续墙施工方法进行粗浅的探讨。
1、概况及施工工艺流程 地下连续墙底标高为-54.20m,顶标高为-1.60m,地下连续墙为“二合一”墙对接头的防水、墙面平整度以及垂直度要求较高,且施工时间长,施工难度和风险大。因此在地下连续墙施工时须对地下连续墙槽壁两侧土体进行注浆加固,然后修筑导墙,制作预制接头,开挖成槽等,其施工工艺流程如下:

2、实施情况 地下连续墙施工采用BAUER-GB30型液压抓斗,配一台150T履带吊和一台50T吊车进行钢筋笼和预制接头桩安装。
3、超深地下连续墙施工措施 该项目地下连续墙设计深度(成槽)53.7m,在同类工程中并不多见;根据其超深地下连续墙施工经验,现有的BAUER-GB30型液压抓斗能够满足上海软土地地区基上成槽深度54m的要求,从经济角度出发,本工程就没有进行成槽试验。为确保该工程保质、安全和如期完成,针对该工程采用如下的技术措施:

3.1设备准备及维护保养
依据以往超深地下连续墙施工经验,推断53.7m深地下连续墙成槽时间大约在24小时左右,如此长时间的疲劳作业,对液压油管、抓斗缸体等磨损很大,因此在施工前需将成槽设备调至最佳状态,为避免发生意外情况,备用两套油管(长各80m)及一根抓斗油缸活塞等易坏配件。施工过程中司机应经常检查设备运转情况,若有异常情况应及时上报,并作好记录。现场派驻有经验的机械师24小时值班。每一槽段施工结束,由专职机械员会同机长对成槽机各易磨损部位、液压系统、润滑系统进行检查,并填写检查记录,发现问题及时处理,严禁设备带病运转。

3.2成槽垂直度控制
根据施工单位以往的施工经验,成槽垂直度仅满足规范要求不应乐观,因为对“一”字型槽段垂直度满足规范要求,对后续施工一般不会产生不利影响;但对于“折线型”型槽段,即便满足规范要求,如果两抓的偏位不在同一侧、即产生通常所说“迈步”情况,则会对后序预制接头及钢筋笼安装施工产生不利影响。因此成槽过程中必须加强垂直度控制,施工时成槽机械必须具有自动纠偏装置,同时还应严格执行操作规程的要求。
3.3旋流池与冲渣沟地下连续墙相连处的处理
旋流池与冲渣沟地下连续墙相连处预留一道500mm间距的空隙,在旋流池地下连续墙施工完毕后,冲渣沟与旋流池接口处及外侧各设直径1000mm、深25m高压旋喷桩5根,将冲渣沟与旋流池的地下连续墙相连。
4、地下连续墙施工 4.1槽壁劈裂注浆加固
根据工程地质资料,自然地坪绝对标高约+4.44m左右,表层为杂填土,二层为粉质粘上,三层为淤泥质粉质粘土,均具有高含水量,高灵敏度,大孔隙比,高压缩性,是某地区典型的饱和软弱地基土,是场区内强度及工程性能最差的土层,并具有触变和蠕变等不良特性,也是地下连续墙最易塌方的土层范围,且单幅地下墙成槽时间长,对槽壁稳定均有很大的影响,根据类似土质工程的施工经验,采用劈裂注浆对地面下-1.9~-10.0m以内土体予以改良,确保地下墙成槽时槽壁稳定,以减小对周围环境和地下墙成墙质量的影响-10.0~-20.0m为淤泥质粘土层,但此时护壁泥浆压力能够确保地下墙成槽时槽壁稳定,。
(1)劈裂注浆孔位布置
沿地下墙槽壁两侧各做两排劈裂注浆,间距1000mm,两排排距1000mm。孔深-18.0m加固孔位约366个浆液充填率20~25%注浆孔。
(2)注浆配比及参数
由于普通注浆加固体在地下养护龄期较长,为使注浆后能够尽快安排成槽施工,采用劈裂注浆加固。劈裂注浆采用的主要材料有普通硅酸盐水泥、粉煤灰和模数为3.9的水玻璃等;每立方米土水泥掺量取为土体重量12~15%左右,水玻璃掺量1~2%,注浆压力控制在0.2~0.5MPa,浆液水灰比控制在0.5,浆液注浆配合比:

靠近加热炉一侧,由于新近回填土均在3~7m厚,对土体加固提出了更高的要求,为确保加固效果,先安排施工最外排和最内排,并进行跳孔施工,一般情况“跳两孔或三孔”,在出现“冒浆”或“串浆”,时停止注浆,清洗孔位,待24h后进行二次劈浆,直至注浆量满足设计要求。
(3)实施效果
该工程劈裂注浆孔约366个,共计6588延长米,采用两台XY-100型工程地质钻机进行成孔,四台注浆泵进行注浆,24人分两班连续作业30d注浆全部结束。共用水泥1057.74t,水玻璃20.86t,粉煤灰183t。www.tmgc8.com
通过采用劈裂注浆加固槽壁两侧土体,归纳起来具有以下几个特点:

