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地下连续墙的施工概述

340 2021-09-03 09:44:06

概述

地下连续墙施工,一般分为准备工作与墙体施工两个阶段。准备工作阶段要求准确定出墙位位置,现场核对单元槽段的划分尺寸,完成泥浆制备和废浆处理系统,场地平整、清除地下旧管线和各类基础,挖导沟准确地设置导墙,铺设轨道和组装成槽设备、吊车、拔管机等设备,准备好钢筋笼及接头工具,并检查全部检测设备。

墙体施工阶段,一般是在导墙内用专用成槽设备开挖深槽至设计标高,用泥浆护壁,经成槽、清孔、刷除接头混凝土上的泥皮,安放锁口管或其他接头设备,再将扎,好具有相当刚度的钢筋笼吊人槽内(要求承重的墙还埋有墙底灌浆管与钢筋笼同时入槽),插入导管,灌注水下混凝土至孔口.再拔出锁口管,接头箱,完成这段墙的浇注为单元墙段。用同样方法浇筑相邻墙段,直至所有墙段施工完毕。即形成这种壁式连续墙的施工。

地下连续墙必须有完善的施工组织设计。其内容包括∶

地下连续墙的总平面布置;总体和单元施工进度计划;挖槽机械和配套设备;

单元槽段的尺寸、分段次序编号、节点的构造形式;泥浆制作应用和循环系统的现场布置,弃土、沉淀方式;成墙穿越不同地质状况及对策;排除障碍措施;

导墙的平面布置和截面结构设计;钢筋笼分段尺寸、接头、制作、安装方法;混凝土配制、搅拌、运输、浇筑方法;施工场地内地面排水;保证质量的技术措施;检测;安全技术措施;其它情况的施工对策。 11.4.2 地下连续墙成槽工艺 1.槽段划分的要求

根据设计要求的地下连续墙布置的总平面,具体划分单元槽段,单元槽段的形式。常用的是一字形、L形、T字形、折线形等。单元槽段的长度以 4~8m 为多,以 6m为标准槽段,最长达 10m,日本则规定为 5~Tm,一般槽段愈长,接头愈少,防渗和整体受力愈好。具体选用还应根据∶

(1)建筑物或构筑物总体形状尺寸。地下连续墙与柱或主体结构的连接形式和相互关系,以及预留孔洞、连接通道构造要求。

(2)周围环境、槽段稳定性和邻近建筑物影响、地面施工荷载等。

(3)施工条件。如成槽机械、泥浆池容量,钢筋笼的加工和吊装能力,混凝主,供应和浇灌速度。施工现场条件和施工操作的有效工作时间,接头的方式等。

(4)地质条件。当地质较差时,如软土地基,不宜将槽段定得太长,以免影响槽段稳定。对于高地下水位的粉细砂地层及其它易发生泥浆漏失造成塌孔地区,一般还要限制单元槽段的长度,可缩减为 3~4m。

2.成槽机械

目前世界上地下连续墙挖槽机有三十多种,归纳起来主要有以下五种类型∶

(1)旋转切前土层和泥浆循环排土成槽机械

此类机械主要使用多头钻和单头钻,对土层进行切削破碎,然后用泥浆循环排土,这两种作业是同时进行的,在合适的土层情况下,有很高的工效。

单头钻成槽机成槽形状为圆形断面,一般只用于钻导孔或桩排地下连续墙用,多头钻成槽机是由数个钻头并列钻进,并设有侧刀削平孔壁,有正循环和反循环二种排渣方式,较多地使用反循环法。还有钻头加压喷射泥浆装置。以便清扫钻头部分的土渣。

这种机械由钻头自重铅直导向,在软土地区,只要控制得当,垂直精度较高,壁面平整,对槽段土体扰动少。这类机械主要有日本利根钻机公司生产的 BW 系列多头钻(表11.4- 1)和日本 TRC钻机钻头可钻 70MPa强度的岩石。以及我国参照日本 BW 钻机,自行设计试制成功的 SF-60 型多头钻机(图 11.4-1)等。

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(3)冲击式钻机

主要利用仿苏 YKC冲击钻和红旗 20 或者 22型钻机。依靠钻头本身重量反复冲击破岩、碎土,然后用取渣筒将破碎的土或石屑取出成孔,用泥浆护壁,水电部门的土坝心墙和大坝的防渗帷幕都使用这种机械完成。也有部分地下建筑和构筑物的地下连续墙使用这种机械。它设备简单可嵌岩,操作简单,可以大量钻机并排钻孔作业,但槽壁的平直度较差。

(4)射水法造墙机

射水法造墙机由福建省水利水电科学研究所研制,最早用于堤坝防渗墙。目前已发展为深基坑支护的地下连续墙上使用。

射水法造墙机是一种在砂质、软土地基上用射水法成槽建造混凝土或钢筋混凝土地下连续墙的机具。它主要由造孔机,水下混凝土浇筑机和混凝土搅拌机组成,详见图 11.4-2。

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这种设备比较轻巧,主要在导墙两侧的轨道上运行。目前成形的尺寸为厚 22cm、宽 198cm,及厚 35cm、宽 150cm,还可以施工墙厚 30cm、40cm、45cm,机架高8.4m,亦可按实际需要调整,底盘长 4m 宽2.3m,轮距 2m,造孔机重 12.4t,浇筑机7.3t,总重19.Tt。其中最重件为卷扬机重 1.7t。其主要技术指标详见表 11.4-5。

该机是将造孔与浇筑混凝土两部分机具分开,实现流水作业。由于用射水成墙综合工效高,造价低。机架采用螺栓连接,分三层拆装的钢结构井架,易于搬迁,导向系统用电动机械手控制,下水管直管与胶管的连接采用快速接头,机架移动用电动行走轮,固定机架采用改装后的液压千厅顶,操作步骤快速。该机目前的适用范围还有一定限制,只能在一定的地质条件下的防渗墙和受力比较小的地下连续墙使用。

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4.清渣

挖槽达到设计深度后要认真清渣,以减少槽底沉淀。清渣一般分为直接用带活底板的排渣筒、导管吸力机、压缩空气吸泥砂泵、抓斗等直接出土方式和使用泥浆循环出土方式两类。

泥浆循环出土又划分为正循环和反循环,正循环就是泥浆经过空心钻杆和钻头喷入,携带土屑后。泥浆托带渣士上升至槽顶溢出槽外的过程;反循环则是泥浆由导沟流入.托起渣土使悬混,经钻头被吸力泵吸入空心钻杆,排出槽外。

成槽完成后,必须对槽底泥浆进行置换和清除,置换是一般在不少于槽段总体量的 1/或下部 5m,置换清渣必须边清边在槽顶补浆,使底部泥浆比重不大于 1.2,沉渣厚度不大于 200mm,具有垂直承载功能的地下连续墙,沉渣厚度不大于 100mm。

5.槽壁稳定设计

地下连续墙挖槽过程中的槽壁稳定,在泥浆护壁条件,已完成的实例很多,最大挖槽深度已超过 50m,都取得成功,因此一般情况下,可不进行槽壁稳定性验算。在槽段过长,过深,贴近现有建筑物,地面和地层变化大,地下水变动频繁并有层压水情况下需要进行槽壁稳定验算时,可按以下方法进行;

(1)考虑土拱效应的槽壁稳定计算

假定槽壁失稳时,坍落体的形状为底面倾斜的半圆筒状(详图 11.4-4)。按下述计算步骤求出坍落体处于极限平衡状态所需的泥浆比重,若计算泥浆的比重大于1.05 时则槽壁不稳定。反之,则槽壁稳定。

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