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地下连续墙的设计及施工工艺

325 2021-09-07 14:38:55

地下连续墙是通过特殊手段在地下构筑的连续墙体,常用于挡土、截水、防渗和承载力等,地下连续墙作为深基坑施工方法之一,近几年来得到迅速发展。在日本已成为最主要的基坑支护措施。

一、地下连续墙的类型

根据施工工艺不同,地下连续墙可分为桩排式、槽段式、预制拼装式和组合式等; 根物制作材料又可分为钢筋混凝土、混凝土、粘七、劲性骨架水泥加固 土和其它-一些材料制成的地下连续墙。其中钢筋混凝土地下连续墙应用最为普遍。钢筋混凝土地下连续墙按其成槽、成孔工艺的不同,又可划分为钻、抓、冲、挖等几种。常用地下连续墙的分类形式及基本特点见表 3-2。

二、地下连续培的设计

地下连续墙的设计除应满足前面围护结构的有关要求外,述应包括如下内容;

(1)单元槽段的平面形状及成槽长度;

(2)槽段之间的接头型式及接头设计;

(3)作为主体结构的一部分时,与梁、板等水平构件的连接型式及构造设计;

(4)作为主体结构的一部分时,与内衬墙的结合方式及构造设计。

地下连续墙的厚度应由计算确定,并与成槽机械的能 力相适应。一般情况下现浇钢筋混凝土地下连续墙的厚度可选用 600~-1000mm;预制钢筋混濒凝土地下 连经情的厚历不针大500mn。

地下连续墙及其构筑物作为基础设计的极限状态分以下两类;

(1)承载能力极限状态,对应于地下墙及其坑槽地基达到最大承载能力或 局部、整体失稳不适于继续承载的状态。

(2)地下墙和坑槽地基达到土木工程正常使用所规定的变形限值或耐久性要求的某项限制。地下连续墙及其构筑物应根据其自身和影响范围内建筑物的安全等级,按承载能力极限状态.与正常使用极限状态的要求,分别进行计算和观测。

三、地下连续培的施工

地下连续墙的施工应考虑对周围环境的保护要求, 主要有; 成槽及开挖过程中对邻近建筑物、构筑物和地下管线的影响;施工过程中噪普、振动以及废弃泥浆等对居民和市容的影啊。

(1) 导墙的修筑精度 (宽度、平直度、垂直度和标高)和强度对成槽施工质量有直接影响,高质量的导墙是高质量槽段的基础,常用的导墙形式如图 3-9 所示。导墙--般采用现浇混凝土、预制钢筋混凝土等修筑,混凝土标号不宜小于'C20,深度一般1~ 2m,墙顶高出施工地面 0.1~0. 2rn,遇特别松散易垮的杂填土层时,要穿过该层坐落于较密实的粘土层上。导墙背侧回填粘土并夯实,不漏水不漏浆。地下水位较高时,可适当提高导墙面高度, 保证泥浆液面高出地下水位不小于 1. 0m,以保护槽壁稳定。导墙内墙ü平行于地下连续墙轴线,对轴生距离的 允诗偏差-般在正负 10mm 以 内。导播现浇混凝土拆模后。立即在墙加撑。养护期间,重型机械不能在导墙旁行走,导墙旁不能堆放重物。 防止导墙变形、开裂和移位。

(2)挖槽施工要使用符合要求的泥浆,以保持槽壁的稳定,泥浆的性能指标可 参阅表3-3。泥浆密度一般控制在 1.08~1.25kg/L、在特别易垮的砂层可提高至 1.30~1.40kg/L。施工结束后。槽内况浆弈度控制在1.10~1.15kg/L,槽底部泥浆密度不宜大于1.25kg/,粘度不宜小于20s。

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(3) 合理划分单元糟段长度,以减少墙体接头,提高其刚度和防渗能力。单元槽段的长度-一般根据土质稳定情况,地下水活动情况,墙体附近地面的静荷载和动荷载情况,钢筋笼的整体尺寸,质量、刚度、起重机械的能力,混凝土供应能力和浇灌时间,接头位置的设置等因素综合考虑选取。一般为 4~ 6m,国外一般为 5~8m。

(4)采用挖斗挖槽施工。在软土地层,挖槽速度根据挖斗的容量、升降速度及现场运土能力合理选定,一般为 4~-10m3/h;在硬粘土层或 N 值大于 40 的砂土层,宜采用 "两钻--抓"法挖槽,防止挖斗吃土阻力不均衡,造成槽段或槽壁偏斜或凸凹不平,以保证槽段开挖的垂直度。采用回转施工,挖槽施工速度根据砂石泵的排量和墙厚取 4~10m'/h。施C要 充分注意土质和地下水情况对槽壁稳定的影响 (如表 3-4),并经常进行槽壁稳定验算。

槽段开挖结束后,行清槽换浆,槽底沉淀物淤积厚度不大于 200mm。槽段长度允许偏差为正负 50mm,厚度允许偏差为正负 10mm,深度允许偏差小干等于 100mm,垂直度偏差小等于1/150。

(5)地下连续墙接头类型多种多样,有接头管、接头箱、楔形接头、隔板式接头和插入式接头等。接头构件形式的选择,最主要的是能保证墙段之间的可靠连接,不渗漏。能传递单元之间的受力而不变形, 施工操作便利等。接头构件入槽前,要用钢刷对槽壁进行上下拉刷,除去槽壁泥皮附淤。钢刷的形式及刷毛要适应槽壁及接头形状。

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(6)钢筋笼的制作要充分考虑堆放、装卸、运输、插放等作业过程中可能产生的弯曲或变形,整体尺寸应根据槽段尺寸和起重能力来考虑,最好能制作成-整体。为增加刚度,每钢筋笼设置不小于 3 根竖向龙骨筋。首径不/小于 16mm,面层脑刀節自径不小 20mm。安放灌注导管的位置,其周围要增设箍筋及连接筋加固。钢筋笼的垂直度,在地面以上可用仪器检测,入槽后检测比较困难。因此需要分段吊放入槽的钢筋笼, 可在上下段的钢筋笼上设置若干精确的垂线。 并在导墙顶部确定—水平面。下段入槽的钢筋笼保持垂线与水平面互成直角, 然后将上段钢筋笼垂线对准下段钢筋笼垂线后焊接。再插放人槽。要防钢筋笼碰撞槽壁,造成壁面坍塌,槽底产生大量沉渣。

(7)地下连续墙混凝土灌注多采用两根导管作业。根据对导管浇灌的混凝土流动扩散规律的研究,两根导管之间距离不宜过大,否则中间部分的混凝土容易卷进泥浆或浮浆,接头处混凝土流动较差,故导管的安放位置在控制导管之间合理距离的前提下,尽可能靠近接头附近。导管埋入混凝土内的深度般为 1.5~6. 0m,导管之间的距离以 2.0~3. 0m 为官。日本混凝土标准规程说明中介绍必须埋在混凝土内 2m 以上,墨西哥规定为1.5~-5. 0m,我国地基与基础'工程施工及验收规范 GBJ202-83 要求导管的理入深度不得小于 1.5m,也不宜大于 6.0m。要尽量选用直径较大的导管。灌注时导管不得做横向运动,否则会把沉渣、泥浆或浮浆等混入混凝土,内,影响混凝土,质量。在软士地层中灌注混凝土, 考虑到槽壁的冲盈系数及混凝土的侧压力有可能使槽宽增大,要有适当的混凝土超灌量,一般为 10%~15%。墙顶也要有适当的超灌,以保证墙顶的混凝土强度。