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摘 要:近年来,基坑的开挖深度与规模都有明显的加深加大,为了减少基坑开挖对临近建筑物和地下管线的影响,地下连续墙得到了广泛应用。本文结合工程实例,介绍了地下连续墙在深基坑支护施工中的应用,详细阐述了地下连续墙的施工工艺及质量控制措施,为类似工程的应用提供施工参考。
关键词:深基坑;地下连续墙;施工工艺
1 引言
随着我国建筑事业的发展,越来越多的深基坑工程出现。为了减少对周围环境的影响,地下连续墙逐渐被广泛应用于深基坑工程施工当中。地下连续墙施工是指在地面上使用挖槽设备,在泥浆护壁的作用下,沿着深开挖工程的周边,开挖一条狭长的深槽,在槽内放置钢筋笼并浇筑混凝土,筑成一段钢筋混凝土墙的施工过程。地下连续墙适用于不同地区的多种土质情况,且施工时振动小,噪声底,有利于城市建设中的环境保护,还能在建筑物、构造物密集地区施工。但是,地下连续墙施工工艺复杂、技术要求高、质量要求严,操作不当便出现安全隐患。为此,本文结合实例,就地下连续墙在深基坑支护施工中的应用进行相关分析,以期指导实践。
2 工程概况
某建筑工程地下4层,地上30层,建筑高度140m。基坑东西长140.5m,南北宽80.4m。基底标高-24.6m。周边环境条件复杂,工地周围地下管线比较多,深度在地面以下1.0m到3.0m,另有电力井、电信井、热力井、风井等。
因场地上部有不均匀的杂填土,地下管线复杂,如果采用从±0.00开始地連墙施工,可能会对地下管线及市政设施造成破坏,且不易修补。同时考虑现场预留出施工临时道路,将建筑物出地面的风井结构施工作为二次结构施工放置到总图施工期间。综合考虑工程地质条件及基坑周边建筑物的影响等因素,基坑支护方案采用组合支护体系。基坑支护-8.5m以上采用土钉支护(土钉水平间距和竖向间距均为1.5m),-8.5m以下采用地下连续墙支护+锚杆。地下连续墙厚800mm、标准单元槽段长6m、混凝土强度等级C40(图1示)。由于采用土钉墙及连续墙上设锚杆,坑内无支撑,便于土方机械开挖增加施工进度及经济效益。
图1 基坑剖面图
根据地质勘查报告场区潜水埋藏在深度13.40~20.50m,在场地内均匀分布,水位埋深在14.80~16.40m,绝对标高在24.14~26.84m。承压水埋藏于卵石和圆砾层中,承压水头埋深为19.24~22.16m具有较强承压性,在场地内普遍分布。因此地下连续墙抗渗等级P8。
3 地下连续墙施工工艺
地下连续墙施工工艺流程:
3.1 导墙施工
测量放线:地连墙抓槽定位主要依靠导墙,因此,导墙定位测量精度应该等同于控制轴线的精度,测量放线应将轴线及高程引入基坑,并标记在土钉墙面上。放出导墙开挖线,并撒白灰。
导墙开挖:-8.50m以下为粉土、砂土,容易造成局部坍塌,因此采用人工分段开挖。边开挖边修整边坡。分段长度根据现场实际情况,但不超过20m。为防止局部塌方,采用在导墙坑壁撒水泥素浆的临时支护措施。
钢筋绑扎:竖向筋要校直,与主筋密贴绑牢,水平主筋必须连接牢固。
支模板:根据导墙定位线,在导墙底部土中打入短钢筋头,模板支设时紧贴钢筋,并搭设内支撑脚手架,脚手架立管打入土中,以支撑混凝土浇筑的侧压力。模板要求垂直平整,保证拆模后两内墙面距连续墙轴线分别为墙宽的一半。
浇筑砼:浇筑采用溜槽,两侧交替同时对称浇筑,混凝土顶面应及时抹平,顶面要满足高出现有地面100mm。导墙内端面应垂直水平面,并平行连续墙中心平面,导墙面与墙中心线允许偏差不大于±10mm。
