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广西现今采用的地下连续墙施工工艺

文章出处:广西鼎信基础 人气:847发表时间:2015-02-06 13:27:24

地下连续墙施工工艺


  地下连续墙施工主要施工工艺为:先构筑钢筋砼导墙,设备进场安装,单元槽段划分和导孔施工,成槽护壁泥浆池设置和拌制(及泥浆循环处理),然后进行液压抓斗成槽作业,土方凉晒装车外运,清底换浆请孔(及清刷槽段接头),再进行吊放钢筋笼与接头管(钢筋笼制作),布设混凝土浇注导管进行浆下浇注墙体混凝土顶拔接头管,最后冲洗混凝土导管,清理现场并进行下一单元槽段成槽作业。

下面已某桥梁基础进行地下连续墙施工为例,拟定地下连续墙施工方案和施工工艺。初拟地下连续墙墙体厚度为70cm,最大墙深30米,最小墙深10米,地下连续墙为30m╳50m长方形。初步拟采用成墙机械为液压抓斗,墙的接头形式为接头管。

一、地下连续墙施工方法和施工工艺:

1、施工组织设计

施工设计应根据工程地质调查报告和现场调查资料编制地下连续墙施工组织设计,从而确定地下连续墙的设计、施工方案以及完工后的工作性能,主要包括挖槽方法的选择、泥浆循环工艺方案、钢筋笼的制作与吊放方法、槽段接头型式、砼浇注方法及接头管的拔出方法等工程施工设计。

2、施工前的准备:①场地准备:确定和安排机械所需作业面积:主要包括泥浆搅拌设备(泥浆搅拌设备以水池为主,水池总量为挖掘一个单元槽段土方量的2—3倍左右,即300—450m3);钢筋笼加工及临时堆放场地(其地基做加固);接头管和混凝土浇注导管的临时堆放场地以及阿嚏用地。②场地地基加固:在地下连续墙施工中,挖槽、吊放钢筋笼和浇注砼等都要使用机械,安装挖槽机的场地地基对地下墙沟槽的精度有很大影响,所以安装机械用的场地地基必须能够经受住机械的振动和压力,应采取地基加固措施(换填表面软弱土层,整平和碾压地基,用沥青混凝土做简易路面为临时便道等);③给排水和供电设备:根据施工规模及设备配置情况,计算和确定工地所需的供电量,并考虑生活照明等,设置变压器及配电系统,地下连续墙施工的工程用水是十分庞大的工程,全面设计施工供水的水源及给水管系统。

④护壁泥浆的稳定:泥浆的主要作用是护壁,其次是携沙、冷却和润滑,泥浆具有一定的密度,在槽内对槽壁产生一定的静水压力,相当于一种液体支撑,槽内泥浆面如高出地下水位0.6米—1.2米,能防止槽壁坍塌,关于地下连续墙的槽壁稳定性问题可以通过计算公式确定如梅耶霍夫的沟槽稳定临界高度公式;

3、挖槽工程:

单元槽段划分:

地下连续墙的施工是沿墙体的长度方向把地下连续墙划分成许多某种长度的施工单元即单元槽段。单元槽段长度根据设计及施工条件(挖槽机具的性能、泥浆储备池的容量、相邻结构物的影响、投入机械设备数量、混凝土供应能力和地质条件)初步确定槽幅平面长度为3.8米—7.2米。

4、泥浆施工:

泥浆实施方案需要经过试验才能确定。

A、泥浆试验:

泥浆试验包括:①稳定性试验(物理稳定性和化学稳定性试验);②密度的测定有两种方法即泥浆密度计法和密度计算法;

③泥浆流动性的测定;

④过滤试验; 

⑤含砂量的测定;

⑥酸碱度的测定;

⑦蒙脱土含量的测定;

⑧固态物质含量的推算方法。

B、制备泥浆的方法及泥浆的再生处理:

制备泥浆的程序和主要内容:

①调查地基和施工条件;

②选定泥浆材料:选定膨润土的种类、选定CMC的种类、选定分散剂的种类、加重剂的使用及防漏剂的使用;

③决定泥浆的漏斗粘度:确定最容易坍塌的地基、确定保持稳定所必须的粘度;

④决定基本配合比:决定泥浆浓度、决定各外加剂的掺加浓度;

⑤泥浆的制备、试验及修正,最后决定施工配合比;

⑥泥浆再生处理。

C、泥浆生产循环工序流程:

新鲜泥浆拌制→新鲜泥浆储备→施工槽段护壁→粗筛去土渣→泥浆沉淀池→泥浆净化处理→泥浆调整和储备。

D 、液压抓斗成槽各施工阶段泥浆的控制指标:

泥浆类别        漏斗粘度s        密度g/cm3        Ph值        失水量ml        含砂量%        泥皮厚mm

