地下连续墙支护结构的深基坑开挖过程分析

发表时间:2020/7/20   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:胡凤涛
[导读] 摘要:在当前的工民建工程建设施工中,基坑深度越来越大,为保证深基坑的安全性和稳定性,需根据工程的实际情况,结合现场施工条件,制定合理可行的深基坑开挖及支护施工技术。
        安徽水利开发有限公司  安徽蚌埠  233000
        摘要:在当前的工民建工程建设施工中,基坑深度越来越大,为保证深基坑的安全性和稳定性,需根据工程的实际情况,结合现场施工条件,制定合理可行的深基坑开挖及支护施工技术。
        关键词:地下连续墙;成槽;支护;深基坑开挖
        1 工程概况
        某建筑工程由主楼与附属楼两部分构成,其中,主楼1栋,附属楼2栋,工程总建筑面积约1.74万m2,总建筑高度为49.8m,设1层地下室,其建筑面积约1500m2。该建筑工程基坑施工主要具有以下特点:基坑面积相对较小,没有土方堆放场地,基坑开挖产生土方需全部向外运输;为使基坑边坡保持稳定,基坑开挖应尽快完成,为此,需投入大量人力和设备,同时引入先进工艺技术,以满足工期方面的要求;基坑场地北西侧和北东侧是空旷地,而南东侧存在既有建筑,在施工中应保证文明施工,尽可能减少噪音,并保证周围车辆与人员的安全,同时要制定行之有效的防扰民方案,保证工程建设顺利完成。现围绕该工程实际情况,对其深基坑的地下连续墙支护技术作如下深入分析:
        2 施工准备
        2.1 技术准备
        (1)对图纸进行认真的熟悉与了解,加强图纸会审。
        (2)对全体施工人员开展技术交底,使其领会施组设计与施工方案详细内容。
        (3)切实做好施工测放与定位,在基坑边坡的顶部设置沉降和位移的实时观测点。
        (4)对场地范围内的地下障碍物进行调查,并根据调查结果做好相应的定位标志。
        2.2 现场准备
        (1)在深基坑开挖施工前办理特批批文,包括土方开挖、地下水降水、边坡支护等。
        (2)取得场地周围居民的理解,做好防扰民相关工作。
        (3)确定渣土消纳场地,与工地相距3km的距离,同时规划土方的运输路线。
        3 地下连续墙施工工艺
        地下连续墙施工工艺是在基坑开挖前,沿着工程周边轴线,在泥浆护壁的条件下使用成槽机械分幅进行开挖,直至挖至设计深度,清理槽底淤泥和残渣,吊放接头管,再将钢筋笼吊放入沟槽内,然后用导管进行水下混凝土浇筑,筑成一个单元槽段。各槽段之间由以下两种接头形式连接:
        ①地下连续墙宜采用圆形锁口管接头、波纹管接头、模形接头、工宇钢接头或混凝土
        预制接头等柔性接头。
        ②当地下连续墙作为主体地下结构外墙,且需要形成整体墙体时,宜采用刚性接头;
        刚性接头可采用一字形或十字形穿孔钢板接头、钢筋承插式接头等。整体施工流程如下:
       
        4 槽壁加固施工的质量控制
        三轴深搅桩在大面积施工前需进行试桩,由监理、业主、施工单位主要管理和技术人员全程监管施工,确定最优的施工参数。桩机施工前用经纬仪进行观测钻机的垂直度,对配置完成的泥浆液用泥浆比重计进行实测,严格控制1:3水灰比。现场水泥浆在配置完成后,搁置超过2h以上的拌制浆液严禁再用,相邻搅拌桩施工间隔不得超过24h。三轴深搅桩在下沉和提升速度进行严格控制,确保成桩质量。
        5 导墙施工的质量控制
        导墙具有挡土、测量基准、支撑、存蓄泥浆等作用,直接影响着成槽质量的准确性和垂直精度。导墙间距应为设计墙厚加余量(4~6cm),允许偏差±5mm,轴线偏差±10mm,一般墙面倾斜度应大于1/500。到强的顶部应平整,以便架设钻机机架轨道,并作为钢筋笼、混凝土导管、结构管等得支撑面。导墙后的填土必须分层回填密实,以免被泥浆掏刷后发生孔壁坍塌。导墙深度一般为1.2~1.5m,其顶面略高于地面10~15cm,以防止地表水流入导沟。常见的导墙结构形式示意图见图1。
       
