地下連續牆施工方法

地下連續牆施工方法

1 施工工藝

其工藝流程如下圖:

地下連續牆施工方法

2 導牆施工

2.1 導牆設計概況

導牆是控制地下連續牆各項指標的基準,它起著支護槽口土體,承受地面荷載和穩定泥漿液麵的作用。對於地質情況比較好的地方,可以直接施作導牆,對於鬆散層可通過地表注漿進行地基加固及防滲堵漏。

導牆翼面置於上部的雜填土上,為保證兩側導牆能緊貼地面並在地下連續牆施工前和施工中不產生內擠,呂厝站1號線、2號線導牆翼面寬度設計為0.8m、牆厚0.2m、導牆深度1.3m,導牆頂面高出地面0.1m,防止周圍的散水流入槽段內,汙染泥漿。導牆的淨距為地下連續牆設計厚度加50mm的施工餘量。導牆頂面做成水平,考慮地面坡度影響,在適當位置做成10~15釐米臺階。模板拆除後,沿其縱向每隔2米加設上下兩道100*100釐米方木做內支撐,將兩片導牆支撐起來。導牆分段施工,分段長度根據模板長度和規範要求,一般控制在30~50m。在平面上導牆施工接頭與地下連續牆接頭錯開。導牆主筋用Ф12螺紋鋼,鋼筋間距按200mm排列,水平鋼筋置於內側採用φ8圓鋼,鋼筋間距按200mm排列

根據施工區域地質情況,導牆做成“┓┏”形現澆鋼筋混凝土結構,斷面如下圖所示;

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導牆斷面圖

在導牆各轉角處需向外延伸,滿足成槽機的最小抓鬥要求,轉角處導牆需沿軸線外放不小於0.3m。

2.2 導牆溝槽開挖

用全站儀放出地牆軸線,並放出導牆位置(連續牆軸線向基坑外側外放100mm),導牆開挖採用小型挖掘機開挖,人工配合清底。基底夯實後,鋪設7釐米厚1:3水泥沙漿,混凝土澆築採用木模板及木支撐,插入式振搗器振搗。在導牆的混凝土達到設計強度前,禁止任何重型機械和運輸設備在其旁邊通過。導牆施工縫與地下牆接縫錯開。其施工順序如下:

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2.3 導牆的鋼筋混凝土施工

(1)導牆溝槽開挖後立即將導牆中心線引至溝槽中,控制模板施工。

(2)導牆主筋用Ф12螺紋鋼,鋼筋間距按150mm排列,水平鋼筋置於內側採用φ8圓鋼,鋼筋間距按200mm排列。

(3)導牆模板採用木模板,沿縱向設4道鋼管支撐加固,間距30cm,沿高度方向每1m設一道鋼管支撐。模板加固牢固,嚴防跑模,並保證軸線和淨空的準確,沿中線方向左右偏差不大於5mm。

(4)混凝土澆注時兩邊對稱均勻布料,50cm振搗一次,以表面泛漿,混凝土面不下沉為準。每次澆注留試件一組。

(5)混凝土澆注完2~3d後拆模,接頭鑿毛,苫蓋草簾,灑水養生不少於7d。

2.4 導牆施工的技術要求

(1)內牆面與地牆縱軸線平行度誤差為±10mm。

(2)內外導牆間距誤差為±10mm。

(3)導牆內牆面垂直度誤差為5‰。

(4)導牆內牆面平整度為3mm。

(5)導牆頂面平整度為5mm。

3 泥漿製備與管理

泥漿主要是在地牆挖槽過程中起護壁作用,泥漿護壁技術是地下連續牆工程基礎技術之一,其質量好壞直接影響到地牆的質量與安全。

3.1 泥漿配合比

根據地質條件,泥漿採用膨潤土泥漿,針對地質的透水性及穩定情況,泥漿配合比如下:(每立方米泥漿材料用量Kg)

膨潤土:70

純鹼:1.8

水:1000

CMC:0.8

上述配合比在施工中根據試驗槽段及實際情況再適當調整。

製備泥漿的性能指標如下:

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3.2 泥漿池設計

泥漿池容量按下列方法確定:

呂厝站1號線

(1) 單幅槽段需漿量V0:

V0 =槽寬×槽厚×槽深

V0 =6×0.8×30=144m3 (槽深取平均值約30m)

(2) 新漿貯備量V1:

V1≈V0≈144m3

(3) 泥漿循環需要量V2:

V2=V0×1.5=144×1.5=216m3

(4)灌注混凝土時的廢漿量V3:

V3=V1×10%=144×10%=14.4m3

(5)泥漿池總容量V:

V= (V1+V2+V3 )×1.1=(144+216+14.4)×1.1=374.4m3

(6)合計泥漿池總容量:374.4×2.5≈936m3

泥漿池根據成槽施工和泥漿循環與再生的需要,結合現場實際情況以及工期要求分期設置3個360m3的泥漿池。每個泥漿池按新漿、循環、廢漿池組合分格設置或單獨設置。泥漿池長為30米,寬為6米,深為2.5米(露出地面0.5米)。泥漿池底板採用厚100mm,C20混凝土;池體採用厚度為240mm的磚砌體,砂漿抹面。在造漿池上設置泥漿攪拌機等配套設施。

呂厝站2號線

(1) 單幅槽段需漿量V0:

