地下连续墙施工工法

地下连续墙施工工法 1.前言 地下连续墙是一种常见可靠的基坑支护形式，适应于各种地质条件，被广泛应用于地铁、地下车库等建筑中。地下连续墙施工大多采用液压式成槽机，施工工艺成熟，进度及效益可观。但是在地下连续墙施工过程中常常碰到由于场地限制，导致地下连续墙必须既作为支护结构，还得作为主体结构的外墙。针对此施工工艺对地下连续墙的施工工艺做出探索与总结。2.工法特点 具有结构刚度大、整体性、抗渗性和耐久性好的特点，可作为永久性的挡土挡水和承重结构；能适应各种复杂的施工环境和水文地质条件，可紧靠已有建筑物施工，施工时基本无噪音、无震动，对邻近建筑物和地下管线影响较小；能建造各种深度、宽度和形状的地下墙。3.适用范围 适用于作为永久性挡土挡水、承重结构的公用及民用建筑地下连续墙基坑工程。4.工艺原理 4.0.1 地下连续墙工法的基本原理是先构筑导墙，采用成槽机液压导板抓斗沿导墙中心成槽取土，槽段内挖出土的同时，补入相同体积的人造泥浆护壁；成槽的垂直度是用经纬仪 X、Y 轴双向纠偏的方法控制；在成槽至设计深度时，通过成槽机进行一次扫孔，泵吸反循环二次清孔工序，来达到清除槽底沉渣、提高墙体承载力的目的；钢筋笼在校正好平台上现场电焊制作，并采用双机抬吊、整体下笼的人槽方法；混凝土浇捣采用导管法浇捣水下混凝土。4.0.2 采取三序成槽工艺，先挖两边，而后开挖中间。在成槽过程中及时进行垂直度检测，及时纠偏，确保成槽质量。止水接头：地下连续墙接头形式采用锁口管止水接头。5.施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 图 1 地下连续墙施工工艺流程 挖导墙 制 备 泥 浆 沉 淀 池 振动筛与 旋流器 分离出的砂、石、土 浇 筑 混凝土 储 备 泥 浆 开挖过程补浆 排除 沉渣 钢筋笼 制 作 浇灌机架 组装定位 修筑 导墙 挖 槽 吸泥 清底 吊 放 锁口管 吊 放 钢筋笼 插入混凝土导管 组装挖 槽机械 机械 就位 拔出 锁口管 置换出 泥 浆 泥浆排放或处理 弃 运 补进 泥浆 5.2 导墙施工 5.2.1 导墙的设计 导墙内净宽度比设计墙厚大 5cm，导墙顶面比施工道路高 10cm，深度为 2m，导墙应座落于较好的老土层上，具体与表层杂填土有关，如遇特殊松散透水性强杂填土必须挖弃。导墙采用现浇钢筋混凝土，常用形式有两种，正“L”型和倒“L”型。一般多采用倒“L”型现浇钢筋混凝土导墙，如遇地质情况较差的土层或导墙沟槽开挖较深，采用正“L”型现浇钢筋混凝土导墙。5.2.2 导墙施工 1、工艺流程：测量放样开挖沟槽浇筑混凝土垫层绑扎钢筋立模质量检验混凝土浇筑拆模养护。2、技术要点 1）测量放样。根据地下连续墙轴线定位，分段沿轴线方向布置龙门板，标出导墙位置和标高。2）开挖槽沟。挖土采用机械开挖和人工修整相结合的方法。用机械挖土时应留 10cm，用人工修整到标高，不得超挖，扰动原土体。3）立模及浇混凝土。在已浇好的垫层混凝土面上定出导墙位置，扎钢筋、立钢模板。导墙外侧以土代模，内侧立模。导墙混凝土要浇捣时，采用插入式振动器震捣密实，要求在导墙两侧同时震捣，平行推进，防止爆模。4）拆模养护。混凝土达到设计强度 70后，可以拆模。拆模必须在导墙内分层支撑方木，方木水平间距 1.5m，上下两道。5）导墙内墙面要垂直，内、外导墙间距正确。内墙面与纵横轴线平行度的允许误差为10mm，内外导墙间距允许偏差10mm，导墙内墙面垂直度允许偏差为 5、平整度允许偏差为 3mm。墙面应保持水平，混凝土底面和土面应密贴，混凝土养护期间起重机等重型设备不得在导墙附近作业和停留，成槽前支撑严禁拆除，以免导墙变位。