地下连续墙施工方法.doc

地下连续墙施工方法赵琦彦1，吴晓丹2（1.水利部 山西水利水电勘测设计研究院 太原 030024，2.中铁十七工程局集团公司 030006）摘 要:地下连续墙施工工艺由于对周围环境影响小,墙体刚度大,止水性能好,是水利工程和基础处理工程常用的围护方法之一,文中主要阐述地下连续墙的施工过程中一些技术要点和难点,并且结合实践提出解决方法。关键词: 地下连续墙；施工难点；措施中图分类号: TV543 文献标识码: B1.概述地下连续墙工艺是近几十年来在地下工程和基础工程中发展起来并应用较广泛的一项技术。地下连续墙是一种在地面施工,用一定的设备和机具,在泥浆护壁的条件下,通过造孔(或槽) ,再用直升导管法浇注混凝土等材料,逐段建造,并用特定的接头方式相互连接,最终在地下形成具有一定防渗能力的连续墙体。其功能有:支护、挡土、承重、防渗、防冲等。在水利水电工程中,用的最多的一种地下连续墙是混凝土防渗墙。防渗墙一般作为松散透水地基的防渗建筑物,也可作为土石坝坝体内的防渗设施。地下连续墙的优缺点:防渗性能效果可靠,墙体的渗透和力学性能根据地层和结构要求进行设计和控制,施工方法成熟,监测手段比其他隐蔽工程可靠,适应于各种地质条件。由于施工技术要求高,价格较高。各类地下连续墙的施工特点及适用条件见表1 2. 地下连续墙施工过程及难点地下连续墙的施工过程较为复杂,施工工序颇多,施工时采用逐段施工法,周而复始进行。每段地下连续墙的施工程序可分为以下几个主要工序:施工准备造孔(成槽) 泥浆护壁槽孔孔型检查及清孔验收下设钢筋笼混凝土浇筑或墙体填筑墙段连接墙体质量检查。2.1施工准备除三通一平外, 还包括泥浆系统(搅拌、储存) 、混凝土系统、开挖导向沟并埋设导向槽板、施工导浆平台的构筑、开槽机械的轨道铺设和安装及其他临时设施的布置。2. 2造孔(成槽)在始终充满泥浆的沟槽中,利用专用挖槽机械进行挖槽。一般用冲击钻较多,钻具提升后利用自重冲击孔底破碎岩石,整个钻进过程用泥浆固壁。成槽工艺有钻劈法、抓斗成槽法(单抓、多抓) 、钻抓法、铣削法。槽孔划分及施工顺序见图1。注: (a)分期施工; (b)顺序施工;(c)双反弧接头孔连接施工;1、2、3为施工顺序。图1槽孔划分及施工顺序2. 3泥浆护壁(1)泥浆制作泥浆是地下连续墙施工中深槽槽壁稳定的关键,它的作用是保证槽壁稳定,有悬浮作用,使钻渣不沉淀,冷却钻头。施工时可根据当地地质条件、水文资料,采用膨润土、cmc (Carboxy Methyl Celluose) 、纯碱等原料,按一定比例配制而成。在地下连续墙成槽中,依靠槽壁内充满泥浆,并使泥浆液面保持高出地下水位0. 51. 0m。泥浆液柱压力作用在开挖槽段土壁上,除平衡土压力、水压力外,由于泥浆在槽壁内的压差作用,部分水渗入土层,从而在槽壁表面形成一层固体颗粒状的胶结物泥皮。性能良好的泥浆失水量少,泥皮薄而密,具有较高的粘接力,这对于维护槽壁稳定,防止塌方起到很大的作用。(2)泥浆液面控制成槽的施工工序中,泥浆液面控制是非常重要的一环。只有保证泥浆液面的高度高于地下水位的高度,并且不低于导墙以下50cm时才能够保证槽壁不塌方。(3)刷壁次数的问题地下连续墙一般都是按顺序施工,在已施工的地下连续墙的侧面往往有许多泥土粘在上面,所以刷壁就成了必不可少的工作。刷壁要求在铁刷上没有泥才可停止,一般需要刷20次,确保接头面的新老混凝土接合紧密,可实际情况往往刷壁的次数达不到要求,这就有可能造成两幅墙之间夹有泥土,首先会产生严重的渗漏,其次对地下连续墙的整体性有很大影响,因此刷壁的工作一点也马虎不得。2. 4槽孔孔型检查及清孔验收造孔工作结束后,应对造孔质量进行全面检查验收(包括孔位、孔斜、孔深、孔宽、孔型等) 。合格标准为淤积厚度不大于10cm;孔内泥浆密度不大于1.3g/cm3;黏度不大于30s;含沙量不大于10%。二期槽孔端头孔刷洗标准为刷子钻头上基本不带泥屑及孔淤积不再增加,清孔验收合格,应于4h内浇筑混凝土,因下设墙体内埋件不能按时浇筑,一般应重新进行清孔验收。2. 5下设钢筋笼、下设混凝土导管将已制备的钢筋笼下沉到设计高度(就钢筋混凝土防渗而言) 。混凝土浇筑或墙体填筑待插入水下灌注混凝土导管后进行。(1)导管拼装问题导管在混凝土浇筑前先在地面上每45节拼装好,用吊机直接吊入槽中混凝土导管口,再将导管连接起来,这样有利于提高施工速度。(2)钢筋笼安置完毕后,应马上下导管,减少空槽的时间,防止塌方的产生。(3)导管间距不同间距导管浇注的墙段,墙间夹泥面积占垂直端面积也是不同的。统计数据表明,导管间距在3m时,断面夹泥很少,间距在33.5m时略有增加,大于3.5m夹泥面积大大增加,因此导管间距不宜太大。