跨江悬索桥南锚碇基础地连墙施工技术详解

跨江悬索桥南锚碇基础地连墙施工技术详解1 施工工艺流程地连墙施工工艺流程见图5.1-14。

2 槽段划分及说明本工程地连墙轴线两个直径为57.5m圆相交，圆心距23m，相交点的连线为隔墙槽段，外围地连墙周长227.966m，隔墙地连墙轴线长52.7m。

考虑本工程完全采用液压铣槽机施工，每铣长为固定值2.8m，拟划分65个槽段，Ⅰ期槽孔32个（含两个特殊槽孔）、Ⅱ期槽孔33个。

其中外围Ⅰ期槽长6.313m，共分三铣成槽，Ⅱ期槽长2.8m，一铣成槽。

Ⅰ期槽特殊槽段为Y形，为三墙交界槽段，共分五铣成槽。

隔墙槽段Ⅰ期有两种槽长，其中槽长为6.337m的槽段为三铣成槽，槽长为5m的槽段为二铣成槽。

本工程采用铣接法进行槽段搭接，搭接厚度为外围槽段为27.3cm，隔墙槽段为20cm。

槽孔划分情况见图5.1-15：3 成槽及相关设备选型根据工程的特点及工程量，拟采用德国宝峨公司的1台BC32型液压铣槽机和1台宝峨GB34液压抓斗，可以满足地连墙的成槽施工要求。

4 成槽顺序及连接接头4.1 成槽顺序按照有利于设备操作和发挥功效、施工方便、Ⅱ期槽在Ⅰ期槽完成后不宜太久（强度过高增加铣销难度）等原则，初步考虑按如下顺序进行成槽：（1）总体顺序先施工靠江侧基坑外围地连墙，再施工隔墙地连墙，最后施工背江侧外围地连墙；（2）先施工Ⅰ期槽，再施工Ⅱ期槽，从上游侧特殊Ⅰ期槽开始第一个槽段施工，然后顺时针方向依次进行Ⅰ期槽施工，当相邻两Ⅰ期槽强度达75%时，开始进行其间的Ⅱ期槽施工，以免时间太长混凝土强度过高，增加铣削的难度。

由此Ⅰ、Ⅱ期槽错开几个槽段同步向前推进，直至地连墙最后封闭。

对于最后封闭槽段，因相邻Ⅰ期槽混凝土龄期相差较长时间，强度差异较大，为防止因强度差异导致孔斜，对后浇Ⅰ期槽混凝土适当加大标号，尽可能地减小两侧Ⅰ期槽的强度差异。

地连墙成槽（3）对于单个槽段，特殊Ⅰ期槽采用六铣成槽，其余外围Ⅰ期槽采用三铣成槽；隔墙5m长Ⅰ期槽段采用二铣成槽，其6.3mⅠ期槽段采用三铣成槽。

Ⅰ期槽段的铣槽顺序见下图。

4.2 槽段连接接头本工程墙段连接拟采用“铣接法”。

即在两个Ⅰ期槽中间下入一铣，铣掉Ⅰ期槽孔端的部分混凝土形成锯齿形搭接，Ⅰ、Ⅱ期槽孔在地连墙轴线上的搭接长度为20~25cm。

此方法在国内外大型地连墙项目中大量应用，施工方法成熟。

铣接法施5 成槽工艺和方法5.1 成槽工艺成槽工艺说明见下图。

5.2 成槽方法（1）纯抓法每个槽段顶部7~8m粘土层采用机械抓斗直接抓取，装车运至弃土场，同时补充膨润土泥浆护壁，其优点在于：上部为粘性土，泥浆净化器对于粘性土分离效果不理想，给运渣及施工环境带来不利影响，而用纯抓法直接抓取大部分粘土层可以有效克服这一问题；机械抓斗带有导向板，对于浅层粘性土层抓取工效较高且垂直度可控制在有效范围内；上部7~8m采用抓斗开孔后，给铣槽机起步导向及开孔泥浆循环提供条件。

（2）纯铣法对于8m深以下粘土层和砂性土层、全风化、强风化基岩采用液压铣槽机直接铣削的纯铣法钻进。

（3）凿铣法对于槽孔下部难以铣削的坚硬基岩层采用凿铣法，即采用冲击钻进行多点冲击破碎岩石后，下入液压铣槽机铣削至难以进尺，再用冲击钻继续冲砸，重复上一过程，直至孔底标高。

拟采用的岩层钻进工艺流程见下图。

6 泥浆制备、固壁及清孔换浆方法本工程地连墙成槽护壁全部采用优质膨润土泥浆进行护壁。

6.1 原材料选择泥浆中的无用固相含量（含砂量）指标是衡量泥浆优劣的重要指标。

对泥浆中的无用固相含量（粒径大于74μm的颗粒）要严加控制。

无用固相含量高于允许值的泥浆的流变性能就会变坏，泥皮质量也会变的疏松，韧性低而透水性强，从而导致槽孔内泥浆的失水量增大，引起孔壁坍塌和泥皮脱落，造成大量渗浆和塌孔。

