地下连续墙施工总结范文
时间:2023-04-08 20:47:52
导语:如何才能写好一篇地下连续墙施工总结,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词:槽底异标高连续墙施工技术
中图分类号:P135 文献标识码:A
一、工程简况
广州市轨道交通九号线5标段包括[清布站]、[清布~高增区间]和[高增站],区间线路自清布站沿着迎宾大道东南向行下穿106国道、机场高速北延线和机场高速后,在高增与三号线北延线高增站平行换乘。
[清布站]位于广州市花都区镜湖大道与迎宾大道交叉路口的东南侧,地下2层岛式站台车站,覆土厚度约2.0~2.3m,标准段基坑开挖深度约为15.3m。起讫里程为YDK14+007~YDK14+483.200,车站全长476.2m,标准段宽18.7m,车站主体结构采用双层双跨矩形框架结构。
清布站围护结构为800mm厚地下连续墙+Φ600mm旋喷桩止水(连续墙接头外侧采用两根直径600mm双管旋喷桩止水),连续墙标准段宽度为5m,接头采用工字钢。根据设计要求,地下连续墙嵌固深度按入微风化岩0.5m~2.0m或进入岩面以上连续不透水层约10m。
二、工程地质简介
本标段场区在大地构造上位于粤中拗褶束(Ⅲ级构造单元)中部,广花凹褶断群(Ⅳ级构造单元)内。表现为由上古生界构造组成的一系列北北东向褶皱及伴随其发生的断裂。区域地质特征见图1-1 “九号线5标区域地质构造图”。
[清布站]场区地层主要为二叠系下统栖霞组(P1q) 及石炭系中上统壶天群沉积岩层,第四系(Q)土层覆盖于基岩之上。按从新至老的顺序将有关地层岩性特征描述如下:
1、人工填土层 (Q4ml)
主要由粘性土组成,局部为砂土或建筑垃圾等。层厚1.10~4.30m,平均厚度2.25m,顶部为沥青或混凝土路面。该层沿线有分布。
2、粉细砂
灰黄色、灰白等,饱和,呈稍密状态,局部呈松散状态,主要成分为石英质,不均匀混10~20%粘性土。该层厚度0.90~4.50m,平均厚度2.09m。
3、中粗砂
灰白、灰黄、灰褐色,呈饱和,稍密状态,局部呈中密状态,主要成分为石英质,不均匀含5~15%粘性土。该层层厚0.60~13.10m,平均厚度3.03m。该层分布较广泛。
4、砾砂
呈灰黄色、黄色、灰褐等,呈中密状,局部为稍密状,主要成分为石英质,不均匀含5~15%粘性土,局部含有圆砾、卵石。该层厚度0.50~20.60m,平均厚度4.89m。该层沿线路分布广泛。
5、粉质粘土
灰黄、灰白、褐黄等色,呈湿,硬塑,局部可塑状态,不均匀含少量砂。层厚1.30~9.70m,平均厚度5.81m。该仅局部地段分布。
6、粉质粘土
呈褐红、灰白、褐黄等色,层厚0.90~23.2m,平均厚度4.99m。该层在场地内普遍分布
7、淤泥质粘土
呈深灰、灰黑色,层厚1.50~5.4m,平均厚度3.35m。该层呈零星分布
8、粉质粘土
呈褐红、灰黑、褐黄等色,层厚1.1~19.9m,平均厚度4.98m。该层主要分布在场地东南侧。
9、粉质粘土
呈褐红、灰黑、褐黄等色,层厚0.8~15.6m,平均厚度4.6m。该层分布较为广泛。
10、粉质粘土
呈灰褐、褐黄等色,层厚2.0~8.1m,平均厚度3.77m。该层主要分布在场地东侧及西侧。
11、微风化灰岩
呈灰色、深灰色等,厚层状构造,坚硬。该层分布较为广泛。
12、溶蚀充填物
呈褐黄、褐红、灰黑色等,由软塑局部为流塑的粘性土混约15%~35%的粗砂组成或由松散~稍密状粗砂混少量软塑(局部为流塑)状态粘土组成,主要填充于土洞或溶洞中。
三、岩面情况
[清布站]场区所处地质条件复杂,基岩为碳质灰岩同时溶洞发育强烈,约有一半地质钻孔揭示微风化岩面上直接覆盖为砂层。相邻位置存在岩面高差在10m以上的或有明显沟槽或有明显突起。
连续墙两侧岩溶注浆处理过程中,根据部分范围2m间距进行钻孔探查溶土洞,同时探明相应的岩面情况(探孔钻孔位置距地下墙边约为1m)。对已完成的钻孔情况进行了岩面连线,根据连线图揭示,在同一连续墙槽段幅宽范围的基岩面变化较大,其岩面凹凸起伏无规律,部分相邻点位岩面高差也非常大。
四、地下连续墙施工难点
1、在分槽段幅宽范围内,地下连续墙底如何调整并适应岩面分布的情况;
2、本场区岩面下的岩层,基本上都是微风化石灰岩,其岩质硬度大、未溶蚀部分的岩体整体性好,在有效加快施工工期并减少冲孔造成震害的前提下,地下墙底如何嵌入此微风化岩层并保证工程质量。
五、地下连续墙墙底终孔原则
地下连续墙厚800mm,标准墙幅宽5m,槽段深度约25m。采用C30水下混凝土浇筑。墙段接头采用工字钢接头。在地下连续墙施工过程中,地下连续墙位置进行的钻冲孔揭示的岩面与勘察资料岩面有差异,各孔间揭示的岩面同样存有一定差异。根据设计要求,考虑到钢筋笼制作的时间要求,为满足施工的可操作性,制订了连续墙墙底的终孔原则:
1.当施工阶段连续墙导向孔(左、右、中三个)揭示的槽段最低微风化岩面位于基底线下5m内时,连续墙按进入最低微风化岩面下2m终槽,钢筋笼通长配置。
2.当施工阶段连续墙导向孔揭示的槽段最低微风化岩面位于基底线以下5m~10m之间时,连续墙按进入最低微风化岩面下1m终槽,钢筋笼通长配置。
3.当施工阶段连续墙导向孔揭示的槽段最低微风化岩面超过基底线下10m时,连续墙按下述原则终槽:
a)当岩面覆盖为砂层等透水层时,连续墙按进入施工揭示岩面0.5m终槽,且终槽深度不小于基底下10m,钢筋笼按伸至基底下10m配置,钢筋笼底至槽底间浇筑素混凝土;
b)当岩面覆盖为残积土层等不透水层时,连续墙按进入不透水层不小于2m(若不透水层小于2m,则按进入施工揭示岩面0.5m)终槽,且终槽深度不小于基底下10m,钢筋笼按伸至基底下10m配置,钢筋笼底至槽底间浇筑素混凝土;
c)当岩面同时覆盖有透水层和不透水层或覆盖层不易判别时,按岩面覆盖为透水层的终槽原则处理。
六、槽底异标高地下连续墙施工方法
地下连续墙在成孔过程中发现清布站实际岩面线与原地质钻孔差异较大,而且岩层陡峭,跌宕起伏。同一幅地下连续墙宽范围内的位置岩面标高差异较大,对在高岩面点位的导向孔位,也要求按低岩面的标高控制入岩;连续墙成孔困难。长时间的施工冲击震动对成槽有害,尤其是岩面上覆砂层较厚的地带,易发生坍塌导致埋锤,成槽施工时间较长。针对以上问题,采取地下连续墙槽底分台阶施工方法。
1、原围护结构设计图仍然有效,当一个槽段的导向孔与对应槽段的岩面差异不超过2m时,依然按照设计图纸进行终孔;
2、如同一槽段岩面变化较大,采用分台阶方法(仅分一个台阶)进行槽段的终孔;
3、每级台阶的宽度大于2m;
4、钢筋笼根据连续墙设计图纸交底的内容进行加工,异标高的槽段,钢筋笼加工形状与对应槽段的形状一致;如槽段深度超过基底以下10m,10m以下部分不设置钢筋网,为素混凝土墙;
5、分台阶后的连续墙每级台阶的终孔原则与设计图纸交底一致;
6、施工单位根据上述原则,如要进行分台阶施工,要申报分台阶申请确认表,经现场驻地监理确认和设计确认后才能进行施工。
7、按照抓-冲结合的成槽工艺,一幅连续墙需要三个导向孔的成孔,以这三个孔为根据,岩面的情况大致可分为四种形式:山峰状、单边倾斜变坡状、山谷状、平底状。
(1)对山峰状和单边倾斜变坡状的情况,可按照2.5m半幅墙的两个导向孔岩面标高,取低者为标准进行嵌岩控制;两个半幅墙(2.5m+2.5m)从整体上合并为一个槽段看,其槽底两个标高则形成为一个台阶。
每级台阶的终孔原则根据对应的两个导向孔中最低岩面进行终孔,以减少冲岩的时间及其带来的不良影响。
(2)对山谷状的情况,因岩面最深孔在中间,对其两侧的成槽均取控制作用,遵照上述原则,按此最深岩面满足嵌固要求控制,最终形成平底状槽段。
七、槽底异标高地下连续墙成槽施工做法
1、导向孔对岩面判定;按每槽段三个导向孔,在该槽段内左、中、右布置。导向孔采用冲击成孔至岩面后,对岩面进行取样及确定成孔深度,并与专业监理工程师进行确定与签认。
2、在确定了导向孔位置的岩面高度后,由清布站项目技术负责人和专业监理工程师按上述原则共同确定该幅连续墙的终孔深度、连续墙钢筋笼加工长度;如有不能确认的情况,需经过设计方认可方能终孔。
3、在成槽过程中清渣,采用正循环法,将输浆管通向孔底泵进新泥浆,泥浆由孔底向上流动,携带着泥渣上浮,并最终流出槽孔,流回泥浆池或辅助抓斗捞渣;
4、对于含砂率大,沉渣厚的槽孔需采用空气吸泥法进行清底,同时补充新鲜泥浆,保持所要求泥浆液面标高的相对稳定;
5、在槽段按前述标高要求终孔后,进行清孔工作。
6、对分台阶的两个槽底标高,先从槽底较高的半幅开始清孔;往较低的半幅推进。
7、清孔时,采用空气吸泥反循环清槽,确保清槽后槽底沉渣厚度满足要求。在清槽后及灌注混凝土前,槽底沉渣厚度不大于100mm。清槽后,槽底以上0.2~1m处的泥浆比重应小于1.15,含砂率不大于5%,粘度22~28s;含砂量高的场区,泥浆比重可适当调大。
8、地下连续墙成槽防偏方法
(1) 在导向孔成孔、抓斗成槽过程中多巡查,早发现早纠偏;回填根据偏孔的地层确定回填材料,紧锤密击修孔修槽;
(2) 通过垂吊桩锤或抓斗的钢丝绳子与导墙之间的位置变动关系量观测偏移情况,发现有异及时报告、处理;
(3) 成槽机作业位置场地要硬化、坚固,避免沉降变化带来偏差;
(4) 遇孤石或硬层,及时进行处理、纠偏,防止倾斜加剧;
(5) 采用带有自动纠偏装置的液压抓斗;
(6) 严格全过程监控制,经常复核钢丝绳偏位情况。
(7) 成槽后采用专用探笼进行槽段垂直度检测,观察探笼下放情况。若探笼能自由上下连续墙高度范围,则垂直度满足要求,若探笼下放困难,则需将探笼吊出,重新下放方锤进行修孔作业,直至探笼能自由下放。
分台阶槽段的钢筋笼
八、槽底异标高地下连续墙浇筑水下混凝土的做法
