地下连续墙围护施工在深基坑中的应用

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wisdom_chen
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  摘要:宁波国际金融服务中心南区项目由A2—22#、A2—23#、A2—25#和A2—26#四个地块组成,地下室均为三层,围护结构设计采用地下连续墙加三道内支撑组成的结构围护体系,其基坑土方开挖稳定性好,结构安全,能加快施工进度、保证施工的质量和安全,具有明显的经济效益和社会效应。本文主要探讨分析了地下连续墙围护施工在深基坑中的应用。
  关键词:地下连续墙基坑围护体系水泥搅拌桩
  中图分类号:TQ172文献标识码: A
  一、工程概况:
  宁波国际金融服务中心南区项目位于宁波市东部新城核心区,东临海晏路,南接惊驾路,西近东部新城商务中央花园广场,北靠金融北区,由A2—22#、A2—23#、A2—25#和A2—26#四个地块组成。均为办公楼形式,其中A2—22#地块塔楼地上为49层,总高度达到246.45米。四个地块均为三层地下室,与四周外扩地下室连为整体地下室,基坑开挖深度从18米—27.5米不等。
   本基坑主要采用地下连续墙加三道内支撑结构的支护结构形式,地下连续墙墙厚900MM,深度有31米、32米、33.5米和36米;支撑主要采用对撑、角撑及椭圆环形内支撑体系。(图1)地下连续墙施工前先设置导墙,导墙下采用两排直径500水泥搅拌桩搭接形成止水帷幕进行加固。
  
  
  
  基坑支护结构平面示意图(图1)
  二、工程特点及难点
  本工程总用地面积47000余平方米,基坑开挖深度18—20米不等,局部坑中坑最深达到27.5米,属于大面积超深基坑。项目所在地属宁波东部新城核心地带,周边紧邻城市街道;场地南临惊驾路,东连海晏路,距其人行道地下铺设的电力、通讯及煤气管到仅数米之遥;北侧与其基本建成的国际金融中心北区高层建筑群相距二十余米,场地环境极其复杂。施工中,对基坑的沉降、变形控制要求较高且施工材料的运输需要避开城市交通高峰。
  本工程地基土层中仅有四层(包括5—1层粘土、5—2层粉质粘土、5—3层粉质粘土和5—4层粉质粘土)可作为拟建基坑围护结构桩底嵌固使用。地下连续墙深度随着地层的起伏变化和挖土深度的不同而各不相同;墙体最浅31米,最深达36米;墙身深,地形复杂是本工程地连墙施工的难点。
  本工程设计采用的地下连续墙厚900MM,底部与双排¢500水泥搅拌桩形成有效搭接,同时施工中如何保证地连墙的接缝质量,是地连墙施工关键所在,能满足接缝处止水要求,也是今后基坑开挖的安全保证。同时在成槽过程中如何保证成槽稳定、如何防止地连墙在砂土层中产生露筋现象、在墙体混凝土浇捣过程中防止混凝土从锁口管背部发生绕灌现象,都是本工程地下连续墙施工的难点。
  三、施工工艺及操作要点
  1、工艺流程
  工艺流程如图2所示
  
  
  
  
  (图2)
  
   2、施工准备
  施工前期准备包括场地平整,测量放样、导墙、道路及后场制作场地施工、泥浆循环系统铺设,设备进场组装就位。
   1)场地平整:主要清除工地内拆除未净的残垣、建筑垃圾等空间障碍物。
   2)测量放样:安装激光经纬仪,主要作为墙体直线度控制。
   3)导墙施工:地下连续墙施工前先设置导墙,导墙下采用两排直径¢500水泥搅拌桩搭接形成止水帷幕加以加固。
   4)施工道路及钢筋制作场地,均采用C30砼硬化
   5)集土坑:成槽堆土临时堆放处。
   6)泥浆系统:泥浆的回收管路,输送管路、泥浆分离处理系统组成泥浆运输系统。
   7)设备:本工程基坑支护共约146幅地连墙,投入一台宝娥GB-30成槽机。
  3、施工工艺
   地下连续墙施工工艺主要有:成槽挖土、刷壁、清沉渣换浆、吊装钢筋笼,吊装锁口管,浇灌墙体砼,拔出锁口管。
  1)成槽挖土:成槽挖土采用液压抓斗工法,选用宝娥GB-30,配备有垂直度显示仪表和自动纠偏装置,可以做到随挖随测随纠。见下图3:
  
  
  (图3)
  
  
  
