地下连续墙的施工方法与常见问题及技术处理措施

地下连续墙的施工方法与常见问题及技术处理措施 摘要 文章结合了地下连续墙工程施工的经验 就如何在各个施工环节中充分重视 精心 施工 加强质量管理等问题进行探讨 期望通过与同行们相互交流 达到提高施工水平的 目的 关键词 地下连续墙 导墙制作 槽段划分 泥浆制备 开挖成槽 钢筋网制作及吊装 水 下砼浇筑 一 地下连续墙目前在沿海城市和市区改造中的使用已相当普及 地下连续墙因属隐蔽工程 成槽后质量检查比较困难 以下根据本人在地下连续墙工程施工的经验 就如何在各个施 工环节中充分重视 精心施工 加强质量管理等问题进行探讨 期望通过与同行们相互交 流 达到提高施工水平的目的 地下连续墙的施工是在水下进行的 其施工过程无法观察 施工中任何一个环节出现问题 都将直接影响到整个工程的质量和进度 甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会 影 响 因此 要求施工队伍在施工技术措施上要落实 并加强施工质量管理 密切注意抓 好施工过程中每一个环节的质量 力争将隐患消除在成槽之前 因此在施工前要认真熟悉 设计图纸及有关施工及验收规范 核查地质和有关地下连续墙方面的资料 对地下连续墙 在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准 验收实施方案和成 孔成槽的施工记录 以便有效地对连续墙施工质量加以控制 二 地下连续墙施工工艺流程 地下连续墙的主要工序包括 测量放样 导墙制作 槽段划分 泥浆制备 开挖成槽 清 底 钢筋网制作及吊装 水下砼灌注等 其施工工艺流程见图 1 及图 2 三 导墙制作 导向墙是沿地下连续墙中心线设置的钢筋混凝土临时构筑物 其主要作用是作为成槽机械 的施工导向 控制标高和钢筋网定位标志 防止槽壁坍塌 支承施工机械 容蓄泥浆护壁 起挡土 承台 维持稳定液面的作用 在基坑土方开挖及冠梁施工时防止连续墙顶以上的 土方坍塌等 1 导墙施工的技术措施 1 为防止槽内泥浆渗漏及连续墙槽段开挖过程土体扰动而导致地面水及地下水渗入沟槽 导墙底以及外侧采用粘性土分层回填并夯实 导墙的施工接缝位置与连续墙接头位置错开 导墙砼未达到设计强度 80 前 严禁重型机械和运输设备在导墙上或附近作业 拆模后 立即在两边导墙间加设横向支撑 2 导墙施工偏差 按符合下列要求进行控制 1 导墙顶面平整度不得大于 5mm 2 导墙内壁面垂直度不得大于 0 5 3 导墙之间的净距偏差不得大于 10mm 4 导墙中心线与连续墙轴线偏差不得大于 10mm 四 泥浆制备 泥浆具有维护槽壁的稳定 悬浮岩碴和冷却 润滑钻头的作用 泥浆质量的好坏直接关系 到地下连续墙的质量和施工进度 采用膨润土泥粉作为制浆材料 泥浆的性能指标 新制备的泥浆性能指标必须符合表 1 规定 2 泥浆的最大日生产容量 按照施工工艺 以每天浇筑混凝土量和造孔量进度计算 泥浆的最大日生产容量为 混凝 土量 造孔量 泥浆分三级贮存 新旧泥浆分隔开 五 槽段划分 槽段划分就是确定单元槽段的长度 根据下列条件选择单元槽段长度 场地水文地质情况 2 根据连续墙形状和施工工艺要求 3 单元槽段砼浇筑强度 4 钢筋网制作及起吊能力 根据同类工程施工经验 对照实际情况 