地下連續牆施工
優缺點
優點:
(a)牆體剛度大、整體性好;
(b)適用各種地質條件;
(c)可減少工程施工時對環境的影響;
(d)可進行逆築法施工,有利於加快施工速度,降低工程造價。
缺點:
(a)對泥漿廢液的處理,不但會增加工程費用,而且如果泥水分 離技術不完善或處理不當,會造成新的環境污染;
(b)槽壁坍塌問題。
(c)地下連續牆如果僅用作施工時的臨時擋土結構,則造價可能 較高,不夠經濟。
施工順序
連續牆的分類
地下連續牆的結構與構造
支護基坑的連續牆,按其受力特性,又可分為四種型式:
臨時牆:
單層牆
疊合牆
復合牆
(1)現澆鋼筋混凝土壁板式連續牆
壁式連續牆厚度視地質條件、基坑深度、挖槽設備而定,有1000px、1500px、2000px、3000px等多種。
牆體配筋按強度和抗裂性計算而定。
鋼筋間距不小於80mm。
保護層:臨時牆大於60mm;永久牆大於100mm。
(2)預製鋼筋混凝土連續牆
預應力鋼筋混凝土。受吊裝能力限制。
地下連續牆穩定性分析
(1)泥漿槽壁穩定性分析
泥漿槽壁穩定性的影響因素:
地層性質
槽內泥漿液位高度
泥漿比重
地下水位
槽邊荷載
一次成槽長度
槽的深度
泥漿槽壁穩定性分析方法:
二維楔形分析法
考慮拱效應的三維分析法
成槽設備
目前使用的成槽機,按成槽機理可分為抓鬥式、迴轉式和衝擊式三種。
1-多頭鑽;2-機架;3-吸泥泵;4-振動篩;5-水力旋流器;6-泥漿攪拌機;7-螺旋輸送機;8-泥漿池;9-泥漿沉澱池;10-補漿用輸漿管;11-接頭管;12-接頭管頂升架;13-混凝土灌注機;14-混凝土吊斗;15-混凝土導管上的料斗;16-膨潤土;17-軌道
地下連續牆的施工方法
施工工藝
導牆施工、泥漿護壁、成槽、鋼筋混凝土施工、接頭處理。
導牆施工
導牆的作用
a.控制地下連續牆施工精度;
b.成槽時起擋土作用;
c.重物支承台;
d.維持穩定泥漿液面的作用。
導牆的形式
a.現澆鋼筋混凝土結構;
b.鋼製裝配式結構;
c.預製鋼筋混凝土結構。
適用於表層土質良好(如密實的粘性土等)和導牆上荷載較小的情況。
適用於表層土為雜填土、軟粘土等承載能力較弱的土層。
適用於作用在導牆上的荷載很大的情況,可根據荷載大小計算確定其伸出部分長度。
適用於臨近建築物的情況,有相鄰建築物的一側應適當加強。
適用於當地下水位很到而又不採用井點降水時,為確保導牆內泥漿液面高於地下水位1m以上,需將導牆上提而高出地面。
Γ型導牆適用於地表土較好,具有足夠的地基承載力,在導牆施工期間能保持側壁垂直自立情況。
L型導牆適用於地表土開挖後側壁不能垂直自立情況。
在確定導牆形式時,應考慮如下因素:
i)表層土的特性;
ii)荷載情況;
iii)地下連續牆施工時對鄰近建築物可能產生的影響;
iv)地下水位的高低及地下水位的變化情況 。
導牆的施工
導牆一般採用C20混凝土澆築,配筋通常為φ12~14@200。
兩側導牆凈距應比地下連續牆厚度略寬40mm左右。導牆頂面應高於地面100mm左右。
導牆拆模後,應沿其縱向每隔1m左右設兩道木支撐。
導牆施工順序:平整場地測量放樣挖槽澆築導牆墊層混凝土鋼筋綁紮 立模板澆築混凝土養護設置橫向支撐
導牆測量定位
導牆開挖
鋼筋綁紮
導牆模板支撐
導牆混凝土澆築
架設木支撐或者磚支撐
泥漿護壁
泥漿的作用
護壁--靜水壓力,液體支撐,形成泥皮,維護土壁穩定
攜砂--較高黏性,將土渣懸浮
冷卻機具--降低鑽頭溫度,減小鑽具磨損
切土潤滑--減小土體開挖難度
泥漿的組成
護壁泥漿主要是膨潤土泥漿,其成分為膨潤土、水和一些摻合物。
表6-2-5 膨潤土泥漿的通常配合比
泥漿的性能指標
表6-2-6 泥漿性能指標表
泥漿的製備和處理
i)泥漿的需要量
式中 Q ——泥漿總需要量(m3);
V ——設計總挖土量(m3);
n ——單元槽段數量;
K1——澆築砼時的泥漿回收率(%),一般為60%~80%;
K2 ——泥漿消耗率(%),一般為10%~20%,包括泥漿循環、排土、形成泥皮、漏漿等泥漿損失。
ii)泥漿的製備
採用高速迴轉式攪拌機的高速迴轉,把泥漿攪拌均勻。
泥漿製備工廠
泥漿工廠內部
iii)泥漿的再生處理
處理方法主要有機械處理和重力沉澱處理,最好是兩種方法組合使用。
重力沉降處理是利用泥漿和土渣的密度差使土渣沉澱的方法。
機械處理方法通常是使用振動篩和旋流器。
廢棄泥漿需採用化學及機械方法進行泥水分離,水排走,泥可用填土。
泥漿處理系統
