以某橋梁基礎(chǔ)進(jìn)行地下連續(xù)墻施工為例,擬定地下連續(xù)墻施工方案和施工工藝。初擬地下連續(xù)墻墻體厚度為70cm,最大墻深30米,最小墻深10米,地下連續(xù)墻為30m×50m長(zhǎng)方形。初步擬采用成墻機(jī)械為液壓抓斗,墻的接頭形式為接頭管。

  一、地下連續(xù)墻施工方法和施工工藝

  1、施工組織設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料編制地下連續(xù)墻施工組織設(shè)計(jì),從而確定地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)、施工方案以及完工后的工作性能,主要包括挖槽方法的選擇、泥漿循環(huán)工藝方案、鋼筋籠的制作與吊放方法、槽段接頭型式、砼澆注方法及接頭管的拔出方法等工程施工設(shè)計(jì)。

  2、施工前的準(zhǔn)備:

  ①場(chǎng)地準(zhǔn)備:確定和安排機(jī)械所需作業(yè)面積:主要包括泥漿攪拌設(shè)備(泥漿攪拌設(shè)備以水池為主,水池總量為挖掘一個(gè)單元槽段土方量的2-3倍左右,即300-450m3);鋼筋籠加工及臨時(shí)堆放場(chǎng)地(其地基做加固);接頭管和混凝土澆注導(dǎo)管的臨時(shí)堆放場(chǎng)地以及其他用地。

  ②場(chǎng)地地基加固:在地下連續(xù)墻施工中,挖槽、吊放鋼筋籠和澆注砼等都要使用機(jī)械,安裝挖槽機(jī)的場(chǎng)地地基對(duì)地下墻溝槽的精度有很大影響,所以安裝機(jī)械用的場(chǎng)地地基必須能夠經(jīng)受住機(jī)械的振動(dòng)和壓力,應(yīng)采取地基加固措施(換填表面軟弱土層,整平和碾壓地基,用瀝青混凝土做簡(jiǎn)易路面為臨時(shí)便道等);

 、劢o排水和供電設(shè)備:根據(jù)施工規(guī)模及設(shè)備配置情況,計(jì)算和確定工地所需的供電量,并考慮生活照明等,設(shè)置變壓器及配電系統(tǒng),地下連續(xù)墻施工的工程用水是十分龐大的工程,全面設(shè)計(jì)施工供水的水源及給水管系統(tǒng)。

 、茏o(hù)壁泥漿的穩(wěn)定:泥漿的主要作用是護(hù)壁,其次是攜沙、冷卻和潤(rùn)滑,泥漿具有一定的密度,在槽內(nèi)對(duì)槽壁產(chǎn)生一定的靜水壓力,相當(dāng)于一種液體支撐,槽內(nèi)泥漿面如高出地下水位0.6米-1.2米,能防止槽壁坍塌,關(guān)于地下連續(xù)墻的槽壁穩(wěn)定性問(wèn)題可以通過(guò)計(jì)算公式確定如梅耶霍夫的溝槽穩(wěn)定臨界高度公式;

  3、挖槽工程:

  單元槽段劃分:

  地下連續(xù)墻的施工是沿墻體的長(zhǎng)度方向把地下連續(xù)墻劃分成許多某種長(zhǎng)度的施工單元即單元槽段。單元槽段長(zhǎng)度根據(jù)設(shè)計(jì)及施工條件(挖槽機(jī)具的性能、泥漿儲(chǔ)備池的容量、相鄰結(jié)構(gòu)物的影響、投入機(jī)械設(shè)備數(shù)量、混凝土供應(yīng)能力和地質(zhì)條件)初步確定槽幅平面長(zhǎng)度為3.8米-7.2米。

  4、泥漿施工:

  泥漿實(shí)施方案需要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)才能確定。

  A、泥漿試驗(yàn):

  泥漿試驗(yàn)包括:

 、俜(wěn)定性試驗(yàn)(物理穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性試驗(yàn));

  ②密度的測(cè)定有兩種方法即泥漿密度計(jì)法和密度計(jì)算法;

  ③泥漿流動(dòng)性的測(cè)定;

 、苓^(guò)濾試驗(yàn);

 、莺傲康臏y(cè)定;

 、匏釅A度的測(cè)定;

 、呙擅撏梁康臏y(cè)定;

  ⑧固態(tài)物質(zhì)含量的推算方法。

  B、制備泥漿的方法及泥漿的再生處理:

  制備泥漿的程序和主要內(nèi)容:

 、僬{(diào)查地基和施工條件;

 、谶x定泥漿材料:選定膨潤(rùn)土的種類、選定CMC的種類、選定分散劑的種類、加重劑的使用及防漏劑的使用;