6）导墙拐角部位处理：为确保转角幅成槽时将土挖净，拐角处导墙相应延伸 30cm。5.3 泥浆工艺 根据地质条件，泥浆采用膨润土泥浆，针对松散层及砂砾层的透水性及稳定情况，泥浆配合比一般如下：参考配合比为 水：膨润土：CMC：碱=100：58：0.06：0.150.1.（每立方米泥浆材料用量 Kg）水:1000，膨润土：70，纯碱：1.8，羧甲基纤维素作为增粘剂（CMC）：0.8 上述配合比在施工中根据试验槽段及实际情况再适当调整。5.3.1 在地下连续墙施工时，泥浆性能的优劣将直接影响到地下连续墙成槽施工时槽壁的稳定性，是地下连续墙施工中的一个重要的因素。新泥浆采用经过室内实验，性能指标优良的膨润土、纯碱、高浓度 CMC 和自来水作原材料。通过清浆冲拌和混合搅拌拌合而成。5.3.2 泥浆储存采用浆砌泥浆池，采用泥浆泵输送，泥浆泵回收，由泥浆泵和软管组成泥浆循环管路；槽内回收泥浆经过土渣分离筛、旋流处渣器、双层震动筛多级分离净化后，调整其性能指标，复制成再生泥浆。废泥浆先采用泥浆箱暂时收存，再用罐车装运外弃。图 2 制拌泥浆投料顺序图 图 3 泥浆制作基本流图 表 1 新鲜泥浆主要性能指标 序号 项目 性能指标 检验方法 1 比重（g/cm3）1.081.10 泥浆比重计 水 加膨润土充分搅拌拌 纯碱 搅拌均匀后放入贮浆池静止 24h 后待用 先用水将CMC溶解成25%的溶液 加 CMC 2 粘度(s)2530 秒 粘度计 3 PH 值 79 PH 试纸 4 失水量 10ml/30min 泥浆滤过装置 5 胶体率 98%量筒法 6 泥皮厚度 1.5mm 泥浆滤过装置 7 含砂率 4%洗砂瓶 表 2 泥浆性能指标控制标准 性质 阶段 试验方法 新制 循环再生 砼灌注前 密度(g/cm3)1.051.08 1.15 1.20 泥浆比重计 马氏粘度(s)3040 3045 4550 马氏漏斗 失水量(mL/30min)30 30 30 1009 型失水量仪 泥皮厚(mm)3 3 不要求 PH 值 8.0 9.51.05 9.511 试纸 含砂量(%)4%5 5 1004 型含砂量测定仪 检测频次 2 次/d 2 次/d 1 次/槽 5.4 成槽施工 槽段采取三序成槽，先挖两边，再挖中间。开挖过程中要实测垂直度，并及时纠偏。5.4.1 成槽直线槽段采用先两侧后中间抓法；转角槽段先短边后长边抓法；成槽过程中液压抓斗垂直导墙中心线向下掘进，运用成槽机上自动测斜仪随挖随测，并用液压纠偏装置随时纠偏。用抓斗挖槽时，要使槽孔垂直，最关键的一条是要使抓斗在吃土阻力均衡的状态下挖槽，要么抓斗两边的斗齿都吃在实土中，要么抓斗两边的斗齿都落在空洞中，切忌抓斗斗齿一边吃在实土中，一边落在空洞中，根据这个原则，单元槽段的挖掘顺序见图 4。图 4 槽段开挖顺序图 5.4.2 成槽时，泥浆应随着出土补入，保证泥浆液面在规定高度上。5.4.3 成槽至标高后，连接幅与闭合幅应先刷壁(直到钢刷无泥土)，后扫孔，扫孔时抓斗每次移开 50cm 左右，扫孔结束后，进行超声波测壁，同时用测绳测槽深，数据均做原始记录。5.4.4 成槽过程中大型机械不得在槽段边缘频繁走动，以确保槽壁稳定，如发现泥浆翻泡，大量流失或地面有下陷挖掘深度无变化现象时，不准盲目掘进，待商议处理后再行施工。5.5 刷壁、清底换浆 5.5.1 连续墙施工最难处理的就是接头刷除泥皮，因为人眼看不到接头面，整个处理过程只能靠经验。刷壁时用吊车吊起刷壁器，紧贴接头面从上至下刷壁。刷壁器每使用一次，都要立即用清水冲洗干净，及时更换损坏的钢丝。