(4)导管埋深导管埋深影响混凝土的流动状态。埋深太小,混凝土呈覆盖式流动,容易将混凝土表面的浮泥卷入混凝土内;导管埋深太深时,导管内外压力差小,混凝土流动不畅,当内外压力差平衡时,则混凝土无法进入槽内。(5)导管高差不同时拔管造成导管底口高差较大,当埋深较浅的进料时,混凝土影响的范围小,只将本导管附近的混凝土挤压上升。与相邻导管浇注的混凝土面高差大,混凝土表面的浮泥流到低洼处聚集,很容易被卷入混凝土内。2. 6混凝土浇筑或墙体填筑泥浆下浇筑混凝土一般都采用直升导管法。由于不能振捣,要利用混凝土自重,所以对混凝土级配有特殊要求,混凝土应有良好的和易性,规范规定入孔时的坍落度为1822cm,扩散度为3440cm,最大骨料粒径不大于4cm。在泥浆下采用直升导管,导管底口距槽底1525cm,将木球(或可浮起的隔离球)放人导管(球直径略小于导管内径) ,开浇后挤出塞球,埋住导管底端(即先用砂浆,再用多于导管容积的混凝土,一下子把木球压至管底) ,灌满后,提升2030cm,使木球跑出,混凝土流人孔内,连续上料,但要保证导管提升后底部埋人混凝土内(深度16cm) ,随着混凝土面的均匀上升(上升速度大于2m/h,高差小于0.5m) ,导管也随之提升,连续浇筑,直至结束。2. 7拔接头管(1)混凝土的凝固情况一定要注意,并根据混凝土的实际情部况决定接头管的松动和拔出时间。(2)接头管提拔一般在混凝土浇灌4h后开始松动,并确定混凝土试块已初凝,开始松动时向上提升1530cm,以后每20min松动一次,每次提升1530cm,如松动时顶升压力超过100t,则可相应增加提升高度,缩小松动时间。实际操作中应该保证松动的时间,防止混凝土把接头管固结。由于接头管比较新,一般情况下用100t吊车就可以把接头管拔起来。(3)接头管拔出前,先计算剩在槽中的接头管底部位置,并结合混凝土浇灌记录和现场试块情况,在确定底部混凝土已达到终凝后才能拔出。最后一节接头管拔出前先用钢筋插试墙体顶部混凝土有硬感后才能拔出。3结语地下连续墙较其他基础处理措施具有工程量小、施工简便、受地层条件制约较少、运行可靠等优点。只有做好各个工序环节的控制,才能使墙体连续、不间断、厚薄均匀,防渗、抗压效果好。收稿日期:2008-12-25作者简介:赵琦彦，男,1978年生，2008年毕业于兰州交通大学土木工程专业，获硕士学位，工程师。表1 各类地下连续墙特点及适用条件地下连续墙类型特点使用条件按结构形式分类桩柱型搭接单孔钻进后浇筑混凝土建成桩柱，桩柱间搭接一定厚度成墙，不易塌孔。造孔精度要求较高，但搭接厚度不易保证，难易形成等厚度的墙。各种底层，特别是深度较浅，成层复杂，容易塌孔的地层；多用于低水头工程。联结单号孔先钻进建成桩柱，双号孔用异型钻头和双板弧钻头钻进，可连接建成等厚度墙。施工工艺及机具较复杂，不易塌孔，但接缝多。各种地层：特殊条件下，多用于地层深度较大的工程。槽板型将防渗墙沿轴线方向分成一定长度的槽段，各槽段分期施工，槽段间采用不同联结形式连接成墙。接缝少，工效高，墙厚均匀，防渗效果好，措施不当易发生塌孔现象和不易保证墙体质量。采用不同机具，适用各种不同深度的地层。板桩灌注型打入特制钢板桩，提桩注浆成墙。工效高，厚度小，造价低。深度较浅的松软地层；用于低水头堤、闸、坝防渗工程。按墙体材料分类混凝土普通混凝土，抗压强度和弹性模量较高，抗渗好。一般工程粘土混凝土抗渗好，抗压强度810610106Pa,弹性模量一般低于2.21010Pa。一般工程钢筋混凝土能够承受较大的弯矩和应力结构有特殊需要时自凝灰浆和固化灰浆灰浆固壁，自凝成墙或泥浆固壁，然后向泥浆内惨加凝结材料成墙，强度低，弹模低，塑性较好。目前多用于低水头和临时工程少灰混凝土利用开挖渣料，掺加黏土和少量水泥，采用 岸坡水灌法浇注成墙临时性工程或特殊要求的工程A Kind of Construction Method of Diaphragm WallZHAO Qi-yan，WU Xiao-danAbstract: The diaphragm wall which construction craft has few influences on environment, large rigidity and good performance of stopping the water is often used as surrounding protection method in hydraulic engineering and foundation treatment projects. The