王經(jīng)宇
(山西三建集團(tuán)有限公司,山西太原 030000)
地下連續(xù)墻,可稱為 cut-off wall,slurry trench,slurry wall,continuous diaphragm wall等。就目前連續(xù)墻施工工藝而言,主要是利用挖槽設(shè)備,沿深基坑工程周圍,在泥漿護(hù)壁情況下,開挖出一條長、深的溝槽,向槽內(nèi)澆筑適宜材料形成墻體,若干段墻體連接成一個(gè)整體、連續(xù)的地下墻體,加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)研究具有重要意義。
基于相關(guān)施工技術(shù)的不斷進(jìn)步,地下連續(xù)墻功能日益完善,包括防滲、截水、承重、擋土等,主要施工優(yōu)勢可歸納如下:
(1)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè),施工速度快、精確度高、噪聲小,適用于人員密集區(qū)域或是夜間工作。
(2)鋼筋混凝土或素混凝土的應(yīng)用使得墻體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提升,承載力等力學(xué)屬性均得到優(yōu)化,可在一定程度上避免結(jié)構(gòu)變形或地基損壞。此類材料可用于超深支護(hù)結(jié)構(gòu)或主體結(jié)構(gòu)。
(3)可用于各類地質(zhì)條件地層的開挖,熔巖地質(zhì)、軟弱地層等不良地質(zhì)現(xiàn)場均可使用。若建筑現(xiàn)場位于重要建筑物周圍,或者地下敷設(shè)有復(fù)雜管線,地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用可有效控制地基沉降。
(4)觸變泥漿應(yīng)用于孔壁的封堵處理與防護(hù),施工安全性更高,地下連續(xù)墻一般不會出現(xiàn)沉降等。
(5)基坑開挖過程中無須進(jìn)行放坡處理,開挖土方量較少,澆筑時(shí)無須設(shè)置支撐架構(gòu),混凝土養(yǎng)護(hù)后續(xù)環(huán)節(jié)簡單,甚至可在低溫等惡劣天氣下開展作業(yè),保證了工期與經(jīng)濟(jì)效益。
(6)地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng),因墻體及鋼筋保護(hù)層厚度大,所以地下連續(xù)墻整體性能強(qiáng),尤其表現(xiàn)在持久性與抗?jié)B性能。
(7)應(yīng)用逆作法,地下連續(xù)墻與上部主體結(jié)構(gòu)可同時(shí)作業(yè),而連續(xù)墻結(jié)構(gòu)的防滲性、承載力突出,經(jīng)過長期的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)已形成了一套成熟、多層次施工模式,施工進(jìn)度快、安全性高,有效節(jié)約成本。
總的來說,地下連續(xù)墻優(yōu)點(diǎn)眾多,可適用于各種地層,尤其是粘土層,若是遭遇復(fù)雜地質(zhì)條件,施工難度相應(yīng)增加。對此,必須加強(qiáng)地下連續(xù)墻施工技術(shù)研究,為建筑工程后續(xù)作業(yè)夯實(shí)基礎(chǔ)。
地下連續(xù)墻已經(jīng)有超過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷史,根據(jù)不同依據(jù)可將其分為多種類型,具體如表1所示。
表1 地下連續(xù)墻類型
地下連續(xù)墻施工主要分為四大步驟:挖槽、固壁、澆筑、連接,主要施工機(jī)械與設(shè)備包括:
①挖槽機(jī)械;②泥漿生產(chǎn)、輸送、回收和凈化設(shè)備;③混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸和澆筑設(shè)備;④鋼筋加工、吊裝機(jī)械設(shè)備;⑤接頭管加工、吊裝、起拔設(shè)備;⑥觀測儀器設(shè)備。
2.3.1 施工流程
地下連續(xù)墻施工流程如圖1所示。
圖1 施工流程
2.3.2 施工技術(shù)要點(diǎn)
(1)成槽施工。成槽是地下連續(xù)墻施工關(guān)鍵工序,主要包括溝槽開挖、清理工作,并做好垂直度控制與施工管理。
在完成測量放線工作后,構(gòu)筑平臺、導(dǎo)墻與臨時(shí)設(shè)施;所有設(shè)備與材料配置到位后,攪拌泥漿并靜置24h,開挖槽前,泥漿放滿導(dǎo)墻;采取“跳一挖一”方法開槽,多采用一槽三抓的施工防范,先開挖兩邊再開挖中間;完成挖槽后,先沉淀1h,將槽底余土、沉渣清理干凈,若是沉渣與設(shè)計(jì)要求不符,混凝土澆筑前需灌注導(dǎo)管清渣。在整個(gè)成槽施工中,隨時(shí)檢查形狀、槽深、槽溝并糾正,保證成槽質(zhì)量可靠。
