摘 要:近年來,基坑的開挖深度與規模都有明顯的加深加大,為了減少基坑開挖對臨近建筑物和地下管線的影響,地下連續墻得到了廣泛應用。本文結合工程實例,介紹了地下連續墻在深基坑支護施工中的應用,詳細闡述了地下連續墻的施工工藝及質量控制措施,為類似工程的應用提供施工參考。
關鍵詞:深基坑;地下連續墻;施工工藝
1 引言
隨著我國建筑事業的發展,越來越多的深基坑工程出現。為了減少對周圍環境的影響,地下連續墻逐漸被廣泛應用于深基坑工程施工當中。地下連續墻施工是指在地面上使用挖槽設備,在泥漿護壁的作用下,沿著深開挖工程的周邊,開挖一條狹長的深槽,在槽內放置鋼筋籠并澆筑混凝土,筑成一段鋼筋混凝土墻的施工過程。地下連續墻適用于不同地區的多種土質情況,且施工時振動小,噪聲底,有利于城市建設中的環境保護,還能在建筑物、構造物密集地區施工。但是,地下連續墻施工工藝復雜、技術要求高、質量要求嚴,操作不當便出現安全隱患。為此,本文結合實例,就地下連續墻在深基坑支護施工中的應用進行相關分析,以期指導實踐。
2 工程概況
某建筑工程地下4層,地上30層,建筑高度140m。基坑東西長140.5m,南北寬80.4m。基底標高-24.6m。周邊環境條件復雜,工地周圍地下管線比較多,深度在地面以下1.0m到3.0m,另有電力井、電信井、熱力井、風井等。
因場地上部有不均勻的雜填土,地下管線復雜,如果采用從±0.00開始地連墻施工,可能會對地下管線及市政設施造成破壞,且不易修補。同時考慮現場預留出施工臨時道路,將建筑物出地面的風井結構施工作為二次結構施工放置到總圖施工期間。綜合考慮工程地質條件及基坑周邊建筑物的影響等因素,基坑支護方案采用組合支護體系。基坑支護-8.5m以上采用土釘支護(土釘水平間距和豎向間距均為1.5m),-8.5m以下采用地下連續墻支護+錨桿。地下連續墻厚800mm、標準單元槽段長6m、混凝土強度等級C40(圖1示)。由于采用土釘墻及連續墻上設錨桿,坑內無支撐,便于土方機械開挖增加施工進度及經濟效益。
圖1 基坑剖面圖
根據地質勘查報告場區潛水埋藏在深度13.40~20.50m,在場地內均勻分布,水位埋深在14.80~16.40m,絕對標高在24.14~26.84m。承壓水埋藏于卵石和圓礫層中,承壓水頭埋深為19.24~22.16m具有較強承壓性,在場地內普遍分布。因此地下連續墻抗滲等級P8。
3 地下連續墻施工工藝
地下連續墻施工工藝流程:
3.1 導墻施工
測量放線:地連墻抓槽定位主要依靠導墻,因此,導墻定位測量精度應該等同于控制軸線的精度,測量放線應將軸線及高程引入基坑,并標記在土釘墻面上。放出導墻開挖線,并撒白灰。
導墻開挖:-8.50m以下為粉土、砂土,容易造成局部坍塌,因此采用人工分段開挖。邊開挖邊修整邊坡。分段長度根據現場實際情況,但不超過20m。為防止局部塌方,采用在導墻坑壁撒水泥素漿的臨時支護措施。
鋼筋綁扎:豎向筋要校直,與主筋密貼綁牢,水平主筋必須連接牢固。
支模板:根據導墻定位線,在導墻底部土中打入短鋼筋頭,模板支設時緊貼鋼筋,并搭設內支撐腳手架,腳手架立管打入土中,以支撐混凝土澆筑的側壓力。模板要求垂直平整,保證拆模后兩內墻面距連續墻軸線分別為墻寬的一半。
澆筑砼:澆筑采用溜槽,兩側交替同時對稱澆筑,混凝土頂面應及時抹平,頂面要滿足高出現有地面100mm。導墻內端面應垂直水平面,并平行連續墻中心平面,導墻面與墻中心線允許偏差不大于±10mm。
導墻砼強度達到70%方可拆模,拆后應立即用木方做好支撐,木方間距1m為宜,同時將壓實的粘土填入導墻內側,以防坍塌。
3.2 挖槽
根據已調整的單元槽段長度,在導墻頂面上編號進行測量放線。
由于半導桿式液壓抓斗BH-7、BH-12的自重及容積均較大,且挖掘深度也較大,而質量愈大其工作穩定性及自由落體時導向性愈好。挖槽后垂直施工精度可達1‰~2‰,因此選用BH-7/12抓斗。
挖槽機械就位前要求場地處理平整堅實,以滿足施工垂直度要求,對首開槽段應采取先兩端后中間的順序開挖,抓斗要對準導墻中心線。
邊開挖邊向導墻內泵送泥漿,保持液面在導墻頂面下300~500mm。挖槽過程中隨著墻深的向下延伸,要隨時向槽內補漿,使泥漿面始終位于泥漿面標志處,直至槽底挖完。
澆筑砼前,要測定泥漿面下1m及槽底以上1.0m處泥漿比重和含砂量,若比重大于1.25,則采取置換泥漿清孔。成槽一小時后槽底泥渣厚不得大于100mm,澆筑砼前(下鎖口管、鋼筋網片、導管)槽底沉渣厚度不得大于100mm。泥漿比重1.1~1.15,含砂量小于8%。