V0 =槽寬×槽厚×槽深

V0 =6×1×34=204m3 (槽深取平均值約為34 m)

(2) 新漿貯備量V1:

V1≈V0≈204m3

(3) 泥漿循環需要量V2:

V2=V0×1.5=204×1.5=306m3

(4)灌注混凝土時的廢漿量V3:

V3=V1×10%=306×10%=30.6m3

(5)泥漿池總容量V:

V= (V1+V2+V3 )×1.1=(204+306+30.6)×1.1=594.66m3

(6)合計泥漿池總容量:594.66×2.5≈1486.65m3

泥漿池根據成槽施工和泥漿循環與再生的需要,結合現場實際情況以及工期要求分期設置4個375m3的泥漿池。每個泥漿池按新漿、循環、廢漿池組合分格設置或單獨設置。泥漿池長為30米,寬為5米,深為2.5米(露出地面0.5米)。泥漿池底板採用厚100mm,C20混凝土;池體採用厚度為240mm的磚砌體,砂漿抹面。在造漿池上設置泥漿攪拌機等配套設施。

3.3 泥漿製備

泥漿攪拌採用2臺2L-400型高速回轉式攪拌機。製漿順序為:

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具體配製細節:先配製CMC溶液靜置5小時,按配合比在攪拌筒內加水,加膨潤土,攪拌3分鐘後,再加入CMC溶液。攪拌10分鐘,再加入純鹼,攪拌均勻後,放入儲漿池內,待24小時後,膨潤土顆粒充分水化膨脹,即可泵入循環池,以備使用。

3.4 泥漿循環

(1)在挖槽過程中,泥漿由循環池注入開挖槽段,邊開挖邊注入,保持泥漿液麵距離導牆面0.2米左右,並高於地下水位1米以上。

(2)入巖和清槽過程中,採用泵吸反循環,泥漿由循環池泵入槽內,槽內泥漿抽到沉澱池,以物理處理後,返回循環池。

(3)水下混凝土灌注過程中,上部泥漿返回沉澱池,而混凝土頂面以上4米內的泥漿排到廢漿池,原則上廢棄不用。

3.5 泥漿質量管理

(1)泥漿製作所用原料符合技術性能要求,製備時符合製備的配合比。

(2)泥漿製作中每班進行二次質量指標檢測,新拌泥漿應存放24小時後方可使用,補充泥漿時須不斷用泥漿泵攪拌。

(3)混凝土置換出的泥漿,應進行淨化調整到需要的指標,與新鮮泥漿混合循環使用,不可調淨的泥漿排放到廢漿池,用泥漿罐車運輸出場。泥漿調整、再生及廢棄標準見下表:

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注:表內數字為參考數,應由開挖後的土質情況而定。

(4) 泥漿檢測頻率附表:

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4成槽施工

地下連續牆成槽(尤其是入巖部分)是控制工期的關鍵,其主要內容為成槽機械的選擇,成槽工藝控制及預防槽壁坍塌的措施。

4.1 成槽機械的選擇

根據車站區域的地質情況,在強風化地層以上各層,採用2臺液壓抓鬥成槽,抓鬥最大張開幅度2.8m,膨潤土泥漿護壁,成槽過程中運用成槽機上配備的自動糾偏系統確保槽壁垂直度,並配以自卸汽車運至臨時渣土堆場,經排水後再轉運出場;在嵌巖槽段,抓鬥抓到強風化巖面後,先以GPS-15型鑽機配牙輪鑽頭鑽孔入巖,再以GC-800型和GC-1000型衝擊鑽,破碎孔間“巖牆”,掃孔成槽。

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4.2 成槽工藝

造孔成槽是地下連續牆施工中的一道關鍵工序。根據地質資料和設計要求,結合我公司的成功施工經驗及現成情況,選用衝機、鑽機及導板抓鬥造牆機實施造孔。具體工藝如下:

(1)在成槽開始前,在導牆上定位出每一斗抓鬥的中心位置,並放上標誌物,以確保每次抓鬥下放位置一致,防止抓鬥左右傾斜。成槽機就位使抓鬥平行於導牆,抓鬥的中心線與導牆的中心線重合。挖土過程中,抓鬥中心每次對準放在導牆上的孔位標誌物,保證挖土位置準確。

(2)連續牆施工採用跳槽法,根據槽段長度與成槽機的開口寬度,確定出首開幅和閉合幅,保證成槽機切土時兩側鄰界條件的均衡性,以確保槽壁垂直,部分槽段採取兩鑽一抓。成槽後以超聲波檢測儀檢查成槽質量。

(3)單元槽段成槽時採用“兩鑽一抓”開挖,即先挖槽段兩端的孔,後挖兩個孔之間留下未被挖掘過的隔牆。因為孔間隔牆的長度小於抓鬥開鬥長度,抓鬥能套住隔牆挖掘,同樣能使抓鬥吃力均衡,有效地糾偏,保證成槽垂直度。待單孔和孔間隔牆都挖到設計深度後,再沿槽長方向套挖幾鬥,這樣可將因抓鬥成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整,保證槽段橫向有良好的直線性。

在轉角處部分槽段因一斗無法完全挖盡時或一斗能挖盡但無法保證抓鬥兩側受力均勻時,根據現場實際情況在抓鬥的一側下放特製鋼支架來平衡另一側的阻力,防止抓鬥因受力不勻導致槽壁左右傾斜。

