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楊 照
摘 要:近年來,隨著我國建筑業的進一步發展,建筑施工企業先后引進大量的先進技術,建筑工程中的施工技術得到了大幅度提高,在建筑施工過程中,對基礎施工的質量要求極為嚴格,而地下連續墻施工技術則是基礎工程中的一個重要內容,本文筆者結合建筑施工技術理論與自身工作實踐,分析了地下連續墻施工技術的方法與措施。
關鍵詞:地下連續墻;施工技術;方法 ;措施
1 地下連續墻的大致分類
(1)按墻的用途可分為防滲墻、臨時擋土墻、永久擋土(承重)墻和作為基礎用的地下連續墻。
(2)按開挖情況可分為地下連續墻(開挖)和地下防滲墻(不開挖)。
(3)按成墻方式可分為樁校式、槽板式和組合式。
(4)按墻體材料可分為鋼筋混凝土墻、塑性混凝土墻、固化灰漿墻、自硬泥漿墻、預制墻、泥漿槽墻(回填礫石、黏土和水泥三合土)、后張預應力地下連續墻、鋼制地下連續墻。
2 地下連續墻的優缺點分析
2.1 優點
(1)地下連續墻施工時振動頻率與幅度較小,而且噪聲也相對比較低,適于在城市施工中使用。
(2)地下連續墻墻體的剛度大,厚度一般為O.6~1.3m (國外已達2.8m),已經成為深基坑支護工程中重要的擋土支護結構。
(3)由于墻體接頭形式和施工方法的改進,使地下連續墻幾乎不透水,地下連續墻的防滲性能很好。
(4)可以貼近施工:目前已有在距離樓房外100mm的地方建成了地下連續墻的實例。
(5)可用于逆做法施工:地下連續墻剛度大,易于設置埋件,很適合于逆做法施工。
(6)適用于多種地基條件:地下連續墻對地基的適用范圍很廣,從軟弱的沖積地層到中硬的地層、密實的沙礫層,各種軟巖和硬巖等所有地基都可以建造地下連續墻。
2.2 地下連續墻的不足
(1)在一些特殊的地質條件下(如很軟的淤泥質土、含漂石的沖積層和超硬巖石等),施工難度很大。
(2)如果施工方法不當或地質條件特殊,可能出現相鄰墻段不能對齊和漏水的問題。
(3)地下連續墻如果用作臨時的擋土結構,此方法所用的費用要更高些。
(4)在城市施工時,廢泥漿的處理相對會比較困難。
3 地下連續墻施工技術要點
3.1 施工前的準備工作
在進行地下連續墻設計和施工之前,必須認真調查現場情況和地質、水文等情況,以確保施工的順利進行。
(1)現場情況調查的目的是為了解決下述問題:施工機械進入現場和進行組裝的可能性,挖槽時棄土的處理和外運,給排水和供電條件,地下障礙物和相鄰建(構)筑物情況,噪聲、振動和污染等公害引起的有關問題等。
(2)地下連續墻的設計、施工和完工后的使用性能,在很大程度上取決于事先是否對水文、地質情況有全面、正確的了解。因此,必須認真進行地質勘探,要根據工程情況、挖槽長度、地形起伏等正確確定鉆孔位置,鉆孔深度應超過地下連續墻的設計深度。地質勘探中應注意收集有關地下水的資料,如地下水位及水位變化情況、地下水流動速度、承壓水層的分布與壓力大小,必要時還需對地下水的水質進行分析。
3.2 地下連續墻施工技術
(1)修筑導墻。導墻是地下連續墻挖槽之前修筑的臨時結構,對挖槽起重要作用。
作擋土墻:在挖掘地下連續墻溝槽時,接近地表的土極不穩定,容易塌陷,而泥漿也不能起到護壁的作用,因此在單元槽段挖完之前,導墻就起擋土墻作用。
作為測量的基準:它規定了溝槽的位置,表明單元槽段的劃分,同時亦作為測量挖槽標高、垂直度和精度的基準。
