连续墙成槽（精选6篇）
连续墙成槽 篇1
利用各种挖槽机械, 借助予泥浆的护壁作用, 在地下挖出窄而深的沟槽, 放下预先制作好的钢构架, 并在其内浇灌适当的材料而形成一道具有防渗 (水) 、挡土和承重功能的连续的地下墙体, 称为地下连续墙。
1 地下连续墙成槽施工工艺及特点
1.1 钻凿成槽施工技术
是钻凿成槽工艺特点是设备简单、操作方便, 成槽设备由施工单位自行设计加工。成本低、施工效率较高, 适合于起步阶段经济实力不足的小型施工企业。
1.2 泵举反循环成槽施工技术
泵举反循环方式工艺的特点是设备简单、便于操作、成本较低, 施工单位可自行仿制主要的施工设备, 成槽的垂直精度可达1/200。槽体完整性较好, 施工现场也比较文明, 其缺点是在施工高精度深槽段时有一定难度。
1.3 抓斗成槽施工技术
1.3.1 液压钢索导板抓斗成槽技术
配置液压钢索导板的抓斗特点是:能将抓斗在地下的工作状态直接反映在监控仪的屏幕上.基本已达到可控程度, 成槽垂直精度可达1/300-1/400, 成槽深度可达40-60m, 成槽效率高, 一般情况下, 每工作班可完成1个槽段, 施工现场整齐、干净。
1.3.2 钻机结合抓斗的成槽技术
采用该工艺开挖地下连续墙基槽的施工, 以旋挖钻机配舍液压钢索导板抓斗, 不仅完全具备液压导板抓斗成槽工艺的特点, 且由于钻机的导向性能较好, 进一步提高了成槽的垂直精度, 一般可达1/400以上, 该施工工艺能有效保证成槽精度。
1.3.3 半导杆式导板旋压抓斗成槽技术
采用半导杆式导板旋压抓斗成槽工艺的成槽抓斗除具备了导板液压抓斗戚槽的优点之外, 由于设备配有41多长的导杆使其导向性能加强.抓斗能够180°旋转, 具有自动纠偏能力, 大大提高了成槽垂直精度, 一般可达1/400以上。
1.3.4 推极式导杆液压抓斗成槽技术
推板式导板液压抓斗是在钢素式导板液压抓斗和半导杆式导板液压抓斗基础上发展起来的不仅继承了上述2种导板液压抓斗的优点而且其机械性能有进一步的优化和发展。该抓斗在成槽过程中能够利甩推板液压千斤顶随时进行纠偏, 能进一步提高成槽精度戒槽垂直精度可达1/400~1/600, 适用于各种软弱土层。
2 地下连续墙成槽施工基本原则
2.1 成槽机垂直度控制
(1) 成槽过程中利用成槽机的显示仪进行垂直度跟踪观测, 做到随挖随纠, 达到0.3%的垂直度要求;
(2) 合理安排每个槽段中的挖槽顺序, 使抓斗两侧的阻力均衡;
(3) 成槽结束后, 利用超声波监测仪检测垂直度, 如发现垂直度没有达到设计和规范要求, 及时进行修正。
2.2 成槽挖土
挖槽过程中, 抓斗出入槽应慢速、稳当, 根据成槽机仪表及实测的垂直度及时纠偏。在抓土时槽段两侧采用双向闸板插入导墙, 使导墙内泥浆不受污染。
2.3 槽深测量及控制
(1) 挖槽时应做好施工记录, 详细记录槽段定位、槽深、槽宽等, 若发生问题, 及时分析原因, 妥善处理;
(2) 槽段挖至设计高程后, 应及时检查槽位、槽深、槽宽等, 合格后方可进行清底;
(3) 成槽过程中利用成槽机的显示仪进行槽深跟踪观测, 做到随挖随纠, 达到设计要求;
(4) 槽深采用标定好的测绳测量, 每幅根据其宽度测2-3点, 同时根据导墙标高控制挖槽的深度, 以保证设计深度;
(5) 清底应自底部抽吸并及时补浆, 清底后的槽底泥浆比重不应大于1.15, 沉淀物淤积厚度不应大于100mm。
2.4 槽段分段部位控制
槽段划分应综合考虑工程地质和水文地质情况、槽壁的稳定性、钢筋笼重量、设备起吊能力、混凝土供应能力等条件。槽段分段接缝位置应尽量避开转角部位, 并与诱导缝位置相重合。
2.5 导墙拐角部位处理
成槽机械在地下墙拐角处挖槽时, 即使紧贴导墙作业, 也会因为抓斗斗壳和斗齿不在成槽断面之内的缘故, 而使拐角内留有该挖而未能挖出的土体。为此, 在导墙拐角处根据所用的挖槽机械端面形状相应延伸出去30cm, 以免成槽断面不足, 妨碍钢筋笼下槽。
3 地下连续墙成槽施工技术
目前在施工的成槽机主要有利勃海尔、宝峨、金泰、真砂等成槽机。这些成槽机, 有个共同的特点:液压导板抓头。液压抓斗的闭斗力大, 挖槽能力强, 多设有纠偏装置, 因此可以保证高效率、高质量地挖槽。
3.1 机械设备结构、操作
液压导板抓斗与其先进的履带式起重机配套, 目前国内使用最多的是HS 843型。通过位于臂杆下部的软管卷盘上的软管, 把液压传递给抓斗, 深度可达70米。通过以下组件来操作抓斗的张开与闭合。抓斗两侧的斗齿数量相同, 从而无需转动抓斗。抓斗的切削刃是加工而成的, 可保证其工作寿命长和挖掘的精确性。本机在抓斗的顶部采用吊钩滑车的抓斗滑吊装置。这样, 当需要的时候, 可将抓斗机械地摆动±150, 并且钢丝绳也采用了交叉悬吊的方式, 也就是本机上有两个分层交错排列的动滑轮。
3.2 抓斗的纠偏装置
该装置用于调整抓斗内部结构。在操作室内控制两个液压油缸, 可把抓斗斗体外形调整±2°, 使抓斗回复到铅直位置上来, 抓斗上还设有数据记录装置。
3.3 单元槽段的挖槽顺序
用抓斗挖槽时, 要使槽孔垂直, 最关键的一条原则是要使抓斗在吃土阻力均衡的状态下挖槽, 要么抓斗两边的斗齿都吃在实土中, 要么抓斗两边的斗齿都落在空洞中, 最忌抓斗两边的斗齿一边吃在实土中, 一边落在空洞中, 这样, 抓斗在挖土过程中必然会向空洞一边倒, 滑进空洞中去, 使挖槽垂直度失去控制。
