地下连续墙施工方法
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地下连续墙施工方法
1、导墙施工方法
用全站仪放出地下连续墙轴线,并放出导墙位置(连续墙轴线向基坑外侧外放30mm),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7cm 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10cm,以防止地面水流入槽内,污染泥浆。
导墙顶面做成水平,导墙施工缝与地下墙接缝错开。
模板拆除后,沿其纵向每隔1m加设上下两道10×10cm方木做内支撑,将两片导墙支撑起来,在导墙的砼达到设计强度前,禁止任何重型机械和运输设备在其旁边通过。
其施工步骤如下图3-5。
图3-5 导墙施工步骤图
①平整场地:以推土机平整导墙施工场地,达到设计地面标高后,再以人工配合平整。
②测量定位:严格按设计及相关技术要求放线。
用全站仪放出地下连续墙轴线,并放出导向墙位置(连续墙轴线向基坑外侧外放100mm),定好导向墙两侧边线。
③导向墙开挖:采用小型挖掘机开挖,人工配合清底;墙侧壁修整成竖直面,表面要平直,不得有明显的凸凹。
④基底处理:导墙基底应找平并以人工夯实,基底夯实后,铺设100mm厚C20速混凝土垫层。
⑤钢筋绑扎:严格按钢筋图设计尺寸绑扎,绑扎要规范;要求尺寸误差+5,-10mm,位置误差+5,-10mm。
⑥立模及加固:模板为钢模板,立模时板缝要严密,可采用内贴胶带方法封闭板缝,防止漏浆。
加固采用木支撑,要求各支承点支撑牢固,无松动、移位现象,模板立模尺寸误差±5mm,板缝错台不得大于2mm。
⑦报检:钢筋绑扎及立模完成后,应立即报检,经现场监理检查验收合格后,方可进行砼施工工序。
⑧砼浇筑施工:验模、验筋合格后,立即进行砼浇筑施工。
导向墙采用C20混凝土,人工入模,插入式振捣器振捣,要求无过振、漏振现象,保证拆模后墙面无蜂窝、麻面。
⑨拆模及养护:砼达到拆模强度后方可进行拆模,操作时要认真、细致,轻拿轻放,模板严禁随地乱丢及碰撞,防止模板变形及损坏墙体表面。
⑩墙体保护:导向墙混凝土拆模后,应沿其纵向每隔1m左右加设上下两道木支撑,以支撑两片导墙,在导墙混凝土达到设计强度之前,禁止任何重型机械和运输设备在旁边行驶,以防止导向墙受压变形。
2、泥浆制备
a. 泥浆组成
在成槽过程中,泥浆具有护壁、携渣、冷却机具和润滑等作用,泥浆的使用是保证成槽质量的关键措施。
泥浆制作采用膨润土造浆和冲击粘土层自造浆两种形式。
1)置换泥浆可采用膨润土制浆,膨润土需经过取样,进行物理分析和泥浆配比实验。
将合格的膨润土放入泥浆搅拌机中进行搅拌,入池存放24小时以上
使之充分水化,新鲜泥浆经检验合格后才能交付使用,如不合格必须找出原因立即处理。
膨润土造浆的主要成分是膨润土、掺合物和水,掺合物主要有羧甲基纤维(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。
泥浆参考配合比见表3-2。
表3-2 泥浆参考配合比
b. 泥浆的拌制
泥浆采用泥浆拌浆机进行拌制。
配料要严格按配合比,准确进行计量和投料顺序进行投料。
搅拌要均匀,搅拌时间不少于8min。
直接使用时搅拌时间不少于12min。
c. 泥浆的使用与管理
ⅰ泥浆拌制好后,送入新浆池,在新浆池内静止不小于6h,以使膨润土充分水化、膨胀,确保泥浆质量。
