高層建筑深基坑地下連續墻施工技術

2015-12-31 00:00:00薛國強

基層建設 2015年15期

薛國強

廣東電白建設集團有限公司廣東茂名 525000

摘要：本文主要針對高層建筑深基坑地下連續墻的施工技術展開了探討，通過結合具體的工程實例，對施工難點作了簡要概述，并對相應的連續墻施工技術作了系統的分析，以期能為有關方面的需要提供有益的參考和借鑒。

關鍵詞：高層建筑；地下連續墻；施工技術

引言

所謂的地下連續墻，是基礎工程在地面上采用一種挖槽機械，由于其具有著工效高、工期短、質量可靠、經濟效益高等優點，在高層建筑的施工中得到了廣泛應用。但是在實際的應用中，地下連續墻仍然存在著一定的問題，需要引起我們的重視，采取有效措施保障工程的施工質量。基于此，本文就高層建筑深基坑地下連續墻的施工技術進行了探討，相信對有關方面的需要能有一定幫助。

1 工程概況

某大廈工程基礎土層分布為雜填土、淤泥質粉質黏土、粉砂中層、風化巖，地下水位較高，設計地下連續墻深度60m以上，屬超深地下連續墻，墻體需穿過各土層并嵌入風化巖中。地下連續墻設計全長397.705m，兩墻合一，墻厚1.0m。設計鋼筋籠共分為A，B，C，D4種結構形式，首開槽鋼筋籠最長59.05m。地下連續墻設計鋼筋籠頂標高-2.050m，槽底設計標高分為-60.500，-61.100m兩種。原設計采用的是型鋼接頭法中的工字鋼形式，跳槽法施工。槽段形式中有L形槽段8個，“一”形槽段61個，合計69個槽段。設計為機械抓斗成槽、鋼筋籠和工字鋼整體連接下放再澆筑混凝土，形成地下連續墻。

2 施工難點

根據同類工程和地下連續墻的施工經驗，工字鋼接頭形式的鋼筋籠由于受兩端工字鋼約束，首開幅鋼筋籠呈剛性整體，在下放過程中易因槽壁的硬性阻擋而無法下放，深度越大越容易出現卡籠現象，一旦深度超過45m，其下放的難度將急劇增加，很難下放至設計標高，過程中出現的問題超出想象，處理的措施往往是以犧牲地下連續墻的施工質量為代價，并且極易出現嚴重的質量和安全事故，造成不良社會影響，影響工程質量、工期和企業形象，后期處理難度加大且事故處理費用無法估計。

3 地下連續墻接頭施工方案優化

為了有效解決超深地下連續墻施工中存在的難題，經過分析研究、反復探索并借鑒其他工程的地下連續墻做法，決定將原設計工字鋼接頭優化為II形型鋼柱接頭，將原設計整體鋼筋籠與接頭整體下放優化為鋼柱接頭先行下放，然后再開槽施工槽段。采用這種施工方法，槽段的鋼筋籠可以取消下部構造鋼筋，接頭與槽段鋼筋籠分成3部分分別施工，減少了單次吊裝質量，降低了鋼筋使用量和配套道路的規格，原設計接頭施工順序如圖1所示，優化的接頭施工順序如圖2所示。

圖1 原設計地下連續墻施工順序及接頭

圖2 優化后的接頭施工順序及接頭

4 地下連續墻II形接頭施工工藝流程

（1）地下連續墻施工前首先進行導墻施工，導墻施工完成并達到強度要求后開始施工接頭鋼柱，首先進行鋼柱的中心位置放線，確定其位置并在導墻混凝土上做好明確標識。

（2）泥漿池供應泥漿，液壓抓斗中心點對正鋼柱放線位置并開始開挖，液壓抓斗挖至設計槽底標高后停挖，改由旋挖鉆機在中心點向下繼續引孔1.4m，鋼柱成孔。

（3）鋼柱最下層一段加工時加長1.0m，下設到位后距孔底部0.4m，呈懸空狀態，鋼柱頂端與導墻臨時固定。采用超聲波檢測鋼柱的垂直度，根據檢測結果微調鋼柱使之符合垂直度

（4）鋼柱空腔內下設導管，澆筑底部嵌固端混凝土，拔出導管并逐步均勻回填鋼柱兩側土方至導墻頂高度，然后再次下設導管澆筑鋼柱內部剩余混凝土。

（5）上述II形地下連續墻接頭的施工流程如下：

成槽機第1抓，施工方鋼柱下設槽位；旋挖機在設計槽底高程居中向下旋挖1.4m用于固定方鋼柱底端；方鋼柱施工頂端臨時固定于導墻，底端距嵌固孔底0.4m，依據超聲波檢測數據調整方鋼柱直到垂直度合格，然后固定頂端，鋼柱內澆筑5m3混凝土將底端嵌固，嵌固混凝土終凝鋼柱兩側均勻回填土至導墻高度，再澆筑方鋼柱內混凝土至設計高度。