3.4 单元挖槽挖槽要领
(1) 先挖槽段两端的单孔, 或者采用挖好第一孔后, 跳开一段距离再挖第二孔的方法, 使两个单孔之间留下未被挖掘过的隔墙, 这就能使抓斗在挖单孔时吃力均衡, 可以有效地纠偏, 保证成槽垂直度。
(2) 先挖单孔, 后挖隔墙。因为孔间隔墙的长度小于抓斗开斗长度, 抓斗能套往隔墙挖掘, 同样能使抓斗吃力均衡, 有效地纠偏, 保证成槽垂直度。
(3) 沿槽长方向套挖。待单孔和孔间隔墙都挖到设计深度后, 再沿槽长方向套挖几斗, 把抓斗挖单孔和隔墙时, 因抓斗成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整, 保证槽段横向有良好的直线性。
(4) 挖除槽底沉渣。在抓斗沿槽长方向套挖的同时, 把抓斗下放到槽段设计深度上挖除槽底沉渣。
3.5 特殊槽段的成槽
某些槽段由于地质情况特殊, 上部土层软, 下部土层硬, 采用液压抓斗成槽无法满足设计及规范要求, 这时可采用钻导向孔。根据抓斗的尺寸放样出导向孔的位置, 利用钻机成孔至槽段的设计标高以下50cm, 然后焉液压抓斗颁着导向孔进行成槽, 直至满足设计要求。如果建设经费允许, 也可以上部采用液压抓斗成槽, 下部采用铣槽机进行成槽, 满足设计及规范要求。
4 结语
地下连续墙施工过程中, 常常会发生槽壁坍塌的现象, 特别在砂性较重的不稳定地层中, 坍壁的情况比较严重, 造成混凝土绕流, 影响连续墙的施工质量。我们将根据水力学、主力学和泥浆胶体化学原理, 对地基土、地下水和泥浆这三者在槽孔开挖过程中的互相影响和作用阀题加以分析研究, 提出有效措施, 以保证槽孔在任何情况下都不坍塌。
摘要：成槽是地下连续墙施工的关键工序, 成槽的垂直度、宽度、槽壁平整度将直接影响墙体的垂直度及外形尺寸。此外, 成槽工序几乎占地连墙施工时间的二分之一左右, 如何提高成槽功效也是重要的问题。
关键词：地下连续墙,成槽,施工技术
参考文献
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连续墙成槽 篇2
1 工程地质条件
本车站所在地区为海积平原, 原地貌为濒海渔塘, 现已经人工堆填, 现场地质条件比较复杂, 所处地层由上至下依次为:杂填土、流朔状淤泥、粘土、砾砂、圆砾、砾质粘性土、全风化花岗岩。流朔状淤泥具有低强度、高压缩性, 结构松软, 承载力低, 含水量高, 孔隙比大, 渗透性低, 容易产生触变、流变, γ=15.9KN/m3, c=11.5kPa, Φ=1.5。, 厚度3.4～8.1m, 层顶高层-1.49～2.69m, 层顶埋深0.8～9.1m, 沿线路普遍分布;砾砂和圆砾, 饱和, 上部为松散状, 中下部为稍密至中实, 强透水性, 砾砂厚度1.1～8.7m, 圆砾厚度1.4～6.4m;砾质粘性土, 可朔～坚硬, 由花岗岩风化残积而成, 具中等～高等压缩性;全风化花岗岩具中等～高等压缩性, 最大揭露厚度8.0m。
2 施工工艺
该地下连续墙成槽施工主要有:槽壁水泥搅拌桩加固[2]、连续墙成槽、成槽泥浆配制及管理。
2.1 槽壁水泥搅拌桩加固
由于本工程地处填海区, 地表下1.5m左右即进入流朔状淤泥地层, 淤泥厚3.4～ 8.1m, 为保证连续墙施工的安全及质量, 在地下连续墙槽壁两侧各设一排Φ600mm水泥搅拌桩加固土体, 水泥搅拌桩桩间距为450mm, 桩间咬合150mm, 主要是为了提高连续墙周围土体强度, 防止连续墙施工过程中出现淤泥层塌槽现象, 加固桩长为超出淤泥层下不小于1m。
2.1.1 搅拌桩施工垂直度控制
为保证后续连续墙施工垂直度的控制, 在槽壁加固水泥搅拌桩施工过程中, 要严格控制搅拌桩垂直度, 防止搅拌桩倾斜, 影响连续墙成槽施工。详细情况见表1。
2.1.2 搅拌钻进喷浆施工
钻机搅拌钻进前, 保证钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于5cm。启动搅拌机, 以46r/min的转速和不大于0.8m/min的速度钻进, 顺时针钻进至设计桩长。在确定满足设计长度后停机喷浆, 在确认浆液从搅拌叶的出浆口喷出后, 方可启动钻机逆时针边提升边注浆直至设计桩顶。
搅拌头在原地搅拌1～3min, 以确保水泥浆液通过输浆管和钻杆压入加固土体底部, 然后边喷浆边提升搅拌头, 提升速度控制在0.5m～0.6m/min;提升注浆时应该严格控制浆液的数量, 喷浆量以达到设计水泥用量为准。同时通过搅拌机浆液发送设备, 将水泥浆喷入被搅动的土体中, 使土体和水泥浆充分拌合, 施工中根据提升速度和输出水泥浆量确定水泥浆与土的混合量。严格控制加料数量不低于配比要求。值班员必须时刻记录注浆流量, 旋转提升速度等参数。
为保证水泥浆和地基土充分搅拌均匀, 提升后将钻杆下沉整桩进行二次搅拌, 并记录二次搅拌速度。整桩结束后应检查计量仪, 若喷浆量不足, 应整桩复打, 复打结束后提升钻头, 并用钻杆在桩位压顶, 使桩身上部密实。
2.2 连续墙成槽施工
2.2.1 工艺流程