导墙砼强度达到70%方可拆模,拆后应立即用木方做好支撑,木方间距1m为宜,同时将压实的粘土填入导墙内侧,以防坍塌。
3.2 挖槽
根据已调整的单元槽段长度,在导墙顶面上编号进行测量放线。
由于半导杆式液压抓斗BH-7、BH-12的自重及容积均较大,且挖掘深度也较大,而质量愈大其工作稳定性及自由落体时导向性愈好。挖槽后垂直施工精度可达1‰~2‰,因此选用BH-7/12抓斗。
挖槽机械就位前要求场地处理平整坚实,以满足施工垂直度要求,对首开槽段应采取先两端后中间的顺序开挖,抓斗要对准导墙中心线。
边开挖边向导墙内泵送泥浆,保持液面在导墙顶面下300~500mm。挖槽过程中随着墙深的向下延伸,要随时向槽内补浆,使泥浆面始终位于泥浆面标志处,直至槽底挖完。
浇筑砼前,要测定泥浆面下1m及槽底以上1.0m处泥浆比重和含砂量,若比重大于1.25,则采取置换泥浆清孔。成槽一小时后槽底泥渣厚不得大于100mm,浇筑砼前(下锁口管、钢筋网片、导管)槽底沉渣厚度不得大于100mm。泥浆比重1.1~1.15,含砂量小于8%。
槽段开挖采取跳段施工。(东南一台,西北一台,东北一台液压抓斗分别施工),首开槽宜设置在拐角处。浇筑砼前必须清刷砼接头,用挖槽机抓斗清槽底沉渣。刷接头设备应能够把接头刷干净,不含泥。
3.3 地连墙垂直度控制
场地要求:抓斗就位前要求场地平整坚实,满足施工垂直度要求。
机械控制:地连墙垂直度控制主要是首开槽段的垂直度。本工程挖槽机导杆长11m,对上部槽段垂直控制极其有利。
过程控制:当开挖至导杆之下土方,即11m以下深度时,每挖入3~5m进行垂直度检查。用2m靠尺对导杆上部的导索进行垂直度检查。
3.4 吊装锁口管及安装钢筋网片
吊装锁口管入槽两端,要使锁口管沿槽端缓缓下放,下到槽底后,宜提离一定高度下蹲两下,然后用顶升机夹紧,并把导墙与锁口管之间的间隙用回填土袋堵严,以防漏浆及锁口管位移。相邻槽段处,在吊放钢筋笼之前应该清理相邻槽段侧壁的泥渣,避免接头处漏水。 根据钢筋网片重量8~9t,选择两台50T吊车,设计好吊点位置,吊钩采用Ⅰ级钢筋制作,并焊接在主筋上。主、附吊车各设置6个吊点,在地连墙上端再焊接6个吊点以便钢筋笼能利用铁扁担支撑在导墙上。见图2。
吊装网片前必须检查网片编号、尺寸,里、外面对号入座。第一次吊钢筋笼时应该先试着将钢筋笼平吊起,如果钢筋笼没有过大的挠度,则可以正式吊装。正式吊装利用主吊、副吊点将网片一次平吊起,然后主吊上升,副吊保持不动,在空中竖直。待钢筋笼完全直立时,由工人爬上拆除副吊钩。
3.5 灌注混凝土
安装混凝土导管,吊装钢筋网片后应立即灌注砼,导管下口与槽底距离一般要大于隔水栓长100~200mm,一般取0.4m或1.5D(D为导管直径)。砼面上升速度不小于2m/h。根据槽段长度采用两根导管同时灌注,两导管之间距不大于3m,导管距槽端不大于1.5m。两导管第一次灌注时必须同时进行,各砼面高差不宜大于0.3m,直到灌注到槽顶标高以下300~500mm。
灌注混凝土同时性保证:连续墙灌注混凝土保证混凝土面上口平,要求一个槽段上的两个导灰管在开始时同时灌注,在导管内预先加一个排球胆作为隔水塞浮在泥浆表面,两个混凝土车(每车12方砼)对准导管漏斗同时放灰,保证混凝土同时下落,混凝土面层同时上升。