槽段開挖采取跳段施工。(東南一臺,西北一臺,東北一臺液壓抓斗分別施工),首開槽宜設置在拐角處。澆筑砼前必須清刷砼接頭,用挖槽機抓斗清槽底沉渣。刷接頭設備應能夠把接頭刷干凈,不含泥。
3.3 地連墻垂直度控制
場地要求:抓斗就位前要求場地平整堅實,滿足施工垂直度要求。
機械控制:地連墻垂直度控制主要是首開槽段的垂直度。本工程挖槽機導桿長11m,對上部槽段垂直控制極其有利。
過程控制:當開挖至導桿之下土方,即11m以下深度時,每挖入3~5m進行垂直度檢查。用2m靠尺對導桿上部的導索進行垂直度檢查。
3.4 吊裝鎖口管及安裝鋼筋網片
吊裝鎖口管入槽兩端,要使鎖口管沿槽端緩緩下放,下到槽底后,宜提離一定高度下蹲兩下,然后用頂升機夾緊,并把導墻與鎖口管之間的間隙用回填土袋堵嚴,以防漏漿及鎖口管位移。相鄰槽段處,在吊放鋼筋籠之前應該清理相鄰槽段側壁的泥渣,避免接頭處漏水。
根據鋼筋網片重量8~9t,選擇兩臺50T吊車,設計好吊點位置,吊鉤采用Ⅰ級鋼筋制作,并焊接在主筋上。主、附吊車各設置6個吊點,在地連墻上端再焊接6個吊點以便鋼筋籠能利用鐵扁擔支撐在導墻上。見圖2。
吊裝網片前必須檢查網片編號、尺寸,里、外面對號入座。第一次吊鋼筋籠時應該先試著將鋼筋籠平吊起,如果鋼筋籠沒有過大的撓度,則可以正式吊裝。正式吊裝利用主吊、副吊點將網片一次平吊起,然后主吊上升,副吊保持不動,在空中豎直。待鋼筋籠完全直立時,由工人爬上拆除副吊鉤。
3.5 灌注混凝土
安裝混凝土導管,吊裝鋼筋網片后應立即灌注砼,導管下口與槽底距離一般要大于隔水栓長100~200mm,一般取0.4m或1.5D(D為導管直徑)。砼面上升速度不小于2m/h。根據槽段長度采用兩根導管同時灌注,兩導管之間距不大于3m,導管距槽端不大于1.5m。兩導管第一次灌注時必須同時進行,各砼面高差不宜大于0.3m,直到灌注到槽頂標高以下300~500mm。
灌注混凝土同時性保證:連續墻灌注混凝土保證混凝土面上口平,要求一個槽段上的兩個導灰管在開始時同時灌注,在導管內預先加一個排球膽作為隔水塞浮在泥漿表面,兩個混凝土車(每車12方砼)對準導管漏斗同時放灰,保證混凝土同時下落,混凝土面層同時上升。
首灌量的確定:根據下口埋入砼深度不小于1.5m來確定。設專人經常測定砼面高,并記錄砼灌注量。要及時測砼面高度來確定拔管長度,埋管深不得少于1.5m,一般控制在2~4m為宜,導管埋深最大不超過6m。首灌量不小于12m3。
3.6 鋼筋網片的制作
鋼筋網片的制作在鋼筋制作平臺上,由于地連墻鋼筋網寬度大,而且鋼筋重約9T。因此要求其具有足夠的剛度和強度,且應綁扎方便。
鋼筋網片的制作時,在縱向鋼筋上焊接支托鋼板,以保證地連墻保護層的厚度。支托鋼板長400mm,寬300mm。縱向間距4000mm。水平間距3000mm。為保證鋼筋籠剛度,可適當加一些鉤筋,為Φ16,縱向間距為0.6m,數量視現場情況確定。
3.7 錨桿施工
根據設計計算提供的設計錨固力(使用荷載)共計3層錨桿,錨桿水平間距2m,豎向間距4.8m。鋼絞線采用強度1860型鋼絞線。每個錨桿采取密封防水措施。防水材料采用堵漏靈。錨桿孔在連續墻中預留直徑200mm的鋼套管,錨桿直徑150mm。
(1)成孔注漿
鉆機就位后,調整機身和地連墻垂直、用量角器測定鉆桿角度。之后先啟動水泵,注水鉆進,并根據地質條件控制鉆進速度,接內外套管時,要停止供水,把絲扣處泥砂清除干凈,抹上少量黃油,要保證接的套管與原有套管在同一軸線上。
(2)錨桿預應力張拉與鎖定
錨固體強度達到15MPa以上時(一般灌漿后7d),開始張拉錨桿,張拉前先取設計軸向力的0.1倍對錨桿預張拉1~2次,經調整錨具后,再正式張拉,并按規范對張拉荷載分級,拉至設計荷載用夾片鎖緊并封堵滲水的錨桿孔,以防滲漏水流入基坑,影響基坑安全及土方挖運。
4 結語
在本工程地下連續墻施工中,針對地下連續墻施工工藝而采取的質量控制措施,取得良好的效果,既保證工程質量,又保證施工安全和進度,而且降低工程成本。為今后類似地下連續墻施工提供了借鑒和參考。
參考文獻
[1] 謝樹成.地下連續墻在深基坑支護工程的應用[J].廣東建材,2009年07期
[2] 鄭偉榮.地下連續墻深基坑支護施工技術[J].福建建筑,2012年04期