泥浆性能指标见表3.4.5所示。
表3-3 泥浆主要性能指标
ⅱ新拌制的泥浆密度控制在1.04-1.05;循环中的泥浆控制在1.25-1.30以下;松散地层可适当加大;灌注砼前,泥浆密度控制在1.15-1.20以下。
ⅲ在施工中,要加强泥浆管理,经常测试泥浆性能和调整泥浆配合比。
对新拌制的泥浆要测试除含砂率外的全部项目,成槽过程中,每进尺2-3m或每3h
测定一次泥浆密度和粘度,在清槽前后,各测一次密度、粘度和含砂率;在灌注砼前测一次密度,样位置在槽段底部、中部及上部;失水量、泥皮厚度和pH值,在每个槽段的中部和底部各测一次。
发现不合格,及时进行调整。
d. 泥浆回收及再生
在成槽过程中,通过循环与砼置换而排出的泥浆,由于膨润土等主要材料的消耗,以及土渣和电解质离子的混入,泥浆质量显著降低,为了节约和减少公害,对泥浆采用通常的重力沉渣法进行处理。
经过处理的泥浆,根据检验后的结果,补充相应的材料,进行泥浆再生调制,达到合格的泥浆标准,送入新浆池待新掺入材料与泥浆完全溶合后再使用。
f. 泥浆废弃与处置
废弃泥浆采用泥浆输送罐车运送至经相关部门批准的弃置场地。
3、开挖成槽
1) 成槽过程
槽段开挖前要复核槽段编号和位置,测量好轴线,在导墙上做好开挖标记。
根据该工程的地质结构情况,单元槽段成槽采用“抓冲结合”的方法,用液压抓斗完成土层中的成槽任务,冲击式桩机则负责入岩、修槽、清孔及冲刷接头。
采用液压抓斗成槽机成槽时,先施工距离已完成墙体远的一端,后施工距离近的一端。
成槽机定位时,机械履带应与槽段平行,施工时应确保抓斗中心与槽段中心一致。
遇到土质较硬时,应提起抓斗约80cm,冲击数次后再抓土,起斗时应缓慢,在抓斗出泥浆面时应及时回灌泥浆,保证液面不低于导墙顶面300mm。
抓出的泥土用汽车运到场区内的临时弃土场集中堆放,按规定的时间运至场外指定的弃土场。
对连续墙中的强风化以上土层及砂层地段,采用液压抓斗成槽机成槽,落斗时两侧斗齿应同时插入土中或空洞中进行抓槽,不宜一端有土一端空,成槽机定位时,机械履带应与槽段平行,抓斗每抓一次,应根据垂线观察抓斗的垂直度及位置情况,使抓斗中心与槽段中心一致,确保槽壁垂直度在1/150以内,然后下斗直到土面,若土质较硬则提起抓斗约0.5~1.0m,冲击数次再抓土,起斗时应缓慢,在抓斗出泥浆面时应及时回灌泥浆,保证泥浆液面高于导墙脚0.50m以上,高于地下水位1.0m以上。
抓取的泥土用汽车载运到临时堆土场,集中堆放,不
得就地卸土影响文明施工,待泥土晾干后再外
运。
根据地质揭露,本工程地下有淤泥和细砂
层,故成槽时补浆时应注意检测泥浆的比重和
粘度,必须保证泥浆的护壁性能,防止塌孔。
连续墙进入岩层时采用冲击钻机成槽,按
1#3#2#5#4#7#6#顺序冲孔,边冲边加强返浆,
冲好孔后用方锤修孔壁,使其成为符合设计要
求的槽段。
冲孔时,及时调整泥浆指标,严防
塌孔。
冲击钻入岩成孔时,采用勤松绳,勤掏渣,严格控制提升冲锤高度不超过1.0m,并随时检查连结冲锤和钢丝绳的锤环,防止锤环磨损过大造成斜孔和掉锤。
施工过程中每进尺0.5~1.0米测量一次钻孔垂直度,并随时纠偏。
地层变化处采用低锤轻击、间断冲击的方法小心通过。
返浆循环出的泥渣应及时捞起,或排到泥浆池沉淀后用挖机挖起,集中堆放晾干外运,多余的泥浆通过泥浆罐车外运。
2) 成槽施工技术要点:
ⅰ成槽前,应检查泥浆储备量,施工机械,场内道路,水、电供应,泥浆循环等是否满足施工需求;
ⅱ成槽过程中,根据地层变化及时调整泥浆指标,随时注意成槽速度、排土