5 地下連續墻II形接頭施工技術

5.1 鋼柱接頭加工及對接要求

鋼柱接頭采用12mm厚鋼板切割下料，工廠拼接焊成20m一段，每根鋼柱接頭分3段組成，鋼柱接長在現場進行，對接焊縫呈Z字形，即翼緣板焊縫水平位置相互錯開，對接做法如圖3所示，接頭鋼柱的成型質量標準如表1所示。

表1鋼柱成型質量標準

圖3 II形鋼柱對接示意

5.2 下放鋼柱的槽段施工

5.2.1 泥漿制備

泥漿配合比：膨潤土，水質量的8%左右；CMC（羧甲基纖維素鈉），水質量的0.05%；純堿（分散劑），水質量的0.3%左右。泥漿制作采用泥漿攪拌機攪拌，先將CMC浸泡在水中稀釋，再按規定數量加入攪拌筒內與膨潤土、純堿一起攪拌，攪拌好后存入新漿池。為充分發揮泥漿的作用，泥漿攪拌后必須儲存在新漿池24h后方可使用，新配置泥漿性能如表2所示。

表2 泥漿性能

5.2.2 定位開槽

槽段開挖長度2.8m，標準槽段間距6.42m，先在槽段分幅位置用紅漆打點，然后在標記位置電鉆成孔并埋設鋼筋頭作為開槽中心點。分幅點定位時的位置允許偏差為+10mm。

5.2.3 成槽施工質量要求

以鋼柱中心作為成槽機開挖定位的中心，依據測量所得的導墻頂高程，確定挖槽深度，成槽機按照操作規程開挖。清理底部沉渣后成槽結束，成槽質量驗收標準如表3所示。

表3 成槽質量驗收標準

在成槽過程中，每隔2h檢測1次槽內泥漿質量，施工過程中循環泥漿和廢棄泥漿的控制標準及檢測方法如表4所示，對于不合格泥漿必須及時調整，確保槽段土體穩定。

表4 泥漿控制標準

5.2.4 鋼柱嵌固孔施工

抓斗成槽至設計槽底高度后，采用旋挖鉆機在鋼柱對應位置向下引孔1.4m，形成直徑1m、深1.4m的嵌固孔。

5.3 下放鋼柱施工工藝要求

5.3.1 鋼柱起吊

將鋼柱底部1m長度范圍腹板兩側翼緣割除，采用QUY160履帶式起重機吊起鋼柱使其對正槽段中心下設。鋼柱底部1m嵌入旋挖機所引孔中，底端離孔底0.4m，將鋼柱接頭固定于導墻上（如圖6所示），使鋼柱接頭處于懸空垂直穩定狀態。

5.3.2 固定方法

鋼柱下放完成后，在固定前對鋼柱垂直度進行超聲波檢測。如檢測發現垂直度偏差超標，則提起鋼柱重新按照檢測結果調整鋼柱接頭位置使之達到合格標準后再固定。

在鋼柱接頭頂端四側翼板上按照計算所得的位置開口，將工字鋼穿過4個開口橫擔于導墻上。為防止鋼柱接頭位移，使用L形角鋼與導墻用膨脹螺栓固定牢固，再用10將所有鋼柱接頭沿地下連續墻方向水平嵌拉。

5.3.3 清渣

固定后開始安裝導管和清孔設備，采用正循環方法進行清孔換漿，注意及時補漿，柱內泥漿面不得低于導墻以下2m。

5.3.4 澆筑嵌固混凝土

清孔完成，澆筑5m3混凝土將槽段底部充滿，使鋼柱底端埋入混凝土內。澆筑完成后通過檢查柱內外混凝土面高度判定鋼柱的實際嵌固深度和嵌固效果。

5.3.5 柱槽回填

封底混凝土終凝后，將黏土均勻地回填于鋼柱兩側，使用挖機緩慢回填，保持兩側回填高度的均勻與同步，回填高度至導墻面高程。回填過程中注意及時回收槽內泥漿并通過除砂器濾除泥漿內雜質。

5.3.6 澆筑柱內混凝土

回填完成后澆筑柱內混凝土，首先下設導管至底部，然后采用正循環方法清除底部泥漿沉淀，澆筑前柱內沉渣厚度≤100mm，最后澆筑水下混凝土至設計標高。地下連續墻的槽段施工另行論述。

6 結語

綜上所述，地下連續墻施工是一個復雜的施工過程，技術要求較高。但是只要我們因地制宜，針對實際情況采用相應有效的措施進行施工，并對施工中出現的問題加以分析，總結經驗，相信通過這樣肯定縮短工期、降低工程造價、保證工程質量。

參考文獻：

[1]陳遠景.淺析地下連續墻施工技術[J].科技創新與應用.2013（34）.