(4)成槽開挖時抓鬥閉鬥下放,開挖時再張開,每鬥進尺深度控制在0.3m左右,上、下抓鬥時緩慢進行,避免形成渦流沖刷槽壁,引起坍方,同時在槽孔混凝土未灌注之前重型機械嚴禁在槽孔附近行走。在挖槽中通過成槽機上的垂直度檢測儀表顯示的成槽垂直度情況,及時調整抓鬥的垂直度,確保垂直度≤1/300。

4.2.1 土層成槽

液壓抓鬥的衝擊力和閉合力足以抓起強風化巖以上各層,在成槽過程中,嚴格控制抓鬥的垂直度及平面位置,尤其是開槽階段。仔細觀察監測系統,X,Y軸任一方向偏差超過允許值時,立即進行糾偏。抓鬥貼臨基坑側導牆入槽,機械操作要平穩。並及時補入泥漿,維持導牆中泥漿液麵穩定。

4.2.2 岩層成槽

在嵌巖槽段,抓鬥到巖面即停,並使槽底基本持平。鑽孔採用GPS-15型鑽機,配以牙輪鑽頭,以鑽鋌加壓鑽進,採用泵吸反循環出碴,岩屑隨泥漿直接排到振動篩和旋流器處理。在導牆上標出各鑽孔位置,孔距為1.2米,在連續牆轉角部位,向外多鑽半個孔位,以保證連續牆完整性。鑽孔完畢後,即以GC-800

(1號線)和GC-1000(2號線) 衝擊鑽,配以特製的方鑽,將剩餘“巖牆”破碎。破碎時,以每兩鑽孔位中點作為中心下鑽,以免偏錘。衝擊過程中控制衝程在1.5米以內,並注意防止打空錘和放繩過多,減少對槽壁擾動。掃孔後再輔以液壓抓鬥清除岩屑。

4.2.3成槽過程中注意的問題

(1)隨時向槽內補充泥漿,保證槽內泥漿面不低於導牆頂面以下0.3米,以利於槽內穩定。

(2)確保槽段深度和終孔條件滿足設計要求,並且槽底大致平整。

(3)經常檢查槽孔垂直度,槽壁垂直度偏差<1%。操作工操作時適時處理即可;衝機鑽機則需每鑽進1~2米用直尺檢查一次垂直度。具體操作是在兩邊導牆頂各打一中線,測斜時把鑽頭提升至孔口,緩緩放下鑽頭至孔底,通過用直尺測量鋼纜在孔口處偏離槽孔中心的距離來計算孔底的偏距和偏斜率。深度檢控採用測錘量測。

(4)抓鬥抓槽過程中遇到岩石層或堅硬地層時,配合衝機鑽機聯合作業。

(5)當出現槽壁坍塌跡象時,如漏漿、出土量超過設計斷面量、導牆及作業面沉降,泥漿隨同氣泡向地面溢出、挖槽機在升降中有阻力等,應將挖槽機提出地面,然後用粘土回填,待槽壁穩定後重新進行挖槽。

(6)加強觀測,若發生異常情況,要及時妥善處理並通知設計、監理和業主。

4.3 防止槽壁坍塌措施

成槽過程中,軟土層和厚砂層易產生坍塌,針對此地質條件,制定以下措施:

(1)減輕地表荷載:槽壁附近堆載不超過20Kpa,起吊設備及載重汽車的輪緣距離槽壁不小於3.5米。

(2)控制機械操作:成槽機械操作要平穩,不能猛起猛落,防止槽內形成負壓區,產生槽坍。

(3)強化泥漿工藝:採用優質膨潤土製備泥漿,並配以CMC增粘劑形成緻密而有韌性的泥漿止水護壁,並以重晶石適當提高泥漿比重,保持好槽內泥漿水頭高度,並高於地下水位1米以上。

(4)縮短裸槽時間:抓好工序間的銜接,使成槽至澆灌完混凝土時間控制在24小時以內。

(5)對於“Z”、“L”型槽段易塌的陽角部位,採用預先注漿處理。

4.4 塌槽的處理措施

在施工中,一旦出現塌槽後,要及時填入粘土,用抓鬥在回填過程中壓實,並在槽內和槽外(離槽壁1m處)進行注漿處理,待密實後再進行挖槽。

4.5異型地下連續牆施工要點

對於圍護結構異型連續牆 “L”型槽段和 “Z”型槽段應嚴格控制異型連續牆施工質量是主體圍護結構施工的關鍵之一,具體施工要點如下:

(1)抓鬥安裝後,應檢查抓鬥本體懸吊後的垂直性,禁止使用不垂直的導板抓鬥挖槽施工。檢查儀表是否正常,液壓系統是否滲漏等。

(2)挖槽機就位:挖槽機停靠在異型導牆內側,使抓鬥自然平行貼靠在基坑開挖面一側的邊線,若有旋轉或和導牆間出現偏角,應調整抓鬥偏角,使導板能平行貼靠導牆面自然入槽,不能用人力推入槽中挖土。

(3)必須慢降、慢升。裝滿土的抓鬥提升到導牆頂後應將泥漿瀝去,防止泥漿汙染場地。

(4)挖槽時,應及時攔截施工過程中發現的通至槽內的地下水流,應有專人負責隨時加入合格泥漿,注意泥漿面必須保持高於地下水位0.5米以上,要專人監測泥漿變化情況;

