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钢混地下连续墙围护的天津某大厦基坑工程

357 2021-11-08 15:24:29

该大厦框剪结构,建筑面积38000m2,地下 2 层。地上 29层,位于繁华区,南临墙子河,西、北与高层建筑相邻,东靠交通要道。主楼 20m深度范围内表层土为杂素填土,其余为粘土及粉质粘土,呈松散、可塑、流塑状态。地面以下 1.5m 为稳定水位,经过多方面考虑,选择地下连续墙作为施工阶段的支护结构和使用阶段的地下室外墙。

1 设计

导墙设计。是由表层土的特性、地下水位以及承受重量所决定的。地面以下3m左右均为软塑松散填的杂土,地下水位基本稳定在1.5m左右,钢筋网架、锁口管的自重以及顶拔锁口管的力都要由导墙承受,所以确定使用倒"L"型C20钢筋混凝土导墙(图5-63)。其深度内侧为1.5m外侧与地连墙顶交叉500mm,以便施工帽梁时起到截水作用。

单元槽段划分。单元槽段的划分原则是在满足承载力的情况下,应尽可能地减少钢筋制作种类和幅数(图5-64)。圆弧处采用折线段,折线段交点在圆弧上,也就是每幅墙的中间,即独立柱的位置,转角处使用"L"形幅墙过渡。其他直线段墙幅长控制在 6m 左右,上部柱尽量位于幅墙的中间,偏差不大于1000mm。槽段接头处选用半圆形。

泥浆处理系统。设计和建造一个包括拌浆池(12m³)、调整池(9m³)、储浆池(90m³)、沉淀池(50m³)、废浆池(50m³)的泥浆处理系统。间隔墙用加气混凝土块砌筑,厚 200mm,内外抹防水砂浆。底板为厚150mm 的 C20混凝土内配φ12@200钢筋。

确定混凝土配合比。选砂、石、水泥送试验室进行性能检验,经过试配确定混凝土配合比。为增加混凝土和易性,降低水泥用量,加入 YNH-1缓凝早强型减水剂。从东侧半圆弧顶部开始,即从11轴东侧的C~D轴中第一幅开始,南北各一幅跳槽施工至轴1闭合。

2 施工方法

2.1 修筑导墙。现浇钢筋混凝土导墙的施工顺序为∶平整场

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地→测量定位→挖槽及处理弃土→绑扎钢筋→支模板→浇筑混凝土→拆模并设置横撑→导墙外侧回填土。施工时要注意导墙外侧回填土应用粘土填实,浇筑混凝土要捣实,不得有跑模、蜂窝、狗洞现象,施工接头应与地连墙接头位置错开,严格控制导槽的误差,拆模后应沿其纵向每隔 1m 加设上下两道木支撑(100mm ×100mm),禁止任何重型机械和运输设备在旁边行驶,以防导墙受压变形。划分槽段。导墙施工完后,及时将纵横轴线及槽段划分标注在导墙上,以便于槽壁机工作和吊放钢筋网架等。

2.2 泥浆制备和管理。根据地基土、地下水和施工条件调查,确定泥浆主要由膨润十拌制,另加话量的增粘剂 CMC和分散碱。膨润土的掺量为 8%,其他外加剂应根据泥浆性能掺入。新鲜泥浆∶相对密度1.045~1.05、粘度 23~25s、pH值7.5~8.5。

泥浆搅拌选用喷射搅拌和高压气体搅拌相结合的方式。喷射搅拌主要用于未达到设计浓度前,气体搅拌主要用于使泥浆均匀、膨胀润土充分溶胀。先将膨润土在拌浆池中拌合均匀,然后根据其泥浆性能从 1%的 CMC、4%的碱液桶中取出一定数量液体逐步加入拌浆池中,待达到新鲜泥浆性能后,输入到储浆池中备用。

待槽壁机开挖后,将储浆池中的泥浆输入槽内,保持液面距墙顶 500mm。在灌注混凝土前根据其灌入量,先输出一部分泥浆至沉淀池,沉淀后输至调整池进行调整,继续使用。如果经测定泥浆粘度>100s、相对密度>1.30、pH值>14,则输入泥浆进人废浆池,用泥浆车外运排放。