新鲜泥浆        22-30        1.05-1.10        7-8.5        〈10        〈3        〈1.5

再生泥浆        30-40        1.08-1.15        7-9        〈15        〈6        〈2.0

成槽中泥浆        22-60        1.05-1.20        7-10        〈20        不可测        不可测

清孔后泥浆        22-40        1.05-1.15        7-10        〈15        〈6        〈2.0

5、导墙:

地下连续墙成槽前先要构筑导墙,导墙是建造地下连续墙必不可少的临时构造物,再施工期间,导墙经常承受钢筋笼、浇注砼用的导管、钻机等静、动荷载的作用,因而必须认真设计和施工,才能进行地下连续墙的正式施工。

1)、导墙采用形式:对表层地基良好地段采用简易形式钢筋砼导墙(见示图一)。在表层土软弱的地带采用场浇L形钢筋砼导墙(见示图二), 

2)、为了保持地表土体稳定,在导墙之间每隔1-3米加添临时木支撑和横撑;导墙的施工精度直接关系着地下连续墙的精度,所以在构筑导墙时,必须注意导墙内侧的静空尺寸、垂直与水平精度和平面位置等。

导墙的水平钢筋必须连接起来,使导墙成为一个整体,防止因强度不足或施工不善而发生事故。

为保证地下墙的施工精度,便于挖槽机作业,导墙内侧静空应较地下墙的厚度稍大一些(比设计值大5cm),导墙顶口比地面高出5cm,导墙的深度为1.5m(详见导墙结构示图)。

导墙的施工误差标准是:中心线误差为±10mm;顶面全长范围内标高误差为±10mm。

3)、导墙的施工顺序:

导墙的施工顺序是:①平整场地;②测量位置;③挖槽及处理弃土;④绑扎钢筋:⑤支立导墙模板,为了不松动背后的土体,导墙外侧可以不用模板,将土壁作为侧模直接浇注砼;⑥浇注导墙砼并养生;⑦拆除模板并设置横撑;⑧回填导墙外侧空隙并碾压密实,如无外侧模板,可省此项工序。

6、导孔:

液压抓斗挖槽时,在地下连续墙的放样轴线位置上,每隔3.8米—7.2米距离钻出垂直的导孔,孔径与墙厚相同。当挖槽地基软弱时,可以不钻导孔。导孔钻机采用旋挖钻机。 

7、挖槽施工:

挖槽机械采用液压抓斗成槽槽长为3.8m—7.2m,采用2—3抓完成,抓挖顺序如图四。

为保证成槽质量,液压抓斗在开孔入槽前检查仪表是否正常,纠偏推板是否能正常工作,液压系统是否有渗漏等。

开始成槽2-7米时,挖掘速度不要太快放慢速度,以防止遇到地下障碍物保持仪表显示精度在1/500左右。在整个成槽过程中随时进行纠偏,始终保持显示精度在良好范围内。

整幅槽段挖到底后进行扫孔挖除铲平抓接部位的壁面及铲除槽底沉渣以消除槽底沉渣对将来墙体的沉降。施工方法是:有次序地一端向另一端铲挖,每移动50cm,使抓深控制在同一设计标高。

8、清底:

挖槽和扫孔结束后,间隔1h后采用吸泥泵排泥进行清底换浆,清孔管的管底离槽底控制在10—20cn,并更换位置(间隔1m-1.5m)。清孔换浆的时间以出口浆指标符合要求为准。

9、钢筋笼施工:

钢筋笼在现场加工制作。墙段钢筋设计计算除满足受力的需要,同时还要满足吊安的需要,网片要有足够的刚度。

根据设计图纸对钢筋笼进行加工制作,其中纵向钢筋底端距槽底的距离在10cm-20cm以上,水平钢筋的端部至混凝土表面留5cm-15cm的间隙。

为防止在下入钢筋笼时碰撞槽壁和钢筋笼垂直度,采用厚3.2mm(30cm╳50cm)钢板作为定位垫块焊接在钢筋笼上,即在每个单元槽段的钢筋笼前后两个面上分别在水平方向设置三块纵向间隔5m布置定位垫块。

根据单元槽长度确定钢筋笼预留灌注混凝土导管位置(槽段为3.2m-5.4m每1/3处预留灌注混凝土导管位置, 槽段为5.4m—7.2m每1/4处预留灌注混凝土导管位置。预留导管间距不大于3m,预留导管位置和槽段端部接头部位不大于1.5m.)。

将网片组焊成骨架,吊安时不采用直接绑扎千斤绳起吊,而采用辅助起吊的扁担梁,对于较长的钢筋骨架,考虑两台吊车辅助起吊的方法。

10、接头工程施工:

清底结束后,插入直径大致与墙厚相同的接头管进行垂直下设。根据砼的硬化速度,依次适当的拔动接头管,在砼开始浇注约2小时后,为了便于使它与砼脱开,将接头管转动并将接头管拔其约10公分,在浇注完毕约2—3小时之后,采用起重机和千斤顶从墙段内将接头管慢慢地拔出来。先每次拔出10cm,拔到0.5m-1.0m,再每隔30min拔出0.5-1.0m,最后根据混凝土顶端的凝结状态全部拔出。接头管位置就形成了半圆形的榫槽。