首灌量的确定:根据下口埋入砼深度不小于1.5m来确定。设专人经常测定砼面高,并记录砼灌注量。要及时测砼面高度来确定拔管长度,埋管深不得少于1.5m,一般控制在2~4m为宜,导管埋深最大不超过6m。首灌量不小于12m3。
3.6 钢筋网片的制作
钢筋网片的制作在钢筋制作平台上,由于地连墙钢筋网宽度大,而且钢筋重约9T。因此要求其具有足够的刚度和强度,且应绑扎方便。
钢筋网片的制作时,在纵向钢筋上焊接支托钢板,以保证地连墙保护层的厚度。支托钢板长400mm,宽300mm。纵向间距4000mm。水平间距3000mm。为保证钢筋笼刚度,可适当加一些钩筋,为Φ16,纵向间距为0.6m,数量视现场情况确定。
3.7 锚杆施工
根据设计计算提供的设计锚固力(使用荷载)共计3层锚杆,锚杆水平间距2m,竖向间距4.8m。钢绞线采用强度1860型钢绞线。每个锚杆采取密封防水措施。防水材料采用堵漏灵。锚杆孔在连续墙中预留直径200mm的钢套管,锚杆直径150mm。
(1)成孔注浆
钻机就位后,调整机身和地连墙垂直、用量角器测定钻杆角度。之后先启动水泵,注水钻进,并根据地质条件控制钻进速度,接内外套管时,要停止供水,把丝扣处泥砂清除干净,抹上少量黄油,要保证接的套管与原有套管在同一轴线上。
(2)锚杆预应力张拉与锁定
锚固体强度达到15MPa以上时(一般灌浆后7d),开始张拉锚杆,张拉前先取设计轴向力的0.1倍对锚杆预张拉1~2次,经调整锚具后,再正式张拉,并按规范对张拉荷载分级,拉至设计荷载用夹片锁紧并封堵渗水的锚杆孔,以防渗漏水流入基坑,影响基坑安全及土方挖运。
4 结语
在本工程地下连续墙施工中,针对地下连续墙施工工艺而采取的质量控制措施,取得良好的效果,既保证工程質量,又保证施工安全和进度,而且降低工程成本。为今后类似地下连续墙施工提供了借鉴和参考。
参考文献
[1] 谢树成.地下连续墙在深基坑支护工程的应用[J].广东建材,2009年07期
[2] 郑伟荣.地下连续墙深基坑支护施工技术[J].福建建筑,2012年04期
关键词:深基坑;地下连续墙;施工工艺
1 引言
随着我国建筑事业的发展,越来越多的深基坑工程出现。为了减少对周围环境的影响,地下连续墙逐渐被广泛应用于深基坑工程施工当中。地下连续墙施工是指在地面上使用挖槽设备,在泥浆护壁的作用下,沿着深开挖工程的周边,开挖一条狭长的深槽,在槽内放置钢筋笼并浇筑混凝土,筑成一段钢筋混凝土墙的施工过程。地下连续墙适用于不同地区的多种土质情况,且施工时振动小,噪声底,有利于城市建设中的环境保护,还能在建筑物、构造物密集地区施工。但是,地下连续墙施工工艺复杂、技术要求高、质量要求严,操作不当便出现安全隐患。为此,本文结合实例,就地下连续墙在深基坑支护施工中的应用进行相关分析,以期指导实践。
2 工程概况
某建筑工程地下4层,地上30层,建筑高度140m。基坑东西长140.5m,南北宽80.4m。基底标高-24.6m。周边环境条件复杂,工地周围地下管线比较多,深度在地面以下1.0m到3.0m,另有电力井、电信井、热力井、风井等。
因场地上部有不均匀的杂填土,地下管线复杂,如果采用从±0.00开始地連墙施工,可能会对地下管线及市政设施造成破坏,且不易修补。同时考虑现场预留出施工临时道路,将建筑物出地面的风井结构施工作为二次结构施工放置到总图施工期间。综合考虑工程地质条件及基坑周边建筑物的影响等因素,基坑支护方案采用组合支护体系。基坑支护-8.5m以上采用土钉支护(土钉水平间距和竖向间距均为1.5m),-8.5m以下采用地下连续墙支护+锚杆。地下连续墙厚800mm、标准单元槽段长6m、混凝土强度等级C40(图1示)。由于采用土钉墙及连续墙上设锚杆,坑内无支撑,便于土方机械开挖增加施工进度及经济效益。
