梅钢1780mm旋流池地下连续墙施工技术总结

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  摘要:地下连续墙施工工艺在地下工程和基础工程中广泛应用,随着工艺和设备的不断改进和完善、施工技术的成熟,其应用变得愈来愈广泛,已成为基坑围护的主要措施之一。梅钢1780热轧旋流池基坑支护采用地下连续墙,深度达31.23m,本文将该旋流池地下连续墙施工中采取的主要措施、难点及对策加以介绍阐述。
  关键词:连续墙;垂直度;吊装;防夹泥渗漏措施
  Abstract: The construction process of the underground continuous wall is widely used in underground engineering and foundation engineering, along with the process and equipment of continuous improvement, construction technology, its application is becoming more and more widely, has become one of the main measures of foundation pit. Mei steel 1780 hot-rolled swirl pool of foundation pit with underground continuous wall, depth of 31.23m, the difficulties and countermeasures of main measures adopted, the underground continuous wall construction of swirl pool in the paper.
  Key words: continuous wall; verticality; hoisting; anti-pinch mud leakage measures
  
  中圖分类号:TU984.11+1文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
  
  1引言
  1.1工程概况
  梅山钢铁1780mm热轧旋流池基坑采用1000㎜厚地下连续墙作为基坑支护结构,接头采用锁口管形式。旋流池整个圆井地连墙为38边形,均为两折型,共19幅槽段。连续墙墙底达到中风化安山岩顶部,该岩层较坚硬,给施工带来一定的难度。连续墙钢筋笼吊装采用整体吊装法,一次起吊完成施工。
  1.2工程地质
  场地相对标高-1.0m,旋流池地下连续墙底达到中风化安山岩(层号⑧2)顶部,地质土层状态及构成见表1。
  表1 土层状态及构成
  