连续刷三次以上。5.5.2 采用反循环置换法及撩抓法清基，在成槽完毕之后进行。当槽底沉渣已经清除干净时及时换浆，保证槽底沉渣不大于 100mm 及槽底泥浆比重 1.15/cm3。5.6 钢筋笼制作 5.6.1 根据不同槽段尺寸进行断料、成型。钢筋笼的外形必须平直规则，一般都在钢筋笼制作平台上完成。纵向钢筋一般采用搭接焊、闪光对焊或钢筋连接器连接，钢筋笼平面分布筋制作采用电焊点焊完成。5.6.2 为保证钢筋笼在起吊过程中具有足够的刚度，采用增设纵、横向钢筋桁架及主筋平面上的斜拉条等措施，所有钢筋连接处均焊接牢固，保证钢筋笼的起吊刚度。5.6.3 钢筋笼纵向预留导管位置，并上下贯通；钢筋笼底端在 0.5m 范围的厚度方向进行收口处理；钢筋笼设定位垫块，确保钢筋笼的保护层厚度。5.6.4 按设计预埋与主体结构中梁、底板主筋连接的接驳器，接驳器与钢筋笼主筋连接牢固，外露面包扎严实。根据实测的导墙标高埋设。5.7 钢筋笼吊装 5.7.1 工程地下连续墙钢筋笼较长、较重，钢筋笼采用整体加工、整体吊装、在槽段口进行连接的施工方法，采取可靠有效的吊装施工方案，即理论计算满足要求和吊装方案满足安全施工要求。5.7.2 吊装方法 钢筋笼吊放采用主、副吊车双机抬吊，空中回直。起吊时必须使吊钩中心与钢筋笼重心相重合，保证起吊平衡。钢筋笼吊放具体分七步走：第一步：指挥两吊机转移到起吊位置，起重工分别安装吊点的卸甲。第二步：检查两吊机钢丝绳的安装情况及受力重心后，开始同时平吊。第三步：下部钢筋笼吊至离地面 0.3m0.5m 后，应检查下部钢筋笼是否平稳，后主吊起钩，根据下部钢筋笼尾部距地面的距离，随时指挥副机配合起钩。第四步：下部钢筋笼吊起后，主吊吊机向左（或向右）侧旋转、副吊吊机顺转至合适位置，让下部钢筋笼垂直于地面。第五步：指挥起重工指挥卸下部除钢筋笼上副吊吊机的起吊点卸甲，然后远离起吊作业范围。第六步：指挥主吊吊机吊下部钢筋笼入槽定位，吊机走行应平稳，下部钢筋笼上应拉牵引绳。第七步：钢筋笼整体下放到位后抄平，钢筋笼下放过程结束，进行下一道工序。5.8 水下混凝土浇筑 地下连续墙混凝土浇筑示意图见图 5。图5 地下连续墙混凝土浇筑示意图 5.8.1 混凝土浇注采用导管法施工，导管选用圆形螺旋快速接头型。5.8.2 用吊车将导管吊入槽段规定位置，导管上顶端按上方形漏斗。5.8.3 在混凝土浇注前要测试混凝土的塌落度，并做好试块。每幅槽段做一组抗渗试块，每50m3 混凝土做一组抗压试块，不足 50m3按 50m3计，抗渗试块设每 500 方作一组。5.8.4 导管插入到离槽底标高 50cm 左右方可浇注混凝土。5.8.5 检查导管的安装长度，并做好记录，每车混凝土填写一次记录，导管插入混凝土深度应保持在 26 米。5.8.6 导管开灌时应保证初灌量，一般每根导管应备有 2.5m3 混凝土量。5.8.7 为了保证混凝土在导管内的流动性，防止出现混凝土夹泥的出现，槽段混凝土面应均匀上升且连续浇注，浇注上升速度不小于 2m/h，二根导管间混凝土面高差不大于 50cm。5.8.8 混凝土浇筑必须保证连续性，间隔时间不得超过 30min。5.9 顶拔接头管 当开浇第一车混凝土时，应取样做一组试块，当试块达到初凝(手指摁下留有指印)时，可以提动接头管，以后每隔 510min 提动一次，提升幅度 20cm 左右；接头管采用顶升装置顶拔，具体顶拔时间应根据油泵显示的压力来控制顶升速度。6.材料及设备 6.1 施工主要设备见表 3 表 3 施工主要设备 6.2 质量检测设备表 4 表 4 质量检查设备 序号 设备名称 数量 1 泥浆测试仪器 1 套 2 超声波检测仪 1 套 3 经纬仪 1 台 4 水准仪 1 台 7.