地铁中间风井深基坑围护结构地下连续墙施工技术总结.doc

目录摘要2关键词21.地下连续墙简介21.1连续墙的分类21.1.1按成墙方式分21.1.2按墙的用途分21.1.3按墙体材料分21.1.4按开挖情况分21.2地下连续墙主要被用于：31.4地下连续墙的优缺点31.4.1优点主要有：31.4.2缺点主要有：32.本项目中维护结构连续墙简介32.1中间风井设计范围为：32.2目前工程进度43.施工中的要点控制43.1导墙施工43.2钢筋笼制作53.2.1焊接质量问题53.2.2钢筋笼加强筋53.2.3进度问题63.3泥浆的制作63.3.1成本控制63.3.2过程控制73.4成槽73.4.1成槽速度83.4.2泥浆液面控制83.4.3清底83.4.4刷壁次数的问题83.5钢筋笼起吊和下钢筋笼93.5.1保证吊装安全93.5.2钢筋笼下不去93.5.3钢筋笼的吊放93.6下、拔砼导管、浇筑砼103.6.1导管拼装及气密性实验103.6.2在钢筋笼安置完毕后，应马上下导管113.6.3二次清孔113.6.4浇筑过程控制113.6.5砼面标高问题123.6.6导管埋深124.写在后面的话12参考文献12地下连续墙施工总结xxx摘要 地下连续墙是一项质量要求高,施工工序多,并须在短时间内连续完成一个墙段的地下隐蔽工程，本文结合现场实际情况，对开工以来出现的问题进行分析，总结经验，发现不足，提高水平，改善工艺，目的在于指导工程施工，提高工程质量，加快工程进度。关键词 围护结构，地下连续墙，泥浆护壁，吊放钢筋笼，1.地下连续墙简介地下连续墙（diaphragmwallpanceltrench,slurrytrench,slurrywall,contionousdiaphragmwall等）开挖技术起源于欧洲，它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇筑混凝土的方法而发展起来的，1950年在意大利米兰首次采用了护壁泥浆地下连续墙施工，20世纪50-60年代该项技术在西方发达国家及前苏联得到推广，成为地下工程和深基础施工中有效的技术。1958年我国水电部门首先在青岛丹子口水库用此技术修建了水坝防渗墙。1.1连续墙的分类虽然地下连续墙已经有了50多年的历史，但是要严格分类，仍是很难的。1.1.1按成墙方式分排桩式；槽板式。1.1.2按墙的用途分防渗墙；临时挡土墙；永久挡土墙；作为基础用的地下连续墙。1.1.3按墙体材料分钢筋混凝土墙；塑性混凝土墙；固化灰浆墙；自硬泥浆墙；预制墙；泥浆槽墙；后张预应力地下连续墙；钢制地下连续墙。1.1.4按开挖情况分地下连续墙（开挖）；地下防渗墙（不开挖）。1.2地下连续墙主要被用于：水利水电、露天矿山、尾矿坝和环保工程的防渗墙；建筑物地下室（基坑）；地下构筑物（如地下铁道、地下道路、地下停车场和地下街道、商店以及地下变电站）；市政管沟和涵洞；泵站、水池；码头、护岸和干船坞；地下油库和仓库；各种深基础和桩基。1.4地下连续墙的优缺点1.4.1优点主要有：施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工；墙体刚度大，用于基坑开挖时，极少发生地基沉降或塌方事故；防渗性能好；可以贴近施工，由于上述几项优点，我们可以紧贴原有建筑物施工地下连续墙；可用于逆作法施工；适用于多种地基条件；可用作刚性基础；占地少，可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间，充分发挥投资效益；工效高，工期短，质量可靠，经济效益高。1.4.2缺点主要有：在一些特殊的地质条件下（如很软的淤泥质土，含漂石的冲积层和超硬岩石等），施工难度很大；如果施工方法不当或地质条件特殊，可能出现相邻槽段不能对齐和漏水的问题；地下连续墙如果用作临时的挡土结构，比其它方法的费用要高些；在城市施工时，废泥浆地处理比较麻烦。