(2)鋼筋籠吊裝。制作鋼筋籠并做好吊裝工作,地下連續(xù)墻鋼筋籠重量大,可由一臺較大噸位吊車與一臺較小噸位吊車配合完成吊裝任務(wù)。
(3)槽段接頭處理。為保證地下連續(xù)墻具有良好的整體性,需合理劃分單元槽段,不得在轉(zhuǎn)角位置、墻內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接位置設(shè)接頭。地下連續(xù)墻常見的是鎖口管接頭,挖好槽段后吊入鎖口管,導(dǎo)墻與鎖口管間空隙堵塞嚴(yán)實(shí),以免出現(xiàn)漏漿問題。
(4)水下混凝土澆筑。混凝土澆筑前,做坍落度試驗(yàn)與試塊;混凝土連續(xù)澆筑,初灌導(dǎo)管高于槽底300~500mm,導(dǎo)管需埋入混凝土面下2~4m,確保槽段內(nèi)混凝土均勻上升,防止出現(xiàn)擠偏、卡殼等質(zhì)量事故。
(5)起拔鎖口管。鎖口管外混凝土自立不坍塌后,可使用拔管機(jī)拔除鎖口管,形成半圓接頭。注入混凝土4—5h轉(zhuǎn)動縮口管,澆筑5—6h試拔,若是無異常全部拔出。
本項(xiàng)目總建筑面積3.3萬m2,地下兩層,采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu),周邊分布有辦公大樓、居民樓以及地鐵線路等。從場地實(shí)際情況來看,施工場地狹小,周邊建筑物多、距離近,基坑開挖深度22m,無法放坡處理,結(jié)合實(shí)際情況基坑采用地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
本項(xiàng)目地下連續(xù)設(shè)計(jì)厚度1200mm,深度超過24m。結(jié)合現(xiàn)場工程地質(zhì),選用BG25旋挖鉆機(jī)+1.2m成槽機(jī)進(jìn)行成槽施工。在地下連續(xù)墻施工前,編制施工方案,并由專家論證、監(jiān)理業(yè)主方審批,完成考察后安排施工機(jī)械進(jìn)場,做好驗(yàn)收工作。
(1)導(dǎo)墻施工:本項(xiàng)目導(dǎo)墻施工前完成地面硬化,嚴(yán)格按圖紙施工導(dǎo)墻,導(dǎo)墻尺寸與地下連續(xù)墻厚度相比,放寬40mm,計(jì)為1240mm,導(dǎo)墻厚度200mm,采用φ12鋼筋、C30混凝土。
(2)泥漿配置:結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況,本項(xiàng)目成槽泥漿密度控制在1.06~1.15g/cm3,稠度25—30s,做好泥漿制備與質(zhì)量控制。
(3)成槽施工:本項(xiàng)目成槽施工中,經(jīng)常查看成槽機(jī)上顯示圖形,成槽后采用超聲波垂直度檢測對槽壁垂直度進(jìn)行檢查,并以測繩復(fù)核成槽深度,結(jié)果顯示垂直度誤差≤1/300、槽深無負(fù)誤差。完成成槽施工后,再次檢查槽深、沉渣厚度,沉渣厚度<10cm時(shí)吊裝鋼筋籠。
(4)鋼筋籠制作與吊裝:嚴(yán)格按圖紙制作鋼筋籠,鋼筋采用直螺紋套筒連接;地下2層采用逆作法,地下連續(xù)墻施工時(shí)預(yù)埋剪力槽鋼筋、接駁器、錨索孔墊板等,鋼筋籠檢查時(shí)嚴(yán)格控制預(yù)埋件標(biāo)高、安裝質(zhì)量;鋼筋籠吊裝時(shí)做好安全防護(hù),吊放需達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高。
(5)鎖口管、混凝土導(dǎo)管吊放:完成鋼筋籠吊裝后,安裝鎖口管,鎖口管底部進(jìn)入槽底30~50cm,確保密貼;吊裝導(dǎo)管,導(dǎo)管底部與槽底相距30~50cm,以重錘檢測槽底沉渣厚度。
(6)混凝土澆筑:導(dǎo)管法澆筑水下混凝土。本項(xiàng)目采用商品混凝土,進(jìn)場后按規(guī)定檢查開盤鑒定等資料,混凝土坍落度、含氣量設(shè)計(jì)值分別為(200±20)mm、(6±1.5)%,制作試塊,保證混凝土澆筑質(zhì)量。
(7)鎖口管頂拔:檢查混凝土試塊終凝后,采用履帶式起重機(jī)+液壓頂拔機(jī)拔出鎖口管。
(8)槽底注漿:本項(xiàng)目槽底每根注漿管注漿壓力≤2.5MPa、水泥用量2t,水灰比0.5~0.6。實(shí)際注漿時(shí)發(fā)現(xiàn)大部分無法注入,經(jīng)分析顯示槽底地質(zhì)較好,與連續(xù)墻底部連接緊密,注漿空間小。
(9)質(zhì)量檢測:本項(xiàng)目完成地下連續(xù)墻施工后,使用超聲波檢測墻身混凝土質(zhì)量,檢測數(shù)量=20%×槽段數(shù)量,要求單幅槽段設(shè)4根超聲波管,由檢測單位提供報(bào)告。
綜上所述,在建筑工程中,地下連續(xù)墻施工技術(shù)的運(yùn)用具有效率高、質(zhì)量好、工期少等諸多優(yōu)勢。在連續(xù)墻施工過程中,需合理選擇施工設(shè)備與材料,規(guī)范落實(shí)各道工序,落實(shí)相關(guān)檢測與驗(yàn)收工作,切實(shí)保證連續(xù)墻質(zhì)量可靠。