1、根据槽段底的异标高情况,计算浇筑水下混凝土两根竖管的长度,分别下到其各自半幅槽孔的底部。
2、水下混凝土采用分序异步开塞浇灌。
3、浇筑混凝土前先计算先开塞部分的混凝土体积V(见图3-1 “混凝土先开塞部分计算图”),并在浇筑混凝土的过程中由施工员做好记录,当先开塞部分浇筑的混凝土累计体积达到V后并实测砼面深度后,另一根竖管开塞,之后两根竖管同时浇筑混凝土。
九、槽底异标高地下连续墙钢筋网加工制作
1、对形成台阶状的槽段,钢筋网长度要按两个底标高分别确定长度,按图纸配筋要求加工制作。
2、在两个半幅各自槽底深度中,较浅者的深度超过基底以下10m,则按基底以下10m长度要求控制加工钢筋笼。
3、对两侧异长度的槽段钢筋网,须根据其重心位置的变化,另行布置吊点的定位与加固;
4、对差异较大的槽段台阶(长度差异在5m以上),在转角位置桁架筋上下排各焊接Φ28钢筋作为辅助加强连接件,确保钢筋网起吊时不变形;辅助加强件根据情况可在钢筋网竖起后下槽孔前割除。同时在副吊的两个吊点之间焊接两道Φ28圆钢。
十、槽底异标高地下连续墙钢筋网吊装
1、对底部异标高的槽段钢筋网,为保证在竖起时钢筋网不变形,禁止采用单台吊机退吊;而必须采用两台吊机抬吊,即要求在钢筋网离开地面后进行平躺向竖起状态的转换。
2、在钢筋笼验收合格及槽段清孔换浆符合要求后应立即吊装钢筋笼,采用200t履带吊与50t汽车吊共同进行吊装作业。
3、钢筋笼吊点布置和起吊方式要防止起吊时引起钢筋笼变形。起吊时不得使钢筋笼下端在地面上拖引,以防造成下端钢筋弯曲变形。
4、插入钢筋笼时,最重要的是使钢筋笼对准槽段中心、垂直而又准确的插入槽内。钢筋笼进入槽内时,吊点中心必须对准槽段中心,然后徐徐下降,此时必须注意不要因起重臂摆动或其他影响而使钢筋笼产生横向摆动,造成槽壁坍塌。
5、为了吊装安全,在桁架筋每隔1.5m采用Φ28钢筋U型加筋加强桁架刚度,保证起吊不容易变形、脱焊。U型加筋的布置位置详。
十一、槽底异标高地下连续墙计量
1、成槽计量:槽段异标高部分,为了抓槽后的副孔更好冲岩,提高槽段的成孔效率,中间孔的成孔按最低标准终孔,槽段较深部分台阶宽度为2.9m,较浅为2.1m。
2、钢筋计量:按两个底标高取平均值后确定计算;对超过25m的,按设计要求,取通长25m计算。
十二、两种做法对比
项目 平底地下连续墙 槽底异标高地下连续墙 备注
工期 每个冲孔入岩平均每天(24小时)0.6m,如一个槽段导向孔深度相差5m,如按最低导向孔终孔,即有半个槽段入岩5m才能终孔,共3个冲孔,共需时3×5/0.6=25天 由于减少了一个台阶的微风化岩,减少了入岩的时间,估计每个槽段平均入岩1m,1×5/0.6=9天,每个槽段减少25-9=16天
施工难度 岩溶地区入岩量过多会造成偏孔、卡锤等施工风险,进一步影响工期 减少入岩量,避免了重复多次修孔、卡锤等风险,比较适用于清布站的岩溶地层地下连续墙施工
施工安全度 岩层上部的连续墙槽壁长时间空置,并在反复冲击震动的影响,容易导致槽壁的塌陷,影响迎宾大道的安全;
岩溶地区入岩过多,容易侵入溶洞,造成不可预知的危险 减少了因施工的周期过长而造成的周边道路安全问题;
减少入岩避免了不必要的侵入溶洞的风险;减少了长时间冲岩对岩面以上砂层震动的影响
质量 槽段滞留时间过长,砂层导致护壁泥浆失水,槽壁形成“泥皮”,基坑开挖后,会产生露筋情况;入岩过大会导致埋锤,无法捞出或清除时,本槽段无法继续成槽 减少成槽时间,能避免积聚“泥皮”,避免露筋,嵌固、止水质量是有保障
篇2
【摘 要】在施工中,地面沉降事故占总事故的30%~40%,对隧道内的直接表现是拱顶下沉或塌陷,这种塌陷产生的涌水、涌泥对施工现场的人员、设备安全构成了极大威胁,同时也影响了工程的进度、增加了工程的费用。因此,对施工中发生塌陷的原因进行分析与总结十分必要,不仅能为塌陷处理提供依据
【关键词】砂层;全风化岩;暗挖施工;塌陷原因
1 .概述
对于砂层地区,在受特殊环境限制的情况下,采用暗挖法施工时,由于地层的特殊性质,浅埋暗挖施工技术更为复杂。砂层自稳能力差,开挖极易引起地面沉陷过大,甚至塌陷,造成灾难性后果[1]。在施工中,地面沉降事故占总事故的30%~40%,对隧道内的直接表现是拱顶下沉或塌陷,这种塌陷产生的涌水、涌泥对施工现场的人员、设备安全构成了极大威胁,同时也影响了工程的进度、增加了工程的费用[2][3]。因此,对施工中发生塌陷的原因进行分析与总结十分必要,不仅能为塌陷处理提供依据,同时能为类似工程施工积累经验。
2 .工程概况
隧道拱顶埋深约17.0~21.0m。本段隧道穿越道路,地下管线密集,种类繁多,交通繁忙,隧道局部范围紧邻建筑物。隧道平面位于直线段。该段隧道施工过程中曾发生多次塌方事故。
3.地质概况
(1)岩土层岩性特征:本段区间隧道范围内上覆第四系全新统冲积层(Q4al),下伏基岩为(Pz1)混合片麻岩。第四系全新统冲积层(Q4al)主要有粉质黏土、淤泥质粉质黏土、粉砂、粗砂等。震旦系混合片麻岩(Pz1)主要为黄褐色、浅黄色、灰白色、青灰色,变晶结构,片麻状构造,主要矿物成分为石英、长石、云母,按风化程度可分为全风化混合片麻岩、强风化混合片麻岩、弱风化混合片麻岩。
(2)水文地质:场地内地下水为孔隙水及基岩裂隙水。孔隙水主要赋存于第四系全新统冲积层、残积层及全风化混合片麻岩中,主要受大气降水及地表水侧向补给,随季节变化较大;基岩裂隙水主要赋存于强风化、弱风化混合片麻岩节理、裂隙中。主要补给来源为地表水的渗入补给。各岩土层的渗透系数:粉质黏土,混砂,渗透系数k=0.005m/d;淤泥质粉质黏土地下水含量高,呈饱和状态,具弱透水性,渗透系数k=0.001m/d;粉砂中地下水较丰富,透水性较好,为中等透水层,渗透系数k=1.0m/d;粗砂富含地下水,透水性随粘粒含量增多而变小,具中等~强透水性,渗透系数k=20.0m/d;全风化混合片麻岩具中等透水性,渗透性从上向下逐渐增大,建议渗透系数k=1.0m/d;强风化混合片麻岩具中等透水性,建议取渗透系数k=5.0m/d;弱风化混合片麻岩具中等透水性,透水性随节理裂隙发育程度改变,建议取渗透系数k=1.0m/d。
4.设计方案
本段隧道拱顶临近或局部砂层侵入,采用隧道两侧设置帷幕+帷幕内井点降水+洞人平旋喷桩+掌子面锚固桩及注浆措施,工法采用上、下台阶+临时仰拱法。
止水帷幕:止水帷幕伸入隔水层,以阻断帷幕内外水力联系,通过帷幕内降水达到矿山法隧道无水施工的条件,降低帷幕内井点降水对周边环境的影响。止水帷幕采用地下连续墙。在隧道两侧及两线之间各设置一道平行于隧道的纵向地下连续墙,纵向30m设置一道横向地下连续墙,将地下连续墙划分为网格,以保证降水效果,提高工效。为防止地下连续墙在穿越砂层中槽段坍塌,在地下连续墙内外两侧设置水泥搅拌桩进行槽壁加固。施工时应注意地连墙接头处的止水效果,并根据实际情况采取相应的措施。
降水、回灌:降水除需有效降低帷幕范围内的地下水位标高之外,还必须有效减小帷幕内地层的含水量,增加地层的固结强度,保证隧道无水施工,提高隧道施工的安全性。根据止水帷幕外水位变化,在帷幕与建筑物间设置一排回灌井,帷幕内井点降水的同时利用回灌井向土层内回灌一定数量的水,形成一道水幕,从而减小降水以外区域的地下水流失,使其地下水位基本不变,达到保护周边建构筑物的目的。
水平旋喷桩:隧道拱部180°范围设置单排水平旋喷桩。隧道上台阶设置锚固桩,锚固桩采用水平旋喷桩。
掌子面注浆:隧道掌子面上半断面及开挖轮廓线外1m范围内采用水泥-水玻璃双液浆超前预注浆加固。
5.塌陷原因分析
第一次塌陷发生于GDZK44+275处,下台阶左侧边墙挂网立架完成,进行喷射混凝土时,拱脚处出现突水突泥,封堵未能奏效,随之发生塌陷。分析塌陷原因为:(1)根据抽芯结果结合连续墙成槽记录及混凝土浇筑记录判断连续墙墙底位于隧道下台阶范围,墙底土体仍为全风化地层,未达到设计图纸要求。(2)隧道塌方段为全风化地层,隧道上方存在砂层,全风化混合体片麻岩,遇水容易软化。总体地质条件较差。(3)塌方前该地区普降大雨,地下水位上升,导致水土压力增加。(4)塌方处处于连续墙丁字接头处,连续墙成槽会对地层造成一定的扰动。隧道开挖时连续墙外土体产生管涌通道,水土体涌入隧道,导致地面塌陷。
第二次塌陷发生于GDZK44+402处,下台阶发生涌水涌泥,现场立即进行临时封堵,但因瞬间涌水涌泥量过大,封堵未能达到预期效果,随之出现塌陷。根据涌水位置及地下连续墙钻孔取芯分析,塌陷原因为:(1)地下连续墙外侧存在较大范围软土层,隧道拱顶存在砂层,且砂层含水量高,洞身位于全风化、强风化混合片麻岩中,全风化混合片麻岩遇水易软化崩解,地质情况极为复杂。(2)地下连续墙浇筑混凝土时因成槽塌孔等原因,易造成墙身夹泥,导致墙体完整性存在缺陷,从而形成涌水通道。(3)地下连续墙质量检测不严格,涌水位置地下连续墙未进行质量检测。(4)地下连续墙混凝土浇筑过程中混凝土用量控制不严,未对实际混凝土用量超出或少于设计用量进行分析,留下了安全隐患。(5)暴雨天气较多,降雨量急剧增加导致地下水位升高,水压力增大,加大了地下连续墙外侧软化土体涌入隧道的风险。
6.结论及建议
通过对该隧道两次塌陷原因的分析总结,可得出该隧道饱和砂层及全风化岩段暗挖施工塌陷的主要原因为:
(1)复杂地质条件是引起塌陷的客观原因。
(2)施工质量未达到设计要求是引起塌陷的主要原因。
(3)降雨导致地下水压力增大是诱发塌陷事故的外部因素。
(4)建议在同类隧道施工中加强施工管理,对施工质量进行检测,确保施工质量达到设计要求,并在地下水环境发生变化时,制定相应的防排水措施,加强安全监控,从而避免塌陷事故的发生。
参考文献:
[1]顾拥武.砂层中地铁车站暗挖施工技术研究[C]. 城市地下空间开发与地下工程施工技术高层论坛论文集,2004.