2.3 成槽。主要设备选用日本KH180履带吊和吊索式液压抓斗槽壁机(真砂)。壁面垂直度由操作室内显示仪控制。为保证接头质量良好,不致渗漏水,在成槽过程中,用带有高压水嘴的刷壁器多次提刷混凝土表面。一般先挖每段的两侧,后挖中部。挖槽时履带吊停靠在导墙内侧(铺设路基箱板),臂杆与施工地连墙前进方向成 45°,人工旋转槽壁机使其平行贴靠在导墙外侧边线,缓缓入槽,避免用力强制推入槽内。清槽∶成槽后用刷壁器上下提刷5次以上,待悬浮在泥浆中的颗粒杂质沉淀后,再用槽壁机一次性抓出。最后检测槽底泥浆,若相对密度<1.20、含砂量<8%,可开下道工序,若超过此值,进行一次置换,再次检测。检测结果要做好记录。

2.4 钢筋网架的制作和吊放∶搭设流动性制作平台。在平整的场地上,搭设长 20m、宽6m 的钢筋网架制作平台,底部横铺枕木,间距 2m,抄平表面后,上部用钢管搭设,纵横间距 2m。根据主筋间距在管上用红漆标志出钢筋的位置。

钢筋网架长 20.5m,宽度 4~6m 左右。先焊封钢筋网架两侧接头处。为了保证预理筋和预埋钢板位置,施工时易于寻找,采用厚 50mm聚苯乙烯板保护。

为防止吊放时钢筋网架变形,在两面主筋上加焊剪刀形钢筋加固,其规格与主筋相同。在钢筋网架顶端距中间1.5m处,用φ16 钢筋根据标高焊两个吊环,便于钢管架设在导墙上而不至下沉。钢筋网架起吊前要进行隐检,主要察看长、宽、高的尺寸和钢筋间距以及预埋钢板、预埋筋位置、焊点是否满足要求等情况。

2.5 灌注混凝土前,先吊锁口管和下人导管。在吊入锁口管时,注意吊点要正中,管身垂直,管脚插入土内 300mm左右,导墙顶处必须用钢锁固定枕木卡牢锁口管。为了拆卸方便,灌注前沿管壁回填少量干土丸。将已经拼装打压不漏水的导管,沿着设计好的位置(距钢筋网架中间1m)下入距槽底 250mm,然后给球胆充气,其直径比导管内径小 20mm,漏斗放在导管上,插上斗口闸板。

灌注混凝土时两根导管每次要同时灌人相同数量的混凝土。在灌注过程中,埋管深度控制在 2~4m,过深时要及时拔管,左、中、右三处混凝土面的高差不超过500mm,当混凝土灌至导墙后,可抽去全部泥浆,最后灌至施工设计标高。

在灌注完混凝土后,混凝土表面已凝结,即可全部拔出锁口管。先用油压千斤顶顶动锁口管,然后用吊车起拔管身,若锁口管顶拔不动,可借助 3t 锤轻击锁口管头部,使其有所下沉后再顶升,这样可以消除混凝土对管身的包裹力。起拔时所用钢索直径必须有足够的安全系数,并要有一根副钢索挂在锁口管上,以防主钢索损断时引起吊臂翻身事故。

3 开挖检查结果。

开挖后,经检查地下连续墙无夹泥、蜂窝、漏筋现象,墙面垂直度基本满足要求。混凝土抗压强度、抗渗指标达到了设计要求。

4 经济效益分析

经过测算,采用支护与结构地下连续墙比采用钻孔桩支护、钢筋混凝土地下室外墙以及挖填运土,坑外降水费用降低16%,而且建筑物周围场地可供施工使用,减少地下水排放量,保证了建筑物周围的建筑、道路、管线的安全性。

5 几点体会

当地下水位高于地下连续墙顶时,在施工导墙时,外导墙深度必须与地下连续墙交叉 500mm,以防止基坑开挖时地表水渗入基坑内,也无须拆除外导墙,可利用它支护坑边土方。

在地下连续墙灌注混凝土时,最好利用商品混凝土,用两台搅拌运输车分别向两个导管内灌入混凝土以保证混凝土的灌注质量。

泥浆内掺入 CMC可以提高其粘度,有益于护壁,但会影响混凝土与钢筋之间的握裹力,配制泥浆时要适当控制其掺量。

用液压抓斗槽壁机成槽,大大节省了泥浆消耗量,从而减少外运泥浆量,成槽速度快,质量稳定。