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岩土研究院

地下连续墙施工与检测介绍

334 2021-03-16 10:31:46


地下连续墙的施工有导墙构筑、泥浆制备与处理、成槽施工、钢筋笼制作与吊装、连接接头安装、混凝土浇筑以及拔出连接接头(锁口管)等主要工序。



  • 1、导墙施工

地下连续墙成槽施工前,应沿墙两侧设置导墙。导墙的作用有∶ (1)测量基准、成槽导向;(2)存储泥浆、稳定液面,维护槽壁稳定;(3)稳定上部土体,防止槽口坍方;(4)作为施工荷载支撑平台,承受如成槽设备、钢筋笼搁置、导管架、顶升架以及接头管等设备荷载。


导墙是控制地下连续墙轴线位置及成槽质量的关键环节。导墙的形式有预制和现浇钢筋混凝土两种,现浇导墙较常用,质量易保证。现浇导墙形状有"L"、倒"L"、等形状(见图5.18),可根据地质条件选用。当土质较好时,可选用倒"L"形;采用"L"形导墙时,导墙背后应注意回填夯实。

导墙上部宜与道路连成整体。当浅层土质较差时,导墙底面不宜设置在新近填土上,可预先加固导墙两侧土体,并将导墙底部加深至原状土上,且埋深不宜小于1.5m。


两侧导墙净距通常大于设计槽宽 40~50mm,以便于成槽施工。导墙顶部可高出地面

100~200mm 以防止地表水流入导墙沟,同时为了减少地表水的渗透,对于L形导墙,墙侧应用密实的黏性土回填,不应使用垃圾及其他透水材料。


导墙的强度和稳定性应满足成槽设备和顶拔接头管施工的要求。混凝土的设计强度等级不宜低于 C20,墙体厚度一般为150~300mm,高应大于1.5m并进入老土0.2m。双向配筋 φ8~16@150~200。

导墙应对称浇筑,墙顶面要水平,内墙面应垂直,地面与地基土密贴。混凝土强度达到70%以上才能拆模。导墙拆模后,应立即在导墙间加设支撑,防止导墙向内挤压。可采用上下两道槽钢或木撑,支撑水平间距一般 2m左右,并禁止重型机械在尚未达到强度的导墙附近作业,以防止导墙位移或开裂。


  • 2、泥浆制备与处理

地下连续墙施工的基本特点是利用泥浆护壁进行成槽,泥浆护壁在地下墙施工时是确保槽壁不坍的重要措施,除护壁作用外,还有携渣、冷却钻具和润滑作用。


目前,工程中大量使用的是膨润土泥浆,其性能控制指标有密度、黏度、失水量、 pH值、稳定性、含砂量以及泥皮厚度等。


成槽时的护壁泥浆在使用前,应根据泥浆材料及地质条件试配及进行室内性能试验,泥浆配比应按试验确定。泥浆拌制后应贮放 24h,待泥浆材料充分水化后方可使用。成槽时,泥浆的供应及处理设备应满足泥浆使用量的要求,泥浆的性能应符合相关技术指标的要求。


护壁泥浆的配比试验、室内性能试验、现场成槽试验对保证槽壁稳定性是很必要的,尤其在松散或渗透系数较大的土层中成槽,更应注意适当增大泥浆黏度,调整好泥浆配合比。对槽底稠泥浆和沉淀渣土的清除可以采用底部抽吸同时上部补浆的方法,使底部泥浆比重降至1.2,减少槽底沉渣厚度。当泥浆配比不合适时,可能会出现槽壁较严重的坍塌,这时应将槽段回填,调整施工参数后再重新成槽。有时,调整泥浆配比能解决槽壁坍塌问题。


  • 3、成槽施工

成槽施工是用专用的挖槽机来完成的,是地下连续墙施工最重要的一环,是保证施工力效和工程质量的关键。在成槽施工中,最重要的是保证槽壁在成槽过程中的稳定以及减少成槽施工对周边环境的影响。


(1)保证槽壁在成槽过程中的稳定

响槽壁稳定性的因素有∶单元槽段的长度及长度与深度的比值(长深比);护壁泥浆的配制及使用过程中的控制;成槽机械的选型;槽壁上作用有超载;成槽时间的长短;单元槽段开挖及单元槽段内挖槽分段顺序;


为保持槽壁稳定,保证施工质量,应采取以下措施∶

1)成槽施工前应进行成槽试验,检验泥浆的配比及成槽机的选型的适宜性,并通过试验确定施工工艺及施工参数。

目前国内外常用的挖槽机械按其工作原理分为抓斗式、冲击式和回转式三大类,我国当前应用最多的是吊索式蚌式抓斗、导杆式蚌式抓斗及回转式多头钻等。应根据不同的深度情况、地质条件选择合适的成槽设备。一般在软土中成槽可采用常规的抓斗式成槽设│备,当在硬土层或岩层中成槽施工时,可选用钻抓、抓铣结合的成槽工艺。成槽机宜配备有垂直度显示仪表和自动纠偏装置,成槽过程中利用成槽机上的垂直度仪表及自动纠偏装置来保证成槽垂直度。

2)护壁泥浆除配制应符合要求外,在施工中应严格控制泥浆液面,成槽过程护壁泥浆液面应高于导墙底面500mm,液面下落时应及时补浆以防槽壁坍塌;同时应定期对泥浆指标进行检查测试,随时调整并做好质量检测记录;在遇到较厚粉砂、细砂地层且埋深超过10.0m时,可适当提高黏度指标,但不宜大于45s;对于地下水位较高的,可适当提泥浆相对密度,但不宜超过1.25的上限,并采用掺加重晶石的技术方案;另外,应尽量减少泥浆损耗,防止泥浆污染。

