尹曉冰 劉亮
摘 要:本文基于筆者多年從事水利基礎(chǔ)工程施工的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn),以某水利工程地下基礎(chǔ)施工為研究背景,以整個(gè)施工流程為線索,介紹了某水利工程地下連續(xù)墻的具體施工技術(shù),包括施工準(zhǔn)備、施工工藝、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、安全技術(shù)措施、安全檢測(cè)。全文是筆者長(zhǎng)期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華,相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。
關(guān)鍵詞:地下連續(xù)墻 施工技術(shù) 水利工程 基礎(chǔ)施工
中圖分類號(hào):TV523 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2013)03(c)-0072-02
該地下連續(xù)墻為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),墻厚0.8 m,設(shè)計(jì)槽寬為4.0 mm;計(jì)連續(xù)墻軸線總長(zhǎng)347 m、共88個(gè)槽段,設(shè)計(jì)要求墻體底高程▽-21.0 m~▽-29.5 m,連續(xù)墻墻頂標(biāo)高:▽+0.50 m。
1 施工準(zhǔn)備
接通水電、施工場(chǎng)地道路、機(jī)械、設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、泥漿池布置、原材料送檢配合比的設(shè)計(jì)、導(dǎo)墻施工。
1.1 接通水電
從施工場(chǎng)地主電源處接通電源至施工場(chǎng)地;施工用水直接由堤頂水池提供。
1.2 施工場(chǎng)地及道路構(gòu)筑
沿連續(xù)墻軸線填筑施工圍堰平臺(tái)孔口高程高于施工期洪水位以上,平臺(tái)長(zhǎng)180米,寬80米,液壓抓斗、吊機(jī)、施工車輛等在施工場(chǎng)地內(nèi)的施工道路寬10 m,為泥結(jié)石路面。東、西面連續(xù)墻各布置一個(gè)1.5 m×3.8 m×40 m泥漿池、棄渣槽布置靠近連續(xù)墻,方便抓斗抓出的廢渣直接堆放。
1.3 施工機(jī)械、設(shè)備進(jìn)場(chǎng)調(diào)試
連續(xù)墻工程主要投入的施工機(jī)械為:“QUB-50型液壓抓斗和CZ-22型沖擊鉆。”QUB-50型液壓抓斗進(jìn)場(chǎng)拼裝和調(diào)試。
1.4 配合比的設(shè)計(jì)、原材料送檢
地下連續(xù)墻砼強(qiáng)度為C25,把施工場(chǎng)地的鋼筋、砂、石、水泥送至監(jiān)理或業(yè)主所指定的試驗(yàn)室試驗(yàn)和砼配合比設(shè)計(jì),不合格料決不準(zhǔn)用。
1.5 導(dǎo)墻施工
導(dǎo)墻施工是地下連續(xù)墻施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其主要作用為成槽導(dǎo)向、控制標(biāo)高、槽段和鋼筋網(wǎng)定位,防止槽口坍塌及承重的作用,導(dǎo)墻形式采用“┙┗”。
連續(xù)墻導(dǎo)墻寬度為0.85 m,連續(xù)墻軸線距基坑一側(cè)導(dǎo)墻距離為0.4 m,以確?;映叽鐚挾?。導(dǎo)墻施工時(shí),按相關(guān)要求進(jìn)行控制,導(dǎo)墻軸線放樣準(zhǔn)確,誤差不大于10 mm,導(dǎo)墻頂面高程(整體)允許偏差±10 mm,導(dǎo)墻頂面高程(單幅)允許偏差±5 mm,導(dǎo)墻墻間凈距允許偏差±5 mm,導(dǎo)墻施工平直,兩內(nèi)側(cè)采用鋼模立模,內(nèi)墻墻面平整度偏差不大于3 mm,垂直度不大于0.5%,基底與土面密貼,為防止導(dǎo)墻變形,導(dǎo)墻兩內(nèi)側(cè)拆模后,每隔2米布設(shè)一道木撐,砼未達(dá)到70%強(qiáng)度,嚴(yán)禁重型機(jī)械在導(dǎo)墻附近行走。
2 施工工藝