由于施工地质中需穿越砾砂层及圆砾层, 砂层在地下水作用下, 中下部密实, 且其自身强度较大, 成槽机抓斗下方没有临空面, 导致成槽机在成槽过程中, 穿越砂层时进尺速度缓慢;本车站在施工中采钻机引孔, 为成槽机施工砂层时提供临空面的方法, 加快穿越砂层的速度, 单幅连续墙引孔施工顺序示意图如图1所示。
成槽施工工艺流程为:放线定位——导墙施工——槽段划分——淤泥层成槽施工——砂层引孔钻孔施工——砂层成槽施工——清槽。
2.2.2成槽施工[3]
(1) 单元槽段开挖设计及开挖方法
连续墙成槽时, 采用间隔式开挖, 单幅槽段根据槽宽及抓斗宽度, 先抓槽段外侧, 后抓槽段中间。成槽机定位时, 机械履带与槽段垂直, 抓斗每抓一次, 应根据垂线观察抓斗的垂直度及位置情况, 使抓斗中心与槽段中心一致, 确保施工误差在3/1000以内, 然后下斗直到土面, 若土质较硬则提起抓斗约80cm, 冲击数次再抓土, 起斗时应缓慢, 在抓斗出泥浆面时应及时回灌泥浆, 保证一定液面。抓取的泥土用汽车载运到指定位置, 集中堆放, 不得就地卸土影响文明施工。
(2) 施工技术要点[4]
液压抓斗成槽机施工时, 采用间隔施工, 一般间隔一个槽段。成槽过程中运用成槽机上配备的自动纠偏系统确保槽壁垂直度在3/1000以内, 并始终保持槽内泥浆面不低于导墙顶面以下0.5m及地下水位面以上1～1.5m。
(3) 刷壁及清孔
槽段开挖完毕, 检查槽位、槽深、槽宽、槽壁垂直度及岩样, 合格后进行清槽换浆工作。采用空气吸泥法反循环清槽, 吸泥管采用5〞钢管, 通过压入压缩空气至槽底的吸泥装置, 将泥砂吸上, 同时向槽段内不断输送新鲜泥浆, 置换出带渣的泥浆, 吸泥管不断移动位置, 确保清槽后槽底沉渣满足要求。孔底停滞一小时后, 槽底500mm高度以内的泥浆比重不大于1.15, 沉渣厚度不得大于100mm。对于二期槽段, 必须用特制带钢丝刷的方锤在槽内混凝土端头上下来回清刷, 将刷锤提出泥浆面观察刷子带泥情况, 至使接头处干净不夹泥。
2.3 成槽泥浆配制及管理
泥浆主要是在连续墙挖槽过程中起护壁、携渣、冷却机具和润滑等作用, 泥浆护壁技术[5]是地下连续墙工程基础技术之一, 其质量好坏直接影响到连续墙的质量与安全。
2.3.1 泥浆制作采用膨润土造浆
膨润土[6]需经过取样, 进行物理分析和泥浆配比实验。将合格的膨润土放入泥浆搅拌机中进行搅拌, 入池存放24h以上或加分散剂使之充分水化, 其各项性能[7]指标经试验合格后方可使用。
2.3.2 成槽泥浆质量控制[8]
根据泥浆的以下4种状态: (1) 新鲜的泥浆; (2) 挖槽过程中正在循环使用的泥浆 (采用循环法) ; (3) 槽孔内的泥浆; (4) 混凝土置换出来的泥浆, 来加强泥浆的质量控制。
(1) 新鲜泥浆的质量控制
搅拌好的新鲜泥浆的性能要适合于地基条件和施工条件, 定期对其进行质量控制试验, 当泥浆不能满足所需性能时, 分析原因, 采取修正配合比、更换材料等相应措施。在挖槽过程中, 从泥浆池向正在挖的槽段供给泥浆。在向沟槽供泥浆之前确保沟槽内始终有性能良好的新鲜泥浆。
(2) 挖槽时泥浆的质量控制
从沟槽里循环出来的泥浆送进沉淀池排除土渣。当泥水分离性不好时要在泥浆中加入分散剂或者水;并通过泥浆性能试验, 查明泥浆质量恶化原因采取相应的质量调整措施, 使之成为良好的泥浆。
(3) 槽内泥浆质量的控制
对沟槽内的泥浆, 可按挖槽过程中和挖槽完到浇筑混凝土前的放置期间分别进行质量控制。在挖槽过程中或者放置期间, 要控制泥浆的质量, 还要注意影响泥浆质量的周围环境条件。挖槽过程中的泥浆质量控制, 重点是保持泥浆所需的性能, 保持槽壁的稳定所需要的预定泥浆液面。挖完槽时对泥浆做充分的质量调整, 为保持泥浆的良好状态, 适当的往槽内补充新鲜的泥浆并定期进行质量调整。检验泥浆的性质, 经常注意泥浆的液面变化以及周围条件 (如雨水的流入和地下水位等) 的变化。
(4) 对混凝土置换出来的泥浆质量控制
对置换出来的泥浆进行质量控制试验, 根据试验结果, 判断其能否继续使用。认为可以使用的泥浆直接送到优质泥浆池中;认为通过再生处理可以使用的泥浆进行再生处理。
3 结语
由于本工程地处填海区, 地质情况复杂, 流朔性淤泥层及砂层较厚, 对连续墙成槽施工带来很大的困难, 在施工过程中, 针对地质情况的变化, 及时调整泥浆性能, 并在砂层成槽施工[9]时, 采取钻机引孔为成槽机抓斗提供临空面, 加快了成槽速度, 有效避免了成槽机长时间在砂层进行成槽施工, 对砂层造成扰动, 导致砂层塌槽, 提高了连续墙施工质量。
参考文献
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连续墙成槽 篇3
关键词：地铁车站,明挖施工,地下连续墙,施工方案
地下连续墙是利用各种成槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出沟槽，并在其内浇筑适当的材料而形成一道具有防渗(水)、挡土和承重功能的连续的地下墙体，主要适用于软弱的冲积层、中硬地层、密实的砂砾层，但对岩石地层则存在成槽困难，施工难度大的问题，本文以福州地铁1号线南门兜站为例，说明其施工要点与关键技术。
1 工程概况
