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摘要:地下连续墙工法起源欧洲,1920年AugstWolfholz提出理论启蒙,1951年意大利ICOS发展为具体实用工法,随后陆续推广到欧洲各国及南美、加拿大、日本、美国、中国等地,至今已有相当成熟的经验。澳门城区是世界上人口最稠密的地区之一,当地建筑多紧贴用地红线设置地下车库,为减小深基坑开挖对周边建筑及市政设施的影响,基坑支护设计及施工尤为重要,而地下连续墙作为当前主流深基坑开挖挡土结构,较好地解决了以上问题。
关键词:地下连续墙;复杂环境;深基坑
引言
城市化进程推进增加高层建筑数量的同时在发展过程中也增加了高层建筑的施工难度,因为城市基本规模扩大的同时对于地下的开发也逐渐完善,在建筑工程的施工过程中,开挖深度超过5米的基坑一般将其称之为“深基坑”,深基坑工程施工难度大于一般施工,因为其与岩土工程和结构工程在实际的施工过程中是相互交叉的,这种行为导致深基坑工程在施工过程中容易受到其他因素的影响,为了保证施工质量,在施工过程中要严格按照施工流程进行。中华人民共和国住房和城乡建设部令37号令《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》中,进一步明确了各方主体责任的任务。
1工程概况
某市工程总建筑面积为23722.02m2,其中,地上建筑面积为15314.84m2,地下建筑面积为8407.18m2,地下建筑3层,地上建筑15层,总建筑高度为59.40m。建筑主体结构为钢框架结构,地下室为钢筋混凝土框架结构,地下室柱采用钢管混凝土柱,上部结构嵌固部位为地下室顶板。根据岩土勘察报告和水文报告,本工程为海相淤泥质地质,地下水赋存于杂填土层和卵石层中,其中,杂填土稳定水位埋深为1.82~1.95m,水位标高为4.35~4.55m;卵石层接受地下含水层侧向补给,稳定水位埋深为8.30~8.42m,水位标高为-4.05~-4.23m。由于施工现场地下水位较高,基坑施工过程中易发生渗漏、突涌、基坑边坡变形等问题,需加强止水和支护施工。因此,经综合考虑方案技术性、经济性等,决定采用地下连续墙的方案进行基坑施工。
2地下连续墙在复杂环境深基坑中的运用
2.1导墙施工
导墙采用整体式钢筋混凝土结构,导墙顶口与地面齐平,肋厚度为200mm,高度为1700mm,混凝土强度等级为C20,采用对称浇筑施工方案,混凝土强度达到70%时方可拆模。拆模后沿竖向设置两道100mm×100mm的木枋支撑,水平间距为1000mm。在导墙顶面铺设安全网片,以保障施工安全。导墙施工时,采用机械开挖和人工修整相结合方式开挖导墙,开挖标高由人工修整控制。导墙开挖完成后,绑扎钢筋前使用全站仪放出导墙中线桩位,并绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土,养护至设计强度后即可拆模。拆模时,为避免导墙向内挤压导致混凝土结构变形,应在导墙内侧分层支撑,支撑水平间距1m,竖向间距也为1m。导墙拆模并设置加撑后,应在导墙沟槽内分层回填黏性土。导墙施工缝处理时,为提高导墙整体性,满足导墙止水防渗漏效果,导墙施工缝增加钢筋插筋,并与地下连续墙接头错开。导墙施工完成并养护至设计强度的70%后则可进行成槽施工。此时,应按工程设计图纸和建设单位提供的测量点测放出地下连续墙分幅线,并使用红漆标明单元槽段编号(距分幅线1.5m处)。为满足导墙施工质量要求,还应加强施工过程中的测量和监测,确保导墙宽度、垂直度、墙面平整度、导墙平面位置、顶面标高等符合设计要求。
2.2成槽施工
本工程地下连续墙划分为38幅,幅长按设计要求计算和布置。