采用液壓抓斗和沖擊鉆機(jī)配合施工,采取“兩鉆一抓”的成槽工藝施工成槽。連續(xù)墻槽段施工時(shí),先用沖擊鉆機(jī)在劃分好的槽段兩端各鉆一個(gè)端頭孔,再用抓斗配以沖擊鉆施工至設(shè)計(jì)墻底標(biāo)高。槽段施工分二序進(jìn)行。施工工藝流程見圖1。
2.1 導(dǎo)墻施工
見第1.5點(diǎn)。
2.2 泥漿制作
為保證抓、沖成槽的安全和質(zhì)量,護(hù)壁泥漿生產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)的質(zhì)量控制,是關(guān)系到槽壁穩(wěn)定、沖孔速度、砼澆灌質(zhì)量、鉆頭磨損及砂礫石層成槽的必備條件。針對(duì)本工程施工特點(diǎn),采用優(yōu)質(zhì)泥粉為主、少量粘土為輔的泥漿制備材料,造孔用的泥漿材料必須經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)合格后,方可使用。質(zhì)量控制主要指標(biāo)為比重為1.1~1.3,粘度18~25 S,含砂率≤5%,膠體率=95%,必要時(shí),加適量的添加劑;為達(dá)到進(jìn)度要求,泥漿的儲(chǔ)存量每臺(tái)套不得小于200 m3,泥漿必須經(jīng)過制漿池、沉淀池及儲(chǔ)存池三級(jí)處理,泥漿制作場(chǎng)地以利于施工方便為原則,泥漿生產(chǎn)循環(huán)工序流程見圖2。
2.3 成槽工藝
(1)槽段劃分。
單元槽段長(zhǎng)度的劃分根據(jù)設(shè)計(jì)院圖紙劃分為48個(gè)槽段。
(2)接頭施工。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,本工程采用弧型鋼板作為連續(xù)墻的接頭處理方法,接頭弧型鋼板采用厚8 mm鋼板按半徑400 mm、1350角卷制而成,圓弧鋼板在鋼筋網(wǎng)加工時(shí)焊接固定在一序槽鋼筋網(wǎng)燕尾槽上,在弧型鋼板內(nèi)填充定做的泡沫塊并綁扎好,鋼筋網(wǎng)入槽后,在澆筑砼前還需在接頭孔內(nèi)填入泥包,以避免澆筑砼時(shí)該空間被砼大量充填,造成后期接頭孔施工困難及砼的浪費(fèi)。槽孔砼澆筑完成待有一定強(qiáng)度后應(yīng)盡快使用沖擊鉆進(jìn)行接頭孔施工,反復(fù)將弧型鋼板內(nèi)的泡沫、泥渣及砼塊沖盡,確保后期槽與前期槽之間能緊密結(jié)合。
(3)成槽方法。
成槽工序是地下連續(xù)墻施工關(guān)鍵工序之一,既控制工期又影響質(zhì)量,根據(jù)地質(zhì)情況及結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn),采用地下連續(xù)墻液壓抓斗和沖擊鉆配合施工的成槽方法。即使用沖擊鉆先沖端孔,嚴(yán)格控制其垂直度,端孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,采用液壓抓斗挖到設(shè)計(jì)深度。抓斗沿導(dǎo)墻壁挖土,通過液壓抓斗導(dǎo)向桿調(diào)整抓斗的垂直度,以控制成槽精度,挖至強(qiáng)風(fēng)化巖層面,應(yīng)盡量修平槽底,以減小沖擊鉆成孔偏差。
(4)成槽過程遇突發(fā)事故的應(yīng)急措施
根據(jù)地質(zhì)資料及以往施工經(jīng)驗(yàn),本工程應(yīng)可正常施工。但若因不可預(yù)見原因造成突然失漿或塌方等意外事故,則采取立即停止沖、挖,并加大供漿量,保持液面穩(wěn)定、或向槽內(nèi)加倒泥粉,也可立即進(jìn)行土方回填,避免事故擴(kuò)大等即時(shí)處理方法。而后匯同監(jiān)理、設(shè)計(jì)、地勘及業(yè)主等部門分析原因,探明情況并提出處理方案,方可繼續(xù)施工。
(5)施工過程中注意泥漿性能的變化,每隔30 min進(jìn)行定期檢測(cè)一次性能指標(biāo)并作好記錄,及時(shí)補(bǔ)充符合標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)泥漿入槽,保證正常施工。
2.4 鋼筋網(wǎng)制安及吊放