  根据安装在液压抓斗上的探头,随时将偏斜的情况反映到通过探头连线在驾驶室里的电脑上,驾驶员可根据电脑上四个方向动态偏斜情况启动液压抓斗上的液压推板动态的纠偏,这样通过成槽中不断进行准确的动态纠偏,确保地下墙的垂直精准度要求。成槽机具体操作要领如下:
  A.成槽机抓斗在出入导墙口时要轻放慢提,防止泥浆掀起波浪,影响导墙前面、后面的土层稳定。抓斗入槽、出槽应慢速、稳当,特别是刚开始成槽时,抓斗一定要保持垂直,并与导墙平行,遇到偏差根据成槽机仪表及实测的垂直度情况及时纠偏,以使槽壁的轨迹达到最佳。
  B.不论是用何种机具挖槽,在挖槽机具挖土时,悬吊机具的钢索不能松弛,定要使钢索呈垂直紧张状态,这是保证挖槽垂直精度必须做好的关键动作。
  C.挖槽作业中,要时刻关注侧斜仪器的动向,及时纠正垂直偏差。
  D.单元槽段成槽完毕或暂停作业时,即令挖槽机离开作业槽段。
  2)刷壁
  A.由于槽壁施工时,老接头上经常附有一层泥皮,会影响槽壁接头质量,发生接头部分渗漏水。
  B.刷壁方法主要采用强制式刷壁机,利用钢丝绳吊重锤作为导向使刷壁器在刷壁过程中能紧贴接头处,确保刷壁效果,另外在刷壁机内部设置斜肋板,在下放过程中,使泥浆对刷壁机的竖向力转换成一个水平分力,使刷壁机贴紧接头,反复几次,直到刷壁机上没有附着物。
  3)清底
  清底的方法:清除槽底沉渣用沉淀法和泵吸法相結合。
  4)钢筋笼吊装
  本工程现采用120吨级别及50吨履带吊进行双机抬吊,整幅吊装入槽。配置120吨履带吊作为主吊,50吨吊车作为副吊,进行双机抬吊,主吊设置三道吊点,副吊设置两道吊点,以实际起重不大于极限起重量的0.8倍为原则。见图4
  
  
  (图4)
  5)锁口管吊放
  槽段清底合格后,先放一节锁口管,作为钢筋笼下放过程中靠山,等钢筋笼下放完成后,再逐节将锁口管放入槽底。有履带吊车分节吊放拼装垂直插入槽内。锁口管的中心应与设计中心线相吻合,底部插入槽底30~50cm,以保证密贴,防止砼倒灌。在本工程中,锁口管是特殊加工,因此尤其注意下放锁口管的位子。
  6)水下混凝土浇筑
  墙体混凝土按照浇灌水下混凝土规范要求采用高于设计强度一个等级的商品混凝土。
  水下混凝土浇注采用导管法施工,混凝土导管选用D=270的钢导管,法兰接头。用吊车将导管吊入槽段规定位置,导管上顶端安上方形漏斗。在混凝土浇注前要测试混凝土的塌落度,并做好混凝土试块。按规范要求做混凝土抗压渗试块。钢筋笼沉放就位后,应及时灌注混凝土,导管插入到离槽底300-500mm,灌注混凝土前应在导管内设置球胆,以起到隔水作用,并检查混凝土配合比后方可浇注混凝土,检查导管的安装长度,并做好记录,每车混凝土填写一次混凝土上升高度及导管埋设深度的记录,在浇注中导管插入混凝土深度应始终保持在2-6m。导管间水平布置一般为1.5m,最大不大于3m,距槽段端部不应大于1.5m。在混凝土浇注时,不得将路面洒落的混凝土扫入槽内,污染泥浆。混凝土泛浆高度30~50cm,以保证墙顶混凝土强度满足设计要求。
  7)顶拔锁口管
  A.锁口管吊装就位后,随后安装引拔机。
  B.正式开始顶拔锁口管的时间,应以开始浇灌混凝土时做的混凝土试块达到最终凝状态所经历的时间为依据,如没做试块,开始顶拔锁口管应在开始浇灌混凝土4个小时以后,如商品混凝土摻加过缓凝型减水剂,开始顶拔锁口管时间还需延迟。
  C.在顶拔锁口管过程中,要根据现场混凝土浇灌记录表,计算锁口管允许顶拔的高度,严禁早拔、多拔。
  D.锁口管由液压千斤顶顶拔,履带吊协同作业,分段拆卸。
  8)连续墙墙底注浆
  注浆管采用内径不小于40mm钢管,下部30cm按梅花状布置1cm直径出浆孔,按@800间距放置,注浆管安放顶标高于地面15~20cm,待地下连续墙强度达到70%后即可进行注浆加固加工,按水泥浆液的水灰比(重量比)0.6:1每孔注浆2m³
  四、效益分析
  以地下连续墙做为地下室基坑围护结构的主体,与以往传统的围护结构相比,无论在工期、质量、安全、造价、节能环保等方面具有明显的先进性和新颖性。在后期的挖土施工过程中,整个支护系统稳定可靠;特别是防水和防渗性能,体现了非常好的效果;同时通过采用地下连续墙施工工艺、组建专业施工队伍、提高了施工效率;减少劳动力投入、加快施工进度、保证施工的质量和安全,具有明显的经济效益,而且施工中低噪音、低震动,因此有很好的社会效应。
  参考文献
  「1」混凝土结构工程施工质量验收规范
  「2」宁波市东部新城核心区A2—22#、A2—23#、A2—25#和A2—26#四个地块围护设计工程图说
  「3」地下连续墙施工专项方案
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