3)单元槽段采用间隔一个或多个槽段的跳幅施工顺序。每个单元槽段内分段挖槽,但分段不宜超过3个。每幅槽段的长度,决定挖槽的幅数和次序。常用作法是∶对三抓成槽的槽段,采用先抓两边后抓中间的顺序;相邻两幅地下连续墙槽段深度不一致时,先施工深的槽段,后施工浅的槽段。

4)尽量减少成槽时间,同时槽壁附近应尽量不堆放荷载。


(2)减少成槽施工对周边环境的影响

当地下连续墙邻近的既有建筑物、地下管线、地下构筑物对地基变形敏感时,应根据相邻建筑物的结构和基础形式、相邻地下管线的类型、位置、走向和埋藏深度及场地的工程地质和水文地质特性等因素,按其允许变形要求采取以下有效措施控制槽壁变形∶

采取间隔成槽的施工顺序,并在浇筑的混凝土终凝后,再进行相邻槽段的成槽施工;

对松散或稍密的砂土和碎土石、稍密的粉土、软土等易坍塌的软弱土层,地下连续墙成槽时,可采取改善泥浆性质、槽壁预加固、控制单幅槽段宽度和挖槽速度等措施增强槽壁稳定性。


  • 4、钢筋笼制作与吊装

(1)钢筋笼制作

钢筋笼根据墙体配筋图和单元槽段的划分来制作。制作时,纵向受力钢筋的接头不宜设置在受力较大处。同一连接区段内,纵向受力钢筋的连接方式和连接接头面积百分率应符合国家现行有关标准对板类构件的规定。


单元槽段的钢筋笼宜整体装配和沉放。当槽段很深或受到起重设备的限制,可分段制作,在吊放时再逐段连接,分段钢筋的长度应将接头的位置选在受力较小处。上下段钢筋笼的连接在保证质量的情况下应尽量采用焊接或机械连接等快速连接的方式,并应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010 对钢筋连接的有关规定。


制作钢筋笼应设置定位层垫块,垫块在垂直方向上的间距宜取3~5m,水平方向上每层宜设置 2~3 块。


(2)钢筋笼吊装


钢筋笼吊装前应根据钢筋笼的重量选择主、副吊设备,进行吊点布置,在吊点处设置纵横向起吊桁架,桁架主筋宜采用 HRB400级钢筋,钢筋直径不宜小于20mm,且应满足吊装和沉放过程中钢筋笼的整体性及钢筋笼骨架不产生塑性变形的要求。


钢筋笼应采用横吊梁或吊架起吊(图 5.19)。起吊时钢筋笼下端不能在地面拖行。如起吊过程中连接点出现位移、松动或开焊的钢筋笼不得入槽,应重新制作或修整完好。如钢筋笼不能顺利入槽,应重新吊出,在查明原因并处理后再吊装,不得强行插放。


  • 5、连接接头安装与拔出

在单元槽段成槽施工后,用起吊设备在该槽段的两端吊放接头管,然后再吊装钢筋笼。槽段接头应满足混凝土浇筑压力对其强度和刚度的要求。安放槽段接头时,应紧贴槽段垂直缓慢沉放至槽底,遇到阻碍时应先清除,然后再入槽。在浇筑混凝土时,两端的接头管相当于模板,将墙体混凝土与槽段两端的土体隔开。待新浇筑混凝土开始初凝时拔出接头管,这样在未开挖槽段与已浇筑墙体之间就留下一个圆形孔,已浇筑的墙段两端就是内凹半圆形端头。在浇筑相邻槽段混凝土时,应在吊放地下连续墙钢筋笼前,先将半圆形端头表面进行处理,将附着的水泥浆和泥浆混合而成的胶凝物采用专用电动刷或刮刀铲除。这样,相邻槽段内新浇筑成形的外凸半圆形端头与之前的内凹半圆形端头相互嵌接,形成整体。


地下连续墙水下浇筑混凝土时,因成槽时槽壁坍塌或槽段接头安放不到位等原因都会导致混凝土绕流,混凝土一旦形成绕流会对相邻幅槽段的成槽和墙体质量产生不良影响,因此在混凝土浇灌过程中应采取防止混凝土产生绕流的措施。


6、混凝土浇筑

现浇地下连续墙应采用导管法浇筑混凝土。导管拼接时,其接缝应密闭,并进行气密性试验。混凝土浇筑时,导管内应预先设置隔水栓。


槽段长度不大于6m时,槽段混凝土宜采用二根导管同时浇筑;槽段长度大于6m时,槽段混凝土宜采用三根导管同时浇筑。每根导管分担的浇筑面积应基本均等。钢筋笼就位后应及时浇筑混凝土。混凝土浇筑过程中,导管埋入混凝土面的深度宜在2.0~4.0m,浇筑液面的上升速度不宜小于3m/h。混凝土浇筑面宜高于地下连续墙设计顶面500mm。


地下连续墙的质量检测应符合下列规定∶

(1)应进行槽壁垂直度检测,检测数量不得小于同条件下总槽段数的 20%,且不应少于10 幅;当地下连续墙作为主体地下结构构件时,应对每个槽段进行槽壁垂直度检测;

(2)应进行槽底沉渣厚度检测; 当地下连续墙作为主体地下结构构件时,应对每个槽段进行槽底沉渣厚度检测;

(3)应采用声波透射法对墙体混凝土质量进行检测,检测墙段数量不宜少于同条件下总墙段数的 20%,且不得少于3幅墙段,每个检测墙段的预埋超声波管数不应少于4个,且宜布置在墙身截面的四边中点处;

(4)当根据声波透射法判定的墙身质量不合格时,应采用钻芯法进行验证;

(5)地下连续墙作为主体地下结构构件时,其质量检测尚应符合相关规范的要求。