2.本项目中维护结构连续墙简介本工程xxx城市快速轨道交通R2线工程xxx站至xxx站区间中间风井围护结构中的连续墙属于槽板式防渗作为永久挡土维护的钢筋混凝土地下连续墙。2.1中间风井设计范围为：右线YDK3+434.160YDK3+601.659，左线：ZDK3+497.720ZDK3+653.486。采用明挖顺筑法施工。中间风井基坑最大宽32.3m（局部宽20.1m、9.15m等），深23m（盾构井段局部深25m）。根据工程类比及已有的工程经验，本基坑采用地下连续墙+内支撑支护形式，连续墙厚度取为1000mm。连续墙槽段划分88幅，其中”一”字型槽段67幅，“L” 型槽段21幅。综合本基坑开挖深度、内支撑设置、地质、地下水等因素，确定围护结构嵌固深度原则：基底位于砂质粘土、混合片麻岩全风化层时不小于7m，基底位于混和片麻岩强风化层不小于5m，位于混合片麻岩中风化层不小于3m，位于混合片麻岩微风化层时不小于2m。2.2目前工程进度到目前为止本工区已经施工30幅连续墙，都是“一”字型槽段，分别有5米宽，6米宽和7米宽三种幅宽，钢筋笼类型I，II，III，IV，V型都已经出现过，墙长分布为29.631m（例B17），29.024m（例B9），29.805m（例A22），30.435m（例A31）。在这30幅连续墙中基地地层基本都是混合片麻岩全风化层地质（除A9外），通过这30幅连续墙的施工，使我们发现了一些问题，通过解决问题也总结了一定的施工经验。下面我将按照施工顺序逐个分析施工中的控制要点。3.施工中的要点控制地下连续墙的施工主要分为以下几个部分:导墙施工、钢筋笼制作、泥浆制作、成槽放样、成槽、下锁口管、钢筋笼吊放和下钢筋笼、下拔砼导管浇筑砼。3.1导墙施工导墙是地下连续墙施工的第一步，它的作用是挡土墙，测量的基准，作为重物的支承及存蓄泥浆。在挖掘地下连续墙沟槽时，接近地表的土极不稳定，容易出现槽口坍塌，此处的泥浆也不能起到护壁作用，因此在单元槽段挖完之前，导墙就起挡土墙作用。导墙规定了沟槽的位置，表明了单元槽段的划分，同时也作为测量挖槽标高、垂直度和精度的基准。导墙是挖墙机械的支承，又是钢筋笼、接头管等搁置的支点，有时还承受其它施工设备的荷载。导墙可存蓄泥浆，稳定槽内泥浆液面。导墙一般为现浇的钢筋混凝土结构，也有钢制的或预制钢筋混凝土的装配式结构，本工程采用的是现浇钢筋混凝土结构。导墙必须有足够的强度、刚度和精度，必须满足挖掘机械的施工要求。导墙的施工顺序为：平整场地测量定位挖掘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（如无外侧模板不进行此项工作）。导墙施工主要有以下两个问题。导墙变形导致钢筋笼不能顺利下放出现这种情况的主要原因是导墙施工完毕后没有加纵向支撑，导墙侧向稳定不足发生导墙变形。解决这个问题的措施是导墙拆模后，沿导墙纵向每隔一米设二道小支撑，将二片导墙支撑起来，导墙混凝土没有达到设计强度以前，禁止重型机械在导墙侧面行驶，防止导墙受压变形。导墙开挖深度范围均为回填土，坍方后造成墙撤空洞，轻者造成地基沉降严重，重者导墙以及导墙背侧失去称重能力，场地塌陷，无法施工，另外浇筑混凝土过程中会使混凝土方量增多，增加施工成本，为避免出现这种情况，达到节约成本的目的在导墙施工前期场地回填土过程中导墙部分背后两侧填一些素土而不用杂填土。3.2钢筋笼制作钢筋笼的制作是地下连续墙施工的一个重要环节，钢筋笼应根据地下连续墙体配筋图和单元槽段的划分来制作。单元槽段的钢筋笼应装配成一个整体。制作钢筋笼时要预先确定浇筑混凝土用导管的位置，由于这部分要上下贯通，因而周围需增设箍筋和连接筋进行加固。横向钢筋有时会阻碍导管插入。