福州地铁1号线南门兜站位于八一七路和古田路交叉口处，为1号，2号线“L”形换乘车站。车站为地下2层结构，埋深15.9 m。主体结构采用半盖挖法，围护结构采用地下连续墙，厚度为800 mm，基本槽段幅宽6.0 m，平均深度约27 m，大部分需嵌入中风化岩层(饱和单轴抗压强度达66 MPa)，嵌岩深度为2 m～6 m。车站范围有14个工程地质层，19个工程地质亚层，分别是杂填土、粉质黏土、淤泥、粉质黏土、淤泥质、黏土、粉质黏土、中砂、淤泥质、粉质黏土、粉质黏土、中砂、淤泥质、粉质黏土、中砂、圆砾、残积粉质黏土、残积砂质黏土、残积砂质黏土、全风化花岗岩、散体状强风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩和中风化花岗岩。
2 成槽方案
地下连续墙通常分为桩柱(排)式结构和槽段式结构。本工程为槽段式地下连续墙，主要工序为成槽→清孔→钢筋笼加工吊装→混凝土浇筑→接头处理。其施工的关键工艺是成槽，目前槽段式连续墙的成槽方法主要有冲击钻进法、钻抓法、抓取法以及铣削法，根据项目的工程地质情况及施工单位的装备情况选择。各种成槽方法的设备有冲击钻机、冲击反循环钻机、旋挖钻机、抓斗和液压双轮铣槽机。由于液压抓斗的闭斗力大，挖槽能力强，多设有纠偏装置，可以保证高效率、高质量地挖槽;冲击钻机对地层适应性强，在各种土、砂层、砾石、卵石、漂石，尤其是软岩、硬岩中都能使用。考虑本工程地质情况，地连墙上部(强风化花岗岩以上)成槽设备选用液压抓斗成槽机，而嵌入中风化岩层则采用冲击钻机进行，并采用相应工法进行施工。
3 施工工艺
3.1 工艺要点
根据本工程地质情况及任务特点，地下连续墙成槽施工采用有纠偏功能的液压抓斗成槽机+冲击钻施工，冲击钻采用多台跳槽式平行施工作业成槽，再利用气举反循环和导管法分别进行一、二次清孔。
3.2 施工准备
根据本工程的任务特点和施工进度，合理经济的选择配套机械，满足本工程快速、优质、全面、经济和均衡生产的要求。施工准备包括:1)场地准备:对施工周围环境进行详细调查，查明施工区(高空、地面、地下)有无妨碍施工的电缆、管线等障碍物，并对受到施工影响的管线采取必要的迁改或防护处理措施。按设计图纸文件要求完成导墙制作，泥浆池修建及一切有关机械全部就位。2)技术准备:施工前完成导线网及水准点的布设，完成测量放样数据计算及复核工作。3)机具准备:投入足够数量的成槽机、冲击钻机以及方形、圆形钻头。配备自卸汽车、泥浆泵等机具设备，确保满足施工需求。各种机械、设备在进场前进行安全检查，保证处于良好状态。4)人员准备:编写专项方案，完善组织保证体系，对相关人员进行培训，落实技术与安全交底工作。
3.3 施工程序
1)泥浆制备:不同机械在地下连续墙入岩施工时对槽壁稳定的要求不同，确保泥浆对槽壁的稳定至关重要。根据本工程的地质情况，采用膨润土、纯碱、CMC按一定比例配制，拌浆采用泵拌和气拌相结合。经试验得出，泥浆性能指标要求见表1。施工过程中根据实际情况，对泥浆性能指标进行适时调整，新拌泥浆贮存24 h后方可使用。
2)槽段划分:根据设计图纸文件，地下连续墙标准槽段宽度6 m一幅，对拐角等特殊地段，满足成槽机最小施工宽度的要求。
3)开挖宽度:单元槽段成槽前，先根据本幅槽段的分幅宽度b，加安锁口管接头宽度c，考虑成槽时左右垂直度的偏差外放200 mm，则先施工幅的开挖宽度为(b+2c+400)mm。这样以保证成槽结束后锁口管和钢筋笼能顺利下放到位。同时尽量避免单元槽段之间的接头位置设在转角处。
4)成槽施工:a．入岩前抓槽顺序。对于不入岩的槽段，施工直线型槽段采用“三抓”开挖，即先挖两端最后挖中间(主要步骤如图1所示，按Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ顺序开挖)，使抓斗两侧受力均匀;在转角处部分槽段因一斗无法完全挖尽时或一斗能挖尽但无法保证抓斗两侧受力均匀时，根据现场实际情况在抓斗的一侧下放特制钢支架来平衡另一侧的阻力，防止抓斗因受力不匀导致槽壁左右倾斜。b．入岩后冲槽顺序。待上部成槽完成后，改用冲击钻对下部岩层进行冲击，冲击顺序如图2及图3所示，间隔施工，先冲击奇数孔位，后冲击偶数孔位，最后冲击孔位间的棱角部分。待棱角部位冲孔完毕，即开始用方锤铣槽。c．成槽垂直度控制。成槽前，利用车载水平仪调整成槽机水平。成槽过程中，抓斗入槽、出槽应慢速、稳当，利用成槽机上的垂度仪表及自动纠偏装置来保证成槽的垂直度。成槽垂直精度不小于设计要求。d．槽段测量及控制。根据槽段的实际宽度，每幅测2个～3个点，保证深度满足设计要求。e．刷壁。为提高地连墙接头处抗渗和抗剪性，需在槽段连接处进行刷壁处理。f．清孔。为提高地连墙地基承载力，需将槽段底部沉渣处理干净。采用正、反循环方法，将槽底沉渣清除。
4 注意事项
1)适时调整泥浆比重。成槽施工时，泥浆受到土体(尤其是中砂)、混凝土和地面杂质等污染，其技术指标将发生变化，容易出现塌方现象。因此，从槽段内抽出的泥浆依据现场试验数据，将泥浆分别回送至循环浆池和废浆池内。混凝土浇筑过程中同样采用PY-80型直立式泥浆泵进行回收泥浆，回收泥浆性能符合再处理要求时，将回收泥浆抽入循环池，当泥浆性能指标达到废弃标准后，将回收泥浆抽入废浆池。成槽过程中采用直立式泥浆泵向槽内送浆，挖槽结束及刷壁完成后，分别取槽内上、中、下三段的泥浆进行比重、粘度、含砂率和p H值的指标测定验收。
2)适当准备备用泥浆。由于地质情况复杂，在泥浆可能漏失的土层中成槽时，储备足够的泥浆，以备堵漏之需。