[2]罗忠,陈明辉. 富水砂层中暗挖隧道施工沉降控制技术[J]. 现代隧道技术,2012(4):125-131.
[3]方仁应. 浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制[J]. 城市建设理论,2014(35).
篇3
【关键词】地下连续墙;施工难点;解决对策
1.地下连续墙介绍
1.1定义
由于目前挖槽机械发展很快,与之相适应的挖槽工法层出不穷;有不少新的工法已经不再使用膨润土泥浆;墙体材料已经由过去以混凝土为主而向多样化发展;不再单纯用于防渗或挡土支护,越来越多地作为建筑物的基础,所以很难给地下连续墙一个确切的定义。
一般地下连续墙可以定义为:利用各种挖槽机械,借助于泥浆的护壁作用,在地下挖出窄而深的沟槽,并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗(水)、挡土和承重功能的连续的地下墙体。
1.2分类
(1)按成墙方式可分为:①桩排式;②槽板式;③组合式。
(2)按墙的用途可分为:①防渗墙;②临时挡土墙;③永久挡土(承重)墙;④作为基 础用的地下连续墙。
(3)按墙体材料可分为:①钢筋混凝土墙;②塑性混凝土墙;③固化灰浆墙;④自硬泥浆墙;⑤预制墙;⑥泥浆槽墙(回填砾石、粘土和水泥三合土);⑦后张预应力地下连续墙;⑧钢制地下连续墙。
(4)按开挖情况可分为:①地下连续墙(开挖);②地下防渗墙(不开挖)。
本文主要介绍槽板式钢筋混凝土地下连续墙的施工难点,并研究解决对策。
2.地下连续墙的施工难点及解决对策
地下连续墙的施工主要包括:导墙施工、钢筋笼制作、泥浆制作及控制、成槽、下锁口管、钢筋笼吊放和下钢筋笼、拔锁口管等过程。
2.1导墙施工。导墙施工是地下连续墙施工的第一步,它的作用是挡土墙,储存泥浆,对挖槽起重大作用。导墙施工一般存在以下问题。
(1)导墙变形。出现这种情况的主要原因是导墙施工完毕后没有加纵向支撑,导墙侧向稳定不足发生导墙变形。
解决对策:导墙拆模后,沿导墙纵向每隔1m设两道木支撑,将二片导墙支撑起来,在导墙混凝土没有达到设计强度以前,禁止重型机械在导墙侧面行驶,防止导墙变形。
(2)导墙的内墙面与地下连续墙的轴线不平行。导墙的内墙面与地下连续墙的轴线不平行,会造成整个地下连续墙不符合设计要求。
解决对策:务必保证导墙中心线与地下连续墙轴重合,内外导墙面的净距应等于地下连续墙的设计宽度加50mm,净距误差小于5mm。导墙内外墙面垂直。
(3)导墙回填土。回填土容易塌方,造成导墙背侧空洞,混凝土方量增多。
解决对策:使用小型挖基开挖导墙,使回填的土方量减少,然后用素土而非杂填土回填。
2.2钢筋笼制作
钢筋笼的制作是地下连续墙施工的一个重要环节,钢筋笼制作的快慢直接影响施工进度。钢筋笼制作一般存在以下问题。
(1)进度问题。影响钢筋笼制作快慢的因素很多,比如受场地条件的限制,施工现场不允许设置两个钢筋制作平台,而且当进入梅雨天气时,电焊类的施工就只能停止。
解决对策:有条件施工现场可以设置两个施工平台来交替作业。以保证一天一幅的施工进度。当进入梅雨天时,可以用脚手架和彩钢板分段搭设棚子,在棚内进行电焊施工,待钢筋笼需要使用时可直接用吊车将棚子吊离。
(2)钢筋笼的焊接。由于工作量大以及工人注意力不集中等,会造成钢筋接头错位,而且许多接头在电焊完成后还处于高温软弱状态,在搬运或堆放地时会不注意,会造成钢筋接头受力而弯曲变形。
解决对策:这类问题主要是人为原因造成的,因此加强技术管理,提高施工人员素质,问题就可彻底解决。
2.3泥浆制作与控制
泥浆制作是地下连续墙施工的关键。如果泥浆制作不好,则在槽壁表面不能形成一层固体颖粒状的胶结物(泥皮)而失去粘接力。同时还会造成泥浆液柱压力,不能平衡开挖槽段土壁内外的土压力和水压力,导致维护槽壁的不稳定,引起塌方。
解决对策:根据水文地质资料,采用膨润土、纯碱等原料,按一定比例配制做泥浆。泥浆制作过程中还应注意以下问题:
(1)按泥浆的使用状态及时进行泥浆指标的检验。对循环使用的泥浆若不及时测定试验,会造成泥浆质量恶化。
(2)泥浆制作与工程整体的衔接。新配制的泥浆应该在池中放置ld充分发酵后才可投入使用。
(3)泥浆制作的具体方量一般以拌制理论方量的1.5倍比较合适。
2.4成槽
成槽是地下连续墙施工的重要环节。主要包括成槽机施工、泥浆液面控制、清低、刷壁等。
(1)成槽机施工。成槽机施工中最主要的问题就是偏差问题。
(2)泥浆液面控制及地下水升降。在成槽过程中及结束后都要进行泥浆液面控制,当遇到降雨等使地下水位急速上升的情况时,需要控制地下水的升降,如果处理不好则会影响槽壁质量。甚至出现塌方。
(3)清底工作。清低不及时致使沉渣过多,会造成地下连续墙的混凝土强度降低,钢筋笼上浮,影响其截水防渗能力,易引起管涌。同时沉渣过多,会影响钢筋笼的沉放。
(4)刷壁。若刷壁不及时可能造成两幅墙之间夹有泥土,会产生严重的渗漏,影响地下连续墙的整体性。
解决对策:地下水位急速上升时,可部分或全部降低地下水。或是提高泥浆液面,使其至少高出地下水位0.5-1.0米,以保证槽壁的稳定。此外还要做好技术交底工作,端正工人施工态度,及时做好清低及刷壁工作。
2.5下锁口管
下锁口管一直比较复杂,至今没有得到合理解决,主要问题如下。
(1)槽壁不垂直。造由于机器和人工的原因,锁口管的位置常会发生偏移。
(2)锁口管倾斜。锁口管的上下端都需要固定,下端主要通过吊机提起锁口管一段高度使其自由下落插入土中而固定。两种固定方法最大的缺点就是对工人要求高,易产生操作误差。
2.6钢筋笼的起吊和下放
(1)钢筋笼的起吊。钢筋笼在吊放过程中,由于吊点中心与槽段中心不重合会使钢筋笼发生变形。
(2)钢筋笼下放。槽体垂直度不合要求或漏浆等原因,钢筋笼在下放时碰到混凝土块,导致钢筋笼倾斜左右标高不一致或侧移。
解决对策:技术人员操作认真,以确保钢筋笼起吊的绝对安全,钢筋笼下放时,要使钢筋笼的中心线与槽段的纵向轴线尽量重合。此外,要确保回填土要密实以防治漏浆。
2.7拔锁口管
拔锁口管一定要掌握好时间,当混凝土没有凝固时就操作,会造成墙体底部漏浆,此时如果锁口管后回填土不密实,混凝土会绕过锁口管,对下一幅连续墙的施工造成很大的障碍。
解决对策:掌握好混凝土的初凝时间,在混凝土灌注完毕时在使用液压顶升架拔锁口管。
篇4
【关键词】地铁;地下连续墙;施工;技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
随着建筑工程项目中深基坑施工规模和数量在不断增加,有关基坑的施工结构、施工技术和施工所产生的影响就越来越明显,因此工程地下连续墙施工也变得更加的复杂,在施工的过程中。非常容易影响到周围的建筑结构和建筑物,所以我们在施工的过程中要进行总结和完善。在工作时,采用更稳定、更科学的施工工艺,同时要对施工技术进行优化和总结,处理和优化存在的种种质量问题,为施工创造良好的基础条件。
二、地下连续墙概述
1、地下连续墙概念
地下连续墙施工技术最早出现于欧洲,是一种具有多种功能的地下墙体施工技术,在施工的过程中其最早出现在石油开采工作中,而随着其技术和施工水平的提升,其被广泛的应用再各类建筑结构之中,成为建筑施工的核心技术环节。截至目前,我国较多的建筑结构都已经广泛的应用了这种施工技术,且在一定的基础上代替了较多的传统施工方法,为基础工程的开展提供了基础前提。就目前人们在工作中常说的地下连续墙,主要是指的是在工作的过程中利用各种挖槽机械以泥浆护臂作为主要的护壁结构进行系统化施工,然后在施工中挖出窄而深的地下深槽,通过将混凝土灌入深槽之中形成一道具备防水、抗渗、挡土和承重能力的连续墙体,从而为基坑的开挖提供良好的基础依据。目前在工程施工的过程中,随着建筑施工技术日益完善,各种新型施工理念和施工模式逐步受到人们的关注和重视,其在施工中,各种施工技术模式也得到了相关的完善与实现。在地下连续墙施工中,按照施工开挖情况我们可以将其分为地下连续墙和地下防渗墙两种不同的工程结构。
2、施工要求
近年来的社会发展中,地下连续墙施工结构在目前的工程施工项目中,其连续墙施工得到了人们的大力推广与普及,也在施工中成为了一种核心的技术模式。 地下连续墙施工技术的大力推广与普及与其施工技术优势是密不可分的一部分。其主要的施工优势在于:首先,在施工的过程中其振动性能小,对于周围环境影响低,非常适用于目前密集的城市建筑工程施工中。其次,在施工的过程中墙体刚度大,整体性能好、噪音低,因此可以承受各种大幅度荷载要求,同时其施工中极少见到塌方以及事故的产生,因此其在施工的过程中深受人们青睐。再次,其在施工中有着良好的防渗优势和作用,由于在施工的过程中其接头形式和施工方法的改进,使得其在应用的过程中几乎是一种密不透水的工作模式。
地下连续墙的施工技术要点
其施工工艺流程如图 1 所示。
图 1 地下连续墙施工工艺流程图
1、导墙的施工
(一)导墙设计
根据施工区域地质情况,导墙做成“”形现浇钢筋砼结构,内侧净宽度比连续墙宽 50mm,如图 2 所示:
图 2 导墙示意图
导墙各转角处需向外延伸,以满足最小开挖槽段及钻孔入岩需要。在遇到软土、沙土等特殊地段时,根据施工现场情况可采用增大导墙尺寸和深度及增加配筋等手段,以保证地下连续墙的各项技术指标。
(二)导墙施工
用全站仪放出地墙轴线,并放出导墙位置(连续墙轴线向基坑外侧外放 70mm),导墙开挖采用小型挖掘机开挖,人工配合清底。基底夯实后,铺设 7 cm 厚 1∶3 水泥沙浆,砼浇筑采用钢模板及木支撑,插入式振捣器振捣。导墙顶高出地面不小于 10 cm,以防止地面水流入槽内,污染泥浆。导墙顶面做成水平,考虑地面坡度影响,在适当位置做成 10-15 cm 台阶。模板拆除后,沿其纵向每隔1 m 加设上下两道 10×10 cm 方木做内支撑,将两片导墙支撑起来。其施工步骤如下:
2、基槽开挖