在单元槽段的接头部位挖槽之后,对粘在接头表面上的沉渣进行清除。采用带刃角的专业工具沿接头表面插入将将附着物清除。从而避免接头部位的砼强度降低和接头部位漏水现象。

11、砼浇注工程施工:

单元槽清底后下设钢筋笼和接头管完毕,进行单元槽段砼浇注。地下连续墙的混凝土是在护壁泥浆下导管进行灌注的,地下连续墙的混凝土浇注按水下浇注的混凝土进行制备和灌注。

混凝土的配合比按设计要求通过试验确定,水泥采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥,水灰比不大于0.6,水泥用量不少于370kg/m3,坍落度保持18cm-22cm,根据混凝土浇注速度,可适当加入缓凝剂。配制混凝土的骨料不得大于40mm。

接头管和钢筋笼就位后,检测槽底沉淀物不超过设计要求在4小时内浇注混凝土,浇注混凝土采。导管采用直径30cm钢导管,在浇注混凝土前对导管进行强度和密封试验,合格后方可使用。根据单元槽长度确定下设导管根数(槽段为3.2m-5.4m下设两根导管, 槽段为5.4m—7.2m下设三根导管,导管间距不大于3m,导管位置和槽段端部接头部位不大于1.5m.),导管最初下设到距槽底30-40cm, 导管埋入混凝土深度为2-6m, 两根或三根导管浇注混凝土要均衡连续浇注,并保持两根或三根导管同时进行浇注,各导管处的混凝土面在同一标高上。浇注混凝土顶面高出设计标高300 mm -500 mm,待混凝土初凝后用风镐凿除。拔出接头管后进入另一单元槽段施工。

二、劳动力组织和安全:

单机作业劳动力组织一览表

序号        工种        主要工作内容        最少人数        备注

1       挖掘司机        安装挖掘机、开挖槽段、起重        3        大吊驾驶员蒹

2       起重工        吊放作业、配合成槽与定位        3        

3       泥浆工        泥浆系统安装、泥浆生产循环全部内容        6        机电安装除外

4       砼工        接拆砼导管、浇注砼的全部工作、清理现场        12        

5       钢筋工        制作导墙钢筋与钢筋笼的全部工作        14        约一半蒹电焊工

6       电焊工        配合制作钢筋笼承担现场全部电焊工作        8        

7       机电工        现场电器设备安装、维修、吊卸接头管等        4        

8       测量检验工        放样与施工监测、超声波测壁等        4        专职

9       管理人员        现场指挥、技术、质量、材料、生活管理        14        

一般单机作业人员在50-65人。

安全措施:

1、建立安全保证管理体系,按建筑工程和地下工程安全规程实施;

2、成槽开孔时设专人指挥,在转向时注意尾部的电源线是否有碰撞现象,并在开挖前检查电缆线是否损伤;

3、成槽中暂停作业时,把抓斗提到地面停放,较长时间暂停将设备转移到远离槽段10m以外;

4、抓斗入槽和出槽提升速度不要太快,防止抓斗钩住导墙根部造成事故;

5、整个施工过程要注意泥浆恶化,如遇到大雨天气等。

三、主要配备机械设备:

序号                设备名称        用途        用量        备注

1       泥浆系统        拌浆机        拌制、调整护壁泥浆        1台        4m3台/2╳3kW

2   泥浆泵        送浆、拌浆、回收浆        5只        3LM4PL

3  送浆管路        送浆、拌浆、回收浆        2       4″、2.5″各一路

4  振动筛        泥浆沙土分离处理        1台        2DD-918型改进

5  旋流除浆剂        减小泥浆密度        1套        4只包括泵体

6  废浆处理设备        超指标废浆处理        1套        也可采用罐车外运

7  成槽浇注        配套履带吊        配套安装挖掘机        1台        KH-180    50t

8  起重履带吊        刷壁、吊钢筋笼、接头管        1辆        35 t --100 t

9  刷壁器        清刷槽幅之间接缝        1只        

10 接头管        槽幅浇注时隔离        1套        

11 顶拔管设备        拔出接头管        1套        

12 浇灌砼的导管        浇注墙体浆下砼        3套        D30

13 其它        质量检测设备        泥浆取样测试设备;墙体壁面检测仪;沉淀测定器

14 其它必备设备        钢筋加工设备;混凝土拌和站和供应系统等

四、质量标准:

地下连续墙的允许偏差

项目        规定值或允许偏差

混凝土强度        在合格标准内

轴线位置(mm)        30

外形尺寸(mm)        0,+30

倾斜度        0.5%

顶面高程(mm)        +,-10

沉淀厚度        符合设计要求

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