钢筋笼的制作速度要与挖槽速度协调一致，由于制作时间长，因此必须有足够大的场地。用于钢筋笼成型的平台尺寸应大于最大钢筋笼的尺寸，并保证一定的平整度。钢筋笼制作主要有以下几点问题。3.2.1焊接质量问题焊接质量问题是钢筋笼制作过程中一个比较突出的问题：对于电弧焊一般不会出现什么大问题，主要是工字钢钢板上沿焊缝刚开始焊工水平不到位，出现一些焊缝不饱满现象，后更换焊工后解决了。对于闪光对焊：由于本钢筋主筋大部分为HRB400直径为32mm和28mm的三级钢，直径较粗，可焊性较差，原则上可以用闪光对焊，不过，应采用大容量的对焊机，此外还应该采取锯割或气割方式对钢筋端面进行平整处理，采取预热闪光焊工艺。开始的十几幅笼子送检实验还都合格，不过随着工程进度的加快，对闪光对焊的要求没那么紧了，就出现了不合格现象。解决方法是：采用单面搭接焊，机械套筒连接，单面搭接焊有点费时费力还废材料，又经过讨论改进，最后采用机械连接，机械连接比较好，不费焊条，节省搭接的长度，钢筋笼加工之前就先把丝扯好，不影响钢筋笼制作，提高了效率。3.2.2钢筋笼加强筋在钢筋笼制作过程中，除保证图纸中的配筋以外，为了加工、吊装方便，还应该增加加强筋的布置，使钢筋笼形成钢筋骨架，吊装不至于散架，保证施工安全。3.2.3进度问题随着施工进度的加快，所需要钢筋笼的速度也加快，一个钢筋加工平台明显跟不上进度，为保证一天一幅的施工进度，所以又增加了一个施工平台，保证了施工进度。3.3泥浆的制作泥浆是地下连续墙施工中深槽槽壁稳定的关键，地下连续墙的深槽是在泥浆护壁下进行挖掘的，泥浆在成槽过程中有护壁、携渣、冷却和润滑作用。泥浆具有一定的比重，如槽内泥浆液面高出地下水位一定高度，泥浆在槽内就会产生一定的静水压力，可抵抗作用在槽壁上的侧向土压力和水压力，相当于液体支撑，可以防止槽壁倒塌和剥落，并防止地下水渗入。泥浆在槽壁上还会形成一层透水性很低的泥皮，能防止槽壁剥落。泥浆具有一定的粘度，它能将钻头式挖掘机挖槽时挖下来的土渣悬浮起来，既便于土渣随同泥浆一同排出槽外，又可以避免土渣沉积在开挖面上影响挖槽机械的挖槽效率。泥浆在深槽内可以降低钻具因连续冲击或回钻而引起的温度剧升，同时又有润滑作用。制备泥浆是在挖槽前利用专用设备事前制备好泥浆，挖槽时输入沟槽。膨润土泥浆是制备泥浆中最常用的一种，它的主要成分是膨润土和水，另外，还要适当地加入外加剂。常用的外加剂有分散剂（碱类、木质素磺酸盐类、复合磷酸盐类和腐殖酸类等四类），增粘剂（一般常用羧甲基纤维素CMC），加重剂，防漏剂 。泥浆制作过程中应注意以下几个问题。3.3.1成本控制泥浆制作主要用三种原材料，膨润土、CMC、纯碱。其中膨润土最廉价纯碱和CMC非常昂贵。如何在保证质量的情况下节约成本，就成为一个关键问题。要解决这个问题就要在条件允许的情况下，尽可能地多用膨润土。合格的泥浆有一定的指标要求，主要有粘度、PH值、含沙量、比重、泥皮厚度、失水量等。要达到指标的要求有很多种配置方法，但要找到最经济的配置方法是需要多次试验的。配比结果见下表3-1表3-1 泥浆配比水膨润土CMC烧 碱110%0.050.10%00.30%3.3.2过程控制对于连续墙抓槽过程中会出现地下水稀释泥浆，抓到沙层会使泥浆含砂率过高等现象，这就需要在抓槽过程中检测泥浆指标，通过每隔三四个小时，做一次泥浆指标实验，及时发现问题，及时采取措施调整泥浆性能。对于浇筑完混凝土循环回来的泥浆要经过除砂处理，这里采取的是通过旋流器除砂，降低循环泥浆的含砂率达到重复利用的目的。旋流器示意图见下图3-1图3-1 旋流器示意图3.4成槽挖槽的主要工作包括：单元槽段划分；挖槽机械的选择和正确使用；制定防止槽壁坍塌的措施和特殊情况的处理方法等。挖槽约占地下连续墙施工工期的一半，因此提高挖槽的效率是缩短工期的关键。同时，槽壁形状基本上决定了墙体的外形，所以挖槽的精度又是保证地下连续墙的质量的关键之一。