首先在工程施工前的开挖环节要确保是在技术工作人员的指导和监督下进行的,并且在施工的过程中针对其中存在的种种缺陷和不足问题进行深入系统的研究,保障开挖定点的准确。 然后在将混凝土灌入其中进行振捣。 并且在施工中要做好相关的情敌工作,清底后及灌注混凝土前应使用测绳测量槽深及沉渣厚度,在一个槽段内选择 5个点进行测量确保没有塌孔。
3、 刷壁
因为在已施工的地下连续墙的侧面往往有许多泥土粘在上面,所以刷壁就成了必不可少的工作。 刷壁要求在铁刷上没有泥才可停止,一般需要刷 20 次,确保接头面的新老砼接合紧密,可实际情况往往刷壁的次数达不到要求,这就有可能造成两幅墙之间夹有泥土,首先会产生严重的渗漏,其次对地下连续墙的整体性有很大影响。
4、钢筋笼制作与安装
钢筋笼采用整体制作、整体吊装入槽,缩短工序时间。
(一)钢筋加工按以下顺序:先铺设横筋,再铺设纵向筋,并焊接牢固,焊接底层保护垫块,然后焊接中间桁架,再焊接上层纵向筋中间联结筋和面层横向筋,然后焊接锁边筋,吊筋,最后焊接预埋件及保护垫块。
(二)除图纸设计纵向桁架外,还应增设水平桁架(每隔 3m 设置一道),并增设钢筋笼面层剪力筋,避免横向变形。对“ ”型“” 型, “Z ”型钢筋笼外侧每隔 2m 加 2 道水平剪力筋,入槽时打掉。
(三)钢筋笼制作过程中,预埋件、测量元件位置要准确,并留出导管位置,钢筋保护层定位块用 4mm 厚钢板,作成“ ”状,焊于水平筋上,起吊点满焊加强。
5、砼灌注
砼坍落度控制在 18~22 cm,导管直径为 300 mm。在“ — ”型和“”型槽段设置 2 套导管,在“Z”型的槽段设置 3 套导管,两套导管间距不宜大于 3 m,导管距槽端头不宜大于 1.5 m,导管提离槽底大约 25~30 cm 之间。
灌注砼时,以充气球胆作为隔水栓,砼罐车直接把砼送到导管上的漏斗内,浇灌速度控制在 3~5 m/h。灌注时各导管处要同步进行,保持砼面呈水平状态上升,其砼面高差不得大于 300 mm。灌注过程中,要勤测量砼面上升高度,控制导管埋深在 2~6 m 之间,灌注过程要连续进行,中断时间不得超过 30 min,灌到墙顶位置要超灌 0.3~0.5 m。每个槽段要留一组抗压试块,每五个槽段留一组砼抗渗试块,并根据规定进行抽芯试验。
四、质量控制措施
1、槽壁垂直度控制措施
(一)合理安排一个槽段中挖槽顺序,使抓斗两侧的阻力平衡。
(二)随时检查成槽的垂直度,及时调整。
2、预防地下墙渗漏水的措施
(一)对可能出现的地下连续墙墙体渗漏可采取如下措施:用凿锤凿除渗漏处混凝土直至漏点深处在凿除的坑洞内埋入高强塑料胶管,胶管埋入地下连续墙约 10~15 cm,胶管露出地下连续墙约 30~50 cm用双快水泥封堵坑洞并抹平待双快水泥达到一定的强度后在胶管内注浆,压浆材料采用水溶性聚胺溶液直至不再渗漏为止。
(二)地下连续墙接缝渗漏的处理措施:如接缝渗漏较为轻微,经过反复处理仍然渗漏或有流砂现象发生时则必须在槽壁接缝外侧进行双液分层注浆或施工旋喷桩进行封堵。
五、结束语
在地铁工程地下连续墙施工过程中,大体积砼混凝土技术的实施和运用跟浇筑施工的质量和工程造价有很大的关系,社会在不断的进步,针对技术的要求也变得更加严格。因此要对大体积砼施工过程中出现的技术问题进行深入地思考和分析,最终采用相应的管理措施进行管理和控制。
参考文献:
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篇5
关键词:地铁深基坑 地下连续性围护结构 钢筋笼吊装
中图分类号:TU753 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)05(a)-0071-02
1 工程概况
本工程为某市一地铁工程的其中一站的车间深基坑开挖工程。本地铁深车间基坑工程位于该市经济技术开发区,本工程在设计时采用明挖顺做法。根据本工程的工程地质情况。水位条件以及周边环境的情况,经过设计、施工等相关单位的共同探讨和分析之后,决定采用地下连续墙作围护结构兼作地下室外墙的二墙合一的方案,墙厚为800 mm,钢管的直径为609 mm。本工程分为两段,分别为端头井段和标准段,两段的连续墙深度不同,端头井处的开挖深度为17.3 m,而地下连续墙的深度为30 m,标准段的开挖深度为15.7 m,相应的地下连续墙的深度则为28 m。每幅地下连续墙的长度为4.4~6 m,布置形式主义有三种,分别为一字型,L字型以及Z字型,采用C35、P8水下混凝土。在施工过程中应采用精密的仪器对基坑变形进行实时的检测,以达到动态施工控制的目的。
2 地下连续墙施工工艺
本深基坑工程地下连续墙的主要施工工序为修筑导墙泥浆制备与处理槽段开挖钢筋笼制备与吊装混凝土浇筑。
2.1 导墙施工
在地下连续墙的施工中,导墙起到控制平面位置、引导垂直方向、挡土以及稳定浆液面护槽的作用,通常导墙修筑在地下连续墙轴线的两侧位置,在槽段开挖之前,应先进行导墙的修筑,这样可以起到稳固地面土的作用,方便成槽施工。导墙施工的主要工序为平整场地测量定位挖槽浇筑垫层绑扎钢筋支模板浇灌混凝土拆模板并设置支撑导墙外侧回填土。如图1所示为导墙施工示意图。
在进行导墙施工时,应保证导墙的基底与土面能够紧密的结合在一起,这样可以防止泥浆渗入到导墙的后面。导墙采用分段施工的方式,在对每段导墙进行施工时,应预留一段水平钢筋作为连接钢筋,在相邻导墙施工时可通过预留的水平钢筋连接在一起。在成槽施工时,导墙是起到引导液压抓斗施工的作用,因此应确保导墙的位置、尺寸以及垂直度能够精确的满足规范的要求。通常情况下墙面与纵轴线距离之间的偏差不得超过10 mm,内外导墙间距的偏差不得超过5 mm,导墙顶面应确保水平,全长范围内的水平偏差不得超过10 mm,局部的偏差不得超过5 mm。
在导墙混凝土浇筑、内模拆除之后,应沿着纵向,在导墙沟内设置木支撑,每间隔1m设置两道,这样可以确保在导墙沟内土方回填施工时,导墙之间不产生位移。对导墙进行自然养护,当导墙的混凝土强度达到设计强度的50%以上时,才可进行成槽施工。在导墙混凝土强度为达到设计要求时,应禁止重载车辆机械接近导墙,与导墙之间的距离应控制在3 m以上。
2.2 泥浆配制及使用
本工程进行配制的泥浆采用的材料为膨润土、自来水以及纯碱。应严格根据设计配合比选择泥浆材料的用量并做好配制,对于配制完成的泥浆应将其储存在半埋式砖砌泥浆池中。本工程中的泥浆循环系统由泥浆泵和软管组成。在地下连续墙的施工过程中,护壁泥浆必然会与砂土、地下水以及混凝土等接触,这会使泥浆中夹杂各种杂物,遭受污染而无法在进行使用,因此当泥浆在进行一次循环使用之后,应采取措施对泥浆进行分离净化处理,将其中的各种有害物质清除,尽可能的提高泥浆的重复使用率。虽然泥浆经过分离净化处理,但是仍然无法达到在此用于泥浆护壁的功能,这是因为泥浆在进行护壁使用终,会与地基土以及地下水接触,这不仅会消耗泥浆中的膨润土、纯碱等有效成分,而且泥浆中会夹杂各种有害离子,遭受污染的泥浆会大大减弱护壁的功能。因此泥浆在经过分析净化之后,还应采取措施对泥浆进行再生处理,以调整泥浆的性能指标,恢复泥浆的护壁作用,从而达到循环利用的目的。施工中,应时常对泥浆的各项性能指标进行检测,如有发现不符合要求的性能指标时,应采取措施对其进行调整,确保泥浆的护壁效果。
2.3 槽段开挖
本深基坑工程进行槽段开挖采用的主要机械设备为BH-12型液压抓斗和KH180 履带式起重机、50 t汽车吊配套的槽壁挖掘机。在抓斗进入导墙时应保持缓慢的速度,轻提慢放,这样可以避免对泥浆造成较大的冲击,以防止泥浆影响导墙下面、后面的土层稳定。在进行挖土时,应确保悬吊机具的钢索紧绷不松弛,钢索保持垂直紧张状态,才能保证开挖的垂直度能够精度满足要求。在进行挖槽施工时,应密切关注侧斜仪器,如果倾斜度超过要求,应及时采取措施进行垂直度的纠正。在每段槽段成槽施工结束之后,应立即将挖槽机驶离作用槽段。
2.4 钢筋笼的吊装
在本深基坑工程中,进行钢筋笼的吊装采用的机械设备为KH180履带式起重机、50 t履带式起重机。在进行钢筋笼的吊装时,应确保钢筋笼的水平,同时主吊钩和副吊钩同时起吊,当钢筋笼起吊到一定高度之后,应缓慢的将副吊钩放松,同时继续提升主吊钩,从而使钢筋笼从水平状况转变成垂直状态,之后即可拆除副吊钩,最后根据对应的位置将钢筋笼放入槽内。如图2所示为钢筋笼吊装示意图。
在钢筋笼吊装过程中,应特别注意的是钢筋笼吊点的布置和起吊方式,错误的吊点和起吊方式会造成钢筋笼出现不可恢复的变形。在钢筋笼起吊过程中,不得出现钢筋笼在地面上拖拉的问题,同时应在钢筋笼的下端绑一根拽引绳,通过人工操作拽引绳的方式以确保钢筋笼在空中能够稳定。在吊运钢筋笼的过程中,只能单独使用主吊钩进行吊运,同时应确保钢筋笼能够保持垂直的状态。
在将钢筋笼放入槽内之后,应用吊梁穿入钢筋笼最终吊环内,搁置在导墙顶面上。严格根据钢筋笼的设计位置和高程对实际钢筋笼的位置和高程进行调整,确保符合设计要求。
2.5 浇筑墙体水下混凝土
本工程下地下连续墙体采用的材料为混凝土C35、P8水下混凝土。水下混凝土的浇筑开始时间应在钢筋笼入槽之后的4 h之内。混凝土的下料应采用混凝土导管,本工程中所采用的混凝土导管直径为300 mm,同时经过耐压试验确保符合要求。对于导管的拎拔拆卸采用的机械为履带吊。在进行地下连续墙水下混凝土的浇筑过程中,应确保埋管的深度符合要求,通常应控制在1.5~4.0 m处。混凝土面应做好高差的控制,通常不得超过0.5 m,墙顶面混凝土面的高程应超过设计标高的0.3~ 0.5 m。水下混凝土浇筑完成之后,应对其进行养护处理。在混凝土的养护龄期达到要求之后,根据规范的规定,应对混凝土进行采样,并将试样送到试验室进行试验检测,主要检测的技术参数指标为混凝土的抗压和抗渗性能,符合要求才能确保地下连续墙的施工质量。
3 结语
文章通过结合某深基坑围护施工实例,对该基坑采取地下连续墙的围护方式。系统地总结了地下连续墙施工技术在深基坑围护工程中的具体应用,提出地下连续墙施工的相应施工技术要点,为同类工程提供参考借鉴。
参考文献
[1] 张建明.深基坑地下连续墙围护工程施工工艺探究[J].福建建材,2013(4):30-31.