鋼筋網(wǎng)根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸規(guī)格進(jìn)行制作,為保證鋼筋網(wǎng)制作平直規(guī)整,鋼筋網(wǎng)加工在場(chǎng)內(nèi)適當(dāng)位置進(jìn)行,為保證鋼筋網(wǎng)砼保護(hù)層不小于80 mm,需在鋼筋網(wǎng)上設(shè)置一個(gè)“∏”形
定位器,鋼筋網(wǎng)吊放,采用100 t履帶吊,視場(chǎng)地及鋼筋網(wǎng)情況,一次吊放,鋼筋網(wǎng)的制作滿足要求,經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收認(rèn)可后放入槽內(nèi)。
2.5 清槽
在成槽過程中,為把沉積在槽底的沉碴清出,需對(duì)槽底進(jìn)行清槽,以提高地下連續(xù)墻的承載力和抗?jié)B能力,提高成墻質(zhì)量。沖擊鉆修槽完畢后,用液壓抓斗清除槽底沉碴,并檢查成槽情況,直至一序槽段接頭不帶泥屑為止。
2.6 水下砼澆注
在槽孔進(jìn)行清孔換漿,并經(jīng)監(jiān)理人檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行砼澆筑;根據(jù)槽段的尺寸,槽段需設(shè)二至三套導(dǎo)管,管徑φ250 mm,間距不大于3 m,距槽段端頭不大于1.5 m,導(dǎo)管底口距槽底距離控制在20~50 cm,導(dǎo)管采用法蘭連接,砼采用現(xiàn)場(chǎng)拌合樓拌制,在孔口由砼攪拌車直接入槽(或采用泵送砼直接送至集料斗)。入槽時(shí)砼塌落度控制為18~22 cm,砼澆注過程必須連續(xù)進(jìn)行,并保證砼面上升速度不小于2 m/n,導(dǎo)管埋深應(yīng)在1~6 m之內(nèi)。澆注第一斗砼時(shí),必須保證兩臺(tái)砼攪拌車同時(shí)開澆,砼量保證各導(dǎo)管埋管深度不小于50 cm,澆注砼時(shí),認(rèn)真做好測(cè)量、觀察記錄,每個(gè)單元(槽段)必須現(xiàn)場(chǎng)留置一組砼試塊。砼導(dǎo)管的安拆,由25 t汽車吊配合進(jìn)行。
3 連續(xù)墻施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
3.1 導(dǎo)墻允許偏差
導(dǎo)墻平行于地下連續(xù)墻軸線,允許偏差±10 mm;導(dǎo)墻內(nèi)壁面垂直度允許偏差0.5%;其凈距允許偏差±5 mm;導(dǎo)墻頂面高程(整體)允許偏差±10 mm,導(dǎo)墻頂面高程(單幅)允許偏差±5 mm。
3.2 泥漿質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)
泥漿比重為1.1~1.3,粘度18~25S,含砂率5%,膠體率>95%。
3.3 清槽標(biāo)準(zhǔn)
孔內(nèi)泥漿比重不大于1.3,含砂率不大于10%;粘度不大于30S;沉渣厚度不大于100 mm。
3.4 鋼筋網(wǎng)制作允許偏差
主筋間距±10 mm;箍筋和加強(qiáng)筋間±距20 mm;網(wǎng)厚度(槽寬方向) ±10 mm;網(wǎng)寬度(段長(zhǎng)方向) ±20 mm;網(wǎng)長(zhǎng)度(深度方向) ±50 mm;保護(hù)層厚度不小于80 mm;鋼筋籠彎曲度不大于1%。地下連續(xù)墻施工允許偏差和質(zhì)量要求應(yīng)符合下列規(guī)定:槽底沉渣厚度不大于10cm,孔斜率不大于0.4%,遇有含孤石、漂石的地層及基巖面傾斜度較大等特殊情況時(shí),其孔斜率應(yīng)控制在0.6%以內(nèi);對(duì)于一、二期槽孔接頭套接孔的兩次孔位中心任一深度的偏差值應(yīng)不大于施工圖紙規(guī)定墻厚的1/3。
4 質(zhì)量安全技術(shù)措施
導(dǎo)墻拆模后,應(yīng)在導(dǎo)墻間按一定間距加設(shè)支撐,在導(dǎo)墻砼養(yǎng)護(hù)期間,嚴(yán)禁重型機(jī)械在導(dǎo)墻附近行走、停置或作業(yè)。終槽深度必須保證設(shè)計(jì)深度,同一槽段內(nèi)槽底開挖深度一致,并保持平整,遇特殊情況應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)單位研究處理。施工期間槽內(nèi)泥漿必須高于地下水位▽1 m以上,且始終保持在導(dǎo)墻頂面以下0.3~0.5 m,當(dāng)發(fā)生泥漿滲漏時(shí)應(yīng)及時(shí)堵漏和補(bǔ)漿。