因此为确保泥浆的质量，避免发生孔壁坍塌现象，本项工程选用200目钙基膨润土制备泥浆。

分散剂选用工业碳酸钠，并适当添加入CMC。

选择使用膨润土泥浆的原因还有以下几点：（1）本工程所处理的基础有覆盖层、淤泥质土、砂土等地层，很不稳定，施工中漏浆现象不可避免，因此应采用优质泥浆固壁，这样能够减少泥浆漏失、槽孔塌孔；（2）沉渣如果被埋在地下连续墙底部，将影响墙底部位的抗渗效果，这些沉渣在基坑外围高水头作用下将会产生集中渗流、流土、管涌，使地下连续墙失稳；（3）膨润土泥浆可形成致密的泥皮，可最大限度的确保槽孔孔壁的安全；（4）墙底沉渣会加大墙体的沉陷变形。

大量的沉渣如果混入墙体混凝土中，会形成墙体中的薄弱部位；（5）沉积在混凝土表面的沉渣会降低混凝土的浇注速度；（6）膨润土本身含砂量很低，所制作的泥浆密度较普通粘土泥浆小，有利于泵槽孔清孔；（7）膨润土浆密度较粘土浆小，可减少槽孔泥浆对周围地层产生劈裂的危险性和可能性。

制浆材料所用主要原材料如下：a-1、膨润土：采用国产Ⅱ级钙土；a-2、水：采用现场抽取的水；a-3、分散剂：采用工业碳酸纳（Na2CO3）等；a-4、增粘剂：采用中粘度羧甲基纤维素（CMC）。

6.2 浆液配比及性能拟用泥浆配比及性能指标见下表。

6.3 泥浆的拌制将水加至搅拌筒1/3后，启动制浆机。

在定量水箱不断加水的同时，加入膨润土粉、碱粉等外加剂，搅拌2min后，加入CMC液继续搅拌1min即可停止搅拌放入新浆池中，待静置膨化24h后使用。

6.4 泥浆的循环使用与回收处理铣削钻孔时，置于铣削头中的6″泥浆泵抽吸孔底泥浆并经6″输浆管路送至地面的泥浆净化系统进行除砂处理，处理后的泥浆经管路返回槽孔中，如下图所示。

经较长时间使用，如泥浆粘度指标降低，适当掺加新浆进行调整；如粘度指标升高，可加入分散剂，经处理后仍达不到标准的必须废弃。

浇注混凝土时，自孔口流出的泥浆一般均直接用泵输送至回收浆池中，作为其它槽孔开挖用泥浆。

混凝土顶面以上1m左右的泥浆会被污染而造成劣化，应予以废弃处理。

槽孔终孔并验收合格后，即采用液压铣槽机进行泵吸法清孔换浆。

将铣削头置入孔底并保持铣轮旋转，铣头中的泥浆泵将孔底的泥浆输送至地面上的ZX500型泥浆净化机，由振动筛除去大颗粒钻碴后，进入旋流器分离泥浆中的粉细砂。

经净化后的泥浆流回到槽孔内，如此循环往复，直至回浆达到“砼浇注前槽内泥浆”的标准。

在清孔过程中，可根据槽内浆面和泥浆性能状况，加入适当数量的新浆以补充和改善孔内泥浆。

6.5 墙段接缝处理Ⅱ期槽清孔换浆结束前，采用钢丝刷子钻头自上而下分段刷洗Ⅰ期槽端头的砼孔壁。

钢丝刷子钻头自身重量较轻，可用螺栓将其固定在机械式抓斗的斗体或液压铣槽机导向箱体一端，利用其较大的自重使钢丝刷子紧贴于锯齿形的砼表壁上，从而可对其进行较为彻底的刷洗。

直至刷子钻头上基本不带泥屑，孔底淤积不再增加。

6.6 清孔合格标准清孔换浆工作结束后1h，进行检查，标准为：孔底淤积厚度≤10cm；从距孔底0.2～0.5m处取浆试验，应达到“泥浆性能指标控制标准”表中砼浇注前槽内泥浆标准。

7 地连墙成槽质量控制方法7.1 质量控制标准（1）槽孔开挖要求1）槽孔宽度：150±3cm；2）槽孔深度应满足进入中风化岩层3m（由补充详勘事先确定终孔深度，成槽时将钻碴与详勘地质剖面图进行对比确认）；（2）槽孔的开孔孔位偏差不大于3cm。

