復(fù)雜地質(zhì)條件下地下連續(xù)墻施工問題及對策

翟育林

0 引言

連續(xù)墻施工工藝是利用抓斗、沖樁機、鉆機等各種成槽機械,借助泥漿的護(hù)壁作用,在地下挖出窄而深的溝槽,并下放鋼筋籠且在其內(nèi)澆筑混凝土而形成一道具有防滲、擋土和承重功能的連續(xù)的地下墻體,稱為地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻可以適用于各種地質(zhì)條件,開挖深度。對防滲要求高、地質(zhì)條件差、開挖深度大、周邊環(huán)境復(fù)雜的深基坑,地下連續(xù)墻應(yīng)用較廣。筆者根據(jù)工程實例對復(fù)雜地質(zhì)條件下連續(xù)墻施工常見的問題及處理對策提出一點意見。

1 工程概況及特點

深圳地鐵2號線東延線工程中連續(xù)墻施工部分約600 m(雙線里程)經(jīng)過地塊均為填海區(qū),雙向連續(xù)墻間隔距離為12 m,為主要施工便道,且施工區(qū)域全部為填海區(qū),每幅連續(xù)墻的長度為6.0 m,共199幅。連續(xù)墻厚度為800 mm,采用C30 P6水下混凝土,接頭采用工字鋼接頭,工字鋼用鋼板厚度為8 mm。其地質(zhì)復(fù)雜,場內(nèi)無既有道路,施工區(qū)域主要為填海地段,填土中含有大量的高強度花崗巖孤石,給圍護(hù)結(jié)構(gòu)、成槽、成孔施工帶來很大的難度,且填方段壓實度不夠,對大型機械設(shè)備行走造成很大困難。

2 常見問題及施工對策

2.1 導(dǎo)墻施工

1)導(dǎo)墻變形導(dǎo)致鋼筋籠不能順利下放。

主要原因:導(dǎo)墻施工完畢后沒有加縱向支撐,導(dǎo)墻側(cè)向穩(wěn)定不足發(fā)生導(dǎo)墻變形。

解決辦法:導(dǎo)墻拆模后,沿導(dǎo)墻縱向每隔1 m設(shè)兩道素混凝土支撐,將兩片導(dǎo)墻支撐起來,導(dǎo)墻混凝土沒有達(dá)到設(shè)計強度以前,禁止重型機械在導(dǎo)墻側(cè)面行駛,防止導(dǎo)墻受壓變形。

2)導(dǎo)墻的內(nèi)墻面與地下連續(xù)墻的軸線不平行。

主要原因:由于導(dǎo)墻本身的不垂直,造成整幅墻的垂直度不理想。導(dǎo)墻的內(nèi)墻面與地下連續(xù)墻的軸線不平行會造成建好的地下連續(xù)墻不符合設(shè)計要求。

解決措施:導(dǎo)墻中心線與地下連續(xù)墻軸應(yīng)重合,內(nèi)外導(dǎo)墻面的凈距應(yīng)等于地下連續(xù)墻的設(shè)計寬度加50 mm,凈距誤差小于5 mm,導(dǎo)墻內(nèi)外墻面垂直。以此偏差進(jìn)行控制,可以確保偏差符合設(shè)計要求。

3)導(dǎo)墻開挖深度范圍內(nèi)均為回填土,塌方后造成導(dǎo)墻背側(cè)空洞,混凝土方量增多。

解決辦法:首先是用小型挖機開挖導(dǎo)墻,使回填的土方量減少,其次是導(dǎo)墻背后填一些素土而不用雜填土。

2.2 泥漿處理

主要原因:本工程地質(zhì)主要由砂層和淤泥組成,并含一定深度的巖石層,樁基成槽過程中自行造泥漿能力差,粘度達(dá)不到要求,清孔過程中難以清理孔下的沉渣和砂,且對孔壁的護(hù)壁能力有限,很容易引起塌方和沉渣現(xiàn)象,嚴(yán)重影響連續(xù)墻施工中深槽槽壁的穩(wěn)定。

解決措施:采用膨潤土、純堿等原料,按一定比例配制而成,并引進(jìn)大量的好的黃土在成槽工程中加入自行造漿。在地下連續(xù)墻成槽中,依靠槽壁內(nèi)充滿觸變泥漿,并使泥漿液面保持高出地下水位0.5 m～1.0 m。

2.3 成槽

1)泥漿液面控制。成槽的施工工序中,泥漿液面控制是非常重要的一環(huán)。只有保證泥漿液面的高度高于地下水位的高度,并且不低于導(dǎo)墻以下50 cm時才能夠保證槽壁不塌方。泥漿液面控制包括兩個方面:首先是成槽工程中的液面控制,其次是成槽結(jié)束后到澆筑混凝土之前的這段時間的液面控制。泥漿液面的控制是全過程的,在澆筑混凝土之前都是必須保證合乎要求的,只要有一小段時間不合要求就會功虧一簣。

2)清底。沉渣過多會造成地下連續(xù)墻的承載能力降低,墻體沉降加大沉渣影響墻體底部的截水防滲能力,成為管涌的隱患;降低混凝土的強度,嚴(yán)重影響接頭部位的抗?jié)B性;造成鋼筋籠的上浮;沉渣過多,影響鋼筋籠沉放不到位;加速泥漿變質(zhì)。

