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【摘 要】 本文介绍了连续墙施工工艺及控制要点,并在导墙、连续墙接头、设备选型进行了描述。
【关键词】 地下连续墙;冲击钻施工;控制要点
地下连续墙结构刚度大,整体性、抗渗性、耐久性好,在城市地铁和深基坑中有越来越多的应用。本文结合大连地铁交通大学站工程对地下连续墙采用冲击钻施工工艺及控制要点进行简单叙述。
1、工程概况
交通大学站设备用房区1#厅长度52.4m,宽19.7m,基坑最大深度为34.16m,围护结构采用800mm厚地下连续墙。车站范围内上覆素填土厚0.5~5m,卵石层厚1.5m~9.6m,下伏钙质板岩:①强风化钙质板岩,层厚0.7~5m;②中风化钙质板岩。地下水位埋深2.4m,卵石层具强透水性,强风化钙质板岩具有中等透水性。
2、地下连续墙施工工艺流程
地下连续墙的主要工序包括:导墙制作、泥浆制作、开挖成槽、清底、钢筋笼制作及吊装,水下砼浇筑等。其施工工艺流程见下图。
3、导墙施工
3.1导墙形式的确定
交通大学站导墙形式采用“┒┎”型,导墙翼面宽度1.5m,墙体厚度20cm,保证导墙在地下连续墙施工中不产生内挤。导墙的净距大于地下连续墙的设计宽度60mm。
在导墙转角处,为保证地下连续墙成槽时能顺利进行以及转角断面完整,转角处导墙需沿轴线外放500mm。
3.2导墙施工控制要点
(1)对现场进行调查,清除地下障碍物,横贯或靠近导墙的废弃管道必须封堵密实,以免成为以后施工漏浆通道。
(2)导墙是成槽起始阶段定位和导向体,必须保证导墙的位置、结构尺寸、垂直精符合规范要求。导墙不设沉降缝和温度缝。
(3)由于基坑开挖时地下连续墙在外侧土压力作用下会向内位移和变形,为确保结构的净空,导墙中心轴线较设计轴线外移100mm。导墙顶面标高高出邻近地面20cm。以防止周围的散水流入槽段内。
(4)模板拆除后立即架设木支撑,支撑上下各一道,水平间距1.5m。并且导墙内用粘土填充密实,防止导墙内挤。施工道路跨越过导墙做,必须用钢板架空。在砼强度未达到70%以前,禁止重型机械靠近导墙。
4、地下连续墙成槽施工
4.1泥浆的制备
泥浆可在孔壁形成泥皮,阻隔孔内水向孔外渗透,产生泥水压力,保护孔壁免于坍塌:同时,使孔底钻渣悬浮,带入沉淀池。交通大学站成槽阶段将优质粘土放入泥浆搅拌机中进行充分搅拌,并入池存放充分水化后使用。清槽灌注混凝土阶段:加入一定量的膨润土能更有效地清除槽底沉渣。
4.2成槽设备选择
考虑到洗槽机费用高,连续墙接头薄弱,大学站设备区1#厅没有选用。试验段首先选用液压抓斗成槽至强风化岩上层,然后在中、微风化岩,用单绳冲击钻冲击孔方式成槽。但在实践中由于卵石层中卵石较大,抓斗成槽效率极低,且槽壁成型差易塌孔,后改用冲击钻直接冲孔成槽。
4.3冲击钻成槽
本工程单元槽标准段为6米,转角处及特殊位置根据现场情况做局部调整。槽段施工时根据顺序分“一期槽段”和“二期槽段”。每个槽段又分主副孔施工,先主孔后副孔施工。主孔中心距在1.0~1.2m之间均匀布置。副孔中心位于两个主孔中心连线的中点。
方锤扫孔:在主、副孔施工结束后,用冲击钻配备特制的方锤,从主、副孔连线的中点下钻,修整槽壁,最终联孔成槽。
4.4成槽施工控制要点
①成槽过程中要不断补充泥浆,保证泥浆液面始终高于地下水位至少0.5m,亦不宜低于导墙面0.5m。泥浆使用过程中要不断对其性能指标进行检测,要及时换浆或加外加剂进行调整。