施工前，采用测量仪器在导墙上测量放线，并留有明显的标记。

（3）槽孔垂直度槽孔要求控制孔斜率不得大于2.5‰，且相邻两槽段中心线在任一深度的偏差均不大于60mm。

7.2 检测措施铣槽机上配备随钻测斜仪，随时可以对孔斜和孔深进行测量。

通过连贯进行检查和观察，可以及时发现钻孔中的异常情况并采取针对措施予以解决，以避免孔斜问题的进一步恶化。

终孔后，应进行槽孔验收。

终孔验收的项目有深度、宽度和孔形，拟采用日本KODEN 公司的DM-684型超声波测井仪或铣槽机进行测量。

超声波测井仪可同时测绘X轴和Y轴两个方向的孔形，快捷方便、精度高。

若达不到设计要求精度，则应进行处理后才能下放钢筋笼。

8 钢筋笼制作和起吊安装8.1 钢筋笼制作（1）钢筋笼制作结构根据钢筋笼设计图纸，在制作前绘制钢筋笼的加工详图。

根据声测管（兼墙下帷幕注浆预埋管）的布置要求，将注浆管预先焊接在钢筋笼的适当位置上。

（2）钢筋笼制作要求1）分节加工本工程钢筋笼最大长度约50m，最大重量达106t（特殊槽段），根据配备吊机的起吊能力，钢筋笼分为两节加工在同一平台上成型。

钢筋笼的总长度原则上按地质详勘最终确定的各槽终孔深度来控制，具体上、下节的分节长度在钢筋笼总长确定后再行确定，分节原则是满足吊车的吊高和吊重。

2）钢筋笼保护层钢筋笼内、外侧主筋净保护层厚度均为80mm。

为保证保护层厚度，在钢筋笼两侧焊接凸型钢片，作为定位块，Ⅰ期槽钢筋笼每侧设三列（特殊槽段外侧每面三列，内侧每面二列），Ⅱ期槽每侧设两列，每列纵向间距为4.0m。

3）笼体形状整个钢筋笼的外形应符合槽孔的形状，并按设计要求将下节钢筋笼的底端0.4m做成向内以1:10收缩的形状。

4）笼体钢筋连接竖向主筋连接采用直螺纹机械接头连接。

抗剪钢筋、接驳器连接筋、插筋与竖向主筋之间采用10d单面搭接焊。

水平向钢筋连接采用10d单面搭接焊。

竖向与水平钢筋之间进行焊接时，先用点焊焊牢，交叉点焊数不得少于总数的50％。

主筋与笼体四周棱边横筋及各加强筋的交叉点处全部焊接。

上下节钢筋笼在槽孔口对接时，采用冷挤压套筒机械接头对接。

重要的焊接工艺和焊接参数，在正式施工前通过现场试验确定。

5）钢筋笼加固和搁置为满足钢筋笼起吊要求，需在钢筋笼吊点处对钢筋笼进行加固，上、下节钢筋笼各水平吊点均设置在主筋上，各用四根抗剪钢筋予以加固，各节钢筋笼顶部纵向主吊点采用加强钢板制作。

为方便吊放钢筋笼入槽，上、下节笼各内、外侧的统一高程处设置一排钢板搁置，下节笼搁置为δ＝20mm，高度200mm，上节笼搁置为δ＝30mm，高度200mm。

隔墙大多槽段因设计顶部15m没有钢筋笼，在钢筋笼制作时设计专门的型钢定位架，满足钢筋的起吊下放和定位要求，定位架与钢筋笼主筋焊接连成整体，需具有足够的刚度，确保钢筋笼在下放和混凝土浇注过程中不变形。

6）钢筋笼的附属连接钢板、连接钢筋及各种预埋管件和仪器，须在仔细核对其位置和结构型式后进行焊接或绑接。

（3）钢筋笼制作控制标准8.2 钢筋笼的起吊安装本工程Ⅰ期槽段钢筋笼组装后重量较大，最大达106t，需采用“钢扁担”，双钩起吊，两特殊槽段钢筋笼安装拟采用一台250t汽车吊和一台150t履带吊，250t汽车吊车为主吊，150t履带吊为抬运及空中翻转之用。

其它槽段钢筋笼安装采用一台150t履带吊和一台100t履带吊，150t履带吊为主吊，100t履带吊车为抬运及空中翻转之用。

以两特殊槽段钢筋笼为例，对钢筋笼的起吊安装进行介绍。

（1）钢筋笼起吊吊点设计钢筋笼用两个吊车起吊，其中主吊吊点Ⅰ期槽笼8个、Ⅱ期槽笼4个，布置在每截钢筋笼的上方；副吊吊点Ⅰ期槽笼9个、Ⅱ期槽笼6个，布置在钢筋笼的上、中、（2）吊具主、副吊具采用“钢扁担”起吊架、滑轮自动平衡重心装置，中间不倒绳，一次吊起。