3)确保成槽垂直度。垂直度对后期钢筋笼的下放及连续墙整体质量有直接性影响，在成槽过程中，需要时刻观察成槽机上垂度仪表，随时进行纠偏。特别是入岩槽段，需要每单元槽配备两台冲击钻，从两侧同时施工。标准单元槽段分9孔，采用跳打的方法，保证锤头受力均衡，垂直度不至出现较大偏差。冲击钻圆锤将槽段冲到设计深度后，用方锤铣槽，保证槽段的垂直、平整。
4)及时进行槽段刷壁。刷壁对于接头处抗渗性能起着决定性的作用，因此刷壁是至关重要的一道工序。刷壁时，钢刷上下反复刷动，直至钢刷上无泥为止。
5)及时清理底部沉渣。由于冲击锤将岩层冲碎，泥浆中含砂率较大，影响进度与质量。本工程采用气举反循环法，即将压缩空气通过导管打入槽底，利用压强差将底部沉渣抽到滤砂机里进行滤砂，可有效的将槽段中的砂过滤出来。
6)注意转角幅及异性幅。对于需入岩的转角幅、异性幅，加快成槽速度，即尽量减少冲击钻作业时间。防止由于冲击钻长时间振动，造成转角处大面积坍塌。
5 结语
通过采用液压抓斗式成槽机+冲击钻施工地下连续墙，有效的解决了福州地铁1号线南门兜站施工场地极为狭小、施工机械作业半径受限等不利因素条件下地连墙入岩的问题，取得了较好的效果。用冲击钻入岩施工替代了大型、特种机械，冲击锤在现场进行改装，有方形及圆形两种钻头形式。施工过程中可大面积、多个工作面同时施工，缩短了工期，降低了施工风险，经济效益显著，为后续类似工程的施工积累了经验。
参考文献
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连续墙成槽 篇4
地下连续墙成槽施工引起周边环境变形量在总变形量中占有相当的比例, 部分工程中甚至过半。[1]特别是监测应用较少地区, 对监测技术认识不够甚至忽略, 可能会带来严重的后果。针对周边环境和地质条件复杂区域, 应用监测指导施工, 保护周边居民生命财产安全。
2 工程实例
2.1 工程概况
某医院肿瘤放射治疗中心建设工程基坑为较规则矩形, 长约25m, 宽约15m, 周长约80m。开挖深度约8m。地下结构2 层, 地上结构5 层。基坑东侧4m外为多栋居民楼, 南侧3.5m外为3 层医院住院楼, 西侧场地较开阔, 20m内无建筑物, 北侧2.7m外为医技楼。各楼均为简易基础。详见图1。
由于基坑周围紧邻建筑物, 安全等级定为1 级。基坑支护采用钢筋混凝土结构地下连续墙 (兼做地下室外墙) , 2 道内支撑作为基坑支护体系及止水帷幕。地下连续墙厚度800mm, 内侧设200mm内衬墙。施工前期采用水泥搅拌桩和溶洞注浆法实施周边环境防护加固工程。
2.2 场地工程地质条件
根据场地工程勘察报告可知:地表以下以粉质黏土为主, 覆盖厚度为12~19.7m。其上有2.6~4.5m厚的杂填土层。而且, 在基坑下部地层分布有石灰岩溶洞。
2.3 场地水文地质条件
场地各土层为弱渗透水, 受大气降水、地表水垂直补给和区域外地下水侧向径流补给。排泄方式为蒸发和渗透。地下水位埋深为2.20~4.50m。
3 地下连续墙槽段布置
地下连续墙槽段划分详见图2。
4 沉降监测
4.1 测量仪器及报警值
采用徕卡NA2 水准仪, 精度±1mm。监测报警值为10mm, 沉降控制值为15mm。
4.2 观测点埋设
按设计图纸要求在相应的位置埋设沉降观测点。采用冲击钻钻孔置入法, 并注水泥浆固封, 使专用标志与被监测物牢固地联结成一个整体。周边建筑物沉降观测点编号为:CJ1-CJ22。详见图1。
4.3 观测方法
尽量选用固定测站, 逐点观测, 计算环线闭合差并根据测站数进行平差, 准确计算出各点的高程。相邻两次观测的高程差, 即为该点的沉降量。同时, 采用巡视法观察建筑及周边地面的裂缝情况。其它技术要求如下:
⑴使用固定的测量设备、固定人员、固定观测路线。
⑵每次观测使用同一基准点, 并联测其他两个基点作为检查。
⑶按二等水准测量方法进行施测。
⑷观测应在成像清晰、稳定时进行。
⑸仪器与前、后视水准尺的距离用视距法测定, 视距一般不应超过25m。视线高差≥0.30m, 前、后视距应尽可能相等。
⑹为保证各时期、各监测点同一精度, 观测时前后视宜采用同一根标尺。
⑺每次都采用闭合法进行施测, 闭合差应≤0.3, 测站中误差≤0.5mm。
4.4 监测结果
医技楼在地下连续墙成槽施工过程中沉降变化如图3 (a) 。图3 (a) 显示:刚开始成槽施工的时候, 医技楼产生较大的沉降量, CJ9 观测点8 天累计沉降量为2.93mm。CJ9、CJ10、CJ12 三个观测点变化趋势基本一致, 属于均匀沉降。CJ11 沉降量相对于前面三个观测点较小, 医技楼有向西南方向倾斜的迹象。
住院楼在地下连续墙成槽施工过程中沉降变化如图3 (b) 。图3 (b) 显示:由于医技楼自重较住院楼大, 形成了一种类似“跷跷板”模型的变化。刚开始成槽施工的时候, 住院楼出现了上升变化, CJ1 观测点连续四天出现了1.86mm的累计上升值, 随后住院楼整体出现沉降趋势。沉降变化曲线图显示住院楼呈现了不均匀沉降, 有向基坑倾斜的迹象。