作為重物的支承:它既是挖槽機械軌道的支承,又是鋼筋籠、接頭管等擱置的支點,有時還承受施工設備的荷載。
存蓄泥漿:導墻可存蓄泥漿,穩定槽內泥漿液面。泥漿液面應始終保持在導墻面以下0.5m,并高于地下水位1.0m以上,以穩定槽壁。此外,導墻還可防止泥漿漏失,防止雨水等地面水流入槽內;地下連續墻距離現有建筑物很近時,施工時還起一定的補強作用。在路面下施工時,可起到支承橫撐的水平導梁的作用。
導墻的形式一般為現澆的鋼筋混凝土結構。但亦有鋼制的或預制鋼筋混凝土的裝配式結構,可多次重復使用。不論采用哪種結構,都應具有必要的強度、剛度和精度,而且一定要滿足挖槽機械的施工要求。
(2)導墻施工。現澆鋼筋混凝土導墻的施工順序為:平整場地→測量定位→挖槽及處理棄土→綁扎鋼筋、支模板→澆注混凝土→拆模并設置橫撐→導墻外側回填土(如無外側模板,可不進行此項工作)。當表土較好,在導墻施工期間能保持外側土壁垂直自立時,則以土壁代替模板,避免以防槽外地表水滲入槽內。如表土開挖后外側土壁不能垂直自立,則外側亦需設立模板。導墻外側的回填土應用黏土回填密實,防止地面水從導墻背后滲入槽內,引起槽段坍方。
導墻的厚度一般為0.15~0.20m,墻趾不宜小于0.20m,深度一般為1.0~2.Om,導墻的水平鋼筋必須連接起來,使導墻成為整體,導墻施工接頭位置應與地下連續墻施工接頭位置錯開。
導墻面應高于地面約100mm,可防止地面水流入槽內污染泥漿。兩側導墻的中心線應與地下連續墻縱向軸線重合,允許偏差±10mm。內外導墻面的凈距,應為地下連續墻設計墻厚加30~50mm,其允許偏差為±10mm,墻面應垂直。導墻頂面應水平,全長范圍內的高差應小于±10mm,局部高差應小于5mm。導墻的基底應和上面密貼,以防槽內泥漿滲入導墻后面。
現澆鋼筋混凝土導墻拆模以后,應沿其縱向每隔1m左右加設上、下兩道木支撐(常用規格為50mm×80mm或60mm×120mm),將兩片導墻支撐起來,在導墻的混凝土達到設計強度之前,禁止任何重型機械和運輸設備在旁邊行駛,以防導墻受壓變形。導墻的混凝土強度等級多為C20,澆筑時要注意搗實質量。
挖槽是地下連續墻施工中的關鍵工序。挖槽約占地下連續墻工期的一半,因此提高挖槽的效率是縮短工期的關鍵。同時,槽壁形狀基本上決定了墻體外形,所以挖槽的精度又是保證地下連續墻質量的關鍵之一。地下連續墻挖槽的主要工作包括:單元槽段劃分:挖槽機械的選擇與正確使用;制定防止槽壁坍塌的措施與工程事故和特殊情況的處理等。
挖槽結束后,懸浮在泥漿中的土顆粒將逐漸沉淀到槽底,此外,在挖槽過程中未被排出而殘留在槽內的土渣,以及吊放鋼筋籠時從槽壁上刮落的泥皮等都堆積在槽底。在挖槽結束后清除槽底沉淀物的工作稱為清底。清底是地下連續墻施工中的一項重要工作,必須做好。
清底的方法,一般有沉淀法和置換法兩種。沉淀法是在土渣基本都沉淀到槽底之后再進行清底:置換法是在挖槽結束之后;對槽底進行認真清理,然后在土渣還沒有再沉淀之前就用新泥漿把槽內的泥漿置換出來,使槽內泥漿的相對密度在1.15以下,目前多用置換法進行清底。
(3)成墻施工。在清底完成并經驗收合格以后,才能進行澆筑工作。在澆筑混凝土之前,如果孔底淤積物厚度超過了允許值,應進行第二次清孔。