(5)根據擬定的槽段施工順序開挖。開挖時先兩端後中間,使抓鬥兩端的阻力平衡。

(6)成槽後,應檢查槽位、槽深等,合格後進行抓鬥清槽。

(7)異型地連牆在成槽過程中,因其陽角土體呈兩面騰空狀態,易坍塌,力爭快速施工完成,重型機械設備不宜靠近作業。

4.6成槽質量標準

(1)牆面垂直度應控制在1/300以內,牆面局部突出不宜大於100mm;

(2)槽深允許誤差:+100mm~-200mm;

(3)槽寬允許誤差:0~±10mm;

(4)槽段長度(沿軸線方向)允許偏差:0~±50mm;

(5)牆頂中心線容許偏差:≤30mm。

5清底換漿

成槽以後,先用抓鬥抓起槽底餘土及沉渣,再用泵舉反循環吸取孔底沉渣,並用刷壁器清除已澆牆段混凝土接頭處的凝膠物,在灌注混凝土前,利用導管採取泵吸反循環進行二次清底並不斷置換泥漿,清槽後測定槽底以上0.2~1.0m處的泥漿比重應小於1.2,含砂率不大於8%,粘度不大於28S,槽底沉渣厚度小於100毫米。成槽作業完成後,為了把沉積在槽底的沉渣清出,需要對槽底進行清孔,以提高地下連續牆的承載力和抗滲能力,提高成牆質量。在清孔過程中,要不斷向槽內泵送優質泥漿,以保持液麵穩定,防止塌孔。槽內泥漿必須高於地下水位1.0m以上,並且不低於導牆頂面0.3米。

清槽後及灌注混凝土前,檢查槽底沉渣厚度,檢查方法通常用測繩量法,一個槽段至少有五個測點,沉渣厚度不得大於設計要求。

6 槽段接頭清刷

用吊車吊住刷壁器對槽段接頭混凝土壁進行上下刷動,以清除混凝土壁上的雜物。上下往復洗刷不少於10次,刷完壁後(每刷一次)及時將刷壁器上的泥皮清除乾淨,並檢查鋼絲情況,及時修補,刷壁器形式見下圖:

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7 鋼筋籠製作與安裝

鋼筋籠採用整體制作、整體吊裝入槽,縮短工序時間。連續牆的鋼筋籠在現場整體制作。鋼筋籠按設計要求加工,1號線厚度為0.68m、長度按牆長加工27-36.3m,鋼筋採用的規格有Φ25、Φ20,2號線厚度為0.88m、長度按牆長加工26-41.7m,鋼筋採用的規格有Φ28、Φ20,鋼筋網鋼筋的連接方式採用雙面焊接,接頭位置相互錯開,焊接接頭的位置、數量和焊接質量按國家現行標準GB50201-92有關規定執行,鋼筋網製作完成(含預埋件安裝)後由有關技術人員檢驗合格後綁上標籤。鋼筋網的製作必須符合下表規定。

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7.1鋼筋籠製作

(1)連續牆配筋:呂厝站1號線:主筋Φ25@150,水平筋Φ20@200,鋼筋主筋保護層迎土側為70mm,基坑側為50mm。呂厝站2號線:主筋Φ28@150,水平筋Φ20@200,鋼筋主筋保護層迎土側為70mm,基坑側為50mm。

1號線鋼筋網片大部分為長方體,寬度約為6.0m,厚度680mm,長度約27~36.3m,最大起吊重量約32.4t,最大起吊高度為38.0米。

2號線鋼筋網片大部分為長方體,寬度約為6.0m,厚度880mm,長度約26~41.7m,最大起吊重量約37.2t,最大起吊高度為42.5米。

(2)為了保證鋼筋籠的整體性和剛度,鋼筋網片上焊接3-4道Φ25豎向桁架筋和8道Φ22水平桁架筋,網片兩側設Φ20X剪力筋,鋼筋籠整體拼裝,整幅吊下,鋼筋接頭採用可靠的機械連接或焊接接頭,在同一斷面上焊接接頭不超過50%,接頭的錯開間距不小於35d或1米,(d為鋼筋直徑);為保證槽壁穩定採用鋼筋套頭進行連接,連接速度快,且質量有保證;

(2)現場設置鋼筋籠加工平臺,平臺具有足夠的剛度和穩定性,並保持水平。具體位置見總體位置平面圖:

(3)鋼筋加工符合設計圖紙和施工規範要求,鋼筋加工按以下順序:先鋪設水平橫筋,再鋪設豎向縱筋,並焊接牢固,焊接底層保護層鋼板墊塊,然後焊接中間桁架,再焊接上層縱向筋中間聯結筋和麵層橫向筋,然後焊接鎖邊筋,吊筋,最後焊接剪力筋、預埋件(同時焊接中間預埋件定位水平筋)及保護層鋼板墊塊。為保證鋼筋網的保護層厚度符合要求(允許偏差±20mm),按設計要求,在鋼筋網外側面焊上足夠數量的定位件。

(4)鋼筋籠製作過程中,預埋件、測量元件位置要準確,並留出導管位置(對影響導管下放的預埋筋、接駁器等適當挪動位置),鋼筋保護層定位塊用5mm鋼板焊接。

(5)由於接駁器及預埋筋位置要求精度高,在鋼筋籠製作過程中,以鋼筋頂面位置作為基點,控制預埋件位置。在接駁筋後焊一道水平筋,以便固定接駁筋,水平筋與主筋間通過短筋連接。接駁器或預埋筋處鋼筋籠的水平筋及中間加設的固定水平筋按3%坡度設置,以確保接駁器及預埋筋的預埋精度。