        图1
        导墙开挖主要采用机械和人工相结合方式,开挖后导墙和地下连续墙的中心线必须保持一致,竖向面必须保持垂直。导墙施工完毕拆模后应及时做好墙间支撑,支撑间距为宜为1.5~2m。
        6 成槽与清槽的质量控制
        成槽顺序一般采用“三步”成槽,即先挖两边后挖中间的施工顺序。前使用的成槽机械,按其工作原理可分为抓斗式、冲击式和回转式等类型,为达到地下连续墙垂直度的要求,在成槽过程中及时利用成槽机上的垂直度仪表和自动纠偏装置确保成槽垂直度,同时需采用超声波成孔质量检测仪进行检测,出现偏差后及时纠正。清槽进行两次,一清是挖槽结束后进行清槽,使其沉渣厚度不大于规范要求,一般在槽段成槽后,停待3-4h,等泥浆中的砂子沉淀后用成槽机抓斗捞除孔底沉渣;二次清底就是钢筋笼安装完,下导管清孔,先用正循环冲孔,旋流除砂器进行除砂,沉渣厚度应符合设计要求。
        7 钢筋笼制作与吊装的质量控制
        钢筋进入场地时,应按照《钢筋混凝土用钢第二部分:热轧带肋钢筋》(GB/T1499.2-2018)等规定做力学性能检验。钢筋连接用的直螺纹套筒也应按原材料要求进行检验,同钢筋生产厂、同强度等级、同规格、同类型和同形式接头应以500个为一个检验批进行检验,检验内容为外观、尺寸、抗拉强度等。钢筋只有在检验质量符合有关标准后才能使用。制作钢筋笼前需根据设计图纸及导墙标高准确计算吊筋长度、接头底部和顶部标高、预埋件位置等。钢筋笼制作控制表如表1所示。
        对混凝土保护层厚度加强控制,钢筋笼上需设置钢板定位垫块。钢筋笼在起吊前必须对吊点、钢筋与接头管连接等焊接情况进行检查,焊接质量符合要求后方可进行起吊。起吊时必须服从信号司索工的指挥,起吊离地后调整方向,将钢筋笼竖直,钢筋笼平稳后开始平行移动至槽段位置,调整好垂直度后将钢筋笼放入槽段。钢筋笼在入槽过程中及时割除导管位置的横向桁架筋,确保导管通直。钢筋笼应整体吊装,钢筋笼不得强行入槽,在检查地连墙工字钢垂直度后确定工字钢倾斜度满足要求后进行入槽,入槽后至浇灌混凝土的停置时间严格控制在6h内。
        表1
       
        8 槽段接头的安装及拔起的质量控制
        槽段接头按节安装,必须安放到槽底,安装好后其垂直度偏差应符合要求,连接紧密,接头间的连接强度满足抗拔要求。槽段接头应控制起拔时间,主要依据浇筑混凝土的凝结情况、混凝土供应厂家提供的配合比等,一般情况下,在混凝土初凝后(浇筑后约8h)开始顶拔松动槽段接头。
        9 混凝土浇筑施工的质量控制
        地下连续墙的一字形糟段长度宜取4-6m,混凝土可采用2根导管同时浇筑;当槽段大于6.0m时,混凝土应采用3根以上导管同时浇筑,每根导管的浇筑半径约为1.5米控制。混凝土浇筑前,按规定要求在现场做好抗压及抗渗试块的留置工作,在混凝土浇筑过程中,导管的埋置深度需控制在2~6m。地下连续墙施工控制标准如表2所示。
        10 墙底注浆施工的质量控制
        地下连续墙兼作主体结构竖向承重构件,为满足竖向承载力要求,同时为确保止水帷幕封闭可靠性,对地连墙进行墙底注浆。注浆管根据实际槽深,预先将注浆管以一定的间距绑扎在钢筋网片中间部位,连同钢筋网片一并安装下入槽内,待地连墙成墙且混凝土达到一定强度后,则可开始进行墙底注浆。注浆管长度距离槽底15cm,管口安装活塞并拧紧,以防灌注混凝土时被堵塞或遭到破坏。施工过程中需严格控制水灰比、注浆压力等施工参数,当满足下列条件之一可终止注浆:(1)注浆总量和注浆压力均到达设计要求;(2)注浆总量已达到设计值的75%,且注浆压力超过设计值。
        表2
       
        11 结束语
        地下连续墙有如下优点:施工振动小、噪声低,墙体刚度大,对周边地层扰动小;可适用于多种土层,除夹有孤石、大颗粒卵砾石等局部障碍物时影响成槽效率外,对黏性士、无黏性士、卵砾石层等各种地层均能高效成槽。
        地下连续墙施工具有一定的难度,技术要求较高,因此各环节需提高质量意识,做好事前、事中、事后控制,及时总结施工经验,确保施工质量。
        参考文献:
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        [6]侯锟,周杰,赵文浅.析地下连续墙施工注意事项及常见问题的预防措施[J].四川建筑,2020(2):260-265页.
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