确定单元槽段长度 一般为 5 0m 个别槽段将 视实际情况进行适当调整 六 成槽 造孔成槽是地下连续墙施工中的一道关键工序 根据地质资料和设计要求 结合施工经验 及现场情况 选用旋挖机 冲击钻机及液压抓斗机进行造孔 旋挖机 在软土层造孔效率 比较高 但在比较复杂地层中造孔效率就较底 冲击钻机 能够在各种复杂地层中造孔 且往复机械运动呈周期性 冲程稳定 对于形成较为稳定的孔壁和提高岩层造孔速度十分 有利 采用液压抓斗造墙机进行连续墙的施工成墙效率高 槽壁较为平滑 且施工进度快 对保持槽孔稳定十分有利 旋挖机 冲击钻与抓斗机的配合分工为 先由旋挖机或冲击钻施工导向孔 再用抓斗施工 余下的部分 遇硬地基 中风化 强风化层 再用冲击钻进行施工 三孔两抓 的施工布置 见图 4 槽段开挖完毕 必须检查槽位 槽深 槽宽及槽壁垂直度 合格后方可进行清槽换浆工作 槽壁垂直度偏差必须小于 0 5 对于一些槽段尺寸较短或转角而无法进行抓斗施工的槽段 由冲击钻独立完成 其成槽施工过程主要采用先冲主孔 1 3 5 后劈打副孔 2 4 再使用方型钻头削平槽壁的方式 施工顺序如图 5 所示 成槽过程要注意以下问题 随时向槽内补充泥浆 保证槽内泥浆面不低于导墙面 0 5m 以利于槽内稳定 确保槽段深度和终孔条件满足设计要求 并且槽底平整 3 检查槽孔垂直度 槽壁垂直度偏差按设计要求 4 抓斗抓槽过程中遇到岩石层或坚硬地层时 配合冲击钻联合作业 5 当出现槽壁坍塌迹象时 如漏浆 出土量超过设计断面量 导墙及作业面沉降 泥浆 随同气泡向地面逸出 挖槽机在升降中有阻力等 应将挖槽机提出地面 然后用粘土回填 待槽壁稳定后重新进行挖槽 6 加强观测 若发生异常情况 要及时妥善处理 七 清底 成槽作业完成后 为了把沉积在槽底的沉渣清出 需要对槽底进行清孔 以提高地下连续 墙的承载力和抗渗能力 提高成墙质量 在清孔过程中 要不断向槽内泵送优质泥浆 以 保持液面稳定 防止塌孔 清孔采用向槽段底部泵送优质泥浆置换和抓斗清捞余渣相结合 的方法 清底完成后 沉渣厚度必须不大于 100mm 清底后 槽内泥浆指标要确保槽底以上 0 2 1m 处的泥浆相对密度必须小于 1 15 含砂量 不大于 5 粘度不大于 90S 清底后泥浆指标达标是保证下序施工浇筑水下砼能顺利进 行的关键 八 钢筋网的加工与吊装 1 钢筋网的制作 连续墙的钢筋网在现场制作 钢筋网按设计要求 包括钢筋网厚度 长度 各种钢筋规格 及配置方式等 加工 钢筋网钢筋的连接方式采用搭接或单面焊缝焊接 接头位置相互错 开 焊接接头的位置 数量和焊接质量按国家现行标准 钢筋焊接及验收规程 JGJ18 2003 有关规定执行 钢筋网制作完成 含预埋件安装 后由有关技术人员检验合格后绑 上标签 钢筋网的制作必须符合表 2 规定 2 钢筋网的吊装 根据钢筋网的重量 综合考虑起吊能力及确保连续墙质量 起吊设备的起吊能力和起吊高 度 拟采用起吊设备 如钢筋网长度较大时一般采用 50t 70t 履带吊车为主吊 30t 汽车吊 辅助进行吊装 吊装时 专人指挥 采用二副铁扁担或一副扁担及二副吊钩起吊 以防止钢筋笼弯曲变形 先六点水平起吊 辅助起重机下部两点或四点 然后主机升起系在钢筋笼上口的钢横担将 钢筋笼吊起对准槽口 使吊点中心对准槽段中心 缓慢垂直落入槽内 避免碰坏槽壁 