篇6
关键词:填石层;地连墙;换填处理;成槽技术
引言:地下连续墙结构广泛用于地下工程深基坑开挖支护结构设计上,具有极其重要的作用,但是人们对地下连续墙施工质量控制上总是出现各种各样的问题,如果基坑的围护结构出现质量问题,基坑开挖过程中就容易出现安全隐患,地下工程的正常施工安全不能够得到保障。因此,要在经济合理的原则下,对地下连续墙的施工质量提出严格的要求。
本文主要针对苏州轨道交通4号线Ⅳ-TS-19标龙翔路站车站全断面地面下1.3m~7.7m范围内存在的填石层。施工中采用将填石层换填处理的方法,保证地连墙施工质量。该方法的成功运用,缩短了工期,保证了地连墙施工质量,也为类似地层下地连墙施工积累了经验。
一、工程概况
(一)工程概述
苏州轨道交通4号线龙翔路站位于龙翔路为明挖地下二层岛式车站。结构外包全长531.60m,标准段外包宽度19.9m,龙翔路站主体结构采用800mm及1000mm地下连续墙围护,墙厚800mm、1000mm,深度为30.5m、32m、41m不等。
(二)工程地质
龙翔路站位于东太湖路下,车站围护结构范围内主要土层为①1人工填土层、 ①3填石层、 ②Y淤泥质粘土、③1粘土层、③2粉质粘土层、 ④2粉土夹粉质粘土层、⑤1粉质粘土层、⑥1粘土层。其中不良地质有:
填石①3层:属第四系全新统(Q4)近代人工堆积物,层厚1.50~6.20m,层底标高-0.24~-4.02m,层底埋深3.30~7.70m,一般呈灰白色,不均、松散、主要由填石组成,粒径约2~20cm。大小不一,形状各异,局部为块石,夹少量粘性土、砂、砾。
二、原设计方案
龙翔路站围护结构设计说明5.2条中提出“采用成槽机械冲孔处理①3填石层”。
(一)成槽施工
龙翔路站地连墙成槽开挖过程中,挖出填石大小不一,形状各异,夹少量粘土、砂、砾石,挖出石块粒径多数大于20cm,最大石块粒径可达70~80cm。
图1挖出填石层处石块
图2超声波成孔检测记录
开挖至10m时,发现泥浆液面与理论数值相差较大。第一抓开挖20m深,设计理论方量为48m3,而实际共放浆160m3,制备的6箱新浆已全部用完,无法满足供给。停止送浆后,液面降至地下水位高度。
(二)超声波测壁
项目人员对已成槽段进行了超声波成孔检测,检测结果显示,填石层处槽壁两侧均存在较大范围塌方,成槽垂直度偏差最大达50cm左右。
三、处理方案
针对此问题,综合考虑本车站基坑的周边环境,不良的土层地质条件及开挖深度等,拟定在不改变原有围护结构型式地连墙前提下,采用放坡降低地面标高3米后再施工地连墙或对填石层进行换填处理两种方案。
表1方案比选
项目 放坡施工 换填施工
进度对比 放坡施工则须待基坑两侧管线改移完成后开始 可采用分段分块降低水位后即可实施
环境影响 大 小
施工占地 大 小
安全文明施工 放坡后场内和场外将形成水位差,施工过程中需不间断降水,坑外水容易倒灌基坑 可采取局部分块降水,边挖除边换填,对场地安全文明施工控制较容易
质量控制 放坡降低标高,导墙直接在填石层上施做,导墙施工质量相对难以保证。 换填后,导墙及地连墙施工质量能够得以保证。
经各方对施工进度、对周边环境影响、场地条件限制、安全文明施工控制、质量控制等多方面综合考虑,拟定在不改变原有围护结构型式地连墙前提下,采用对填石层进行换填处理方案。
四、换填施工工艺
(一)开槽降水
1.开槽前降水
车站范围内地下水位降至填石层以下,开挖至基底后不得有积水。换填施工作业前,采用分段降水方式降低换填段地下水位,划定30~50m范围为一段换填区域,在此范围东西两侧各挖一深坑,用于降低换填段地下水位,坑深以填石层底以下0.5m。每个坑中各放2台出水量为200m3/h的清水泵,不间断抽水,至坑中水位降低至填石层底面以下。
图3填石层现状
图4粘土换填
图5地连墙表观质量
2.换填过程中降水
换填期间,保持水位不回升,每个坑中至少放置一台水泵,确保换填过程中水位不回升,保证换填施工质量。
(二)沟槽开挖
沟槽采用挖机开挖,自卸汔车外运,沟槽在开挖过程中以保持边坡稳定为原则,切坡比1:0.5,并根据实际情况时刻观察边坡的稳定性,确保填石层底部换填范围距离地连墙边缘2.0m。换填采用粘土回填。
(三)粘土回填
沟槽开挖到填石层以下30cm后,确定开挖基底无填石层时再回填,在未完全挖除填石层及槽底有积水时不得回填。回填分层进行,采用粘土回填。每层虚填厚度不大于40cm,摊铺厚度均匀,机械无法摊铺到位处采用人工摊铺,采用YZ-20型振动式压路机压实。压实度控制在90%。
五、实施效果评价
(一)成本方面
与放坡开挖方案成本相比较,换填施工可节约成本40.8万元。
(二)工期方面
换填方案可以采取分段换填,换填完成后即可进行地连墙施工,整个围护结构施工工期提前2个月。
(三)质量方面
项目累计施工完成197幅地下连续墙,施工过程中,未发生漏浆现象,经项目人员对已成槽段进行了超声波成孔检测,检测结果显示,槽壁情况较好,无塌方现象存在。基坑开挖后地连墙表观质量良好。地连墙围护结构优秀率达98%。
六、总结
通过总结,成功的开发了碎石层地连墙成槽技术,保证了地下墙成型的优良率,得到了业主和业内人士的关注和肯定,为公司树立了良好的社会形象,为国内相同或相似工况情况下地下连续墙施工提供了科学的数据和施工经验。
参考文献:
[1]陆震铨, 祝国荣.地下连续墙的理论与实践.1987.
篇7
关键词:地下墙;施工工序;质量控制;对策
引 言:建筑行业的产品就是一个个建筑工程,一幢幢建筑物,所以,地下墙工程的质量的好坏对于建筑行业十分重要,是日常管理工作的重中之重。
1 地下连续墙的分类
地下连续墙简介虽然地下连续墙已经有了50多年的历史,但是要严格分类,仍是很难的。
(1)按成墙方式可分为:①桩排式;②槽板式;③组合式。
(2)按墙的用途可分为:①防渗墙;②临时挡土墙;③永久挡土(承重)墙;④作为基础用的地下连续墙。
(3)按强体材料可分为:①钢筋混凝土墙;②塑性混凝土墙;③固化灰浆墙;④自硬泥浆墙;⑤预制墙;⑥泥浆槽墙(回填砾石、粘土和水泥三合土);⑦后张预应力地下连续墙;⑧钢制地下连续墙。
(4)按开挖情况可分为:①地下连续墙(开挖);②地下防渗墙(不开挖)。
这里讲的是槽板式用作永久挡土围护结构的钢筋混凝土地下连续墙。
2 地下连续墙的优点和缺点
2.1 地下连续墙有很多的优点,主要有:
(1)施工时振动小,噪音低,非常适于在城市施工。
(2)墙体刚度大,用于基坑开挖时,极少发生地基沉降或塌方事故。
(3)防渗性能好。
(4)可以贴近施工,由于上述几项优点,我们可以紧贴原有建筑物施工地下连续墙。
(5)可用于逆作法施工。
(6)适用于多种地基条件。
(7)可用作刚性基础。
2.2 地下连续墙的缺点主要有:
(1)在一些特殊的地质条件下(如很软的淤泥质土,含漂石的冲积层和超硬岩石等),施工难度很大。
(2)如果施工方法不当或地质条件特殊,可能出现相邻槽段不能对齐和漏水的问题。
(3)地下连续墙如果用作临时的挡土结构,比其它方法的费用要高些。
3 地下墙施工工序质量控制以及措施
3.1 导墙施工
导墙应浇筑在密实的地基上,导墙拆模后,为保证导墙不变形和位移,立即在两墙间加设木支撑,支撑要具备一定的刚度,在导墙砼强度达到设计强度之前,严禁起重设备等大型车辆在导墙附近停留或作业,以防导墙开裂和位移。导墙槽内应用粘性土即时回填并分层夯实,以确保导墙的稳定性,确保不让地表水渗入槽内。导墙顶面应比外部四周地面高出100mm,以阻止地表水流入槽段内。
3.2 设备选择与成槽机操作人员操作的质量控制
成槽机必须有纠偏装置,成槽机驾驶员对抓斗下放要有很好的控制力。成槽过程中,操作人员要做到以下几点:
(1)抓斗出入导墙口时要轻放慢提,防止泥浆掀起波浪,影响导墙下面、后面的图层稳定。
(2)成槽时悬吊抓斗的钢索不能松弛,定要是钢索呈垂直张紧状态,这是保证挖槽垂直精度的关键动作。
(3)挖槽作业中,要时刻关注测斜仪器的动向,及时纠正垂直偏差。
3.3 槽段成槽开挖垂直度的质量控制
在进行地下墙施工的过程中,要确保地下墙的垂直度。在成槽之前,要对成槽机的水平度和垂直度进行调整。然而在成槽的过程中,要充分利用真砂成槽机上的垂直度仪表以及自动纠偏装置,从而可以使得成槽的垂直度得到了保证。
在计算整个槽壁精度的时候,初始挖槽精度对它的影响是非常大的。并且在计算初始挖槽精度的时候,分包单位在成槽的过程中要注意以下几点:第一,抓斗入槽;第二,在出槽的时候,要以较慢的速度匀速进行;第三,对垂直度要进行严格的控制,这样做可以使得槽壁以及槽幅接头的垂直度能够与设计要求符合一致。
在成槽的时候,在开挖槽段附近尽量减少较大地面附加以及振动载荷,这样可以避免出现槽段坍塌的现象。并且在成槽的过程中,要不断加强观测,如果发生了较严重的局部坍塌影响了环境的时候,此时要将槽段及时回填,并且在这之后要重新开挖成槽。对于成槽挖掘进来说,它的速度不宜过快,这样做可以避免出现槽壁不稳的现象。
3.4 钢筋笼制作以及吊装的质量控制
在建筑工程施工现场中,表现出来的质量通病主要有:钢筋绑扎、不规范的钢筋布置、在进行钢筋焊接的时候出现漏焊的现象、咬肉、不达标的焊缝厚度以及宽度、精度不高的接驳器等。为了能够很好的解决这些质量通病,所以要对建筑施工现场加强“三检制度”。
为了避免出现钢筋焊接漏焊的情况,在钢筋笼吊点、钢筋纵向以及主筋平面的斜向拉条的交点要进行全部点焊。在其余的交点要采用50%的交错点焊。在一些特殊情况之下,要先对铁丝进行绑扎然后再进行点焊。在进行钢筋笼吊装之前,首先要对吊具、钢丝的情况进行检查,在检查的过程中,吊具的滑轮以及钢丝绳的质量是一个重点检查对象。在检查的过程中,如果发现钢丝绳出现钢丝断裂的现象时,不得使用钢筋笼吊装。
在起吊工作之前,要对钢筋笼内的杂物进行清除,这样可以避免在起吊钢笼的过程中发生高空坠物的事故。当钢筋笼在入槽的过程中,要对接驳器的情况进行仔细的检查,保证接驳器的使用情况完好。如果在检查的过程中,出现接驳器或者钢筋脱焊以及接驳器帽子脱落的现象情况,要立即进行弥补然后再入槽。
如果在钢筋笼下放出现困难,此时不可强行进行冲击和下放,在必要的情况下,要将钢筋笼拎出,对槽段进行重新处理然后再入槽。
钢筋笼在吊运和入槽的过程中,应该具备足够刚度,并且钢筋笼在吊放入槽的时候,要注意笼子的方向,避免出现强行冲击入槽的情况。为了能够保证槽壁不塌,要在清槽泥浆置换合格的3到4小时之后进行钢筋笼的吊放,在吊放钢筋笼的时候要保持在设计的标高,在必要的时候,要采取相应的措施,避免笼子出现上浮的现象。
3.5 砼浇筑的质量控制
在槽壁施工的过程中,在老接头表面上会出现一层泥皮,从而影响槽壁接头的质量。针对这一情况,要采用接头刷壁的方法。
接头刷壁的方法中,通常要使用施工单位自制强制式刷壁器,在刷壁的过程中,要将接头紧贴,从而可以保证刷壁的效果。除此之外,在刷壁机内部要设置斜肋板,并且在下放的过程中,要将刷壁机内部的竖向力转换成一个水平分力,使得接头和刷壁机紧贴起来。在提出泥浆面之后要对用清水对其清洗,一直到刷壁机上没有任何附着物。
在进行砼浇筑的过程中,每车砼浇筑之后,要对砼面的上升高度以及砼导管埋深进行检查,保证地下连续墙砼浇筑的整体质量。在砼浇筑的过程总,要控制砼面的上升速度以及导管合理的埋深,这样做可以防止在砼浇筑的过程中出现夹泥以及夹水的情况。
对于锁扣管上端以及锁口管接头焊接部位,要保证他们具有足够的强度,这样可以避免发生拔断锁口管事故。
4 结束语
总之,地下连续墙施工是一个十分复杂的施工过程,对技术的要求十分的高。所以我们在施工过程中要重视技术的管理,提高工人素质,对会出现的质量问题,要有充分的认识。采取相应的预防措施,根据实践来总结经验,加强对质量通病的防范,这样才能缩短工期、降低工程的成本、保证工程质量,使整个工程顺利的实施。
参考文献:
[1]林汉楚. 地下连续墙的工艺及质量控制[J].广东建材,2006(10).