(7)鋼筋籠製作偏差符合以下規定:

a 主筋間距誤差:±10mm。

b 水平筋間距誤差:±20mm。

c 兩排受力筋間距誤差:-10mm。

d 鋼筋籠長度誤差:±50mm。

e 鋼筋籠保護層誤差:+5mm。

f 鋼筋籠水平長度誤差:±20mm。

7.2鋼筋籠吊裝

7.2.1 吊裝方法簡介

鋼筋籠的起吊是地下連續牆施工過程中重要的一個環節,故在起吊中,所有參與起吊的人員都應按規定作業,現場作業流程要銜接及時。

為了不使鋼筋籠在起吊時產生很大的彎曲變形,在施工時由一臺50t履帶吊配合一臺100t履帶吊整體一次吊裝,採用六點吊裝,吊點位置設置在桁架筋上,事先進行檢算,其中一鉤吊住頂部,一鉤吊住中間部位吊起,先使鋼筋籠離開地面一定尺寸,然後主吊機升高,輔吊機配合使鋼筋籠底端不接觸或衝撞地面,直至主吊機將鋼筋籠垂直吊起,這時由主吊機吊著鋼筋籠運輸、入槽、就位,用槽鋼橫擔於導牆上將鋼筋籠吊住,穩定在設計標高位置,之後將鋼筋籠與導牆頂的予埋件焊連,防止其上浮。鋼筋籠吊裝如下圖所示。

如果鋼筋籠不能順利插入槽內,重新吊起,查明原因加以解決,一般在修槽之後再吊放,不得將鋼筋籠做自由墜落狀強行插入基槽。

鋼筋籠吊裝示意圖

地下連續牆施工方法

(1)鋼筋籠平吊

開始起吊時主、副吊機均立於平行鋼筋籠長度方向的兩端,由吊裝指揮員負責發佈起吊命令,兩臺吊機同時緩緩起吊,慢慢的同時抬起鋼筋籠,起吊高度控制在不大於焊接平臺500mm,平吊作業完成。

(2)鋼筋籠轉體

在鋼筋籠平吊作業完成以後,兩吊機按照指揮員的指揮下慢慢的轉體,先離開焊接工作平臺,此時主副吊機緩緩的轉動,當鋼筋籠離開焊接平臺後,主吊機緩緩的提升,副吊機慢慢的下降,對鋼筋籠進行豎向轉體,即將鋼筋籠從兩臺吊機平吊轉換成一臺主吊將鋼筋籠豎直吊起。在此過程中主吊將鋼筋籠慢慢向上提起,此時主吊機扁擔下的四個鋼絲繩吊索由於鋼筋籠的滑移而慢慢的滑向一邊。主吊的吊裝力量將隨之慢慢增加至鋼筋籠的全部重量(包括吊具的重量),副吊機的吊力將隨之慢慢減小直至鋼絲繩鬆開並繼續放長,隨時根據情況將副吊機的吊索與副扁擔梁進行分離。在本階段中指揮人員必須將兩臺吊機的動作協調一致。鋼筋籠吊垂直後,副吊機不再參與吊放,主吊將鋼筋籠吊至連續牆槽段旁。

在吊離焊接平臺的水平移動過程中,鋼筋籠在起吊及行走過程中應小心,慢速平穩操作同時在鋼筋籠下端繫上拽引繩以人力操縱,防止鋼筋籠抖動而造成槽壁坍塌以及鋼筋籠自身產生不可恢復的變形。

(3)鋼筋籠下槽及位置標高控制

鋼筋籠在槽口按設計要求位置對正就位後緩慢下放入槽,嚴禁放空檔衝放,遇障礙物不能下放時,應重新吊起,待查明原因並採取措施後再吊入。

鋼筋籠下放到位後,用特製的鋼扁擔擱置在導牆上,並通過控制鋼筋籠頂標高來確保鋼筋預埋件的位置準確。地下連續牆頂標高誤差為±3cm,在鋼筋籠吊放前要再次複核導牆上的4個支點的標高,根據實測標高值來確定安裝標高線,並在鋼筋籠頂部吊環上用紅油漆標畫出,精確計算吊筋長度,確保誤差在允許範圍內。

7.2.2 吊裝設備選取

(1)履帶式起重機的選型

鋼筋籠採用整體吊裝,吊裝鋼筋籠選用一臺主吊機和一臺副吊機兩臺起重設備起吊,先水平吊起離開地面,再緩慢、平穩使之處於垂直狀態,通過主吊車移動、調整放入挖好的槽段中。本標段最大的連續牆鋼筋籠尺寸為34m*6m*0.88m,重量為32.39t。根據現場條件,對照起重機性能表(見下圖),特選定100t履帶式吊機一臺(主),50T履帶式吊機一臺(副)。

地下連續牆施工方法

地下連續牆施工方法

(2)鋼絲繩與配件的選擇

a、吊點吊環驗算

主吊點鋼筋取φ32;

主吊點,全荷載吊環鋼筋驗算Ag=K×G/(n×2×Rg)×sinα;