居民楼在地下连续墙成槽施工过程中沉降变化如图3 (c) 。图3 (c) 显示:变化差异较大, 主要与距离基坑的距离、自身的自重和采用基础的类型有关。从曲线图可以看出, 距离基坑较近的居民楼产生较大的沉降量, 自重越大的居民楼产生较大的沉降量, 而且, 由于居民楼均为简易基础, 所以多数居民楼出现了不均匀沉降。居民楼A为6 层混凝土结构, 采用简易基础, 在地下连续墙成槽施工过程中沉降变化如图3 (d) 。图3 (d) 显示:刚开始成槽施工的时候, 居民楼A产生了较大的沉降量, CJ18 观测点两天累计沉降量达2.46mm, 并且出现向后倾斜的迹象, 造成居民楼A外墙锦砖微小裂缝的出现及极部分锦砖的脱落现象。
5 沉降理论分析及围护方案
5.1 成槽施工对沉降的影响分析
由于地表以下存在石灰岩地质, 所以地下连续墙成槽施工包括土层成槽和岩层成槽两个阶段。土层成槽采用液压抓斗成槽, 并配以自卸汽车运至临时渣土堆场, 经排水后再转运出场;岩层成槽以冲孔桩基冲孔入岩, 再以特制方锤破碎孔间“岩墙”成槽。
成槽开挖造成连续墙墙侧的应力释放, 引起周围建筑向基坑产生侧向位移的趋势。由于基坑周围各楼均为简易基础, 成槽开挖对周围土体造成了扰动作用, 从而引起周围建筑的沉降变化, 局部的不均匀沉降还可能引起建筑物的倾斜变化。[2,3]
岩层成槽的时候, 在导墙上标出各钻孔位置, 然后将重锤提高2.5m进行冲击成孔。冲击成孔产生较大的噪声污染和震动, 并且对周边的扰动很大, 周围建筑物均采用简易基础, 成槽开挖和重锤冲击引起了周边居民楼承重墙及楼板出现较大裂缝, 迫使工地停工半个月。半个月后, 再次施工的时候将重锤高度调整为1m, 减少噪声污染和扰动影响, 后期沉降变化较小, 但工期延长。
从监测数据来看, 距离基坑3.5m的紧邻建筑———住院楼与医技楼形成了一种类似“跷跷板”模型的变化。刚开始成槽施工的时候, 住院楼出现了上升变化, 最大观测点连续四天出现了1.86mm的累计上升值, 随后住院楼整体出现沉降趋势。
5.2 围护方案
为了保护紧邻建筑物的安全, 减少施工对其影响, 基坑选用以下围护方案:
由于在基坑下部地层分布有石灰岩溶洞, 首先, 对溶洞进行注浆, 使其形成一个硬壳层, 具有足够的承载力。
其次, 在地下连续墙紧邻建筑物的三向设置三圈的水泥搅拌桩, 详见图4。
再次, 浇筑混凝土导墙。
最后, 开始地下连续墙的成槽施工。
5.3 与最终沉降量对比
通过数据分析可知, 距离基坑2.7m的紧邻建筑——医技楼最大观测点8 天累计沉降量为2.93mm, 居民楼A最大观测点两天累计沉降量达2.46mm。为期125 天监测, 医技楼累计最大沉降量为5.86mm, 居民楼A则为4.67mm。两者对应比例分别为41.6%和52.7%。
6 结论和建议
通过监测数据的分析, 可以得到以下结论:
⑴地下连续墙成槽施工对紧邻建筑沉降的影响较大, 成槽施工过程中的监测是有必要的。
⑵成槽施工初期, 沉降变化处于不稳定阶段。伴随着槽段施工的进行, 沉降又逐步趋于稳定。地下连续墙已替代清除土体, 与围护结构逐步形成整体, 发挥作用
⑶地下连续墙成槽施工过程会使周围土体产生较大的扰动, 对紧邻建筑物产生较大影响。为了保护简易基础且整体性差的紧邻建筑, 宜在成槽施工前对基坑周围进行围护加固。
⑷对于监测技术应用落后的地区, 应加强对相关部门的教育, 以免出现工程事故。
参考文献
[1]刘国彬, 鲁汉新.地下连续墙成槽施工对房屋沉降影响的研究[J].岩土工程学报, 2004, 26 (2) :287-289.
[2]熊海贝, 刘强, 康加华, 周行泉.基坑围护结构施工对邻近历史保护性建筑物的影响[J].结构工程师, 2010, 26 (3) :135-139.
连续墙成槽 篇5
关键词：上软下硬,岩溶地层,新型冲岩装置,溶洞封闭技术,连续墙成槽
马鞍山公园站呈一字型设置于迎宾大道下方, 马鞍山公园北侧。车站起点里程为YDK11+165.530, 终点里程为YDK11+425.30, 车站外包总长为259.70m, 标准段宽18.70m, 车站中心里程处顶板埋深为2.550m。
车站自地表以下依次是填土层、粉细、中粗、砾砂层、微风化灰岩 (局部为中风化炭质灰岩) , 砂层厚度大、透水性强, 直接与微风化灰岩接触, 灰岩强度较高, 中间无不透水层。本站初见水位埋深约2米, 稳定水位埋深1.90~4.3m。
一、工法特点
针对岩溶地区上软下硬地层地下连续墙成槽施工改良为新的更有效的成槽施工工法。
新型冲岩装置:装置主体结构为十字雪花矽钢合金齿冲岩重锤, 锤体为十字圆台体结构, 材质为铸铁, 按十字雪花状分布, 用于减小重锤冲击岩体时的接触面积, 可以由始至终保持重锤冲岩成槽较高的垂直度, 相邻矽钢合金齿用钢筋连接, 用于固定冲齿并防止冲岩过程中冲齿斜向弯曲或偏移, 从而获得最佳冲击岩体和成槽的效果。
槽壁附近溶洞封闭技术:在基坑溶洞处理施工中, 采用溶洞封闭技术, 克服现有技术中注浆配比理论依据不足, 采用两次填料和两次注水泥和水玻璃双液浆, 避免了护壁泥浆和混凝土的大量浪费, 减少水泥浆用料、缩短水泥水玻璃浆液凝结时间、提高施工效率, 保护周边环境, 保证注浆浆体凝结后的强度, 确保工程安全进行。
二、工艺原理
软下硬岩溶地层中地下连续墙成槽施工工法的核心原理主要有:溶洞封闭原理、重锤冲岩原理。
溶洞封闭原理:根据溶洞情况调查抽排岩溶水, 进行初次填料和双液注浆加固, 然后进行二次填料和二次双液注浆加固, 在完成水泥水玻璃双液注浆封闭整个边界后, 再采用水泥浆进行压密注浆, 当注浆结束拔出注浆管后, 立即用水泥砂浆封孔。
