地下连续墙基坑支护施工技术的应用

【摘 要】本论文重点研究地下连续墙施工关键技术问题,包括导墙施工、泥浆制备和使用、成槽清槽、钢筋网片制作及吊放、水下混凝土浇筑、接头箱提拔等关键工序的控制方法.

【关 键 词】地下连续墙；施工技术；关键工序

近年来,随着我国经济的高速增长,地下停车场、人防等各种要求,建筑物需建设一定的地下室,通常城市范围内的新建工程周边都是楼房林立,而新建工程的地下室又较深,这就涉及到地下室基坑的开挖支护问题,本论文重点结合一个酒店项目的深基坑支护工程,提出关键施工技术.

一、工程概况

广州白云国际机场旅客过夜用房东翼扩建工程位于现有铂尔曼酒店的东侧,广州白云国际机场出发大厅的北侧.本扩建项目建筑面积23424.2平方米,2层地下室,基坑周长268m,基坑面积约4247平方米,开挖深度约10.85～12.65m,土方开挖总量约47000立方米.基坑支护采用800或1000厚地下连续墙（50个槽段,槽段长4.5或6米,深约22至26米）加一道钢筋混凝土内支撑.

二、地下连续墙施工关键技术

1.地下连续墙施工工艺流程

图1连续墙施工工艺流程图

2.导墙施工

导墙对地下连续墙槽坑开挖起到引导作用,且兼有挡土、重物支撑及维持稳定液面作用.导墙中线要与地下连续墙中心线保持一致,否则,将会导致槽坑位置与构造位置的走向不符,因此,导墙施工非常关键,在导墙施工过程中应该注意以下几点：①在导墙施工全过程中,都要保持导墙沟内不积水.②导墙沟侧壁土体是导墙浇捣混凝土时的外侧土模,应防止导墙沟宽度超挖或土壁坍塌.③导墙的墙趾应插入未经扰动的原状土层中.④现浇导墙分段施工时,水平钢筋应预留足够的连接长度与下段的水平钢筋连接.⑥导墙是液压抓斗成槽作业的起始阶段导向物,必须保证导墙的内净宽度尺寸与壁面的垂直精度达到规范的要求.

3.泥浆制备和使用

（1）泥浆的需要量

Q等于V/n+V/n（1-K1）（n-1）+K2V等于2500m3

Q――泥浆总需要量（m3）；

V――设计总挖土量（m3）；根据设计图纸所示,每段槽长约6m,宽取d+0.04m,深约23m.

n――单元槽段数量；

K1――根据以往经验,浇筑混凝土时的泥浆回收率（%）,取70%；

K2――根据以往经验,泥浆消耗率（%）,取15%.

（2）泥浆的制作及再生处理

泥浆制备选用优质膨润土制浆.根据现场的场地条件,再生处理采用重力沉降和机械处理两种方法组合使用.现场在施工场地中心位置设泥浆池,泥浆池规格为5m*20m*2.5m等于250m3.在浇注槽段混凝土时,能够满足储存泥浆的需要.每个泥浆池分为三小格,分别作为泥浆制备、沉淀、过滤而用.池底浇筑150mm厚C15钢筋混凝土,池壁及隔墙砌240mm厚砖墙,并用水泥砂浆抹面.各槽段和泥浆池用泵送软管连接.同时将施工过程的泥渣用密封条件较好的散体物料运输车外运弃置.新拌制的泥浆要储放24小时后放科使用,让膨润土充分水化,泥浆生产流程见下图：

图2泥浆制备与使用示意图

（3）制备泥浆的性能指标及检测方法

项次项目性能指标检验方法备注

1比重1.1～1.3泥浆比重计

2粘度18～25s500ml/700ml漏斗计

3含砂率<5%含砂量计

4胶体率>95%重杯法

5失水量30ml/30min失水量仪

6泥皮厚度1～3mm/min失水量仪

7静切力1min

10min2～3N/m2

5～10N/m2静切力计

8稳定性30g/mm3稳定性筒

9PH值7～9PH试纸

4.成槽、清槽施工

由于工程地质条件和水文条件的不同,结合建筑物的使用功能,各种施工机械的技术条件要求,地下连续墙施工机械的选择也各不相同.在机械选择时不仅要考虑地质水文条件,还要结合工期、开挖深度、墙体厚度,同时考虑成本要求,合理选用施工机械.

成槽机械现在基本可分为四种：抓斗式、冲击式、铣槽机、多头钻机四种.

抓斗式的特点是结构简单,操作方便.在较软弱的冲击地层中应用较广.对于大石块、基岩、漂岩等不适用.当贯入度值大于40时,一般也不予选用.

冲击式成槽适用于多种地层,如：软土地层、砂砾层、卵石、基岩地层等.但施工效率较低.

铣槽机的特点是：先进、效率快,适用于不同类型的地质条件.但设备高,成本高.对于漂石、大孤石地层不太适用.

多钻头成槽机是由几台回转机械组合而成,机械化程度高,速度快,但设备自重大.对于卵石、漂石及基石地层不适用.