因此挖槽是地下连续墙施工中的关键工序。挖槽施工需要主要的问题是单元槽段划分和挖槽机械选择。成槽需要注意的主要问题主要有以下几个问题。3.4.1成槽速度由于本工程所处位置原来是一个鱼塘，地质情况较复杂，砂层较厚，所施工完的这30幅很多砂层都超过10米，对泥浆护壁提出重要挑战，所以在成槽过程中除注意泥浆性能的调试外还应注意成槽速度，当抓到砂层是应该放慢速度，是泥浆形成护壁，尽量做到砂层处不坍塌，少坍塌，以此来降低混凝土浇筑量，减少超方降低成本。3.4.2泥浆液面控制成槽的施工工序中，泥浆液面控制是非常重要的一环。只有保证泥浆液面的高度高于地下水位的高度，并且不低于导墙以下50厘米时才能够保证槽壁不坍方。泥浆液面控制包括两个方面：首先是成槽工程中的液面控制，解决这个问题关键是对民工做好技术交底，让民工对具体的工序有一定的了解。其次是成槽结束后到浇筑砼之前的这段时间的液面控制。这项工作不容忽视，泥浆液面控制是全过程的，在浇筑砼之前都是必须保证合乎要求的，只要有一小段时间不合乎就会功亏一篑。3.4.3清底在挖槽结束后清除槽底沉淀物的工作称为清底，清底是地下连续墙施工中的一项重要工作。沉渣过多会造成地下连续墙的承载能力降低，墙体沉降加大沉渣影响墙体底部的载水防渗能力，成为管涌的隐患；降低砼的强度，严重影响接头部位的抗渗性；造成钢筋笼的上浮；沉渣过多，影响钢筋笼沉放不到位；加速泥浆变质。因此必须作好清底工作，减少沉渣带来的危害。3.4.4刷壁次数的问题地下连续墙一般都是顺序施工，在已施工的地下连续墙的侧面工字钢处往往有许多泥土粘在上面，所以刷壁就成了比不可少的工作。刷壁要求在铁刷上没有泥才能停止，一般需要刷20次，确保接头面的新老砼结合紧密，可实际往往刷壁的次数达不到要求，这就有可能造成两墙之间夹有泥土，首先会产生严重的渗漏，其次对地下连续墙的整体性有很大影响。因此虽然刷壁的工作比较烦，而且它导致的恶果不是很快就能看出来，但它对施工质量有着只关紧要的影响，一点也马虎不得。3.5钢筋笼起吊和下钢筋笼钢筋笼的起吊、运输和吊放应制定周密的施工方案，主要解决好两个问题：一是吊放过程中不能使钢筋笼产生不可恢复的永久变形；二是插入过程中不要造成槽壁坍塌。钢筋笼起吊应用横吊梁或吊梁，吊点布置和起吊方式要防止起吊时钢筋笼变形。起吊时不能使钢筋笼下端在地面上拖引，应先将钢筋笼水平起吊，然后通过主机和辅助起重机的协调操作，使钢筋笼吊直后对准槽口。插入钢筋笼时，吊点中心必须对准槽段中心，缓慢垂直落入槽内，此时须注意不要因起重臂摆动而使钢筋笼产生横向摆动，以致造成坍塌。钢筋笼插入槽内后，应检查其顶端高度是否符合设计要求，然后用横担或在主筋上设弯钩将其搁置在导墙上。钢筋笼起吊和下放钢筋笼有以下两个问题：3.5.1保证吊装安全前面已经说过钢筋笼制作过程中加加强筋的情况就是保证吊装过程中不出现安全事故，另外，在施工前我们都已经根据拟定的施工方案进行了吊装演算，根据吊装方案及演算，本工程采用两台吊车吊装钢筋笼，一台（120t）为主一台（70t）辅助，充分保证吊装施工过程的安全。3.5.2钢筋笼下不去除少数是槽体垂直度不和要求外，大部分情况是由于漏浆的原因导致钢筋笼下不去，因此漏浆的问题必须要解决。回填土不密实是导致漏浆的主要原因。3.5.3钢筋笼的吊放钢筋笼的吊放过程中，发生钢筋笼变形，笼在空中摇摆，吊点起点与槽段中心不重合，就会造成吊臂摆动，使笼在插入槽内碰撞槽壁发生坍塌，吊点与槽段中心偏差大，钢筋笼不能顺利沉放到槽底等。吊点问题至关重要，一旦吊点发生问题，就有可能造成钢筋笼变形等不可弥补的损失，因此一定要经过技术人员的仔细研究，确保钢筋笼起吊的绝对安全。插入钢筋笼时，使钢筋笼的中心线对准槽段的纵向轴线，徐徐下放。钢筋笼吊放示意图3-3图3-3 钢筋笼吊装示意图3.6下、拔砼导管、浇筑砼地下连续墙用导管法进行浇筑。