  
  1.3工程特点及难点
  连续墙做围护结构又兼做地下结构的部分外墙,承受水土的水平荷载,又要承受竖向荷载,同时起防渗作用,基坑开挖深度超过地墙埋深,对连续墙槽壁垂直度要求高;
  大吨位的钢筋笼和锁口管接头如何准确下设、就位等问题;
  工区域土层复杂,含有承压水层,富水性中等,地质条件对成槽施工不利,易造成塌方,增加成槽施工难度;
  施工区域多家单位、多个工种同时穿插施工,因此连续墙施工场地狭小,为顺利开展施工增加了不少难度。
  2 主要施工方法与控制措施
  2.1导墙
  导墙在施工中挡土、挡浆,承受施工机械等产生的荷载及部分土压力作用,选用合理的导墙形式,提高地下连续墙施工的可靠性。
  导墙座落于原土层上,如遇特殊松散透水性强杂填土必须挖弃。本工程的导墙采取分段制作,普通导墙选用倒“L”型。针对地下墙单幅成槽时间长,且有大型设备在周围频繁行走,当导墙处存在有淤泥质土和回填土时,增加导墙样式为“ [ ”型。其能在成槽过程中,使作用在导墙上机械的集中力有效地通过导墙梁传递到未被开挖的槽段部分中去,有利于槽壁的稳定;在起拔锁口管时由于增加了导墙底部的支托面,使得拔管器对导墙的作用力能够均匀分散给土层,减少导墙开裂危险。
  2.2锁口管
  锁口管采用分节拼装式组合管,存放时应在表面涂抹黄油等隔离剂,保证管面平整光滑,连接紧密可靠。各单节使用前预先组装试拼接,吊起后,管体上下垂直;
  拔出管后,视场地条件,将锁口管拆分成少量节数,以便下幅槽段使用时减少拼接量,简化施工工序,提高工效缩短工期;
  锁口管吊放入槽时严格按照导墙上分幅标志进行操作,对准槽段中心,确保管中心与分幅线中心一直,保持锁口管垂直插入槽底固定。管顶用Φ20钢筋对拉连接,导墙与管间缝隙塞入木楔子固定锁口管;
  管后空隙用粘土与碎石混合料回填,按1:2配比回填,在填充过程中采取随填随测的措施,安排有丰富经验的技术人员负责并确认密实后,方可进行下一道工序施工。
  2.3泥浆[1]
  2.3.1泥浆配比及新浆指标
  泥浆材料选用含砂量低、造浆率高的优质Ga+膨润土,各材料配比为:膨润土为8~9%,纯碱为0.3~0.4%,CMC为0.1~0.2%;新浆性能为:比重1.05~1.15kg/cm3,粘度25~30s,泥皮厚度1~2mm,失水量30ml/30min,PH值7~9。
  2.3.2泥浆运行管理
  储备单元槽段体积的1.5~2倍的泥浆,经常检查泥浆的各项指标,保证泥浆处于最佳状态;严防不合格泥浆进入槽段,液面不低于导墙300mm。成槽结束后,对泥浆进行检测,对超出指标的泥浆立即置换、调整。
  对不合格泥浆采取回收处理再生,达废浆指标无法再生的泥浆坚决废弃。
  2.4成槽施工
  本连续墙槽段为折线型,成槽机械转向、移动频繁。为避免三抓的偏位不在同一侧,对后序施工产生影响,出现“迈步”现象,因此加强垂直度控制,采取了以下措施:
  施工前将槽段分界线、每抓的端线、中心线醒目地标示在导墙上,核对无误后再进行成槽;
  浇筑施工便道,保证成槽机站位合理、平稳;
  合理安排成槽司机,按时换班,防止疲劳作业,并落实责任制,做好成槽记录;
  利用经纬仪和直尺从X、Y两个不同的方向不间断观测抓斗钢绳和设备站位的偏差,以指导成槽纠偏;
  成槽结束,安排机械师负责成槽机的日常检查和维修。确保机械的正常运转,缩短每幅槽段的成槽时间,提高槽壁稳定性,保证后续工序安全、顺利施工。
  经严格执行以上措施,通过超声波测试,槽壁垂直度。
  经分析得出如下结论
  地连墙的垂直度均达到1/400以内的精度,部分槽段达1/1000,证明设备选型合理,成槽机有效地发挥了其自身优势;
  槽壁塌方现象少,槽壁垂直度满足施工要求,锁口管接头、钢筋笼安装顺利,基坑开挖后墙体没有出现露筋等质量问题。
  2.5钢筋笼制作及吊装:
  钢筋笼为折线型,均为两折,最重达27吨。根据其特点对钢筋笼加工、起吊制定具体措施:
  2.5.1钢筋笼制作平台
  平台基层为混凝土地坪,以保证其平整度,减小平台的变形;平台由14#槽钢纵横双向拼焊而成,其刚度和平整度较好,钢筋笼在平台上整体加工制作。为便于钢筋放样布置和焊接,在平台上根据设计的钢筋间距、插筋、预埋件、及钢筋接驳器的位置画出控制标记,保证埋件的布设精度。
  2.5.2钢筋笼制作
  为确保钢筋笼起吊时的整体刚度,钢筋笼的吊点和周边1.0m的范围采用100%焊接外,其它部位可按50%节点焊接。钢筋笼断面构造形式。
  2.5.3钢筋笼吊装
  在钢筋笼起吊翻身之前,用22钢筋固定,间距1.0m,以减小角笼的变形。钢筋笼由150T履带吊作为主吊,80T履带吊协助配合翻身,双机抬吊竖起后,由主吊以垂直状态吊装入槽。
  2.6混凝土浇筑
  连续墙最大幅单体水下混凝土连续浇筑量约达180米3,一次性水下连续浇筑量大,针对其特殊性采取以下几项措施:
  选择两个有足够拌和及运输能力的搅拌站作为混凝土供应方,确保施工时供应连续、充足;
  混凝土采用闭水性好的专用丝扣导管,按球胆排浆法进行水下浇筑,采用两套导管同时匀速浇筑;
  在现场进行坍落度测试,每两车测试一次,并及时与搅拌站联系,控制好混凝土各项指标,以保证浇筑的连续性;
  控制浇筑速度,导管埋深在2米以上,经常上下提动导管,提动时不得过急,以免泥浆混入混凝土中。
  通过对上述措施认真落实,地下墙混凝土浇筑中从未出现堵管现象,施工顺利。据统计,单幅槽段混凝土浇筑最长时间5小时,最短3小时。
  2.7混凝土浇筑情况具体统计见表3:
  表3连续墙混凝土浇筑时间及充盈系数统计表
  