篇8
关键词:软土地基;地下连续墙;施工工艺;关键技术;对策分析
随着我国铁路交通建设步伐的加快,地下连续墙施工技术在深基坑项目建设中的应用也越来越普遍,通过各种成槽机械设备在地下挖出的窄而深的沟槽,借助于混凝土钢筋等材料在护壁上浇筑而成的具有防渗、挡土,以及承重的地下墙体,提高了交通运输的安全性和可用性。本文将结合滨海站地铁预留工程地下连续墙方案,对地下连续墙施工中的各项关键技术进行全面会审和试验研究,提出相应的解决办法。
一 项目概况
滨海站位于天津市塘沽区北部滨海新区,按跨线方式呈“工”字形布置的站房分地下两层、地上三层,站房总建筑面积79950m2,结合地质勘察资料显示,该地层土质以软土地基为主,浅层地下水属孔隙潜水及微承压水类型,根据铁三院提供的设计图纸,本工程中连续墙厚度为800mm,地下连续墙深17~26m,采用C30,P8钢筋混凝土,总长约810m,混凝土总量10368m3,墙体间接头采用圆形锁口管柔性接头,并在连续墙接缝位置设置两根φ1000@700高压旋喷桩止水,采用3台成槽机由中间向两端分段连续挖槽的方式来实施。通过对工程周边环境和现场钻孔灌注桩等施工因素进行分析,需要制定详细的可行性施工方案来有效调整施工工序,以避免窝工。
二 地下连续墙施工技术中的关键环节及应对措施
2.1 安全施工是贯穿项目的首要问题
在对地下连续墙施工过程中,安全生产是至关重要的,必须明确和建立安全生产责任制度,确保项目各负责人将安全落实到具体的工作中。比如召开全员安全生产技术交底,对特种作业人员需要进行必要的防护和岗前培训,对大型吊装设备进行必要的安全维护和检修,按照操作规程正确使用机械设备,对电气作业必须符合现场施工规范要求,做好安全生产预防和应急补救措施,切实落实好安全监督管理责任,杜绝一切违规、违章、违反纪律的现象。
2.2 做好成槽控制塌孔
在软土地质条件下进行成槽施工时,由于地下水位埋深为0.4~2.6m,极易造成塌孔现象,为此,必须合理配置好泥浆,合理控制成槽进度,特别是在施工初期,放慢挖槽速度,增大泥浆密度,确保槽段内液面高于地下水位0.5m以上。需要强调的是,对泥浆进行配制时,必须确保充分溶胀24h以上,严禁直接将膨润土倒入槽中,同时对水质也需要符合施工要求,随时调整泥浆密度和液面标高,尽量减少混凝土浇灌时的搁置时长,确保槽段周边地面的荷载不易过大。
2.3 对成槽精度进行必要的控制
在对地下连续墙进行施工作业时,必须严格控制导墙质量,确保泥浆密度、粘度、胶体率、含砂量、PH值等泥浆质量控制指标符合规范要求,对成槽,吊放锁口管,吊放钢筋笼,水下混凝土灌注,锁口管起拔等工序进行必要的控制,比如对成槽垂直度必须控制在3‰以内,为防止锁口管难于起拔的现象,锁口管制作精度(垂直度)应在1/1000以内,安装时必须垂直插入,偏差不大于50mm,拔管装置能力应大于1.5倍摩阻力,抽拔时掌握时机,一般混凝土达到自立程度(3.5~4h),即开始顶拔,混凝土初凝5~8h内将拔出。
2.4 对砂性土层中的泥浆指标进行全面测定和控制
由于在施工中,对于含砂率较高的粉土层和粉质粘土层,土层中泥沙颗粒、水泥成分和有害离子不断混入,使得泥浆粘度、比重大幅增加,使得泥浆指标超标,为此,必须采取必要的措施,如加大检测力度,及时调整泥浆的配制比例来满足不同地层条件下的施工要求。
2.5 对缩径问题的预防和应对
从地质报告中可知,由于在施工中有淤泥质粘土,极易造成缩径,为此,必须结合现场施工中的泥浆问题来随时调整施工步骤。比如为了避免地下墙混凝土内存在泥夹层的现象,需要对导管接头采用转盘扣连接,设置密封圈,在进行首批灌入混凝土时,要确保足够量的混凝土储备,能够保证保证初灌量将导管底端一次性埋入水下混凝土面以下1000mm,而且中途停歇时间不超过砼初凝时间,在对导管进行提升时,槽内混凝土上升速度不应低于2m/h,对导管提升时不要过猛。
2.6 对地下连续墙接缝进行止水应对措施
接缝止水性能对于地下连续墙的围护结构的安全至关重要,为此,必须做好对接缝渗漏问题的充分应对,避免对坑基及周边环境带来风险,比如采用专门的刷壁器,并利用导向配重使刷壁器上下刷壁时,紧贴已经施工完毕的混凝土凹槽,达到良好的刷壁效果。
2.7 对钢筋笼起吊时要预防变形
本工程地下连续墙钢筋笼最长为26m,钢筋笼重量最重为18.97T,在起吊过程中必须采取必要的措施来防范吊装变形。比如对于钢筋笼进行吊点位置的合理设置,对纵、横向桁架交点处进行必要的加固,确保受力均匀,起吊过程要轻起慢放,减少冲击荷载力,为防止钢筋笼难以入槽或笼体上浮现象,成孔要保持槽壁面平整,为防止钢筋笼上浮,清除槽底沉渣,控制浇灌速度,控制导管的最大埋深不要超过6m。
三 总结
由于在采用地下连续墙施工的同时,钻孔灌注桩也在施工,对施工场地的利用就需要进行科学的划分和有序的分工,比如对钢筋加工区、泥浆池、大型设备行走便道的布置等,都需要通过协调和组织来完成整个施工现场的规范和安全。做好文明施工,建立环境保护责任体系,及时处理项目生产过程中的水污染、废弃物污染、粉尘及有害气体的排放和收集,积极筹备各类施工机械和物资,确保各项施工任务的圆满完成。
参考文献
篇9
[关键词] 地下连续墙;深基坑;防渗堵漏;应急
Abstract: It summarized measures for excavation process of foundation pit engineering in New Coastal Region of Tianjin, explored other deep foundation emergency experiences, put forward the counter-measures for treatment of preventing seepage and occurring dangerous during excavating deep foundation pit, preventing by detecting joint、checking、repairing in foundation pit and reinforcing outside, coped with dangerous by “Draining- Compressing and Filling-Plugging” , ensured excavation smoothly.