 、蹧Q定泥漿的漏斗粘度:確定最容易坍塌的地基、確定保持穩(wěn)定所必須的粘度;

 、軟Q定基本配合比:決定泥漿濃度、決定各外加劑的摻加濃度;⑤泥漿的制備、試驗(yàn)及修正,最后決定施工配合比;

  ⑥泥漿再生處理。

  C、泥漿生產(chǎn)循環(huán)工序流程:

  新鮮泥漿拌制→新鮮泥漿儲(chǔ)備→施工槽段護(hù)壁→粗篩去土渣→泥漿沉淀池→泥漿凈化處理→泥漿調(diào)整和儲(chǔ)備。

  D、液壓抓斗成槽各施工階段泥漿的控制指標(biāo):

  泥漿類別 漏斗粘度s密度g/cm3Ph值失水量ml含砂量%泥皮厚mm

  新鮮泥漿 22-30 1.05-1.10 7-8.5〈10 〈3〈1.5

  再生泥漿 30-40 1.08-1.15 7-9 〈15 〈6〈2.0

  成槽中泥漿 22-60 1.05-1.20 7-10 〈20 不可測(cè)

  不可測(cè)清孔后泥漿22-40 1.05-1.15 7-10〈15 〈6〈2.05、導(dǎo)墻:

  地下連續(xù)墻成槽前先要構(gòu)筑導(dǎo)墻,導(dǎo)墻是建造地下連續(xù)墻必不可少的臨時(shí)構(gòu)造物,再施工期間,導(dǎo)墻經(jīng)常承受鋼筋籠、澆注砼用的導(dǎo)管、鉆機(jī)等靜、動(dòng)荷載的作用,因而必須認(rèn)真設(shè)計(jì)和施工,才能進(jìn)行地下連續(xù)墻的正式施工。

  1)、導(dǎo)墻采用形式:對(duì)表層地基良好地段采用簡(jiǎn)易形式鋼筋砼導(dǎo)墻(見(jiàn)示圖一)。在表層土軟弱的地帶采用場(chǎng)澆L形鋼筋砼導(dǎo)墻。

  2)、為了保持地表土體穩(wěn)定,在導(dǎo)墻之間每隔1-3米加添臨時(shí)木支撐和橫撐;導(dǎo)墻的施工精度直接關(guān)系著地下連續(xù)墻的精度,所以在構(gòu)筑導(dǎo)墻時(shí),必須注意導(dǎo)墻內(nèi)側(cè)的靜空尺寸、垂直與水平精度和平面位置等。

  導(dǎo)墻的水平鋼筋必須連接起來(lái),使導(dǎo)墻成為一個(gè)整體,防止因強(qiáng)度不足或施工不善而發(fā)生事故。

  為保證地下墻的施工精度,便于挖槽機(jī)作業(yè),導(dǎo)墻內(nèi)側(cè)靜空應(yīng)較地下墻的厚度稍大一些(比設(shè)計(jì)值大5cm),導(dǎo)墻頂口比地面高出5cm,導(dǎo)墻的深度為1.5m。

  導(dǎo)墻的施工誤差標(biāo)準(zhǔn)是:中心線誤差為±10mm;頂面全長(zhǎng)范圍內(nèi)標(biāo)高誤差為±10mm。

  3)、導(dǎo)墻的施工順序:

  導(dǎo)墻的施工順序是:①平整場(chǎng)地;②測(cè)量位置;③挖槽及處理?xiàng)壨粒虎芙壴摻睿孩葜Я?dǎo)墻模板,為了不松動(dòng)背后的土體,導(dǎo)墻外側(cè)可以不用模板,將土壁作為側(cè)模直接澆注砼;⑥澆注導(dǎo)墻砼并養(yǎng)生;⑦拆除模板并設(shè)置橫撐;⑧回填導(dǎo)墻外側(cè)空隙并碾壓密實(shí),如無(wú)外側(cè)模板,可省此項(xiàng)工序。

  6、導(dǎo)孔:

  液壓抓斗挖槽時(shí),在地下連續(xù)墻的放樣軸線位置上,每隔3.8米-7.2米距離鉆出垂直的導(dǎo)孔,孔徑與墻厚相同。當(dāng)挖槽地基軟弱時(shí),可以不鉆導(dǎo)孔。導(dǎo)孔鉆機(jī)采用旋挖鉆機(jī)。

  7、挖槽施工:

  挖槽機(jī)械采用液壓抓斗成槽槽長(zhǎng)為3.8m-7.2m,采用2-3抓完成,抓挖順序如圖四。

  為保證成槽質(zhì)量,液壓抓斗在開(kāi)孔入槽前檢查儀表是否正常,糾偏推板是否能正常工作,液壓系統(tǒng)是否有滲漏等。

  開(kāi)始成槽2-7米時(shí),挖掘速度不要太快放慢速度,以防止遇到地下障礙物保持儀表顯示精度在1/500左右。在整個(gè)成槽過(guò)程中隨時(shí)進(jìn)行糾偏,始終保持顯示精度在良好范圍內(nèi)。