当钢筋网下沉至接近设计高程后用槽钢横穿钢筋网吊筋 该吊筋长度已根据钢筋网顶标高 与孔口标高确定 支承于导墙顶面 校核钢筋网水平方向 确保预埋件位置准确 并将其 固定 防止移动 为保证钢筋网的保护层厚度符合要求 允许偏差 20mm 在钢筋网外 侧面绑上足够数量的定位砼块 钢筋网安装完毕并自检合格后 会同监理工程师对该槽段进行隐蔽工程验收 合格后及时 灌注水下砼 灌注水下砼前重新复测孔底沉渣厚度 若孔底沉渣厚度超过 200mm 则重新 清孔 经检验合格后方可灌注水下砼 九 水下砼的灌注 水下混凝土浇筑是地下连续墙施工的最后一道工序 也是最关健的一道工序 如果水下混 凝土浇筑不正常 势必影响整个墙体的施工质量 1 砼的质量要求 砼配合比由砼供应商通过试配确定 报经监理审核 业主批准后实施 为确保砼的质量符 合设计要求及满足施工工艺要求的需要 砼采用双掺技术 掺入适量的磨细粉煤灰及外加 剂 缓凝减水剂 提高砼的和易性 砼的坍落度 孔口检验值 控制在 180 220mm 初 凝时间 4h 水灰比 0 55 砂率控制在 45 左右 拌制砼的原材料要求如下 1 砂 石料 砂选用级配良好的中 粗砂 石选用 dmax 40mm 的配级良好的碎石 砂 石料的质量要 求符合现行的 普通混凝土用砂质量标准及验收方法 和 普通混凝土用碎石或卵石质量 标准及验收方法 的有关规定 2 水泥 水泥选用产品质量稳定并取得证书的 32 5 或 42 5 普通硅酸盐水泥 转窑 水泥进仓要有 出厂合格证或检验报告 并按规定抽样检验合格后方可使用 3 水 拌和砼用水采用生活饮用自来水 满足砼的质量要求 4 粉煤灰和外加剂 粉煤灰和外加剂的质量必须符合国家现行标准的规定 其掺量通过多次试配 效果稳定后 确定 砼生产及运输过程的质量控制由砼供应商负责 砼到达现场后核对砼供应商出具的 收货单 并检测砼坍落度 符合要求方能卸料灌注 2 水下砼的灌注 水下砼的灌注是地下连续墙施工过程中的最后一道关键性工序 为保证水下砼的灌注能顺 利进行 灌注砼前先行拟定灌注方案 主要机械设备应有备用 灌注砼前进行试运转 灌注水下砼的机械一般选用爬升式砼灌注机 或视场地实际采用砼搅拌车直接卸料入料斗 用起吊设备辅以提升导管的方法 采用直升导管法灌注水下砼 为确保水下砼浇筑质量 单元槽段采用直径壁厚 3mm 直径 200mm 的无缝钢管制作而成的带有双螺纹接头的导管 双导管法浇筑施工 两导管中心距离不得大于 3 0m 导管距槽段端部不得超过 1 5m 隔 水栓则采用预制砼隔水栓 为保证水下砼的灌注质量 灌注水下砼时 按下列规定执行 1 导管接驳完毕后 将砼隔水栓吊放在临近泥浆面的位置 导管底端到孔底的距离控制在 0 3m 左右 以便能顺利排出砼隔水栓 2 开始灌注砼时 储料斗内储备的砼量 1 0m3 以便当砼隔水栓被挤出导管后能将导管 底端一次性埋入水下砼中的深度 0 8m 3 加强与砼供应商的联系 确定砼的供应强度 确保砼灌注的上升速度 2m h 埋管深 度控制在 2 6m 并且使每槽段灌注砼时间 6h 4 指定专职技术人员 经常测量导管埋深 适时提升或拆卸导管 确保导管底端埋入砼面 以下 2 6m 并填写水下混凝土灌注记录表 5 提升导管时避免碰挂钢筋网 当砼面接近钢筋网底时 严格控制导管的埋管深度不要过 深 