鋼筋網(wǎng)規(guī)格、尺寸按設(shè)計(jì)要求,其加工制作嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行。鋼筋網(wǎng)應(yīng)在清槽合格后立即吊裝,在運(yùn)輸和入槽過程中,不得產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形,如有變形則不能入槽。鋼筋網(wǎng)就位合格后應(yīng)及時(shí)澆筑水下砼,間隙時(shí)間不超過4小時(shí),灌注前應(yīng)復(fù)測(cè)沉渣厚度。鋼筋網(wǎng)制作和就位的安置標(biāo)高應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)進(jìn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行《安全施工管理?xiàng)l例》教育,樹立安全第一的思想,對(duì)特種作業(yè)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。建立安全施工責(zé)任制,明確各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、職能部門、工程技術(shù)人員和生產(chǎn)工人在施工中的安全責(zé)任。吊裝時(shí),吊機(jī)站位要平穩(wěn)、起吊位置應(yīng)合理,嚴(yán)禁超重或超距離起吊,并安排責(zé)任心強(qiáng)、熟練的起重工進(jìn)行操作。在吊裝過程中,吊機(jī)施工范圍內(nèi)閑人不得停留,并由經(jīng)驗(yàn)豐富的起重工專門指揮,做到有組織、有順序、合理進(jìn)行施工。
5 安全監(jiān)測(cè)
本工程在樁號(hào)壩縱0-48.35~0+096.15范圍內(nèi)的廠房部位采取地下連續(xù)墻加鋼支撐支護(hù)措施進(jìn)行垂直開挖,因此需對(duì)地下連續(xù)墻和鋼支撐進(jìn)行安全監(jiān)測(cè),內(nèi)容包括:側(cè)向位移監(jiān)測(cè);鋼支撐應(yīng)力監(jiān)測(cè)。
5.1 側(cè)向位移觀測(cè)
側(cè)向位移觀測(cè)采用地下連續(xù)墻內(nèi)埋設(shè)測(cè)斜管。
測(cè)斜管選用φ76 mm,鋁合金或性能較好的塑料管,管內(nèi)有兩互相垂直的縱向?qū)Ч堋?/p>
測(cè)斜管安裝前首先應(yīng)檢查是否平直,兩端是否平整,對(duì)不符合要求的測(cè)斜管應(yīng)進(jìn)行處理或舍去。
將測(cè)斜管一端套上管接頭,在其周圍對(duì)稱鉆4個(gè)孔,用柳釘或螺絲將管接頭與測(cè)斜管固定,然后在管接頭與測(cè)斜管接縫處用防水膠帶纏緊密封,測(cè)斜管底部應(yīng)套上端蓋,以防止?jié){液或水滲入管內(nèi),在管接頭上鉆孔時(shí),必須避開測(cè)斜管內(nèi)的導(dǎo)槽。
測(cè)斜管安放于地下連續(xù)墻墻體內(nèi)的槽段接頭位置,通過預(yù)先固定在鋼筋籠上進(jìn)行埋設(shè)。完成后,用測(cè)頭模型在預(yù)埋管內(nèi)上下滑動(dòng),以了解導(dǎo)管是否暢通無阻。注意測(cè)斜管管口的保護(hù),以免其它異物掉入管內(nèi)。
為避免埋設(shè)過程中測(cè)斜管浮起,在測(cè)斜管埋設(shè)時(shí)管內(nèi)注入清水。測(cè)斜管埋至樁頂或墻頂時(shí),頂面預(yù)留50 cm,并用管帽封焊。待測(cè)斜管埋設(shè)工作完畢,且周圍砼達(dá)到終凝或孔內(nèi)灌漿3天后,測(cè)斜管用清水沖洗干凈。
在地下連續(xù)墻頂部埋設(shè)鋼筋頭,開挖時(shí)用經(jīng)緯儀觀測(cè)鋼筋頭位移情況。
5.2 鋼支撐應(yīng)力監(jiān)測(cè)
鋼支撐安裝時(shí)在地下連續(xù)墻和鋼管接觸處埋設(shè)應(yīng)力計(jì),在鋼管中間埋設(shè)鋼弦式應(yīng)力計(jì),以為便隨時(shí)監(jiān)測(cè)基坑穩(wěn)定性提供科學(xué)依據(jù)。
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