量、泥浆补充量之间的对比,判断槽内有无坍塌、漏浆现象,以便发现问题及时处理;
ⅲ成槽时,成槽机垂直于导墙并距导墙至少3m以外停放。
成槽机起重臂倾斜度控制在65°~75°之间,挖槽过程中起重臂只能进行回转动作,严禁进行俯仰操作;
ⅳ在开槽和地面以下5m范围内,成槽速度要慢,应将槽壁垂直度调整到最佳程度;
ⅴ成槽机停止施工时,抓斗严禁停留在槽内;
ⅵ成槽过程中,应加强量测,确保成槽垂直度、深度符合要求;
ⅶ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、低比重”的办法,以增加混凝土对钢筋握裹力,并促使混凝土灌注顺利进行;
3) 成槽质量标准
成槽质量标准如表3-4所示。
表3-4 成槽质量标准表
4 、清底换浆
a.槽段验收合格后,及时进行清槽换浆。
采用空气吸泥法反循环清槽,吸泥管采用Φ125钢管,通过压入压缩空气至槽底的吸泥装置,将泥砂吸出,同时向槽段内不断输送新鲜泥浆,置换出带渣的泥浆,吸泥管应不断移动位置,确保清槽后槽底沉渣厚度满足要求。
孔底停滞一小时后,槽底500mm高度以内的泥浆比重不大于1.15,粘度在18-22S范围内,含砂率小于4%;
b.二期槽段成槽后,在清槽之前,利用特制带钢丝刷的方锤在槽内一期槽段
的混凝土端头上下来回清刷,直到钢丝刷干净不带有泥污为止。
5、接头施工
本工程地下连续墙采用“工”字型钢板接头形式,施工方法如下:
1)在加工钢筋笼时,将工字型钢接头与钢筋笼整体焊接,工字钢板底部为连续墙底面标高上250mm,顶部为连续墙顶面标高上500mm。
“工”字型钢板接头与钢筋笼一起采用一台100t吊机和一台20t吊机配合吊入槽段内。
2)工字钢接头背侧需要处理,在工字钢外侧先采用泡沫进行填充,然后再在泡沫外侧填充碎石土袋进行封闭,防止浆液外流等。
接头处施工构造如图3-8所示。
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图3-8 接头处施工构造示意图
3)当槽段接头有混凝土浆液流出时,对相邻槽段成槽时,须用Φ780mm冲桩锤回冲所溢出的混凝土,用特制带钢丝刷的方锤在端头钢板上的泥砂清除干净,使附着在接缝处的土垢尽可能少,从而使连续墙接头部位防水效果和完整性好并便于下放钢筋笼。
6、钢筋笼制作及吊装
1)钢筋笼制作
钢筋笼按一个单元槽段,整体一次吊装,在现场制作,加工平台长度比钢筋笼长度每端短300mm。
宽度比钢筋笼的宽度每边宽150mm。
在平整硬化的地面上,按钢筋笼长度方向,间距1.0m,均匀铺设12.6号工字钢,工字钢两端用通长Φ18mm钢筋上下各一道连接成整体,工字钢顶面高差<20mm。
制作前先将底层分布筋位置,用红油漆预先画在工字钢顶上,再铺底层钢筋网,钢筋全部点焊后,设置架立筋,之后再铺上层钢筋网。
纵向受力主筋搭接采用闪光对焊,水平筋搭接采用钢筋全部采用焊接,以提高钢筋笼的整体刚度。
钢筋笼制作后对钢筋笼的钢筋尺寸、直径、配筋间距、焊接质量、预埋件、预埋筋、检测管、监测管等进行严格检查。
根据监测要求需要在连续墙内预埋测斜管,待钢筋笼加工完成后将测斜管固定与钢筋笼上。
钢筋笼加工平台如图3-9所示。
图3-9 钢筋笼加工平台
2)钢筋笼制作技术要点
a. 钢筋笼宽度比槽段宽度小300~400mm,使钢筋笼与两端接头留有空隙。
迎土侧保护层为70mm,背土侧保护层为50mm,钢筋保护层垫铁采用5㎜厚的“︹”型钢板焊在主筋上,保护垫铁与槽壁预留2~3cm的距离,以免钢筋笼入槽时擦