图1 基坑剖面图
根据地质勘查报告场区潜水埋藏在深度13.40~20.50m,在场地内均匀分布,水位埋深在14.80~16.40m,绝对标高在24.14~26.84m。承压水埋藏于卵石和圆砾层中,承压水头埋深为19.24~22.16m具有较强承压性,在场地内普遍分布。因此地下连续墙抗渗等级P8。
3 地下连续墙施工工艺
地下连续墙施工工艺流程:
3.1 导墙施工
测量放线:地连墙抓槽定位主要依靠导墙,因此,导墙定位测量精度应该等同于控制轴线的精度,测量放线应将轴线及高程引入基坑,并标记在土钉墙面上。放出导墙开挖线,并撒白灰。
导墙开挖:-8.50m以下为粉土、砂土,容易造成局部坍塌,因此采用人工分段开挖。边开挖边修整边坡。分段长度根据现场实际情况,但不超过20m。为防止局部塌方,采用在导墙坑壁撒水泥素浆的临时支护措施。
钢筋绑扎:竖向筋要校直,与主筋密贴绑牢,水平主筋必须连接牢固。
支模板:根据导墙定位线,在导墙底部土中打入短钢筋头,模板支设时紧贴钢筋,并搭设内支撑脚手架,脚手架立管打入土中,以支撑混凝土浇筑的侧压力。模板要求垂直平整,保证拆模后两内墙面距连续墙轴线分别为墙宽的一半。
浇筑砼:浇筑采用溜槽,两侧交替同时对称浇筑,混凝土顶面应及时抹平,顶面要满足高出现有地面100mm。导墙内端面应垂直水平面,并平行连续墙中心平面,导墙面与墙中心线允许偏差不大于±10mm。
导墙砼强度达到70%方可拆模,拆后应立即用木方做好支撑,木方间距1m为宜,同时将压实的粘土填入导墙内侧,以防坍塌。
3.2 挖槽
根据已调整的单元槽段长度,在导墙顶面上编号进行测量放线。
由于半导杆式液压抓斗BH-7、BH-12的自重及容积均较大,且挖掘深度也较大,而质量愈大其工作稳定性及自由落体时导向性愈好。挖槽后垂直施工精度可达1‰~2‰,因此选用BH-7/12抓斗。
挖槽机械就位前要求场地处理平整坚实,以满足施工垂直度要求,对首开槽段应采取先两端后中间的顺序开挖,抓斗要对准导墙中心线。
边开挖边向导墙内泵送泥浆,保持液面在导墙顶面下300~500mm。挖槽过程中随着墙深的向下延伸,要随时向槽内补浆,使泥浆面始终位于泥浆面标志处,直至槽底挖完。
浇筑砼前,要测定泥浆面下1m及槽底以上1.0m处泥浆比重和含砂量,若比重大于1.25,则采取置换泥浆清孔。成槽一小时后槽底泥渣厚不得大于100mm,浇筑砼前(下锁口管、钢筋网片、导管)槽底沉渣厚度不得大于100mm。泥浆比重1.1~1.15,含砂量小于8%。
槽段开挖采取跳段施工。(东南一台,西北一台,东北一台液压抓斗分别施工),首开槽宜设置在拐角处。浇筑砼前必须清刷砼接头,用挖槽机抓斗清槽底沉渣。刷接头设备应能够把接头刷干净,不含泥。
3.3 地连墙垂直度控制
场地要求:抓斗就位前要求场地平整坚实,满足施工垂直度要求。
机械控制:地连墙垂直度控制主要是首开槽段的垂直度。本工程挖槽机导杆长11m,对上部槽段垂直控制极其有利。
过程控制:当开挖至导杆之下土方,即11m以下深度时,每挖入3~5m进行垂直度检查。用2m靠尺对导杆上部的导索进行垂直度检查。
3.4 吊装锁口管及安装钢筋网片