成槽
成槽是地下連續牆施工中的關鍵工序,挖槽精度是保證地下連續牆施工質量的關鍵之一,特別是垂直度,必須保證設計要求。
我國地鐵設計規範中規定,連續牆牆面傾斜度不宜大於1/150,局部突出也不宜大於100mm,且牆體不得侵入主體結構隧道凈空。同時成槽約占地下連續牆施工工期的一半,因此提高其成槽效率也能加快施工進度。
槽段長度的確定
影響因素:
地質條件;
地面荷載;
起重機械的起重能力;
單位時間內供應砼的能力;
泥漿池(罐)的容積;
工地所占用場地面積以及能夠連續作業的時間。
一般槽段長度3~8m,也有10m甚至更長情況。
槽壁的穩定
泥漿護壁仍是目前保持連續牆槽壁穩定的主要方法。
選用適當的材料和配合比。
控制槽內放置時間。
i)泥漿密度
泥漿密度宜每兩小時測定一次。一般新製備的泥漿的密度應小於1.05;在成槽結束後,槽內泥漿的密度不大於1.15,槽底部泥漿的密度不大於1.25。
ii)泥漿的粘度
粘度可用漏斗形粘度計進行測定。
表6-2-7 泥漿漏斗粘度
表6-2-8 泥漿漏斗粘度(泥漿循環狀態)
成槽要領
確保場地的平整以及地表層的地基承載力
確保作業場內的各種施工機械能夠正常運轉
隨時調整並確保成槽機的垂直度
及時供應質量可靠的護壁泥漿
預先鑽孔導向
加強槽底清淤工作。為了給下道工序(如安裝接頭管、鋼筋籠、澆築混凝土)提供良好條件,確保牆體質量,應對殘留在槽底的土碴、雜物進行清除。
清淤方法一般採用吸水泵、空氣壓縮機和潛水泥漿泵等排碴方法;當下鋼筋籠後清槽則可用混凝土導管壓清水或稀泥漿清淤。
鋼筋混凝土施工要點
鋼筋籠的加工和吊放
鋼筋籠縱向應預留導管位置,並上下貫通;
鋼筋籠底端應在0.5m範圍內的厚度方向上做收口處理;
吊點焊接應牢固,並應保證鋼筋籠起吊剛度;
鋼筋籠應設定位墊塊,其深度方向間距為3~5m,每層設2~3塊;
預埋件應與主筋連接牢固,外露面包紮嚴密;
分節製作鋼筋籠應試拼裝,其主筋接頭搭接長度應符合設計要求,如採用焊接或機械連接時,應按相應技術規定執行。
製作精度應符合規定。
鋼筋籠應在槽段接頭清刷、清槽、換漿合格後及時吊放入槽,並應對準槽段中心線緩慢沉入,不得強行入槽。
鋼筋籠分段沉放入槽時,下節鋼筋籠平面位置應正確並臨時固定於導牆上,上下節主筋對正連接牢固,並經檢查合格後,方可繼續下沉。
砼澆築要點
材料:採用摻外加劑的防水混凝土。
砼強度級別不低於C20。
方法:直升導管澆注水下混凝土
導管數量:槽段小於4m,可1根;大於4m,應2根以上。
導管直徑及間距:採用150mm管徑時,間距2m;採用200mm管徑時,間距3m。
鋼筋籠沉放就位後應及時灌注混凝土,並不應超過4h;
各導管儲料斗內砼儲量應保證開始灌注砼時埋管深度不小於500mm;
各導管剪斷隔水栓弔掛線後應同時均勻連續灌注砼,因故中斷灌注時間不得超過30min;
導管隨混凝上灌注應逐步提升,其埋入混凝土深度應為 1. 5~3.0m,相鄰兩導管內砼高差不應大於0. 5m;
砼不得溢出導管落入槽內;
砼灌注速度不應低於2m/h;
置換出的泥漿應及時處理不得溢出地面;
砼灌注宜高出設計高程300~500mm
連續牆水下混凝土灌注用管
注漿管安裝
混凝土澆注架
接頭處理
劃分單元槽段應十分注意槽段之間的接頭位置的合理設置,一般情況下應避免接頭設在轉角處及地下連續牆與內部結構的連接處,以保證地下連續牆有較好的整體性。
a)接頭部分設在柱與柱之間;b)接頭設在與內部結構連接以外;c)、d)接頭設在拐角以外,拐角使用整體鋼筋籠;e)、f)接頭設在丁字和十字連接以外,連接處用整體鋼筋籠;g)圓形、多邊形結構連接
接頭管(連鎖管)接頭
接頭管一般是鋼製的,且大多採用圓形,其施工順序:
施工順序有兩種情況:一種可依次施作,一種可分一期和二期跳挖(為平衡兩端水土壓力)
接頭管的直徑一般要比牆厚小50mm。管身壁厚一般為19~20mm。每節長度一般為5~10m,在施工現場的高度受到限制的情況下,管長可適當縮短。
接頭管大多為圓形的,此外還有缺口圓形的、帶翼的、帶凸榫的等。
大多用圓形,其外徑不小於牆厚的93%。
為便於起拔,要在管身上塗抹黃油以保證光滑。澆築砼2h後旋轉半周。
接頭箱接頭
接頭箱起拔
隔板式接頭
隔板式接頭按隔板 的形狀分為平隔板、 榫形隔板和V形隔板。
結構接頭
地下連續牆與內部結構的樓板、柱、梁連續的結構接頭。
a.直接連接接頭
在連續牆澆筑前預埋連接鋼筋。
b. 間接連接接頭
預埋連接鋼板方式
預埋剪力塊方式