① 采用劈裂注浆加固槽壁两侧土体,不仅起到改良土体的目的,而且较其他加固方法,如深层搅拌桩、高压旋喷桩相比,对地下墙的施工不会产生影响,尤其地下墙成槽垂直度均能满足施工规范要求;
② 采用劈裂注浆加固槽壁两侧土体,所用的设备不仅轻便,移动灵活,施工区域占地小,且能加快施工进度,缩短工期;
4.2导墙、道路
导墙采用倒“L”型钢筋混凝上,深度2.0m,内配Ф12@200双层钢筋网片,混凝土为C25;平面布置呈正36边形。导墙两侧土体采用劈裂注浆加固措施后,土体可直接作为导墙施工的外模,以加快施工进度。
地下连续墙施工均为重型设备,沿导墙外周围设8.55m宽钢筋混凝土环形施工便道,且该便道可做土方开挖和结构施工的道路。
4.3泥浆制备及循环
在本工程中,选用优质的高Ga+膨润土,此种土膨胀率大、造浆粘度、泥皮质量均高于其他品种。在成槽过程中,控制泥浆比重不低于1.10,并提高泥浆液面及其粘度,以保证槽壁在有效泥浆护壁下保持稳定。在成槽过程中,每槽三次抽查泥浆指标,对不合格泥浆坚决废弃,以确保泥浆的护壁效果。现场配备能储存500m3泥浆池,200m3废浆池,废浆由封闭的罐车集中外运。
4.4成槽施工
按设计槽段长度采用两抓成槽,为保证首开幅第二抓成槽截面尺寸,成槽前须在槽段一端先钻一直径为lm的导孔。成槽过程中确保泥浆液面不低于导墙顶面300mm。每幅槽段成槽结束,静置1小时后即进行清底,保证沉渣厚度小于200mm。
4.5预制接头安装、测壁
地下连续墙接头采用我公司在多项工程实践能够确保接缝质量和减化施工程序的国家专利技术产品-地下连续墙预制接头技术。预制接头于施工现场预制,为便于吊装分上、中、下三段制作。
成槽结束后由150T履带吊进行预制接头的安装。预制接头分三段进行安装,上下接头用钢板焊接连接,预制接头应完全插入槽底固定,预制接头的背侧空隙应用土加石回填,且回填要密实,以预防混凝土“绕流”。桩顶用Ф16钢筋对拉连接,桩顶与导墙间间隙用木楔楔死,以防止接头在混凝土浇灌过程中外移。相邻槽段开挖后利用特制测壁器清测预制接头槽,采用特制刷壁器进行刷壁,清刷次数不少于5次,以防止夹泥,确保接头防水效果。
4.6钢筋笼制作及吊装
现场设两个27×6m2钢筋笼制作平台,其平整度误差小于l0mm,钢筋笼在平台上分两段进行成型制作。钢筋笼析架及构造钢筋在布置时应考虑混凝土导管位置合理布置,确保混凝土浇灌顺利。钢筋焊接满焊与交叉焊部位严格按照施工图控制,焊点质量满足焊接规范要求。析架、吊环的焊缝长度和厚度须满足要求,以防起吊过程中变形、散落。
钢筋笼分段吊装,下段先吊装入槽,并用轨道钢担放在导墙上,然后起吊上段钢筋笼,两段钢筋笼在槽段口进行拼接,拼接采用70d搭接、精架钢筋采用间断焊焊接,以保证上下段连接牢固及满足吊装要求。钢筋笼每幅约重35T,每段钢筋笼采用一台150T履带吊与一台50T履带吊协同配合翻身起吊,并由150T吊车以垂直状态吊装入槽。150T履带吊的吊臂长度为45m,工作半径为10~12m;50T履带吊的吊臂长度为25m,工作半径为6~7m。
4.7混凝土浇灌
利用带有快速接头的密封导管进行水下混凝土浇灌。浇灌时导管在混凝土中的埋深应保证2~6m,以免造成夹渣,影响墙体质量;混凝土最终浇灌高度应高于地下连续墙设计顶标高300~500mm;混凝土坍落度用坍落度筒在现场测试,每槽段抽查不少于二次,坍落度标准为18~20cm。
5、结束语 本工程采用地下连续墙围护,设计深度一般在53~55m,我们制定连续墙施工方案时往往着重于深度和大面垂直度的控制。其实,地下连续墙是不连续的,它是由一片一片的地下墙连接而成的。地下连续墙施工时,当深度超过设备能力时,我们可以经过设备改造达到要求;大面垂直度的控制可以通过自动纠偏仪来实现,基本可以消除“迈步”现象。但小面的垂直度控制一直被忽视,往往造成“绕流”或接头位置不正确,严重时会影响下一幅槽段的开挖,处理方法又繁琐,需要花费较多的时间和费用为代价来弥补。另外,钢筋笼下完后,对预制接头的回填至关重要,直接关系到下幅槽段的施工,是消除绕流和顺利施工的关键。www.tmgc8.com
综上所述,在软土地基上建造超深基坑是一项系统而综合的工程,需要业主、设计、监理和施工个方面密切协作配合,制定好各种预案,并在实施过程中抓好每个细节工作,才能确保工程安全、顺利实施。
参考文献:
[1] 地下连续墙设计施工与应用.中国水利水电出版社.

[2] 顾倩燕.超大直径圆形薄壁地下连续墙围护结构研究.地下空间与工程学报,2005-08.

[3] 李俊才等.深基坑开挖变形的三维数值模拟研究.南京工业大学学报,2005-05.

[4]董新平等.圆形基坑的变形特点及主要影响因素分析,2005.4,地下空间与工程学报.

[5] 张具寿等.超大直径圆形无支撑深基坑施工技术.岩土工程学报第28卷增刊,2006-11.
 


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