由于导管内混凝土和槽内泥浆的压力不同，导管下口处存在压力差，因而混凝土可以从导管内流出。首批混凝土必须连续浇筑，以保证混凝土埋住导管口起到封底作用。在整个浇筑过程中，混凝土导管应埋入混凝土内26m，最小埋深不得小于2m，使从导管下口流出的混凝土将表层混凝土向上推动而避免与泥浆直接接触，否则混凝土流出时会把混凝土上升面附近的泥浆卷入混凝土内，形成夹层，出现墙体断裂。浇筑时要保持槽内混凝土面均衡上升，导管不能作横向运动，否则会使沉渣和泥浆混入混凝土内。导管的提升速度应与混凝土的上升速度相适应，避免提升过快造成混凝土脱空现象，或提升过晚而造成埋管拔不出的事故。在下、拔砼导管和浇筑砼过程中主要有以下几个问题。3.6.1导管拼装及气密性实验导管每隔一定时间要做一次水密性实验，保证导管的气密性良好，把拼装好的导管先灌入70%的水，两端封闭，一端焊输风管接头，输入计算的风压力，导管需滚动数次，经过15min不漏水即为合格。计算方法：导管水密试验时的水压应不小于井孔内水深1.3倍的压力，进行承压试验时的水压不应小于导管壁可能承受的最大内压力Pmax，Pmax可按下式计算： Pmax=1.3(cHcmax-wHw） 公式中：Pmax导管壁可能承受的最大内压力，KPa； c混凝土容重（用24KN/m3），KN/m3； Hcmax导管内混凝土柱最大高度，采用导管全长，m； w钻孔内水或泥浆容重，泥浆容重大于12KN/m3时不宜灌注水下混凝土，KN/m3； Hw钻孔内水或泥浆深度，m。3.6.2在钢筋笼安置完毕后，应马上下导管马上下导管是一个工序衔接的问题，这样做可以减少空槽的时间，防止塌方的产生。3.6.3二次清孔由于下钢筋笼，下导管，所需时间估计有两个小时以上，在这两个小时里，泥浆无法循环，势必会导致槽底有下沉的浮浆，砂，形成沉渣，下沉泥浆也会导致槽底泥浆比重较大，不利于首批混凝土下灌、上翻。所以二次清孔是必要的，二次清孔采用泵送泥浆正循环注入导管，为了方便混凝土下灌要求把泥浆比重，粘度要调低一点，但要循环彻底，使导管内泥浆与导管外槽内泥浆比重粘度保持一致，若循环不彻底将同样使混凝土无法下灌，另外，首批混凝土灌注前需要先排除导管里面的负压，这种负压可能是由于泵送泥浆过程中带的气体，也可能是导管里的泥浆比重低于导管外槽内泥浆所造成的。3.6.4浇筑过程控制砼开始浇筑时，先在导管内放置隔水球以便砼浇筑时能将管内泥浆从管底排出。砼浇灌采用将砼车直接浇筑的方法，首批混凝土必须用大料斗且止混凝土阀打开后保证后续混凝土的连续性，保证成功封底。砼浇筑中要保证砼连续均匀下料，在浇筑过程中严防将导管口提出砼面，导管下口暴露在泥浆内，造成泥浆涌入导管。主要通过测量砼面上升情况、浇筑量和导管埋入深度。当砼浇捣到地下连续墙顶部附近时，导管内砼不易流出，一方面要降低浇筑速度，另一方面调整导管的最小埋深在两米左右不能低于一米，若砼还浇捣不下去，可将导管上下抽动，但上下抽动范围不得超过30。在浇筑过程中，导管不能作横向运动以防沉渣和泥浆混入混凝土中。同时不能使混凝土溢出料斗流入导沟。本工程采用两根导管的地下连续墙，混凝土浇筑应两根导管同时浇灌，确保砼面均匀上升，以防止因砼面高差过大而夹层现象。3.6.5砼面标高问题灌注砼时，一定要把砼面灌注到规定位置，按设计超灌一米。因为表层的砼的质量由于和泥浆的接触是得不到保证的，做冠梁的时候把表层的砼敲掉正是这个原因。3.6.6导管埋深导管埋深影响混凝土的流动状态。埋深太小，混凝土呈覆盖式流动，容易将混凝土表面的浮泥卷入混凝土内，导管埋深太深时，导管内外压力差小，混凝土流动不畅，当内外压力平衡时，则混凝土无法进入槽内。4.写在后面的话工程仍在进行，后面还会遇到很多问题，这只是个阶段性的总结，希望对后面的施工能有些帮助，总结中有些凭自己主观经验，有不当之处还望指正。