  整幅槽段挖到底后進(jìn)行掃孔挖除鏟平抓接部位的壁面及鏟除槽底沉渣以消除槽底沉渣對(duì)將來(lái)墻體的沉降。施工方法是:有次序地一端向另一端鏟挖,每移動(dòng)50cm,使抓深控制在同一設(shè)計(jì)標(biāo)高。

  8、清底:

  挖槽和掃孔結(jié)束后,間隔1h后采用吸泥泵排泥進(jìn)行清底換漿,清孔管的管底離槽底控制在10-20cn,并更換位置(間隔1m-1.5m)。清孔換漿的時(shí)間以出口漿指標(biāo)符合要求為準(zhǔn)。

  9、鋼筋籠施工:

  鋼筋籠在現(xiàn)場(chǎng)加工制作。墻段鋼筋設(shè)計(jì)計(jì)算除滿足受力的需要,同時(shí)還要滿足吊安的需要,網(wǎng)片要有足夠的剛度。

  根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)鋼筋籠進(jìn)行加工制作,其中縱向鋼筋底端距槽底的距離在10cm-20cm以上,水平鋼筋的端部至混凝土表面留5cm-15cm的間隙。

  為防止在下入鋼筋籠時(shí)碰撞槽壁和鋼筋籠垂直度,采用厚3.2mm(30cm×50cm)鋼板作為定位墊塊焊接在鋼筋籠上,即在每個(gè)單元槽段的鋼筋籠前后兩個(gè)面上分別在水平方向設(shè)置三塊縱向間隔5m布置定位墊塊。

  根據(jù)單元槽長(zhǎng)度確定鋼筋籠預(yù)留灌注混凝土導(dǎo)管位置(槽段為3.2m-5.4m每1/3處預(yù)留灌注混凝土導(dǎo)管位置,槽段為5.4m-7.2m每1/4處預(yù)留灌注混凝土導(dǎo)管位置。預(yù)留導(dǎo)管間距不大于3m,預(yù)留導(dǎo)管位置和槽段端部接頭部位不大于1.5m.)。

  將網(wǎng)片組焊成骨架,吊安時(shí)不采用直接綁扎千斤繩起吊,而采用輔助起吊的扁擔(dān)梁,對(duì)于較長(zhǎng)的鋼筋骨架,考慮兩臺(tái)吊車輔助起吊的方法。

  10、接頭工程施工:

  清底結(jié)束后,插入直徑大致與墻厚相同的接頭管進(jìn)行垂直下設(shè)。根據(jù)砼的硬化速度,依次適當(dāng)?shù)陌蝿?dòng)接頭管,在砼開(kāi)始澆注約2小時(shí)后,為了便于使它與砼脫開(kāi),將接頭管轉(zhuǎn)動(dòng)并將接頭管拔其約10公分,在澆注完畢約2-3小時(shí)之后,采用起重機(jī)和千斤頂從墻段內(nèi)將接頭管慢慢地拔出來(lái)。先每次拔出10cm,拔到0.5m-1.0m,再每隔30min拔出0.5-1.0m,最后根據(jù)混凝土頂端的凝結(jié)狀態(tài)全部拔出。接頭管位置就形成了半圓形的榫槽。

  在單元槽段的接頭部位挖槽之后,對(duì)粘在接頭表面上的沉渣進(jìn)行清除。采用帶刃角的專業(yè)工具沿接頭表面插入將將附著物清除。從而避免接頭部位的砼強(qiáng)度降低和接頭部位漏水現(xiàn)象。

  11、砼澆注工程施工:

  單元槽清底后下設(shè)鋼筋籠和接頭管完畢,進(jìn)行單元槽段砼澆注。地下連續(xù)墻的混凝土是在護(hù)壁泥漿下導(dǎo)管進(jìn)行灌注的,地下連續(xù)墻的混凝土澆注按水下澆注的混凝土進(jìn)行制備和灌注。