3)刷壁次數(shù)的問題。地下連續(xù)墻一般都是順序施工,在已施工的地下連續(xù)墻的側(cè)面往往有許多泥土粘在上面,所以刷壁就成了必不可少的工作。刷壁要求在鐵刷上沒有泥才可停止,一般需要刷20次,確保接頭面的新老混凝土接合緊密,如果刷壁次數(shù)不夠可能造成兩幅墻之間夾有泥土,首先會產(chǎn)生嚴(yán)重的滲漏,其次對地下連續(xù)墻的整體性有很大影響。在以后的堵漏工作中就要浪費許多人力物力,經(jīng)濟損失不可彌補。

2.4 接頭形式

本工程地下連續(xù)墻槽段間接頭采用“工字鋼”接頭形式,這種接頭具有加強槽段間整體性及傳遞剪力、減小滲漏、施工簡單的特點。為保證鋼筋籠定位準(zhǔn)確及便于二期槽段準(zhǔn)確對位,工字鋼需伸至導(dǎo)墻內(nèi)。工字鋼接頭是根據(jù)設(shè)計鋼筋網(wǎng)的外尺寸作為工字鋼接頭的凈寬,以腹板為界線,兩側(cè)長度均為20 cm。工字鋼采用8 mm厚鋼板,場外加工,場內(nèi)與Ⅰ期槽段鋼筋網(wǎng)拼接而成,其平面示意圖見圖1。

由于工字鋼與端孔間有一定的空隙,為避免澆筑混凝土?xí)r,混凝土繞過空隙充填Ⅱ期槽段空位,造成Ⅱ期槽段施工困難。因此,在接頭處采用接頭鋼套箱止?jié){。接頭鋼套箱長度為25 m,由兩節(jié)組成,上面一節(jié)長度為12 m,下面一節(jié)長度為13 m,下面一節(jié)的下面5 m范圍圓弧度收窄。接頭鋼套箱主要采用5 mm鋼板焊接而成(見圖2),兩節(jié)接頭鋼套箱采用插銷連接,吊點外采用鋼板加強,內(nèi)每隔2 m設(shè)置一道支撐。

3 其他施工技術(shù)措施

1)混凝土導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)漿。

混凝土導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)漿的產(chǎn)生原因是:首批入槽混凝土數(shù)量不足;開塞時導(dǎo)管底口距槽底間距過大;提拔導(dǎo)管過度,導(dǎo)致泥漿擠入導(dǎo)管內(nèi)。

預(yù)防措施:保證足夠的首批入槽混凝土量;導(dǎo)管底端離孔底的距離保持不小于300 mm;測定混凝土上升面,確定高度后再據(jù)此提拔導(dǎo)管。保持埋管深度不小于2 m。

2)遇到填石層或沖積粗砂層。

導(dǎo)墻施工前根據(jù)地質(zhì)報告,本標(biāo)段填石層埋深較淺,大部分地段是2 m～3 m,厚度也只有2 m～3 m,在導(dǎo)墻溝槽開挖后,用挖掘機將填石層的塊石全部用黃土換填,以避免塊石掉入下槽段導(dǎo)致卡錘和卡抓斗,換填深度約為地面下5 m,換填后的黃土需要壓實。當(dāng)遇到?jīng)_積粗砂層時,加大泥漿的比重和粘度,勤清渣即可解決。

3)鋼筋籠難以吊放入槽。

原因可能是槽壁凹凸不平或彎曲;鋼筋籠尺寸不準(zhǔn);縱向接頭處彎曲;鋼筋籠剛度不夠,吊放時產(chǎn)生變形;定位塊過于凸出。

相應(yīng)措施:成孔要保持槽壁面平整;嚴(yán)格控制鋼筋籠外型尺寸,其長寬應(yīng)比槽孔小11 cm～12 cm;如因槽壁彎曲鋼筋籠不能放入,應(yīng)修整后再放鋼筋籠。

4)鋼筋籠上浮。

主要原因:導(dǎo)管埋深過大,或混凝土供應(yīng)不及時,導(dǎo)致鋼筋籠被托上浮。

相應(yīng)措施:可在導(dǎo)墻上設(shè)置錨固點固定鋼筋籠,清槽后及時進(jìn)行混凝土澆灌,控制導(dǎo)管的最大埋深不要超過4 m。

4 結(jié)語

連續(xù)墻施工是一個嚴(yán)格按照工序施工的工藝,必須嚴(yán)格控制各個環(huán)節(jié),以上只對地下連續(xù)墻施工中常出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行了分析,對其鋼筋籠起吊、拔鋼接頭箱、澆筑等工序未做詳細(xì)闡述,該工程在后期土方開挖后防漏效果很理想,墻體穩(wěn)固,墻面光滑平整,在采用工字鋼接頭形式并經(jīng)過以上技術(shù)處理施工后,效果很理想,得到了很好的應(yīng)用。

[1]SJG 05-96,深圳地區(qū)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[2]GJB 02-98,廣州地區(qū)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)定[S].

[3]黃 青.地下連續(xù)墻技術(shù)探討[J].山西建筑,2009,35(26):88-90.