②在主孔施工时,严格控制垂直度,尤其是接头箱位置,垂直度不能超过0.5%,超标时必须及时采取措施修整。
③对于Ⅱ期槽段用洗刷锤清刷Ⅰ期槽段接头,直至不带泥屑为止。
④清槽使用空气升液法反循环排碴,即利用压缩空气在洗孔端的气室处形成一个负压,将沉碴吸入井管内,从管口喷出。槽底清理和置换泥浆结束后,槽底沉碴厚度不大于10mm、泥浆比重小于1.15,含砂率小于5%、粘度不大于28S要求。
5.钢筋笼制作吊装及砼浇筑
5.1钢筋笼制作
交通大学站钢筋笼钢筋笼高34米宽近6米,施工前先制作前先搭设工作平台,在工作平台上进行焊接成型。钢筋笼在平台上先安放下层水平分布筋再放下层的主筋,下层筋安放好后,再按设计位置安放桁架和上层钢筋。考虑到钢筋笼起吊时的刚度和强度的要求,每幅钢筋笼设3~5排桁架。
5.2接头箱选择
交通大学站连续墙深度大,施工场地小,选用工字型钢板接头。在一期连续墙钢筋笼两端全长范围焊接工字形钢板,厚10mm,边板宽35cm,中板宽70cm。二期连续墙钢筋笼两端不需焊接钢板。
5.3钢筋笼吊装
本工程由于钢筋笼是平躺在平台上制作,体积庞大,重量约25T,钢筋笼起吊空中翻身时易发生过大的弯曲变形散架,发生安全事故,故在钢筋笼上设置纵、横向起吊桁架和吊点,主吊设置8个吊点、副吊设置4个吊点。采用150t、50t二台吊车配合作业。
5.4混凝土灌注
地下连续墙混凝土灌注按水下混凝土灌注施工工艺施工。一个槽段内同时使用两根导管灌注,两根导管同时开塞灌注混凝土,并连续灌注。
5.5钢筋笼制作吊装及混凝土施工控制要点
①为保证钢筋笼外部整体尺寸,先搭设平台,调整好平面,所有钢筋都在平台上焊接加工成型。平台位置应考虑起吊要求,就近设置。
②钢筋笼制作全部采用焊接,不得用镀锌铁丝绑扎。在钢筋笼外侧焊上3mm厚钢板制作的定位垫块,每个槽段前后两个面各设两块,其竖向间距5m。安装的测斜管、预埋铁件等要保证其的定位准确。
③为以便于浇筑水下混凝土时导管的插入,槽段大于4m的每幅预留两个相距2~3m、距两边1~1.5m的导管通道,每个导管通道设6根通长的导向筋,导管通道内径大于导管外径10cm。
④钢筋笼加工完成后,工字型钢板接头箱外侧凹槽内用包好的泡沫板填充减少绕流砼和泥浆的污染,二期槽段成槽后用带有钢刷的方锤清除。
⑤吊装钢筋笼前,确定好吊车的摆放位置,确保满足起重参数。起吊要有专人指挥,吊装过程要缓慢进行,特别是刚开始时二台吊车缓慢抬起钢筋笼,要特别注意观察钢筋笼的变形。空中翻身时2台吊车要动作协调,不能使钢筋笼下端在地面上拖引。
⑥由于所有预埋预留的标高是由钢筋笼的笼顶标高来控制的,钢筋笼下放到位后,确认笼顶标高,及时用垫块加以调整固定,确保预埋预留的标高正确。
⑦一期槽段施工时,对扩挖部分用砂袋(装泥)抛填接头箱外侧空隙,以防止混凝土绕过钢板进入下一槽段。
⑧每一槽段灌注混凝土前,準备好足够的储备混凝土,以便确保开塞后能达到0.5m以上的埋管深度,并连续灌注。一个槽段内两导管处的混凝土表面高差不大于0.3m。
⑨在灌注过程中,应注意控制浇灌速度及导管埋深,导管下口插入混凝土深度控制在1.5~3m。混凝土需要超灌50cm。
6.结束语
从大连地铁交通大学站1#明挖厅后期开挖情况看,用冲击钻施工的地下连续墙连续墙结构稳定,不漏不渗,表面平整,达到预期效果。缺点是单槽成槽周期长,实践中为保证工程工期,施工期间组织冲击钻15台,2台钻机施工一个槽段,在同一时间保证7个槽的施工,平均达到3天完成一幅。