当砼面上升到钢筋网内 4 5m 再提升导管 使导管底端高于钢筋网底端 以防钢筋 网上浮 6 水下砼的灌注连续进行 不得中断 一旦发生机具故障或停电停水以及导管堵塞或进水 等事故时 立即采取有效措施进行处理 以便尽快恢复灌注砼 同时作好记录备查 7 控制最后一次砼的灌注量 使墙顶既不超高又不偏低过多 8 在灌注水下砼的过程中 派专职试验员对砼的质量进行控制 检测砼坍落度 不合格的 砼不得灌注入槽孔 按要求取样制作砼抗压 抗渗试件 如无特别要求 每槽段做砼抗压 试件 1 组 每 5 个槽段做抗渗试件 1 组 防止连续墙面不露筋措施 地下连续墙施工完成开挖后 经常会发现有局部墙面露筋的现象 发生这种现象不可能完 全避免 但通过严格的技术控制措施可以大大降低其发生的可能性 造成露筋的主要原因 有以下几点 1 清孔质量较差 主要是泥浆过浓 不稳定 浇筑砼时砼无法将泥浆挤出钢 筋外侧形成包裹 2 砼质量不合要求 如和易性差 不稳定 易泌水或结块 坍落度偏大 或偏小 砂率及粗骨料不符合配比要求等 造成砼流动性差 无法挤压充填密实 3 砼浇 筑过程不顺利 如材料供应不连续 设备故障 临时停水 停电等 造成浇筑质量差 十 施工难点 常见问题及技术处理措施 1 槽壁在成孔 下钢筋笼和浇混凝土施工过程中出现局部塌方现象 产生原因 护壁泥浆密度不够 不能形成坚实可靠的护壁 泥浆质量不合要求 性能发生变化 槽壁漏浆或施工不慎造成槽内泥浆面降低 地下水位过高 降雨使地下水位急剧上升 泥浆液面标高不够与孔内出现承压水 降低了静水压力 在松软砂层中钻进 进尺太快或机械运行速度过快 将槽壁扰动 成槽后搁置时间过长 未及时下钢筋网浇筑混凝土 泥浆沉淀失去护壁作用 单元槽段过长 地面附加荷载过大 预防措施和处理方法 加强泥浆管理 调整配合比 加大泥浆比重 粘度 及时补浆 提高泥浆水头 并使泥浆排出与补给量平衡 对地基采取降低地下水位和加固 塌孔较严重的 用优质粘土 或掺 20 左右的水泥回填坍塌处 重新挖槽 在松软砂层中钻进 应控制进尺 不要过快 槽段成孔后 应及时下钢筋笼并浇筑混凝土 单元槽段一般不超过 6 米 如出现普遍性塌孔 应减小单元槽段宽度 地面荷载不要过大 2 槽孔偏斜或歪曲 产生原因 钻机柔性悬吊装置偏心 钻头本身倾斜或未水平放置 钻进中遇到较大孤石或探头石 在有倾斜度的软硬地层交届岩石面倾斜钻进 一端为已灌注混凝土墙 常使槽孔向土一侧倾斜 预防措施和处理方法 钻头使用前调整悬吊装置 防止偏心 机架底座应保持水平 并按设平稳 遇较大孤石或探头石应用冲击钻将其破碎 在软硬岩层交界处及扩孔较大处 控制钻孔速度 加密检查钻头的垂直度 查明钻孔偏斜的位置和深度 一般偏斜处吊住钻头上 下复扫孔 使钻头正直 偏差 严重时 应回填块石到孔偏处 1 米以上 待沉积密实后 再重新钻孔 3 混凝土导管内进泥 混凝土出现夹层 产生原因 灌注管摊铺面积不够 部分角落灌注不到 被泥渣填充 首批混凝土数量不足 导管底口距槽底间过大 导管插入混凝土内深度不足 提导管过度 泥浆挤入管内 混凝土未连续浇注造成间断或浇筑时间过长 首批混凝土初凝失去流动性 而继续浇 筑的混凝土破顶层而上升 与泥渣混合 导致混凝土中夹有泥渣形成夹层 预防措施和处理方法 灌注时 应设 2 3 个导管同时灌注 首批混凝土量应经计算 保持足够数