伤槽壁,布置间距为横向间距1.5m,纵向间距1.8m。
b. 为防止钢筋笼起吊时的过大变形,钢筋笼内需设置4道纵向桁架及X型剪力筋。
X型剪力筋形式为自上而下斜向采用Φ20加强筋焊接在两片钢筋网片上。
c. 钢筋笼底端应向内弯折,防止吊放钢筋笼时擦伤墙壁,向内弯折长度为500mm,斜率为1/10,不宜过大,以免影响混凝土导管的插入。
d. 吊环采用Φ32钢筋,在距钢筋笼端侧300mm处与钢筋笼主筋焊接牢固。
环内采用[16b槽钢作为钢扁担起吊。
e.钢筋笼的制作时,须注意测斜管腰梁预埋筋等预埋件安装。
3、接驳器定位控制
接驳器及预埋筋位置要求精度高,在钢筋笼制作过程中,根据吊筋位置,测出吊筋处导墙高程,确定出吊筋长度,以此作为基点,控制预埋件位置。
在钢筋笼接驳器标高处水平点焊∟40×3角钢。
接驳器的高低控制以角钢的边线为标准,接驳器搭靠在角钢的一个平面上,定位后焊接固定。
定位在钢筋笼上接驳器的高低控制偏差不大于2mm。
然后在一排接驳器的丝口平面上增加一个条形的L 状大封盖,将接驳器的单独封盖拧到位置后,再将条形封盖板沿接驳器的连线方向插入。
一般采用铝彩钢板做成条形替代,沿接驳器连线方向封盖,细铁丝拧紧。
以确保接驳器及预埋筋的预埋精度
4)钢筋笼尺寸允许偏差
钢筋笼制作允许偏差如表3-5所示。
表3-5 钢筋笼制作允许偏差表
项目偏差检查方法
5、钢筋笼吊装
地下连续墙标准幅段钢筋笼的宽为6m,长度为21.76m,盾构井处长度为23.77m。
钢筋笼标准幅段重量为18.742t, 盾构井处5.45m幅宽的钢筋笼重量最大,为20.53t。
钢筋笼采用双机递送整体一次吊装的方法。
钢筋笼的幅宽和重量均较大,为防止起吊时的水平分力对钢筋笼造成挤压,使钢筋笼产生变形,采用两幅钢扁担。
钢筋笼共设计12个吊点,两个吊点设置在迎土面一侧,其余十个吊点设置在开挖面一侧,吊点位置要布置在桁架筋上,在吊点处要焊接吊筋与加强筋,吊筋与加强筋在每个吊点位置都要布置,吊点与加强筋采用Φ32的一级钢筋,与钢筋笼以焊接的形式连接,焊缝需要20cm。
(吊点具体布设如图3-10所示)。
经过起重计算,根据本工程实际情况,起吊作业时采用由1台主吊车和1台副吊配合起吊,采用2副钢扁担。
主吊车采用100t履带式吊车(起吊高度不小于45m),副吊车采用50t履带式吊车(起吊高度不小于30m)。
其中主吊吊住顶部,副吊吊住中间部位吊起,先使钢筋笼离开地面一定尺寸,然后主吊机升高,辅吊机配合使钢筋笼底端不接触或冲撞地面,直至主吊机将钢筋笼垂直吊起,然后由主吊机将钢筋笼运输、入槽、就位,用[16b槽钢扁担于导墙上将钢筋笼吊住,稳定在设计标高位置,之后将钢筋笼与导墙顶的预埋件焊接,防止其上浮。
钢筋笼标准吊装及拐角处吊装分别如图3-10和3-11所示。
转角处钢筋笼起吊示意图
副吊
主吊
1、L 1、L 2分别为吊筋与加强筋
2、单位:mm
1-1剖面
11
9
7
5
1(3)L2
钢筋吊点布设示意图
1、L 1、L 2分别为吊筋与加强筋
2、单位:mm
1-1剖面
11
9
7
5
1(3)L2
注:L ,L2分别为吊筋与加强筋。
单位(mm )。
图3-10 钢筋笼标准吊装及吊点布置示意图
3-11 转角处钢筋笼吊装示意图
7、水下混凝土浇筑
1 )混凝土配合比
混凝土采用C35,P8商品砼,碎石级配5~25mm,选用中粗砂,坍落度控制在18-22cm。