Ag:吊點鋼筋(cm2);K:取1.5;G 重量(kg)=37200kg;α=90度;

n 吊點係數取4 ;Rg 鋼筋取1250kg/cm2;Ag=7.89cm2推出D=2.487cm,實際3.2cm,實際3.2cm>最小理論2.487cm;所以吊點吊環均採用φ32圓鋼符合要求。

b、滑輪選擇:本工程的鋼筋籠吊裝裝備採用雙車8點起吊法,由兩套滑輪承擔鋼筋籠的全部重量,查滑輪使用表,對應選擇比較接近的單門開口吊鉤形滑輪。選直徑320mm允許荷載為100KN,最後主吊4個滑輪可以承擔400KN〉鋼筋籠372KN,滿足使用要求,可以使用。

c、吊裝吊梁

吊裝吊梁(扁擔)採用300mm成品工字鋼焊接製作,在鋼絲繩位置設置防止移動的固定裝置,扁擔的形狀與各部位尺寸詳見下圖。吊梁的長度定為吊裝鋼筋籠最大寬度的80%,即6.0m*0.8m,取L=4.5m,起重機的鋼絲繩連接的吊點距扁擔兩端為全長的20%,即0.9m,即可滿足最大重量鋼筋籠的吊裝要求。

吊重吊梁受力簡圖

地下連續牆施工方法

d、鋼絲繩選擇:選擇了直徑320mm滑輪,按照滑輪適應的鋼絲繩為30.5~34.0mm,查鋼絲繩表得出可選擇的範圍,採用6*37+1,公稱強度為1550Mpa,安全係數K取6。由《起重吊裝常用數據手冊》查得鋼絲繩數據如下表:

地下連續牆施工方法

鋼絲繩在鋼筋籠豎立起來時受力最大。

吊重:G=37.2t ;鋼絲繩直徑:32.5mm,額定[T]= 10.13t;

鋼絲繩實際承重T=G/4sina=37.2/4sin90=9.3t

為了保證鋼筋籠能順利起吊與安放,特配備如下起吊物件:

地下連續牆施工方法

7.2.3 吊裝前質量檢查

在鋼筋籠製作完成後,由質檢工程師進行檢查,重點檢查部位應包括如下幾點是否達到技術交底的要求:

(1)主吊環位置處主筋與分佈筋交叉處是否是雙面焊接。

(2)由吊環位置起,前九道分佈筋與主筋交叉位置處是否雙面焊接,分佈筋收口處是否滿焊。

(3)指定的導管位置處不得布梅花筋、支撐筋等,應確保導管位置的空間。

(4)吊點位置處三根分佈筋與主筋交叉位置處是否雙面焊接,收口筋是否滿焊。

(5)非吊點位置處的分佈筋收口處應確保焊縫長度不低於搭接長度50%。

(6)在鋼筋籠製作流程中應先行製作桁架筋,並應將桁架筋滿焊於上下主筋之間。

(7)在佈置主筋與分佈筋時應確保間距均勻順直。

(8)在鋼筋籠起吊前應確保所有焊點已焊接,嚴禁鋼筋籠在起吊過程中發生因缺焊、漏焊而導致鋼筋脫落。

(9)在鋼筋籠製作過程中應確保預埋鋼板位置及副吊環標高與交底一致。

除此之外,安全員應在每次起吊前對吊具進行全面檢查,確保所有吊具滿足規範要求。

7.2.4 吊點位置的選擇

如果吊點位置計算不準確,鋼筋籠會產生較大的撓曲變形,使焊縫開裂,整體結構散架,無法起吊;並且會導致混凝土的裂紋,影響結構的耐久性,嚴重時會導致連續牆體斷裂。因此吊點位置的確定是吊裝過程的一個關鍵步驟。

根據彎矩平衡定律,正負彎矩相等時所受彎矩變形最小的原理,具體計算如下:

地下連續牆施工方法

+M=-M

其中

+M=(1/2)qL12

-M=(1/8) qL22-(1/2)qL12

q為均布荷載,M為彎矩。

故:L2=2√2L1,以34.1m鋼筋籠為例:2L1+3L2=34.1

計算得:L1=3.25m ,L2=9.2m

地下連續牆施工方法

因此,選擇B、C、D、E四點作為吊點,鋼筋籠起吊時彎矩最小。但實際吊裝過程中假如B、C中心是主吊位置,AB距離會影響吊裝鋼筋籠入槽精度。根據設計院提供的技術數據和實際吊裝經驗,應選擇A、C為主吊位置,D、E為副吊位置。

7.2.5 吊車就位、安放吊具

鋼筋籠經監理工程師檢查合格後,吊車就位,主吊機放置在離槽段近的一側,兩吊機之間距離調整合適。

由協助人員將主、副扁擔掛在相對應的主、副吊機吊鉤上。待100t主吊機與50T副吊機就位後,檢查就位情況,確保正確就位。就位結束後,指揮吊機將扁擔緩緩落至鋼筋籠面層分佈筋上面,然後由協助人員將扁擔上鋼絲繩用卸扣與吊環連接鎖緊。實物圖如下:

地下連續牆施工方法

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7.2.6 起吊

經質檢工程師與安全員對鋼筋籠焊接質量、吊具安全性能以及鋼絲繩與吊環、吊點連接情況檢查合格後,方可起吊。起吊作業中,吊機所有動作由指揮長統一安排和指揮。

在指揮長的指揮下,先進行試吊,主、副吊機同時緩緩起吊,將鋼筋籠平吊起身離地面約0.5m,將鋼筋籠懸空稍停留段時間待穩定後,以檢驗焊接質量,同時,由安全員與技術員再次檢查吊環、吊點處與卸扣、鋼絲繩的連接是否完好,鋼筋籠的是否存在變形過大的問題。