[2]李道斌.高層建筑深基坑地下連續墻施工技術研究[J].現代商貿工業.2010（21）.

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的范圍內收，以便放置鋼筋籠（即閉合段），如兩相鄰槽段一端未施工，一端已施工，在加工鋼筋籠時，未施工端鋼筋籠需焊接工字鋼，已施工端鋼筋籠水平主筋在50cm的范圍內收，以便放置鋼筋籠（即連接段）。

2.7 鋼筋籠吊裝

鋼筋籠采用整幅成型起吊入槽，為了增加鋼筋籠的剛度和強度，采用增設縱、橫向鋼筋桁架及主筋平面上的斜拉筋等措施。鋼筋起吊點用28mm圓鋼加固。鋼筋籠起吊采用一臺120T履帶式起重機做主吊，50T履帶吊做副吊，主副鉤同時工作，使鋼筋籠慢慢離開地面，并不斷改變它的角度，直到垂直，當吊車移動到使鋼筋籠對準槽段的中部時，再緩緩入槽，不能強行入槽。

鋼筋籠被吊起時，主吊機掛到頂端和距頂端8m處的兩道吊點上，共6個吊點，副吊機掛到最下一道吊點，共4個吊點。主副吊鉤同時工作，在鋼筋籠以水平狀態提升到一定高度后，主吊鉤繼續提升，副吊鉤緩慢放松，使鋼筋籠由水平狀態轉成垂直懸吊，拆去副吊鉤，再對位沉放到槽中。為防止鋼筋籠吊起后在空中搖擺不定，這時要在在鋼筋籠的下端系上拽引繩，用人力操縱。在吊起的時候不能讓鋼筋籠下端在地面上拖拉。

2.8 水下砼灌注

砼澆灌采用龍門架配合砼導管完成，導管采用內置絲扣連接式，導管連接處用橡膠墊圈密封防水。導管安裝前應檢查每根導管的絲扣和密封圈是否完好，及有無砼漿粘在絲扣上，如果有砼漿粘在上面，就要用鋼絲刷刷凈后再安裝，安裝時應用搬手卡緊，以防假接，在砼灌注過程中脫掉。導管在第一次使用時，應在地面先作水密封試驗，壓力為0.6～1.0MPa。導管在砼澆注前先在地面上將每根導管拼裝成兩節，用吊機直接吊入槽中砼導管口，再將兩節導管連接起來，導管下口距離槽底30～50cm，導管上口接上方形漏斗。

砼澆注中砼面上升速度控制在3～4m/h，保持砼連續均勻下料，導管下口在混凝土內埋置深度控制在2～4.0m，在整個澆筑過程，端頭井控制在7～9h之間。標準段澆筑時間控制在6～7h之間，并隨時觀察、測量砼面標高和導管的埋深，嚴格防止將導管口提出砼面。并且通過測量掌握砼面上升情況、導管埋入深度和澆筑量，防止造成泥漿涌入導管。當混凝土澆搗到地下連續墻頂部附近時，導管內混凝土不易流出，這樣，一方面要降低澆筑速度，另一方面可將導管的最小埋入深度減為1.5m左右，若混凝土還是澆搗不下去，可以把導管上下抽動，但上下抽動范圍不能超過30cm。

3 質量及驗收標準

3.1檢測項目

（1）鋼筋籠制作的長、寬、高和鋼筋間距、焊接、預埋件位置及鋼筋籠吊裝、入槽深度及位置。

（2）泥漿配制及循環泥漿和廢棄泥漿的處理。

（3）槽段成槽后的寬、深和垂直度及清底和接頭壁清刷。

（4）混凝土配合比、坍落度、導管布置及混凝土灌注。

3.2 質量標準

（1）混凝土抗壓強度和抗滲壓力應符合設計要求，墻面無露筋、露石和夾泥現象。

（2）連續墻鋼筋籠制作允許偏差應符合表1的要求。

（3）墻體結構允許偏差應符合表2的要求。

表1 鋼筋籠制作允許偏差

表2 地下連續墻各部位允許偏差值表