吊装锁口管入槽两端,要使锁口管沿槽端缓缓下放,下到槽底后,宜提离一定高度下蹲两下,然后用顶升机夹紧,并把导墙与锁口管之间的间隙用回填土袋堵严,以防漏浆及锁口管位移。相邻槽段处,在吊放钢筋笼之前应该清理相邻槽段侧壁的泥渣,避免接头处漏水。 根据钢筋网片重量8~9t,选择两台50T吊车,设计好吊点位置,吊钩采用Ⅰ级钢筋制作,并焊接在主筋上。主、附吊车各设置6个吊点,在地连墙上端再焊接6个吊点以便钢筋笼能利用铁扁担支撑在导墙上。见图2。
吊装网片前必须检查网片编号、尺寸,里、外面对号入座。第一次吊钢筋笼时应该先试着将钢筋笼平吊起,如果钢筋笼没有过大的挠度,则可以正式吊装。正式吊装利用主吊、副吊点将网片一次平吊起,然后主吊上升,副吊保持不动,在空中竖直。待钢筋笼完全直立时,由工人爬上拆除副吊钩。
3.5 灌注混凝土
安装混凝土导管,吊装钢筋网片后应立即灌注砼,导管下口与槽底距离一般要大于隔水栓长100~200mm,一般取0.4m或1.5D(D为导管直径)。砼面上升速度不小于2m/h。根据槽段长度采用两根导管同时灌注,两导管之间距不大于3m,导管距槽端不大于1.5m。两导管第一次灌注时必须同时进行,各砼面高差不宜大于0.3m,直到灌注到槽顶标高以下300~500mm。
灌注混凝土同时性保证:连续墙灌注混凝土保证混凝土面上口平,要求一个槽段上的两个导灰管在开始时同时灌注,在导管内预先加一个排球胆作为隔水塞浮在泥浆表面,两个混凝土车(每车12方砼)对准导管漏斗同时放灰,保证混凝土同时下落,混凝土面层同时上升。
首灌量的确定:根据下口埋入砼深度不小于1.5m来确定。设专人经常测定砼面高,并记录砼灌注量。要及时测砼面高度来确定拔管长度,埋管深不得少于1.5m,一般控制在2~4m为宜,导管埋深最大不超过6m。首灌量不小于12m3。
3.6 钢筋网片的制作
钢筋网片的制作在钢筋制作平台上,由于地连墙钢筋网宽度大,而且钢筋重约9T。因此要求其具有足够的刚度和强度,且应绑扎方便。
钢筋网片的制作时,在纵向钢筋上焊接支托钢板,以保证地连墙保护层的厚度。支托钢板长400mm,宽300mm。纵向间距4000mm。水平间距3000mm。为保证钢筋笼刚度,可适当加一些钩筋,为Φ16,纵向间距为0.6m,数量视现场情况确定。
3.7 锚杆施工
根据设计计算提供的设计锚固力(使用荷载)共计3层锚杆,锚杆水平间距2m,竖向间距4.8m。钢绞线采用强度1860型钢绞线。每个锚杆采取密封防水措施。防水材料采用堵漏灵。锚杆孔在连续墙中预留直径200mm的钢套管,锚杆直径150mm。
(1)成孔注浆
钻机就位后,调整机身和地连墙垂直、用量角器测定钻杆角度。之后先启动水泵,注水钻进,并根据地质条件控制钻进速度,接内外套管时,要停止供水,把丝扣处泥砂清除干净,抹上少量黄油,要保证接的套管与原有套管在同一轴线上。
(2)锚杆预应力张拉与锁定
锚固体强度达到15MPa以上时(一般灌浆后7d),开始张拉锚杆,张拉前先取设计轴向力的0.1倍对锚杆预张拉1~2次,经调整锚具后,再正式张拉,并按规范对张拉荷载分级,拉至设计荷载用夹片锁紧并封堵渗水的锚杆孔,以防渗漏水流入基坑,影响基坑安全及土方挖运。
4 结语
在本工程地下连续墙施工中,针对地下连续墙施工工艺而采取的质量控制措施,取得良好的效果,既保证工程質量,又保证施工安全和进度,而且降低工程成本。为今后类似地下连续墙施工提供了借鉴和参考。
参考文献
[1] 谢树成.地下连续墙在深基坑支护工程的应用[J].广东建材,2009年07期
[2] 郑伟荣.地下连续墙深基坑支护施工技术[J].福建建筑,2012年04期