Key Words: Diaphragm wall; Deep foundation pit; Anti-seepage and plugging; Emergency
中图分类号:TV551.4 文献标识码:A 文章编号:
1、前言
随着目前城市地下工程的发展,深基坑工程越来越多出现,虽然目前深基坑的设计、施工技术已经有了长足的进步,不同地质条件下的深基坑工程施工也都取得了成功,但在地下水含量丰富的软土地区,开挖过程中的渗漏问题依然是导致深基坑事故的主要原因,影响着深基坑的安全和稳定。
本文针对天津市滨海新区某深基坑工程在开挖过程中所采取的技术措施,以及借鉴其他工程深基坑渗漏抢险经验,总结出一套适用于采用地下连续墙围护的深基坑防渗堵漏技术,为类似的工程提供借鉴。
2、工程概述
天津市滨海新区某大型地下交通枢纽工程,建筑面积27万m2,基坑深度最深30m,围护结构为1.2m厚地下连续墙,幅宽5~6m,采用工字钢板止水接头,墙体深度达到61m。
场区内土层自上而下,依次分布有:杂填土,粉质粘土,粉土,粘土,淤泥质粉质粘土,淤泥质粘土,粉砂,细砂等。承压含水层(⑥2至⑨4层)顶板最浅埋深为20m,下部埋深达到60.0m左右(见图1),水头在地下10m左右。其中砂性土层较厚,约在地下20~60m的承压含水层中,主要为粉土、粉砂、细砂层,灰黄色、褐黄色,土质饱和、密实,标贯值击数N值超过30,渗透性高,为中等透水性,局部存地震液化层。
图1基坑围护与地质图
Fig.1 Foundation pit support and geological graph
此地质条件下,上部20深度内开挖较为安全,淤泥质粉质粘土及粘土层渗透系数较小,曾经在开挖到14m时组织进行应急演练,采用Φ120mm水钻打穿地下连续墙后,无地下水流出。而对于下部砂层,根据以往基坑施工经验,砂性土层标贯值较高,地下连续墙成槽困难,砂层易塌槽,此范围地下连续墙质量难以保证;另外由于地下承压水埋深较浅、压力较大,一旦发生渗漏,砂层极易发生砂土液化,从渗漏点涌水涌砂,发生地面沉降,周边建筑物倾斜或管线破坏等事故。而目前天津市大多数深基坑事故基本都发生在20~30m这个范围,此工程恰好处于此砂性土层,为深基坑施工带来很大困扰。
3、渗漏风险预防及补救措施
为减小基坑渗漏风险,确保基坑施工安全,应首先从预防上着手,提高风险管理水平,建立现场风险管理制度和控制措施,制定应急预案并定期组织演练,确保应急物资及现场设施条件以满足工程需要。除此之外还采取以下预防措施:
图2接缝加固示意图
Fig.2 Joint strengthening schematic diagram
(1)地下连续墙的渗漏大多发生在接缝处,特别是后续施工幅段,易在接缝夹泥夹砂,或混凝土绕流,导致接缝质量问题,所以在地下连续墙施工时,在后续幅段一侧工字钢内预埋注浆管(见图2),由于采用的袖阀管易被破坏,可以采用50mm钢花管,平均1m一个孔,用胶带或用自行车轮胎剪成环状来密封注浆孔,完成后续幅地下连续墙混凝土浇筑后,马上对花管进行注浆,钢管也可放在工字钢外侧,兼做防绕流管使用,也可达到对接缝进行注浆的效果,由于是和工字钢提前固定好后下放的,垂直度有保证,如钢筋笼下部为构造段,无配筋,则钢管长度与钢筋笼结构段等长即可,否则易被破坏。
完成地下连续墙后,待其达到一定强度,在工字钢接缝处施工三根三重管双高压旋喷桩(RJP工法)(见图2),旋喷桩呈品字形排列,位于后续幅段的接缝处,避免由于垂直度偏差导致旋喷桩下部劈叉现象。由于基坑较深,普通单重管和双重管旋喷桩在25m以下成桩困难,而采用三重管双高压可比普通三重管成桩的桩径大。现场在基坑内进行了三重管双高压旋喷桩试桩,进行开挖检查,在基坑底部砂层中旋喷桩成桩直径依然可以达到1.5m-与现场1m长钢筋对比(见图3),可以较好地将工字钢接缝封闭,旋喷桩施工深度达到基坑开挖面以下5m即可,但三重管双高压旋喷桩的垂直度受引孔钻机控制,特别在地下连续墙边,易受到混凝土鼓包的影响,施工时需注意。
图3旋喷桩开挖检查效果图
Fig.3 Chemical churning pile excavation-test effect picture
(2)通过对施工过程记录以及成槽超声波检测图的整理,对地下连续墙的施工质量进行详细综合评定,对任何可能出现缺陷的墙体进行标记,判断风险大小,根据工字钢接头的超声波图,看是否存在混凝土绕流,绕流的部位是在粘土层中还是在砂土层中,然后制定措施,可以采用在接缝原有三根旋喷桩的基础上,再补打两根旋喷桩,或在接缝部位埋设袖阀管(见图2)进行注浆,注浆完成后将袖阀管清洗出来,后期若出现险情可以及时注浆,减少引孔下管的时间。对判断出有可能存在问题的接缝在施工过程中要全程给予关注,每天派专人对墙面进行观察,若墙上部接缝存在阴渗,则墙下部接缝渗漏的可能性较大,此时应利用预埋袖阀管提前注浆处理后再向下开挖。
篇10
关键词:珠三角城际;超大型基坑;软弱地层;连续墙成槽
中图分类号:TV551文献标识码: A
1 工程概况
珠三角城际铁路网地处珠江三角洲海陆交互沉积平原区,地形平坦,地面高程-0.5m~10m。区内道路纵横,水网发达,河流众多,主要河流有珠江、东江、西江、北江等,均为高等级通航河道。广佛环线系珠三角城际铁路网的主干组成,线路穿过广东省中部,其地质、水文情况和施工难度较具代表性。
1.1 东平1号隧道
东平1号隧道位于佛山新城,呈东西向以地下线形式展布,隧道设计起点里程DK14+970,终点里程DK18+46,全长3492m。隧道全段除DK17+771.7~DK781.7和DK18+416~DK18+426.8两段(总长20.8m)为暗挖法施工外,其余段落(3471.2m)均为明挖法施工。隧道起始于平步村,并先后横穿环村东路、滨河路、英雄涌、佛山大道、乐从钢材市场、华康道后,走行于宝泉新村、文化广场(在建)之下,终于岭南大道。
本段范围内含广佛江珠共同实施段落,其中DK17+400~+756、DK17+797~DK18+400 段为四线明挖段,基坑开挖宽度 36m,最大深度 29.2m,为坑中坑,江珠右线小基坑深度沿线路在大基坑一侧逐渐变化。
1.2 东平新城站
东平新城站为广佛环城际与广佛江珠城际的接轨站。车站起点里程DK18+462,终点里程DK19+202,总长740m,为地下2层2岛车站,采用2台4线布置,与广佛江珠城际同台换乘。车站标准段宽度51.72m,深度20.98m~21.378m。车站顶板覆土2.618m~3.898m,采用明挖顺筑法施工,主体结构为箱式框架结构。车站共计283幅地下连续墙,采用液压抓斗机结合冲击钻机成槽。
1.3 东平2号隧道
东平 2 号隧道设计起点里程DK19+202,设计终点里程DK21+500,隧道全长 2298m, 基坑宽8.45m~43.41m,深度为11.28m~20m。本段范围内含广佛江珠共同实施段落,其中 DK19+202~DK20+360为四线段,DK20+360~DK20+475 为三线段,DK20+475~DK21+400 为双线段。隧道经东平新城站后顺裕和路行进,于DK19+915~DK19+965下穿裕和路桥;于DK20+000~DK20+060下穿百顺路;于DK20+400~DK20+500和DK20+775~DK20+875下穿河堤路;于DK21+310~DK21+336下穿华阳路。
2 工程地质和水文地质条件
2.1工程地质
经勘察揭示,结合区域地质资料对比分析,工点范围内所经过的地层岩性较复杂,按其成因和时代分类主要有:①第四系人工填土层(Q4ml);②第四系全新统海陆交互沉积层 (Q4mc);③第四系全新统残积层 (Q4el);④白垩系下统砂岩。
2.1.1不良地质
⑴、砂土液化:工点范围内 15m 以上的饱和砂层,松散-稍密为主,经液化判定,均为可液化地层。
⑵、软土震陷:场地区分布的淤泥质土、淤泥层,孔隙大,抗剪强度较低,承载力较低,在地震力或机械振动作用下,容易发生剪切破坏,因孔隙水排出受到压缩,导致地面沉陷,需要考虑软弱土震陷的影响。
2.1.2特殊地质
⑴、软土:工点范围内广泛分布有淤泥、淤泥质土,层厚 0.8~22.7m, 呈流塑状,具有高孔隙度、高压缩性、低透水性和富含有机质等特征。属强度低、稳定性差、变形量大、承载力低的软弱地基土。
⑵、膨胀岩土:第四系残积土及白垩系砂岩风化层,一般具弱膨胀性。该层具遇水软化和暴露时间长易开裂等特点, 基坑开挖时,应防止水泡和暴露时间过长,及时封闭工作面。
2.2水文地质
工程范围内地下水主要有赋存于第四系土层中的孔隙水和基岩风化裂隙水,第四系孔隙水主要赋存于海陆交互沉积层中的粉砂、细砂、中砂中,基岩风化裂隙水主要赋存于白垩系下统强、弱风化的砂岩风化节理裂隙中。地下水补给主要通过大气降水渗入及侧向径流补给,地下水的总体流向由南向北流向潭州水道。
线路地处珠江三角洲河网区,位于北回归线南侧,为南亚热带季风气候。全年降水丰沛,雨季明显,日照充足。年平均降雨量为 1709.6mm , 月最大降雨量为 965.2mm,日最大降雨量为 294.5mm。地下水水位埋深0.2~2.2m,水位高程1.33~3.31m,每年的5月~10月为雨季,大气降水丰沛,水位会明显抬升,水位年变化幅度为0.5~2.5m。
3工程的重难点和施工技术
东平1号隧道、东平新城站和东平2号隧道均是广佛环城际重难点工程,四线并行通过,两隧道+车站线路长约6530米,最大宽度51.72m,基坑体量堪称巨大。尤其是东平新城站更是控制性工程,作为广佛环城际的先行开工点,其安全质量、投资和工期控制难度较高,具有较强代表性;而地下连续墙的成槽质量和进展对后续工序影响很大,因此以东平新城站地下连续墙的成槽施工技术进行探讨,为其他工点提供借鉴。
3.1存在影响施工的难点
⑴、广佛环线与广佛江珠线共同实施、四线并行,基坑开挖线路长、宽度大;
⑵、地下水位高,平均埋深1.5米;
⑶、地下砂层分布范围广、厚且多带有软弱夹层;
⑷、河网发达,纵横分布;且与海洋连通,地下水位受潮汐影响变化较大;
⑸、工点范围年、月、日平均降雨量大。
3.2施工中经常出现的问题
⑴、成槽质量问题:连续墙成槽过程容易出现宽度、深度及垂直度不够和导墙变形破坏、槽孔倾斜而导致钢筋笼放不下等问题。
⑵、塌孔现象:车站地下砂层较厚,且埋深较浅,施工初期直接使用液压抓斗机挖槽至岩层再用冲击钻机造孔,容易塌孔。以下为施工初期成槽过程的塌孔现象:
图3-1墙段YV32塌孔图3-2墙段ZV11塌孔
⑶、灌注混凝土超方现象:由于施工工艺和措施不当,成槽质量不高,经常发生塌孔现象,不可避免产生较大超方量,最大超方量甚至接近20%。以下为灌注混凝土的超方统计:
施工初期地下连续墙混凝土灌注情况统计表表3-3
⑷、侵限问题:连续墙成槽混凝土超方量过大(超过5%),可能导致连续墙侵限。一旦连续墙侵限将要花费人力、物力来消除,造成较大经济损失。