砼配合比的设计除满足设计强度和抗渗要求外,还要考虑导管法在泥浆中灌注砼的施工特点(要求砼和易性好,流动度大且缓凝)和对砼强度的影响。
砼强度比设计强度提高一个等级。
使用普通水泥,水泥最小用量不小于300kg/m3,水灰比不大于0.55,含砂率在40%-45%之间,入槽坍落度宜为18~22cm,并有一定的流动度保持率,坍落度降低至15cm的时间不宜小于1h,扩散度宜为34-38cm。
砼的初凝时间应满足浇灌和接头施工工艺要求,缓凝时间不小于4-5h。
砼采用商品砼,受交通和运输距离影响运输时间稍长,加减水剂,减小水灰比、增大流动度,减少离析,延缓初凝时间,防止导管堵塞,降低浇灌强度。
2)导管安装
根据施工槽段宽度,使用两根φ250mm钢制导管,对称进行砼浇灌。
在“—”型和“┐”型槽段设置2套导管,在“Z”型和大于6米长的槽段设置3套导管,两套导管间距不宜大于3米,导管距槽端头不宜大于1.5米,导管提离槽底大约30~40厘米之间。
导管在钢筋笼内要上下活动顺畅,灌注前利用导管进行泵吸反循环二次清底换浆,并在槽口上设置挡板,以免砼落入槽内而污染泥浆。
导管标准管节长度为3m,调节管节长度为1m和1.5m,管端用粗丝扣螺栓连接并以环状橡胶圈或垫密封,管接头外部要光滑。
使用前,根据槽段深度,编排管节,在地面按编排的管节长度组装完成后进行水压试验,水压试验压力为0.6Mpa,水压试验合格后,做好管节编号记录,然后拆成2-3节一段备用。
导管用吊车吊入槽中连接。
3 )浇筑混凝土
a.混凝土浇筑方法
水下混凝土灌注前应认真作好混凝土灌注前的各项准备工作,并与商品混凝土拌和站取得联系,确保混凝土及时、连续的供应混凝土。
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米/小时。
灌注时各导管处要同步进行,保持砼面呈水平状
导管水下砼浇灌示意图槽底标高
导管布置图槽段顶部
态上升,其砼面高差不得大于300毫米。
灌注过程中,要勤测量砼面上升高度,控制导管埋深在2~6米之间,灌注过程要连续进行,中断时间不得超过30分钟,灌到墙顶位置要超灌0.3~0.5米。
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,导管水下浇筑砼如图3-11所示。
图3-12 导管水下浇筑砼示意图
b.混凝土浇筑技术要点
(1)地下墙混凝土浇筑尽量安排在无大风、雨的天气进行;ⅱ导管水密性要好,混凝土灌注过程中绝对不能作横向运动。
不能使混凝土溢出漏斗流进沟槽内,初灌混凝土导管的埋入深度≥1m,故而漏斗的容量要满足两倍漏斗容量的一次浇筑高度>1m的要求才行;
(2)混凝土的供应速度≥20m3/h,中间间隔不超过30分钟,塌落度控制在18-22cm以内,缓凝时间4~6小时,首盘混凝土量严格控制,首盘浇筑后导管口埋入混凝土深度不小于2.5m;
(3)灌注时作好混凝土灌注记录,混凝土面每上升3~4m,在两导管外和中间取三点用测量混凝土面高度,按最低面控制导管的提升高度;
(4)灌注初始,两管同时灌注,之后轮流灌注。
两侧混凝土面的高差不能大于30cm,否则调换浇入点,务必使混凝土面水平上升。
灌注过程中,经常上下提动混凝土导管,以利墙体混凝土密实,导管每次升降高度控制在30cm以内;
(5)灌注中严禁混凝土等杂物跌落槽内,污染泥浆,降低泥浆性能造成塌孔,增加灌注困难;
(6)混凝土导管轻拿轻放,每次灌注前均严格检查拼装垂直度及密封情况,确保混凝土导管拼装后垂直、水密封性合格。