重锤冲岩原理:在相应位置钻孔到指定入岩深度, 安装引导杆, 通过起重设备将十字雪花重锤起吊至指定高度, 调整水平位置, 使轴心孔正对引导杆, 缓缓下放直至引导杆顶部高出重锤顶部一定距离, 重锤反复起吊并下冲, 每完成一冲岩进尺后, 清理槽底碎岩, 检测引导杆垂直度并及时纠偏。
三、施工要点
槽壁附近溶洞封闭技术主要有以下几个施工步骤:
1、溶洞封闭
(1) 溶洞情况调查:利用钻孔法打设勘察钻孔, 确定溶洞的分布位置与大小、各自的岩溶侵蚀程度, 分析初始注浆孔的地层及岩溶和裂隙情况, 判断溶洞所处的地下水环境及富水性。
(2) 抽排岩溶水:根据 (1) 确定的溶洞的富水性排岩溶水。
(3) 溶洞内初次填料:根据 (2) 中岩溶水抽排程度, 对于岩溶水抽排干净的溶洞, 采取压力吹灌的方式通过初始注浆孔向溶洞内进行初次填料, 所填料为细砂或者粒径为10-30 mm的砂石;对于岩溶水未抽排干净的溶洞, 采取压力吹灌的方式通过初始注浆孔及追加注浆孔向溶洞内进行初次填料, 所填料为粒径为50-100 mm的石料;初次填料高度为溶洞高度的一半。
(4) 初次双液注浆加固:填料后在每个注浆孔处进行水泥水玻璃双液浆注浆加固。
(5) 二次填料和二次双液注浆加固:待浆液与填料凝结形成固体后, 重复 (3) 直至填充物充满溶洞高度, 重复 (4) 进行双液浆注浆封闭整个边界。
(6) 在完成水泥水玻璃双液注浆封闭整个边界后, 再采用水泥浆进行压密注浆, 达到停止注浆的技术标准则停止注浆, 否则清孔后进行再次注浆。
(7) 当注浆结束拔出注浆管后, 立即用水泥砂浆封孔;封孔完毕后, 位于该注浆孔周边的溶洞即完成了封闭。
(8) 溶洞治理效果检查:工作结束后2-3周内, 用钻孔法在初始注浆孔周围1m距离内随机钻取1个追加勘察钻孔, 检查岩溶封闭情况。
2、连续墙成槽施工
(1) 溶 (土) 洞处理的施工顺序应遵循:探边界--注浆充填--注浆效果监测。
(2) 注浆施工时, 应先施做外排止水、止浆帷幕, 将处理范围内溶 (土) 洞与外界洞体隔离, 再处理中间区域。若在周边孔注第一次浆时, 注浆量已较多, 压力达不到设计要求时, 周边孔与中央孔可交替注浆。
(3) 发现浆液流失严重时添加水玻璃速凝剂, 以确保注浆效果。
(4) 中央区域注浆孔应跳跃施工, 以防止跑浆, 窜浆现象。
(5) 对于需处理的纵向多层分布的溶洞, 由深至浅依次充填处理。
(6) 重锤冲岩, 采用旋挖钻机钻孔, 施工主引导杆与副引导杆, 由实际岩面深度确定, 导杆底端埋入待冲击岩面以下, 并随着冲岩进度逐步下移, 依据所确定的冲孔孔位, 将重锤中心对准导杆穿入, 随后沿导杆方向用重锤锤击岩面。
(7) 重锤距离待冲岩面的提升高度为3 m, 锤击进尺为400 mm, 每一进尺施工完成后, 立即用成槽机挖出碎岩, 先主冲孔后副冲孔。
施工质量保证措施:
(1) 勘察钻孔距离地下连续墙外侧1 m处沿地下连续墙分布, 勘察钻孔间距为10 m, 深度为地下连续墙最深深度再加2 m。
(2) 填料通过漏斗和套管, 借助水压至少为0.2MPa的水流进入溶洞进行溶洞注浆。
(3) 水泥水玻璃双液浆的配比是水泥浆与水玻璃的体积比为4:1, 且水玻璃比重为1.125 g/ml, 水泥浆水灰质量配比为0.8:1, 水泥浆拌制采用32.5级普通硅酸盐水泥, 注浆压力控制在0.1-0.4 MPa, 注浆速度为30-70 L/min;所述水泥水玻璃双液浆注浆体积为初次填料体积的三分之二, 以保证其封闭初次填料的整个边界。
(4) 压密注浆压力不大于0.5 MPa, 开始时浆液先充填大的空隙, 然后在压力下渗入周围土体孔隙。
(5) 引导杆为分节式钢导杆, 直径由稳定性验算确定, 引导杆的底端埋入待冲击岩面以下, 并随着冲岩进度逐步下移, 保持引导杆入岩深度在安全范围以内。其入岩深度依据得岩石强度并结合引导杆及重锤质量确定, 确保可固定引导杆不致歪斜或滑脱。
四、结语
连续墙成槽 篇6
1.1 基本情况
XX工程的进水井地下连续墙工程, 位于长江口的青草沙滩地上, 进水井沿东西向布置。进水井基坑围护结构采用1000mm厚地下连续墙, 围护结构总长为102.48m, 墙底标高为-35m, 墙顶标高+1m, 共划分有20个幅段, 每幅段设置两根墙底注浆管, 地下墙接头采用圆形锁口管接头。
地连墙成槽内侧护壁采用φ850搭接三轴搅拌桩, 外侧采用φ850套打三轴搅拌桩, 护壁范围为-20.8m~1m高程, 内外侧桩长均为21.8m。搅拌桩采用42.5级普通硅酸盐水泥, 水泥掺量根据现场情况进行调整, 一般不小于20%, 搅拌桩搭接长度不小于250mm, 28d无侧限抗压强度不小于1.0Mpa, 允许渗透系数不大于1×10-6cm/s。
1.2 地质条件
拟建场地地处长江口三角洲的前缘地带, 水域地貌类型属河口三角洲。输水泵闸设置在长兴岛加高加固段东段的中部, 座落于长兴岛大堤水域侧潮间带滩地上;拟建场地按其岩性、地质时代、成因类型的差异, 可分为5个工程地质层;