本工程地下连续墙没有入岩要求,成槽开挖的土层分别是：人工填土、粉质粘土、砾砂、圆砾、粉质粘土、圆砾.另外本工程工期较紧.根据本工程的地质特点、工期及经济等方面考虑,决定选用液压抓斗机.

根据地质情况及现场的施工条件,本工程采用抓取法施工,先用抓斗机在每幅导墙的两端头抓取主孔,再抓取中间副孔,采用“三抓”成槽,主孔长度等于抓斗开度长度,副孔长度为1/3个主孔长度.

成槽施工注意要点：①成槽时应及时补浆,保持泥浆液面在导墙顶面以下0.3m,且高于地下水位0.5m,防止槽壁坍塌.②成槽机掘进时,必须做到稳、准、轻放、慢提,确保钢丝绳、导杆的垂直度.确保成槽垂直度1/150.③成槽施工过程中,要经常检测泥浆各个参数,如果出现过大偏差,应及时采取措施纠偏.④接头部位要采用清刷锤清理干净.当槽深已达到设计标高时,经验收合格后用沉淀法和置换法相结合进行清槽施工,使相对密度较大的泥浆换出沉渣,换至槽底沉渣厚度和泥浆比重达到设计要求,清槽后注意保持水头高度,以防坍孔.清刷混凝土接头面的工作应在清槽换浆即将完成之前进行,若用清刷锤清刷时,清刷锤应与接头的混凝土面紧贴并上下来回接动,直到钢丝刷不带泥屑为止.待钢筋网片吊放完成后,进行二次清槽,达到设计要求后,方可浇筑混凝土.

本工程清槽质量要求：

槽底清理和置换泥浆结束1小时后,槽底500mm高度的泥浆比重不大于1.20,含水量砂率不大于8%,粘度不大于28s,沉淀物淤积厚度不大于100mm.

5.钢筋网片制作、吊放

根据设计要求正确安装检测测量仪器,如超声波管、钢筋应力计等预埋构件.钢筋网片制作前,准确复核导墙顶标高,以确定钢筋网片顶位置,钢筋笼长度.预留混凝土导管的插入位置.钢筋网片纵向钢筋采用焊接,单面焊接长度为10d,错开45d进行焊接,钢桁架斜拉筋全部交点及钢桁架与钢箍全部点焊,钢筋骨架加劲箍与纵筋全部点焊,其余钢箍与纵筋梅花点焊,非焊点要绑扎.钢筋保护层定位块用3mm厚的钢板制作,规格为250*400,沿深度方向间距为2000mm,确保钢筋主筋的保护层厚度.

钢筋网片吊放采用双机抬吊,空中回直,以100t履带吊为主机,50t履带吊为辅机.起吊前必须验算吊点位置,并严格执行.起吊要有试吊程序,确保网片无变形后,才能继续起吊,吊放过程中要有专人指挥.下放时采用多人扶助,对正轴线位置缓慢下放,避免钢筋网片碰触槽壁,引起坍塌.网片下放到位后,用钢棒在导墙固定上.

6.水下混凝土浇筑

本项目采用两管直升导管法浇筑水下混凝土,由于不能振捣,要利用混凝土自重,所以对混凝土级配有特殊要求,混凝土应有良好的和易性,入孔时的塌落度为18～22cm,扩散度为34～40cm,最大骨料粒径不大于4cm.

砼采用预拌砼,砼运输车到现场后,检查其坍落度,确定砼可以使用后,在导管上端连接砼漏斗,并在漏斗下口吊放隔水阀封口,将泵车输送管接入漏斗,把砼输送到漏斗内,当漏斗箱储足足够的砼数量时,剪断隔水阀的铁丝,使砼下落封住导管底部.为防止钢筋网片上浮现象,在初灌时,要放慢速度,待混凝土顶面穿越钢筋笼底部可加快速度,如必要可在导墙内侧两边布置预埋铁件,钢筋网片下至标高后,将顶部电焊在预埋件上.在浇注过程中,导管埋入混凝土内的深度应控制在1.5～6.0m.两根导管同时拆卸同样长度的导管（1～2节）；如不能同时拆卸,也要控制导管底口的高差不大于1.5～2.0m.要保持槽孔混凝土面高差不大于0.3m.混凝土浇筑结束后,顶面高出设计标高500mm.

7.接头箱提拔

接头管提拔最主要是控制好时间,根据第一次灌砼试块的凝结情况和混凝土厂家提供的配合比初凝时间合理地控制接头箱的起拔时间.第一次拔箱应控制在200―300mm内,以后每15～30分钟提拔一次,每次提升150-300mm,直至终凝后全部拔出.

三、结语

地下连续墙在现代建筑工程中的应用较多,它有着墙体刚度大、强度高、截水抗渗、耐久性好等优点,适用于密集建筑群中建造深基坑,机械化程度高,施工效率高.本论文通过结合工程实践,重点研究了深基坑地下连续墙支护结构的施工关键技术,只有控制好这些关键工序,才能确保地下连续墙的施工质量.