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岩土研究院

超深地下连续墙的成槽方法和施工难点

523 2020-12-10 14:24:52







随着全国城市化建设的加快,建筑物深基础深基坑及超深基础超深基坑工程将向更深、更大的趋势发展,相应地,大深度大厚度的地下连续墙也将越来越有广阔的应用前景。一般50m以上深度的地下连续墙为大深度地下连续墙,厚度大于l.2m以上的地下连续墙为大厚度地下连续墙。

地下连续墙作为一种既可止水又能承重的围护结构,随着深基坑工程的增加,应用日渐广泛。而超深地下连续墙施工虽是一项复杂的工程,只要在实际施工中选好成槽方法及接头形式,加强导墙及钢筋笼的施工质量,控制好泥浆密度、成槽垂直度、水下混凝土灌注、接头处理等关键工序,施工质量方可达到设计要求。



1.超深地下连续墙的成槽方法


(1)液压抓斗成槽

液压抓斗成槽是地下连续墙施工最常用的方法。目前常用的液压抓斗有进口的和国产的,型号也比较多,但能承担超深墙施工的不多。

液压抓斗成槽

(2)铣槽机成槽

当施工经过的硬土层较厚或成槽深度较大,对垂直度要求较高时,可直接采用铣槽机施工。该方法可有效保证垂直度,缺点是施工速度慢,造价高,国内使用的不多。

铣槽机成槽

(3)“钻抓结合”法

所谓“钻抓结合”法就是在槽段的两端或中间先施工一个导向孔,一般采用旋挖钻机或工程钻机施工,要求成孔直径同墙厚,孔深与墙深相同,垂直度控制在1/(300~500)。通过先行施工导向孔,可以使液压抓斗斗齿成槽时伸入已抓好的两孔中并夹住两孔之间的土体直接将土体抓出,大大降低了成槽过程中土体对液压抓斗产生的阻力,提高了成槽速度,缩短整幅槽段的施工时间,对成槽垂直度的控制也容易保证。

(4)“先抓后铣”法

超深地下连续墙一般深度都超过40m,施工穿越的土层可能达密实的砂土层或砾石层,采用以上两种施工方法,当遇较硬土层时施工速度会很慢,甚至根本无法施工,施工的垂直度也无法控制。目前常用的解决方法是:上部软土层部分采用液压抓斗直接成槽,当遇下部硬土层或砾石层改用铣槽机成槽。此种方法可以提高整体施工速度,保证垂直度,但施工工序较多,造价高,技术要求高。



2.超深地下连续墙施工的主要难点


(1)导墙的施工

导墙施工是地下连续墙施工的第一步,对地下连续墙施工定位、储存泥浆和成槽起着重要作用。经常出现导墙变形或损坏造成成槽施工无法进行。
①导墙变形导致钢筋笼不能顺利下放。
②导墙的内墙面与地下连续墙的轴线不平行,造成整幅墙的垂直度不理想。
③导墙后侧塌方,导墙开挖深度范围内为回填土,造成导墙后侧塌方。

(2)成槽的稳定性

①泥浆性能很关键
超深地下连续墙成槽施工的时间都比较长,造成成槽后泥浆静置时间较长。因此泥浆性能的好坏直接影响地下连续墙的施工质量。
②水泥搅拌法加固
对上部有软弱土层或新近回填土层的地段,可采用墙体两侧用水泥搅拌法进行加固,水泥掺入量不宜过大。
③加高导墙
在现场有条件的情况下可适当加高导墙,为节约成本,方便施工,可采用移动式的钢导墙进行加高。
④严格控制成槽时间
超深地下连续墙的成槽施工时间都较长,应尽量减少减少单幅槽段的施工时间。
⑤尽量减少外部扰动
施工过程中加强现场管理,禁止在槽段两侧堆放重物或行走机械。同时要安排专人清理成槽施工场地,避免废弃钢筋等落入槽段堵塞或损坏成槽机械。

(3)垂直度的控制

地下连续墙一般是做围护结构墙,有的设计是“双墙合一”的,兼做结构墙,不论是做哪种墙,越深的基坑,对垂直度的要求越高,一般要求垂直度l/300,一旦成槽施工的垂直度超过设计要求,将造成钢筋笼下放困难甚至放不进去,还有可能“吃进”主体结构内,造成结构施工困难。
为了保证成槽施工垂直度,首先要将导墙面垂直度控制好,其次优选纠偏能力强的成槽施工设备,最主要的还是施工过程中的及时修正。

(4)接头的处理

目前国内常用的地下连续墙的接头形式有锁口管接头、止水钢板接头、接头箱、预制混凝土接头等,最简单的是锁口管接头。超深地下连续墙较少采用锁口管接头形式,主要采用止水钢板接头和预制混凝土接头。

止水钢板接头形式


止水钢板接头主要有“十字”、“工字”、“王字”形等几种形式采用哪种形式,主要取决于地下连续墙的厚度及深度。
止水钢板接头形式具有止水效果好,整体性好,方便施工等优点,但造价相对较高。
现在常用的接头形式还有预制混凝土接头。预制混凝土接头一般制作成“工字”形状在车间内分段制作完成,厚度与墙厚相同,宽度为600~800 mm。在槽口分段吊装,采用预埋钢板焊接连接。预制接头混凝土强度、配筋与地下连续墙相同。成槽后该接头构件直接埋在连续墙里,不再回收利用,减少了拔出工序,钢筋混凝土接头为预制件,可提前制作,大大缩短混凝土浇筑时间。

混凝土预制接头


无论是采用止水钢板接头还是预制混凝土接头,都须在接头外侧回填砂石包或土袋,以防混凝土绕流,造成二期槽段施工困难。
对于超深地下连续墙,为了确保接头的止水效果,最好在接头外侧补2根高压旋喷桩进行止水封堵。实践证明该方法有一定效果。

(5)钢筋笼的制作与吊装

由于超深地下连续墙墙厚、深度大,钢筋笼的体积和质量也较大,有的重达几十吨。用国内普通的起吊设备一次吊装有难度的时候,可以考虑分节制作,对接的方式可采用电焊连接,也可采用接驳器对接。电焊连接对精度要求低,容易操作,但耗时长;接驳器对接省时,但对精度要求高,造价高。从保证槽壁稳定的角度出发,最好采用接驳器对接,连接速度快,质量有保证。

钢筋笼的制作首先要保证平整度与垂直度,确保钢筋笼吊起来后能顺利下放。

钢筋笼的制作与吊装

(6)水下混凝土灌注
①导管的装拆与布置
利用带有快速接头的密封导管进行水下混凝土灌注。

②合理控制导管埋深

灌注混凝土时导管埋深应保持在2~6m之间,不合理的导管埋深将直接影响混凝土的灌注质量。
③严控出厂混凝土质量
预搅混凝土到场后,应首先进行坍落度检测。


稿源:《土建工程师》

作者:(未知)

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