质量控制 本工法质量标准按地基与基础工程施工及验收规范(GBJ 20283)、钢筋焊接及验收规程(JGJ1896)、混凝土结构工程施工及验收规范(GB 5020492)执行。除此之外，还有以下几点补充：7.0.1 成槽垂直度控制，需通过超声波检测来指导施工，垂直度控制要求1300。7.0.2 成槽中的泥浆比重、粘度需根据土质情况调整，对地下水位高、土质差的工程可采用高比重、高粘度的泥浆，并可适当地添加外加剂。8.安全措施 施工过程中除应严格遵守国家和部颁有关施工安全技术规则外，还应注意以下事项：8.0.1 吊车作业时,必须在专人指挥下进行,做到定机、定人、定指挥。严格控制吊车回转半径，避免触及周围建筑物与高压线。严禁高空抛物，以免伤人。8.0.2 分部分项安全施工交底工作必须由当班施工员根据当时施工条件及作业环境，生产条件作安全交底，并要有记录。序号 设备名称 用途 最小用量 备注 1 成槽机 成槽 1 台 2 履带起重机 刷壁、吊钢筋笼 2 辆 根据起吊要求配备 3 泥浆制作设备 拌制、调整护壁泥浆 1 套 4 导管 浇筑水下混凝土 2 套 长度根据工程情况确定 5 刷壁器 清刷槽壁直接接缝 1 套 钢丝式 6 锁口管 混凝土浇筑时隔离 2 套 长度根据工程情况确定 7 起拔器 拔出锁口管 2 套 8 钢筋制作设备 制作钢筋笼 1 套 包括钢筋切断机、电焊机、直螺纹连接套丝机、闪光对焊机等 8.0.3 钢筋笼吊放前，对钢筋笼制作必须实行三检制：班组自检，项目体人员复查，专职人员专检确保起吊安全，方可起吊。8.0.4 钢筋笼吊放过程中，在高空拆换吊点钢丝绳时，必须佩带好安全带。8.0.5 配电箱、机电设备应有接地保护装置，电线应架空，危险区域应设立安全标志，暴露在外的电器设备未经许可不得移动。8.0.6 用电线路应严格选择合理规格，非电工人员不得随便移动线路器材，临时用电线中间不得有接头。8.0.7 电焊、气焊做好安全生产“十不烧”规定。8.0.8 安全工作做到班前交底分工明确，做好每天上岗交底记录，每周不少于一次安全讲评活动。8.0.9 现场危险区域做好安全防护措施，在集土坑、泥浆池等位置拉好警界线，设置警令标志。8.0.10 加强对施工人员的安全教育，增强安全意识，遵守各项安全规章制度，施工现场设专职安全员，处理安全和劳动保护问题及可能发生的事故，现场应设置安全管理网络，对现场进行安全管理。8.0.11 对各围栏、防护设施加强检查，落实人员修补工作。9.环保措施 9.0.1 为保护周边环境及场地内施工环境，维护企业良好形象，连续墙泥浆拌制采用泥浆箱，废弃泥浆及土方集中运至业主及环卫部门指定的弃土场。9.0.2 工地大门位置设置洗车槽及沉淀池，所有出场车辆必须冲洗干净后方可上路，易飞扬、滴洒的材料进出场时需覆盖，严禁造成尘土飞扬及建筑材料、垃圾洒落，污染城市道路。9.0.3 在施工队伍进场前，对职工进行宣传、教育。在施工过程中协调好与当地居民、当地政府的关系，共建文明窗口。9.0.4 所有进场施工人员必须佩戴安全帽、胸牌，穿统一发放的工作服。9.0.5 在现场施工过程中，施工人员的生产管理符合施工技术规范和施工程序要求，不违章指挥，不蛮干。对不服从统一指挥和管理的行为，按处罚条例严格执行。9.0.6 及时调整设备、机具和材料的位置，保证摆放整齐，保持工作面宽敞，提供良好的工作环境。施工现场坚持工完料清，垃圾杂物集中堆放，及时处理。施工废水严禁乱排，必须严格按照天津市环保规定和招标、设计文件要求经处理达标后排放。导墙施工 地下连续墙成槽施工