  混凝土的配合比按設(shè)計(jì)要求通過(guò)試驗(yàn)確定,水泥采用普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥,水灰比不大于0.6,水泥用量不少于370kg/m3,坍落度保持18cm-22cm,根據(jù)混凝土澆注速度,可適當(dāng)加入緩凝劑。配制混凝土的骨料不得大于40mm.接頭管和鋼筋籠就位后,檢測(cè)槽底沉淀物不超過(guò)設(shè)計(jì)要求在4小時(shí)內(nèi)澆注混凝土,澆注混凝土采。導(dǎo)管采用直徑30cm鋼導(dǎo)管,在澆注混凝土前對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行強(qiáng)度和密封試驗(yàn),合格后方可使用。根據(jù)單元槽長(zhǎng)度確定下設(shè)導(dǎo)管根數(shù)(槽段為3.2m-5.4m下設(shè)兩根導(dǎo)管,槽段為5.4m-7.2m下設(shè)三根導(dǎo)管,導(dǎo)管間距不大于3m,導(dǎo)管位置和槽段端部接頭部位不大于1.5m。),導(dǎo)管最初下設(shè)到距槽底30-40cm,導(dǎo)管埋入混凝土深度為2-6m,兩根或三根導(dǎo)管澆注混凝土要均衡連續(xù)澆注,并保持兩根或三根導(dǎo)管同時(shí)進(jìn)行澆注,各導(dǎo)管處的混凝土面在同一標(biāo)高上。澆注混凝土頂面高出設(shè)計(jì)標(biāo)高300mm-500mm,待混凝土初凝后用風(fēng)鎬鑿除。拔出接頭管后進(jìn)入另一單元槽段施工。

  二、勞動(dòng)力組織和安全

  單機(jī)作業(yè)勞動(dòng)力組織一覽表

  序號(hào) 工種 主要工作內(nèi)容最少人數(shù) 備注

  1 挖掘司機(jī)安裝挖掘機(jī)、開(kāi)挖槽段、起重 3 大吊駕駛員蒹

  2 起重工吊放作業(yè)、配合成槽與定位 3

  3 泥漿工泥漿系統(tǒng)安裝、泥漿生產(chǎn)循環(huán)全部?jī)?nèi)容 6 機(jī)電安裝除外

  4 砼工接拆砼導(dǎo)管、澆注砼的全部工作、清理現(xiàn)場(chǎng) 12

  5 鋼筋工制作導(dǎo)墻鋼筋與鋼筋籠的全部工作 14 約一半蒹電焊工

  6 電焊工配合制作鋼筋籠承擔(dān)現(xiàn)場(chǎng)全部電焊工作 8

  7 機(jī)電工現(xiàn)場(chǎng)電器設(shè)備安裝、維修、吊卸接頭管等 4

  8 測(cè)量檢驗(yàn)工放樣與施工監(jiān)測(cè)、超聲波測(cè)壁等 4 專職

  9 管理人員現(xiàn)場(chǎng)指揮、技術(shù)、質(zhì)量、材料、生活管理 14 一般單機(jī)作業(yè)人員在50-65人。

  安全措施:

  1、建立安全保證管理體系,按建筑工程和地下工程安全規(guī)程實(shí)施;

  2、成槽開(kāi)孔時(shí)設(shè)專人指揮,在轉(zhuǎn)向時(shí)注意尾部的電源線是否有碰撞現(xiàn)象,并在開(kāi)挖前檢查電纜線是否損傷;

  3、成槽中暫停作業(yè)時(shí),把抓斗提到地面停放,較長(zhǎng)時(shí)間暫停將設(shè)備轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)離槽段10m以外;

  4、抓斗入槽和出槽提升速度不要太快,防止抓斗鉤住導(dǎo)墻根部造成事故;

  5、整個(gè)施工過(guò)程要注意泥漿惡化,如遇到大雨天氣等。

  三、主要配備機(jī)械設(shè)備

 

序號(hào)  設(shè)備名稱  用途  用量  備注 
1  泥漿系統(tǒng)  拌漿機(jī)、拌制、調(diào)整護(hù)壁泥漿  1臺(tái)  4m3臺(tái)/2×3kW 
2  泥漿泵  送漿、拌漿、回收漿  5只  3LM4PL 
3  送漿管路  送漿、拌漿、回收漿  2  4″、2.5″各一路 
4  振動(dòng)篩  泥漿沙土分離處理  1臺(tái)  2DD-918型改進(jìn) 
5  旋流除漿劑  減小泥漿密度  1套  4只包括泵體 
6  廢漿處理設(shè)備  超指標(biāo)廢漿處理  1套  也可采用罐車外運(yùn) 
7  成槽澆注配套履帶吊配套安裝挖掘機(jī)     1臺(tái)  KH-18050t 
8  起重履帶吊刷壁、吊鋼筋籠、接頭管     1輛  35t--100t 
9  刷壁器清刷槽幅之間接縫     1只    
10  接頭管槽幅澆注時(shí)隔離     1套    
11  頂拔管設(shè)備拔出接頭管     1套    

 

  地下連續(xù)墻的允許偏差項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差混凝土強(qiáng)度在合格標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)軸線位置(mm)30外形尺寸(mm)0,+30傾斜度0.5%頂面高程(mm)+,-10沉淀厚度符合設(shè)計(jì)要求。