3.3 关键施工技术
3.3.1连续墙的成槽
连续墙成槽要保证其成槽宽度,深度及垂直度,防止导墙变形破坏,孔壁坍塌,槽孔倾斜等是关键。
3.3.2 连续墙钢筋笼的制作及吊装
为了减少钢筋笼在槽孔口安装时间,本工程钢筋笼选择整幅吊装。根据整幅钢筋笼的重量、长度、吊机工作半径、路况,查表选择150t履带吊作为主吊(笼顶)、75t履带吊为副吊(笼底),按事先检算的吊点进行起吊、行走,保证钢筋笼顺利入槽。
3.3.3连续墙墙体砼的灌注
连续墙墙体砼的灌注应保证砼的和易性、流动性、塌落度(18~22cm)、扩散度(35~38cm)满足规范规程要求,砼灌注过程的埋管深度、上升速度、连续性的控制是施工的关键。
4 成槽技术
我们经过摸索和适应性试验,总结出一套针对工点范围地质情况的地下连续墙成槽技术方案,通过改良施工工艺和加强施工措施,有效解决施工初期出现的成槽质量差、易塌孔等问题。详细介绍如下:
4.1导墙施工
导墙是地下连续墙施工的重要组成部分,是沿地下连续墙中心线两侧设置的钢筋混凝土临时构筑物。其主要作用是作成槽机械的施工导向、控制标高和钢筋网定位标志,防止槽壁顶坍塌、支承施工机械、容蓄泥浆护壁,起挡土、承台、维持稳定液面的作用。
由于杂填土层较薄、地下砂层厚且埋深浅,采用传统导墙结构形式“”容易内倾变形,导致钢筋笼无法下槽;同时连续墙顶设计标高距地面距离较大。因此根据设计图纸并结合以往施工经验采用“][”式的导墙+简易混凝土内撑可有效防止导墙变形内倾;同时防止主体基坑土方开挖及冠梁施工时,连续墙顶以上的土方坍塌。导墙结构型式及配筋见图4-1所示。
图4-1 导墙结构形式图
4.2 连续墙施工
4.2.1施工准备
施工前要做好各种原材料的检验与实验,并向监理单位申请抽检报验。根据施工图纸中的槽段划分图在导墙制作完毕后进行分段,并把槽段编号与设计深度标注在导墙上;在连续墙成槽施工前布置好泥浆池及泥浆管沟以及钢筋笼加工场地。
4.2.2泥浆制备
根据本工程地质情况及所选用的液压抓斗机性能,采用优质膨润土制造泥浆。膨润土成品料由市场采购,符合SY5060-85的规定。
⑴、采用膨润土造浆。膨润土在使用前需经过取样,进行泥浆配比试验和物理分析,必要时要进行化学分析和岩矿鉴定。将合格的膨润土放入泥浆搅拌机中进行充分搅拌6~8min,并入池存放24小时以上使之充分水化,才能交付使用。
⑵、膨润土造浆的主要成分是膨润土、掺合物和水。
⑶、掺合物主要有羧甲基纤维素(CMC)和烧碱(Na2CO3),分别起增大泥浆粘度和增多膨润土颗粒表面吸附的负电荷的作用。膨润土造浆经验配比见下表:
膨润土造浆配比表(占水的百分比) 表5-1
⑷、新鲜泥浆性能指标
新鲜泥浆性能指标表表5-2
⑸、拌制泥浆前,应进行泥浆配合比的设计,须通过试验加以确定。新制备的泥浆必须在泥浆池存放24小时以上才能使用。
4.2.3成槽
造孔成槽是地下连续墙施工中的一道关键工序。根据地质资料和设计要求,结合现场的成功成槽经验,采用“冲-抓-冲综合成槽施工法”,并采取以下措施造孔较为有效。
⑴、短分幅。对处于较厚的(10米以上)高灵敏流塑淤泥层段、局部地段填土层较薄并砂层较厚地段槽段幅宽由6米,调整至3~4米,缩短单幅槽段的成槽时间,防止因槽段过宽成槽时间过长造成的额外塌孔。
⑵、导墙顶须高于地下水位1.5米以上,并确保泥浆液面不低于导墙顶30cm以下。开槽时,泥浆正循环,并适当提高泥浆粘度(18~20s)及比重(1.2~1.25),禁止向槽孔加水稀释泥浆。
⑶、使用冲击钻机夯实软弱地层(约10米深左右),冲孔过程辅以泥浆循环,在夯实淤质泥的同时挤压泥浆灌入两侧槽壁,形成密实泥皮,起稳定软弱地层作用,并减少对淤泥和砂层的扰动。
⑷、在施工便道上铺垫钢板,保证导墙下侧土体有足够承载能力,能承载液压抓斗机重量,减少导墙内倾变形。
⑸、在软弱地层段,成槽机放缓提升速度,防止提升过快形成负压而导致塌孔。
⑹短冲程。液压抓斗机抓土至全风化层后改用冲击钻机冲孔,采用大冲锤小冲程,冲程不得大于1.2米,防止因冲击力过大扰动两侧软弱地层,造成塌孔。
⑺、针对入岩较深地段,加密冲击锤锤齿并养护好,可加强对岩层的切割,减少对软弱地层的震动。
⑻、对需保护综合管廊周边建筑物的地段,可选用搅拌桩预先进行槽壁加固。
连续墙施工稳定期成槽质量高、无塌孔,灌注混凝土超方量控制在5%左右,具体情况见表4-1。
施工稳定期地下连续墙施工情况统计表表4-1
4.2.4清槽
在成槽过程中,为了把沉积在槽底的沉渣清出,需要对槽底进行清渣以提高地下连续墙的承载力和抗渗能力,提高成槽质量。清槽通常采用抓斗机或循环泥浆进行掏渣的清槽方法。在清槽过程中,不断向槽内泵送优质泥浆,以保持液面稳定,防止塌孔。对于Ⅱ期槽段,还必须采用特制带钢丝的钻头,进行接头清刷。
4.2.5钢筋网的制作和安装
钢筋笼应严格根据地下连续墙墙体设计配筋和单元槽段的划分来制作。钢筋笼制作在专门搭设的加工平台上进行,加工平台应保证平台面水平,四个角应成直角,并在四个角点作好标志,以保证钢筋笼加工时钢筋能准确定位和钢筋笼标准横平竖直,钢筋间距符合规范和设计的要求。
钢筋网在现场平卧制作。为了保证钢筋笼有足够的刚度,保证吊装时不发生变形,一般设置纵向钢筋桁架(每幅钢筋笼桁架间距不得大于1500mm),钢筋笼的规格、尺寸按设计要求和槽段尺寸、接头型式、深度要求进行制作。钢筋笼起吊时用两台吊机分两头配合,即采用二副铁扁担或一副扁担及二副吊钩起吊,以防止钢筋笼弯曲变形。先六点水平起吊,辅助起重下部四点,然后主机升起系在钢筋笼上口的钢横担将钢筋笼吊起对准槽口,使吊点中心对准槽段中心,缓慢垂直落入槽内,避免碰坏槽壁。钢筋网片吊装过程中必须有专人指挥,同时必须有专职安全员现场监督才能进行起吊,吊机起吊能力须有150t+75t以上。
4.2.6 接头施工
连续墙接头采用工字钢接头,工字钢背后用泡沫填充,钢筋笼两侧空余部位用沙包回填处理。
4.2.7水下砼的灌注
水下砼的灌注是地下连续墙施工过程中的最后一道关键性工序。灌注水下砼的机械采用砼搅拌车直接卸料入料斗,用吊车辅以提升导管的方法进行灌注水下砼。为确保水下砼浇筑质量,单元槽段采用直径壁厚≥3mm、直径250mm的无缝钢管制作而成的带有双螺纹接头的导管浇筑施工,两导管之间的距离不得大于3.0m,导管距槽段端部不得超过1.5m。隔水栓则采用橡胶球,确保导管连接密实。
5地下连续墙施工技术控制要点
5.1 软弱地基的泥浆控制
软弱地基施工时使用优质泥浆,特别要注意提高泥浆的流变性和造壁性,提高泥浆比重。泥浆面要高出地下水位约1.0m以上,以保持足够的泥浆静压力,增强泥浆的渗透能力,制备泥浆前,对施工区域内的土性、地下水情况进行认真调查。新浆要充分搅拌并静置24小时,待其充分溶胀后使用。成槽时始终保持维护槽壁稳定所需的泥浆面高度,采用“高液面、泥浆指标合格”的办法,以降低砼对钢筋握裹力的影响,并促使砼灌注顺利进行。在成槽过程中,及时根据地层变化情况对泥浆参数进行调整。本工程成槽地层砂层厚度较大,泥浆粘度及比重是影响槽壁的稳定的关键。同时根据成槽、清孔、水下混凝土灌注等不同施工时段及时检验泥浆指标并根据实际情况进行调整。施工中还要储备足够的造浆材料,并制备足量的泥浆;做好泥浆循环使用的管理,确保泥浆的供应;做好储备泥浆的质量管理。
5.2成槽质量控制
冲槽前全面检查泥浆是否备足、 运输管道是否通畅、 冲击钻机有无工作隐患存在等,以上问题解决后,才正式冲槽。开始6~7米的范围,冲孔速度要慢,这一段深度范围尽可能将槽壁垂直度调整到最好。在满足成槽轴线偏差,保证槽位正确的情况下,适当加快成槽速度。土层每进尺1m、岩层每进尺50cm均量测一次成孔垂直度,如垂直度不符合规范要求(1/150),必须停止进尺修孔,直至符合规范要求为止。冲孔期间每隔5米检查一次泥浆质量,并检查有无漏浆现象存在,以便及时调整泥浆参数和采取相应的补救措施。并牢牢掌握地下水位的变化情况,将地下水对槽壁稳定的影响降低到最小程度。同时泥浆面必须高于地下水位1.0m以上,不低于导墙面以下0.3m ,成槽后注意维持好泥浆液面。
5.3 清孔控制
冲击钻结束后,即用刷壁器对接头壁面进行认真清刷,保证刷壁次数,直至最终钢丝刷上基本不沾泥为止。用砂石泵底部抽吸方式清底,泥砂泵至少分三点定位,确保沉渣厚度小于规范要求。如槽底沉砂过多,用气举法清底,确保清底质量,沉碴处理必须满足设计与施工规范要求。对以砂层和软土为主的地层,清底换浆时间不能过长,一般以不超过2小时为好。
5.4钢筋笼质量控制
事先要进行吊装设计,对吊索、吊具的强度、吊点位置进行验算,将预埋件严格定位,钢筋笼的制作速度要同成槽机成槽的速度保持一致。钢筋笼的制作完毕后事先注明里侧、外侧;上、下头,并设置好控制钢筋笼标高的标高控制点。起吊后,在满足钢筋笼位置正确的情况下再缓慢下放。
5.5混凝土灌注质量控制
砼浇筑严禁在大风大雨的天气下进行,导管水密性要好,砼灌注过程中绝对不能作横向运动,不能使砼溢出漏斗流进沟槽内,开灌前储料斗内必须有足以将导管的底端一次性埋入砼中大于1m以上深度的砼储存量。同时砼浇注速度≥2m/h,中间间隔不宜超过30分钟,塌落度控制在18~22cm,缓凝时间4~6小时。灌注初始,两管同时灌注,两侧砼面的高差不能大于30cm,否则调换浇入点,务使砼面在同一水平上升。灌注过程中,经常上下提动砼导管,以利墙体砼密实,导管每次升降高度控制在30厘米以内。灌注过程中作好砼灌注记录,砼面每上升3~4米,在两导管外和中间取三点用测量砼面高度,按最低面控制导管的提升高度。同时严禁砼等杂物跌落槽内,污染泥浆,增加灌注难度。砼导管要轻拿轻放,每次灌注前均严格检查拼装垂直度及密封情况,确保砼导管拼装后垂直、水密性合格。灌注完成后最终砼面高程应高于设计要求0.5m,待凿去浮浆后使其能符合设计标高要求。
结语:本工程在复杂地质和穿越周边重要建筑条件下进行超大型的城际铁路基坑连续墙施工,成槽难度较大。通过改良工艺和技术创新,不断总结经验,有效提高成槽质量,最大限度杜绝塌孔和减少灌注超方现象,最终顺利高质量按期完成施工任务。
施工中首次采用冲抓结合的“冲-抓-冲综合成槽施工法”成槽新工艺,并通过调整槽段幅度、改良泥浆配比等方式,实现了在珠三角平原地下砂层厚、埋深浅、地下水水位高的1000mm厚的超大型地下车站连续墙成槽施工工艺的创新。针对浅表砂层,在开槽时采用冲击钻机夯实软弱地层,同时挤压泥浆形成密实泥皮,稳定槽壁两侧软弱地层,再用液压抓斗机抓土进尺,在强度较大的砂岩层再用冲击钻机冲孔成槽。整个成槽过程,充分发挥了各种机械的长处,既降低综合成本,又有效避免塌槽现象的发生,实现工程质量、工期与成本的平衡,取得了良好的社会和经济效益。
参考文献:
[1]杨海东.大型地下车站嵌岩地下连续墙施工技术[J].石家庄铁道大学学报( 自然科学版).2013(05)