从图中可看到:地下连续墙成槽施工需穿透 (2) 层砂质粉土及灰色粉砂地质层。在类似项目施工中, 因未采用合理的护壁工艺, 致使成槽塌孔, 造成地连墙施工失败而不得不采用补救措施的情况屡见不鲜, 从质量及经济上都造成无法挽回的损失, 故在本工程设计及施工上, 均慎之又慎, 设计上采用合理的护壁工艺, 施工上通过合理调整水泥掺量, 搅拌桩的平面布置等措施保证了该项目的正常开展。
2 成槽护壁结构比选
由于本工程穿透 (2) 层砂质粉土及灰色粉砂地质层, 故从设计上必须采用合理的护壁结构, 来确保地连墙成槽成功。
高压旋喷桩护壁:其工艺特点是采用高压水、气切割土体并使水泥和土体搅拌形成水泥土桩, 其施工简便。喷射注浆施工时, 需在土层中钻一个50~300mm的小孔, 便可在土中喷射成直径0.4~2.0m的加固水泥土桩。
喷粉式深层搅拌 (干法) 粉喷桩:干法施工工艺虽然水泥土强度较高, 但其喷粉量不易控制, 搅拌难以均匀, 桩身强度离散较大, 出现事故的概率较多, 目前已很少使用。
喷浆式深层搅拌桩 (湿法) 护壁:其特点是注浆量较易控制, 成桩质量较为稳定, 桩体均匀性好。迄今为止, 绝大部分水泥土墙都采用湿法施工。
从青草沙在建的其它工程来看, 高压旋喷桩从防渗参数和桩体的强度、取芯的均匀性、桩径偏差都比三轴搅拌桩差, 而且其喷射范围无法控制、水泥用量大、强度高、造价高。本工程要保证地下连续墙的槽宽, 故不适宜采用。根据比选, 喷浆式深层搅拌桩 (湿法) 护壁适用本工程。
喷浆式深层搅拌桩 (湿法) 护壁一般有单轴桩、二轴搅拌桩、三轴搅拌桩、多头搅拌桩四种型式。
二轴深层搅拌桩与三轴深层搅拌桩的适用条件:
二轴深层搅拌桩:主要加固淤泥质、粘土、粉土等, 粉砂层钻进较困难, 更有些会钻不下去。动力不够, 搅拌不够均匀。18m深左右桩每天可加固约20根。
三轴深层搅拌桩:可以加固粉砂层, 动力较大, 搅拌均匀, 但设备较重, 对场地要求较高, 水泥掺量较大 (一般大于20%) 。18m深左右桩每天可加固25根左右, 动力较大 (400kw左右) 对用电要求较高。
根据本工程的现场条件及地质条件, 宜采用三轴深层搅拌桩施工, 施工过程中遇不同的地质层调整水泥掺量, 防止在粉砂层时由于水泥掺量过高而强度过高, 影响成槽钻进。
3 工程施工过程控制
深层搅拌桩围护与地下连续墙基础在一般项目运用中其施工过程控制方面的要点已非常成熟, 不是工程成功的关键所在。本工程的关键因素有以下几点:
3.1 水泥掺量控制与调整
为确保本工程后续地下连续墙成槽的成功, 施工中应针对不同的土层调整水泥掺量, 在保证适当的强度的情况下, 又不致使强度太高, 以免成槽过程中, 成槽机无法正常抓土。特别是在粉砂层, 由于砂含量较高, 故需及时调整该土层的水泥掺量, 经试验测得在水泥掺量20%时, 水泥土28d无侧限抗压强度≥1.0Mpa, 且成槽机能有效成槽, 故施工过程中, 应根据不同土质条件, 不停地调整水泥掺量, 使各项指标满足成槽要求。
3.2 平面位置控制与调整
地下连续墙的槽宽为1000mm, 但若以该标准来控制护壁搅拌桩的轴线, 地下连续墙槽宽肯定无法满足, 故在进行护壁搅拌桩轴线放线时需外放一定的距离。按规范要求, 三轴水泥搅拌桩桩位定位偏差应小于10mm, 成桩后桩中心偏位不得超过50mm, 桩身垂直度偏差不得超过1/200。故在满足规范要求的情况下, 本工程搅拌桩护壁单侧的最小外放尺寸约为16cm。但考虑到一方面由于施工单位的成熟施工技术和运行良好的设备可降低了偏差的风险, 另一方面缩小外放尺寸可节约混凝土量, 有效降低成本。所以最后确定外放距离为6cm, 最终的成功成槽也反过来证明了这样的轴线外放是正确的。
3.3 其它施工注意事项
因三轴桩要求连续施工, 故在施工前应对围护施工区域地下障碍物进行探测清理, 以保证施工顺利进行。
成桩要控制搅拌机的提升速度和次数, 是连续均匀, 以控制注浆量, 保证搅拌均匀, 同时泵送必须连续。搅拌桩下沉速度控制在0.38~0.75m/min, 提升速度控制在0.3~0.5m/min。考虑到搅拌桩顶部受力较大, 可对桩顶1.0~1.5m范围内增加一次输浆, 提高其强度, 或者直接在顶部浇筑砼压顶。搅拌机预搅下沉时, 不宜冲水, 当遇到较硬土层下沉太慢时, 方可适量冲水, 但应考虑冲水成桩对桩身强度的影响。每天加固完毕, 应用水清洗储料罐、砂浆泵、搅拌机及相应管道, 以备再用。
施工冷缝处理:施工过程中一旦出现冷缝, 则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案。在围护桩达到一定强度后进行补桩, 以防偏钻, 保证补桩效果, 素桩与围护桩搭接厚度约10cm。
4 结语
根据参与本工程的施工, 在施工前充分研究了该地区的地质条件, 设计出合理的护壁方案, 通过有效组织, 合理安排, 及时调整深层搅拌桩护壁的水泥掺量及轴线控制等关键问题是地下连续墙成槽施工成功的关键因素。通过本工程的实践, 对今后在类似地质条件下实施地下连续墙工程有借鉴意义。
摘要：XX工程进水井地下连续墙基坑围护穿过粉质砂土地质结构层, 施工中通过运用深层搅拌桩作为地下连续墙的成槽护壁, 确保了成槽质量。工程建设在认真分析了工程的特点及难点后, 通过有效的项目管理方法, 及时调整并控制施工过程, 使工程顺利完工, 为在该地区的类似地质层条件下的工程施工积累了经验。
关键词：地连墙,粉砂层,施工控制
参考文献