經檢驗無誤後,即試吊安全可靠,由指揮長統一指揮主、副吊機將鋼筋籠緩緩提升吊起。在吊起過程中,副吊機不需過大提升扒杆,只需將鋼筋籠尾部控制在離地面1~2m的距離即可;主吊機應緩緩提升扒杆,直至鋼筋籠由水平狀態轉換為豎直狀態。然後主機升起系在鋼筋籠上口的鋼橫擔將鋼筋籠吊起對準槽段,緩慢垂直落入槽內,不得高起猛落,強行放入,避免碰壞槽壁。在吊入過程中,根據在導牆上標記的下放位置嚴格控制位置,確保預埋件位置準確。

7.2.7 鋼筋籠就位、安裝

鋼筋籠起吊豎直後,拆除副吊鋼絲繩,由主吊移動鋼筋籠至相應槽段,對正後緩緩將鋼筋籠放入槽中,待放到鋼絲繩下端卸扣處時,停止下放,用兩至三根槽鋼並排將鋼筋籠擔在槽孔處,確保擔實不下滑後,依次拆卸吊環,繼續下放鋼筋籠直到設計標高。

鋼筋籠入槽後,用槽鋼卡住吊筋,橫擔於導牆上,防止鋼筋籠下沉,並用四組(8根)φ50鋼管分別插入錨固筋上,與灌注架焊接,防止上浮。

7.2.8 施工要點

(1)鋼筋籠製作前應核對單元槽段實際寬度與成型鋼筋尺寸,無差異才能上平臺製作。對於閉合幅槽段,應提前複測槽段寬度,根據實際寬度調整鋼筋籠寬度。

(2)鋼筋籠必須嚴格按設計圖進行焊接,保證其焊接焊縫長度、焊縫質量。

(3)鋼筋焊接質量應符合設計要求,吊攀、吊點加強處須滿焊,主筋與水平筋採用點焊連接,鋼筋籠四周及吊點位置上下1米範圍內必須100%的點焊,其餘位置可採用50%的點焊,並嚴格控制焊接質量。

(4)鋼筋籠製作後須經過三級檢驗,符合質量標準要求後方能起吊入槽。

(5)根據規範要求,導牆牆頂面平整度為5mm,在鋼筋籠吊放前要再次複核導牆上4個支點的標高,精確計算吊筋長度,確保誤差在允許範圍內。

(6)在鋼筋籠下放到位後,由於吊點位置與測點不完全一致,吊筋會拉長等,會影響鋼筋籠的標高,為確保接駁器的標高,應立即用水準儀測量鋼筋籠的籠頂標高,根據實際情況進行調整,將籠頂標高調整至設計標高。

(7)鋼筋籠吊放入槽時,不允許強行衝擊入槽,同時注意鋼筋籠基坑面與迎土面,嚴禁放反。擱置點槽鋼必須根據實測導牆標高焊接。

(8)對於異型鋼筋籠的起吊,為避免擾度的產生,在過程中加強焊接質量的檢查,避免遺漏焊點。當鋼筋籠剛吊離平臺後,應停止起吊,注意觀察是否有異常現象發生,若有則可立即予以電焊加固。

(9)鋼筋網安裝完畢並自檢合格後,會同監理工程師對該槽段進行隱蔽驗收,合格後及時灌注水下混凝土,其間歇時間不宜超過4h。灌注水下混凝土前重新複測孔底沉渣厚度,若孔底沉渣厚度超過設計要求,則重新清孔,經檢驗合格後方可灌注水下混凝土。

8 接頭施工

本工程地連牆槽段間連接採用工字鋼板接頭方式進行聯接。

8.1 接頭具體施工方法

(1)在加工鋼筋籠時,將工字型鋼接頭與鋼筋籠整體焊接,鋼板底部為連續牆底面標高上250mm,頂部為連續牆頂面標高上300mm。工字型鋼板接頭與鋼筋籠一起採用一臺100t吊機和一臺50t吊機配合吊入槽段內。

(2)接頭背側處理如下圖,在接頭外側採用填築土袋的方法,以防混凝土繞流,並給予先施工幅段的鋼筋籠以足夠的側邊壓力防止水平位移。

(3)對相鄰槽段成槽時,用衝樁錘預衝與前一段接頭處可能溢出的混凝土,用特製帶鋼絲刷的偏心刷壁器將端頭的泥砂清除乾淨,使附著在接縫處的土垢儘可能少,一般需要刷10次以上才能確保接頭面的新老混凝土結合緊密,從而使連續牆接頭部位防水效果和完整性好並便於下放鋼筋籠。

9 水下混凝土灌注

根據圖紙設計,地下連續牆混凝土施工時採用水下C35P10商品砼,摻減水劑和UEA膨脹劑,坍落度控制在18-22釐米。選用質量穩定、低水化熱水泥,不得采用高水化熱水泥,避免使用早強水泥和C3A 含量偏高的水泥。嚴格控制水泥用量,在保證混凝土強度的前提下,儘量降低膠凝材料(水泥、抗裂防水劑、摻和料等)的總用量和硅酸鹽水泥用量,但最低膠凝材料的最低用量不應少於300Kg/m3,最高用量不得超過400Kg/m3;選用優質粉煤灰、礦渣等礦物摻合料或複合礦物摻合料;一般情況下,礦物摻和料應作為耐久混凝土的必需組分。