  
  以上数据表明:混凝土充盈系数在1.003~1.049之间,满足规范要求,各项技术措施有效,槽壁比较稳定,塌方现象少。
  
  3 接缝夹泥、渗漏的预防及处理措施
  墙体接缝夹泥、渗漏在连续墙施工过程中很难发现,只有在基坑开挖时才会暴露出来,由于承压水层水头高、水压大,一旦在承压水范围出现夹泥、渗漏,将导致涌泥事故。
  3.1根据工程的特点、周围环境以及地质复杂情况,提出相应的预防措施及对策。一旦出现险情,能够及时处理,可防止险情的继续扩大,减少损失。
  成槽结束后,必须做好清底工作,控制清底后的泥浆比重不超过1.2kg/cm3;
  严格控制成槽垂直度小于1/300,预防地下连续墙出现“错位”或“迈步”现象;
  在环境条件允许的情况下,采用深井降低承压水水头,减小水压,降低工程风险;
  周围建筑物密集,环境保护要求高时,可采用压密注浆或劈裂注浆加固槽壁两侧土体,提高土体抗剪强度,亦可采用高压旋喷桩加固预防接缝涌泥;
  严格控制泥浆指标,清底后到混凝土浇筑前的时间不超过4小时;浇筑过程中泥浆比重过大时,输送比重小的新浆进行稀释。
  3.2基坑开挖时出现夹泥、渗漏的处理措施:
  立即停止挖土作业,向孔洞内埋设注浆管,端部接好注浆枪头,以防在注浆中相互串浆,发生注浆管堵塞;
  孔洞周边用砂袋围坝,快速回填黄砂压载,以稳定险情不再发展,黄砂回填量应以能控制险情为准;
  立即向孔洞内进行水泥、水玻璃双液注浆,以填补基坑外流失的土体,直至返浆时停止注浆;
  如渗漏严重,可在在坑外根据需要,钻适当数量的注浆孔,孔内注入聚氨脂。待土方挖出后凿出地下连续墙内的预埋件,焊接上钢板,在钢板与地下墙的空隙内灌满高效堵漏砂浆;
  提高沉降、位移监测频率,结果及时反馈到施工现场,并据此调整堵漏措施。
  4 施工工期分析
  旋流池连续墙整个施工过程围绕计划工期精心组织施工,对每个具体工序合理安排、认真贯彻执行,提前完成地墙施工任务。考虑到各种风险因素,施工重点考虑以下几方面:
  准备工作。本工程开挖深度大,土质坚硬,单幅成槽时间长,成槽机连续高速运转的时间长、磨损大,配备一批易损零部件和两个专业修理工,做到及时维修和更换;合理安排施工顺序,将成槽时间安排在合理期间提高成槽效率;
  施工过程中,保证泥浆储备量,且新浆熟化时间在24小时以上。及时组织废浆外运,有足够废浆池备用,保证其它工序不延误工期;
  成槽的同时制作钢筋笼,单幅钢筋笼制作成型时间约24小时左右,由专业技术人员负责技术、质量。钢筋笼制作首先把握好材料进场数量和时间,提前为钢筋成型做好准备。制作时全面考虑天气、施工工作面、制作质量等因素,合理安排工人班次,使工序衔接紧密;
  选择两家有实力的搅拌站,保证混凝土供应的及时、连续性;要求供应方采用有缓凝、减水等功效的外加劑,以减少混凝土坍落度在运输途中的损失。现场进行坍落度等指标测试,摒弃不符合质量要求的混凝土,提高浇筑质量,确保工期节点。
  5 经济分析
  5.1各项费用的降低率:
  经加强管理后预测成本与实际成本对比降低率分析表
   表4费用降低率
  
  
  5.2降低成本的主要措施
  提高了工程质量,确保了成槽精度,从而控制了浇筑时的超量,减少了混凝土不必要的消耗,降低了成本;
  加强了泥浆的再生利用,提高了新浆的使用率,同时减少了废浆外运。节约了泥浆材料、制作及废浆外运的费用,从一定程度上降低了成本;
  加强了钢筋等材料的管理。钢筋笼施工材料预算、计划提料时根据蓝图、方案考虑周全,钢筋放样尽量结合现场实际做好配料,施工过程中排摸掌握钢筋使用情况及时指导施工,做到在满足质量的同时最大程度的合理利用各种规格材料,从而减少工序中钢筋等材料的不必要损失,降低成本。
  6 结束语
  梅钢1780mm热轧旋流池的地下连续墙施工技术在本工程中的成功应用,取得了巨大的社会、经济效益。连续墙墙体平整,接缝密实,未出现加泥渗漏现象,为结构施工创造了有利保障。在施工过程中,广大工程技术人员经过不断的摸索和总结,对地下连续墙的施工技术进一步完善,为以后类似工程施工提供了宝贵经验。
  参考文献
  【1】丛蔼森《下连续墙设计施工与应用》.北京:中国水利水电出版社。2001.2;473~52
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