成槽施工采用液压抓斗施工,设备具备垂直度显示仪和自动纠偏装置,能够实现随挖随测随纠,满足成槽施工垂直度控制要求。成槽施工时,先挖地下墙两端单孔,然后开挖隔墙,孔间隔墙长度小于抓斗开斗长度,使抓斗能套住隔墙挖掘,保持抓斗吃力平衡,确保成槽垂直度。待单孔和孔间隔墙达到设计深度后,沿槽长方向套挖,并将成槽垂直度各向修理平整,保障地下连续墙横向平整度。抓斗沿槽长度方向套挖时,将抓斗下放至地下墙设计深度挖除槽底沉渣。地下连续墙施工完成后,经深度检测、平面位置检测、壁面垂直度检测合格后进行扫孔、换浆、清孔施工。
2.3接头处理
施工过程中,前一单元的接头总会因为相邻单元开挖空置时间过久而附着泥屑,或者浇注混凝土时泥浆流入、产生水泥土胶体,或者接头钢筋附着淤泥,致使钢筋握裹力不足降低接头强度,因此施工时须重点对端板及接头钢筋进行清理。清理设备采用箱型钢及扁铁,箱型钢厚度0.25m,宽度1.0m,长度8m,三面设置钢刷;扁铁厚度45mm,其中一侧设置钢刷。接头清洗先以吊车吊运箱型钢冲击端板处的大型泥块或泄漏的水泥浆体,再以箱型钢另一侧的钢刷清理端板上附着的泥垢;端板处连续墙内外层狭小空间则先以扁铁进行进行冲击,再以扁铁侧的钢刷进行清理。
2.4钢筋笼吊装
为保证成槽及钢筋笼质量,采用双机抬吊、空中回直的施工方案进行钢筋笼吊装。以180t履带吊作为主吊,以90t履带吊作为副吊。起吊时,以吊钩中心与钢筋笼重心重合,保证起吊平衡。主吊机使用18m起吊绳和8m连接绳,副吊机使用27.5m起吊绳和8m连接绳。起吊时,先将主、副吊转移到起吊位置,调离地面0.3~0.5m,静止30~180s后进行试吊。主吊机缓慢起钩提升,钢筋笼笼头位置抬升,逐渐由水平状态调整为竖直状态,拆除副吊钢丝绳,并将钢筋笼位置调整到位后牵引钢筋笼下放至吊点位置,借助滑轮自动平衡钢筋笼重量下放钢筋笼,下放至地面位置时拆除主吊连接绳吊点吊钩并变换主吊吊钩吊点,采用钢丝绳连接吊点,完成钢筋笼吊点变换和钢丝绳倒换工作。
2.5混凝土灌注
本工程混凝土采用水下灌注方法。混凝土采用商品水下混凝土,坍落度控制在180~220mm。灌注施工时,导管底口距孔底距离为0.5m,置于地下连续墙槽段中央。混凝土灌注时,为使隔水塞顺利排出,导管底部至孔底距离控制在300~500mm,隔水塞使用8#铁丝悬挂于导管内水面处,并先灌入同设计强度的水泥砂浆0.3m3。首批混凝土灌注正常后,连续不断灌注混凝土,并使用测锤探测混凝土面的上升高度,适时提升、逐级拆卸导管,保持导管的合理深度。为准确掌握地下连续墙每幅混凝土强度变化情况,应按要求随机制作混凝土试块,24h后拆模保养,并按要求进行抗压强度试验,为地下连续墙质量检验提供数据依据。混凝土试块强度达到设计强度70%后即可进行墙底注浆。每幅地墙设两根注浆管,注浆管使用直径为Φ30mm,壁厚3mm的钢管加工制作而成,接头形式为外丝接头,接头长度≥50mm。墙底注浆时,注浆器采用单向阀式注浆器,注浆管布设在槽段端,注浆管置于槽底位置,注浆压力控制在3~5MPa,最高不超过10MPa,每根注浆管注浆量不小于2.5t,待注浆量达到设计要求后停止注浆。
结语
总之,在地下连续墙施工过程中,通过加强导墙制作、槽段泥浆系统施工、成槽施工、接头处理、钢筋笼吊装、混凝土灌注等关键工序施工技术管理与质量控制,取得了良好的经济效益和技术效益。
参考文献:
[1]陆震铨,祝国荣.地下连续墙的理论与实践[M].北京:中国铁道出版社,1987.
[2]建筑施工手册(第四版)编写组.建筑施工手册[M].4版.北京:中国建筑工业出版社,2003.
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