具體施工工序如下:

9.1 砼配合比

砼配合比的設計除滿足設計強度和抗滲要求外,還要考慮導管法在泥漿中灌注砼的施工特點(要求砼和易性好,流動度大且緩凝)和對砼強度的影響。砼強度比設計強度提高一個等級。使用普通水泥,並有一定的流動度保持率,坍落度降低至15cm的時間不宜小於1h,擴散度宜為34-38cm。砼的初凝時間應滿足澆灌和接頭施工工藝要求,緩凝時間不小於4-5h。砼採用商品砼,受交通和運輸距離影響運輸時間稍長,加減水劑,減小水灰比、增大流動度,減少離析,延緩初凝時間,防止導管堵塞,降低澆灌強度。

9.2 導管安裝

根據施工槽段寬度,使用兩根φ300mm鋼製導管,對稱進行砼澆灌,導管安裝間距按設計要求。導管標準管節長度為3m,調節管節長度為1m和1.5m,管端用粗絲扣或法蘭螺栓連接並以環狀橡膠圈或墊密封,管接頭外部要光滑,法蘭式接頭外設置三角肋板,防止導管上拔掛住鋼筋籠。使用前,根據槽段深度,編排管節,在地面按編排的管節長度組裝完成後進行水壓試驗,水壓試驗壓力為0.6Mpa,水壓試驗合格後,做好管節編號記錄,然後拆成2-3節一段備用。導管用吊車吊入槽中連接。導管底離槽底距離控制在0.4m左右。

9.3 水下混凝土灌注過程

(1)施工準備

水下混凝土灌注前應認真作好混凝土灌注前的各項準備工作,並與商品混凝土拌和站取得聯繫,確保混凝土及時、連續的供應混凝土。

(2)水下混凝土灌注

砼澆灌前,先檢測槽底沉碴厚度,如不符合要求,利用導管進行二次清槽。二次清槽方法見下圖。

地下連續牆施工方法

二次清孔示意圖

地下連續牆施工方法

導管法混凝土灌注示意圖

混凝土灌注採用吊車或提升架吊住混凝土料斗,通過混凝土料斗提升導管的方法。混凝土上料利用混凝土輸送車直接送入料斗灌注,首盤採用提球法,用彩條布包封混凝土進行睹管,提升包封砼使首盤砼入管進行澆築。計算首盤混用量,首盤灌混凝土必須保證導管埋深在1m以上。灌注過程中,導管始終埋入混凝土中2~4m。最小埋深不得小於1.5m。混凝土澆築連續進行,混凝土面上升速度不小於2m/h,最長允許間隔時間20~30min。在灌築過程中,每隔20min用測繩測量一次混凝土面上升高度,保證準確適時拔管。

混凝土的質量直接影響到地下連續牆的質量,施工期間除了加強與商品混凝土拌和站的聯繫與溝通外,高度重視進場混凝土的質量檢驗,重點作好每車進場混凝土的外觀檢查和坍落度的測試。

9.4 混凝土灌注施工技術要點

(1)地下牆混凝土澆築儘量安排在無大風、雨的天氣進行。

(2) 導管水密性要好,混凝土灌注過程中絕對不能作橫向運動。不能使混凝土溢出漏斗流進溝槽內,初灌混凝土導管的埋入深度≥1m,故而漏斗的容量要滿足一次澆築高度>1m砼體積和導管長度範圍砼體積的要求才行。

(3) 混凝土的供應速度≥20m3/h,中間間隔不超過30分鐘,塌落度控制在18-22cm以內,緩凝時間4~6小時,首盤混凝土量嚴格控制,首盤澆築後導管口埋入混凝土深度不小於2m。

(4)灌注時作好混凝土灌注記錄,混凝土面每上升3~4m,在兩導管外和中間取三點用測量混凝土面高度,按最低面控制導管的提升高度。

(5)灌注初始,兩管同時灌注,之後輪流灌注。兩側混凝土面的高差不能大於30cm,否則調換澆入點,務必使混凝土面水平上升。灌注過程中,經常上下提動混凝土導管,以利牆體混凝土密實,導管每次升降高度控制在30cm以內。

(6)灌注中嚴禁混凝土等雜物跌落槽內,汙染泥漿,降低泥漿性能造成塌孔,增加灌注困難。

(7)混凝土導管輕拿輕放,每次灌注前均嚴格檢查拼裝垂直度及密封情況,確保混凝土導管拼裝後垂直、水密封性合格。

10 地下連續牆驗收標準

基坑開挖後應進行地下連續牆驗收,並符合下列規定:

(1)混凝土抗壓強度和抗滲壓力應符合設計要求,牆面無露筋、露石和夾泥現象;

(2)牆體結構允許偏差應符合下表的要求:

地下連續牆施工方法

11 施工監測

車站監測內容及其重點,監測數量及安全判別標準,監測中有關注意事項執行設計圖中的《施工監控量測圖》(HF1-04-03-02-SS-JG01-037A、038A )。前期地下連續牆施工時需要埋設的測量元件及標誌見下表:

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