作者简介:高西龙,单位:中铁十局集团济南铁路工程有限公司,出生年月:1961年3月16日,籍贯:河南省漯河市,性别:男,技术职称:工程师
【关键词】 地下连续墙;冲击钻施工;控制要点
地下连续墙结构刚度大,整体性、抗渗性、耐久性好,在城市地铁和深基坑中有越来越多的应用。本文结合大连地铁交通大学站工程对地下连续墙采用冲击钻施工工艺及控制要点进行简单叙述。
1、工程概况
交通大学站设备用房区1#厅长度52.4m,宽19.7m,基坑最大深度为34.16m,围护结构采用800mm厚地下连续墙。车站范围内上覆素填土厚0.5~5m,卵石层厚1.5m~9.6m,下伏钙质板岩:①强风化钙质板岩,层厚0.7~5m;②中风化钙质板岩。地下水位埋深2.4m,卵石层具强透水性,强风化钙质板岩具有中等透水性。
2、地下连续墙施工工艺流程
地下连续墙的主要工序包括:导墙制作、泥浆制作、开挖成槽、清底、钢筋笼制作及吊装,水下砼浇筑等。其施工工艺流程见下图。
3、导墙施工
3.1导墙形式的确定
交通大学站导墙形式采用“┒┎”型,导墙翼面宽度1.5m,墙体厚度20cm,保证导墙在地下连续墙施工中不产生内挤。导墙的净距大于地下连续墙的设计宽度60mm。
在导墙转角处,为保证地下连续墙成槽时能顺利进行以及转角断面完整,转角处导墙需沿轴线外放500mm。
3.2导墙施工控制要点
(1)对现场进行调查,清除地下障碍物,横贯或靠近导墙的废弃管道必须封堵密实,以免成为以后施工漏浆通道。
(2)导墙是成槽起始阶段定位和导向体,必须保证导墙的位置、结构尺寸、垂直精符合规范要求。导墙不设沉降缝和温度缝。
(3)由于基坑开挖时地下连续墙在外侧土压力作用下会向内位移和变形,为确保结构的净空,导墙中心轴线较设计轴线外移100mm。导墙顶面标高高出邻近地面20cm。以防止周围的散水流入槽段内。
(4)模板拆除后立即架设木支撑,支撑上下各一道,水平间距1.5m。并且导墙内用粘土填充密实,防止导墙内挤。施工道路跨越过导墙做,必须用钢板架空。在砼强度未达到70%以前,禁止重型机械靠近导墙。
4、地下连续墙成槽施工
4.1泥浆的制备
泥浆可在孔壁形成泥皮,阻隔孔内水向孔外渗透,产生泥水压力,保护孔壁免于坍塌:同时,使孔底钻渣悬浮,带入沉淀池。交通大学站成槽阶段将优质粘土放入泥浆搅拌机中进行充分搅拌,并入池存放充分水化后使用。清槽灌注混凝土阶段:加入一定量的膨润土能更有效地清除槽底沉渣。
4.2成槽设备选择
考虑到洗槽机费用高,连续墙接头薄弱,大学站设备区1#厅没有选用。试验段首先选用液压抓斗成槽至强风化岩上层,然后在中、微风化岩,用单绳冲击钻冲击孔方式成槽。但在实践中由于卵石层中卵石较大,抓斗成槽效率极低,且槽壁成型差易塌孔,后改用冲击钻直接冲孔成槽。
4.3冲击钻成槽
本工程单元槽标准段为6米,转角处及特殊位置根据现场情况做局部调整。槽段施工时根据顺序分“一期槽段”和“二期槽段”。每个槽段又分主副孔施工,先主孔后副孔施工。主孔中心距在1.0~1.2m之间均匀布置。副孔中心位于两个主孔中心连线的中点。
方锤扫孔:在主、副孔施工结束后,用冲击钻配备特制的方锤,从主、副孔连线的中点下钻,修整槽壁,最终联孔成槽。
4.4成槽施工控制要点
①成槽过程中要不断补充泥浆,保证泥浆液面始终高于地下水位至少0.5m,亦不宜低于导墙面0.5m。泥浆使用过程中要不断对其性能指标进行检测,要及时换浆或加外加剂进行调整。
②在主孔施工时,严格控制垂直度,尤其是接头箱位置,垂直度不能超过0.5%,超标时必须及时采取措施修整。