鋼筋籠加工:鋼筋籠應根據地下連續墻墻體配筋圖和單元槽段的劃分來制作。鋼筋籠最好按單元槽段做成一個整體。如果地下連續墻很深或受起重設備起重能力的限制,需要分段制作,接頭宜用綁條焊接,縱向受力鋼筋的搭接長度如無明確規定時,可采用60倍的鋼筋直徑。制作鋼筋籠時要預先確定澆注混凝土用導管的位置,由于這部分要上下貫通,因而周圍需增設箍筋和連接筋進行加固。尤其在單元槽段接頭附近插入導管,由于此處鋼筋較密集,更需特別加以處理。加工鋼筋籠時,要根據鋼筋籠重量、尺寸以及起吊方式和吊點布置,在鋼筋籠內布置一定數量(一般2~4榀)的縱向桁架。
鋼筋籠吊放:鋼筋籠的起吊、運輸和吊放應周密地制定施工方案,不允許在此過程中產生不能恢復的變形。鋼筋籠起吊應用橫吊梁或吊架,吊點布置和起吊方式要防止起吊時引起鋼筋籠變形。插入鋼筋籠時,使鋼筋籠對準單元槽段的中心,垂直插入槽內。
混凝土澆注:地下連續墻的混凝土是靠導管內混凝土面與導管外泥漿面之間的壓力差和混凝土本身的良好流動性,不斷填滿原來被泥漿占據的空間而形成連續墻體的。由此可見,要得到質量優良的地下連續墻,必須具備以下幾個條件:
首先,要生產出品質優良的混凝土拌和物,具有良好的流動性和緩凝的特性,要連續不斷地供應足夠數量的混凝土;
其次,槽內泥漿性能要好,即密度要小,穩定性好(沉渣少),抗污染能力強:地下連續墻施工所用混凝土,除滿足一般水下混凝土的要求外,尚應考慮泥漿中澆注的混凝土的強度隨施工條件變化較大,同時在整個墻面上的強度分散性亦大,因此,混凝土應按照比結構設計規定的強度等級提高5MPa進行配合比設計。
最后,對于混凝土的原材料,為避免分層離析,要求采用級配良好的河砂,粗骨料宜用粒徑5~25mm的碎石:水泥采用42.5或52.5級的普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥。槽段間墻的接頭:地下連續墻的槽段間的接頭一般分為柔性接頭、剛性接頭和止水接頭。
柔性接頭:柔性接頭是一種非整體式接頭,它不傳遞內力,主要為了方便施工,所以又稱施工接頭,如鎖口管接頭、V形鋼板接頭、預制鋼筋混凝土接頭等。為了適應這種接頭的特點,在構造上主要處理好鋼筋籠的設計,使鋼筋籠在凹凸縫之間、拐角墻、折線墻、十字交叉墻、丁字墻等處的鋼筋籠端部能緊貼接頭縫,同時又不影響施工為宜。剛性接頭:剛性接頭是一種整體式接頭,它能傳遞或部分傳遞內力,如一字形、十字形穿孔鋼板式剛性接頭,鋼筋搭接式剛性接頭等。
一字形穿孔鋼板式接頭,由于它只能抗剪,故在工程中較少使用:十字形穿孔鋼板式,能承受剪拉,在較多情況下可以使用,如在格式、重力式地下連續墻結構的剪力墻上,各墻段間接頭就同時承受剪力和拉力。這種形式的接頭,在構造上又有端頭板和無端頭板之分:當接頭要求傳遞平面剪力或彎矩時,可采用帶端板的鋼筋搭接接頭,將地下連續墻連成整體。
穿孔鋼板的尺寸宜根據試驗的受力狀況確定。鋼板厚度一般由強度計算確定,但不宜太厚;穿孔鋼板在墻接縫處應騎縫對稱放置,鋼板在接縫一側的墻體內的長度,一般為墻體水平向鋼筋直徑的25~30倍。鋼板的穿孔面積與整塊鋼板面積之比;宜控制在1/3;止水接頭一般情況下可以使用鎖口管和V形鋼板等接頭形式達到防滲效果。
4 結語
通過對某工程施工實踐證明,地下墻墻頂超低工藝的研究應用是比較成功的,達到了預期目標,今后隨著城市建設工程向更深層次的發展,該工藝還需通過今后在實踐中進一步積累經驗,進一步完善工藝,以便達到一個新的高度。
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