③对于Ⅱ期槽段用洗刷锤清刷Ⅰ期槽段接头,直至不带泥屑为止。
④清槽使用空气升液法反循环排碴,即利用压缩空气在洗孔端的气室处形成一个负压,将沉碴吸入井管内,从管口喷出。槽底清理和置换泥浆结束后,槽底沉碴厚度不大于10mm、泥浆比重小于1.15,含砂率小于5%、粘度不大于28S要求。
5.钢筋笼制作吊装及砼浇筑
5.1钢筋笼制作
交通大学站钢筋笼钢筋笼高34米宽近6米,施工前先制作前先搭设工作平台,在工作平台上进行焊接成型。钢筋笼在平台上先安放下层水平分布筋再放下层的主筋,下层筋安放好后,再按设计位置安放桁架和上层钢筋。考虑到钢筋笼起吊时的刚度和强度的要求,每幅钢筋笼设3~5排桁架。
5.2接头箱选择
交通大学站连续墙深度大,施工场地小,选用工字型钢板接头。在一期连续墙钢筋笼两端全长范围焊接工字形钢板,厚10mm,边板宽35cm,中板宽70cm。二期连续墙钢筋笼两端不需焊接钢板。
5.3钢筋笼吊装
本工程由于钢筋笼是平躺在平台上制作,体积庞大,重量约25T,钢筋笼起吊空中翻身时易发生过大的弯曲变形散架,发生安全事故,故在钢筋笼上设置纵、横向起吊桁架和吊点,主吊设置8个吊点、副吊设置4个吊点。采用150t、50t二台吊车配合作业。
5.4混凝土灌注
地下连续墙混凝土灌注按水下混凝土灌注施工工艺施工。一个槽段内同时使用两根导管灌注,两根导管同时开塞灌注混凝土,并连续灌注。
5.5钢筋笼制作吊装及混凝土施工控制要点
①为保证钢筋笼外部整体尺寸,先搭设平台,调整好平面,所有钢筋都在平台上焊接加工成型。平台位置应考虑起吊要求,就近设置。
②钢筋笼制作全部采用焊接,不得用镀锌铁丝绑扎。在钢筋笼外侧焊上3mm厚钢板制作的定位垫块,每个槽段前后两个面各设两块,其竖向间距5m。安装的测斜管、预埋铁件等要保证其的定位准确。
③为以便于浇筑水下混凝土时导管的插入,槽段大于4m的每幅预留两个相距2~3m、距两边1~1.5m的导管通道,每个导管通道设6根通长的导向筋,导管通道内径大于导管外径10cm。
④钢筋笼加工完成后,工字型钢板接头箱外侧凹槽内用包好的泡沫板填充减少绕流砼和泥浆的污染,二期槽段成槽后用带有钢刷的方锤清除。
⑤吊装钢筋笼前,确定好吊车的摆放位置,确保满足起重参数。起吊要有专人指挥,吊装过程要缓慢进行,特别是刚开始时二台吊车缓慢抬起钢筋笼,要特别注意观察钢筋笼的变形。空中翻身时2台吊车要动作协调,不能使钢筋笼下端在地面上拖引。
⑥由于所有预埋预留的标高是由钢筋笼的笼顶标高来控制的,钢筋笼下放到位后,确认笼顶标高,及时用垫块加以调整固定,确保预埋预留的标高正确。
⑦一期槽段施工时,对扩挖部分用砂袋(装泥)抛填接头箱外侧空隙,以防止混凝土绕过钢板进入下一槽段。
⑧每一槽段灌注混凝土前,準备好足够的储备混凝土,以便确保开塞后能达到0.5m以上的埋管深度,并连续灌注。一个槽段内两导管处的混凝土表面高差不大于0.3m。
⑨在灌注过程中,应注意控制浇灌速度及导管埋深,导管下口插入混凝土深度控制在1.5~3m。混凝土需要超灌50cm。
6.结束语
从大连地铁交通大学站1#明挖厅后期开挖情况看,用冲击钻施工的地下连续墙连续墙结构稳定,不漏不渗,表面平整,达到预期效果。缺点是单槽成槽周期长,实践中为保证工程工期,施工期间组织冲击钻15台,2台钻机施工一个槽段,在同一时间保证7个槽的施工,平均达到3天完成一幅。
作者简介:高西龙,单位:中铁十局集团济南铁路工程有限公司,出生年月:1961年3月16日,籍贯:河南省漯河市,性别:男,技术职称:工程师