賴可
(保利長大工程有限公司,廣東 廣州 510000)
地下連續(xù)墻是一種可用于水利工程、高層建筑施工、地鐵施工以及懸索橋施工的圍護結構,目的是起到水流截斷、滲漏預防以及承載重力等的作用。自20世紀90年代末開始,地連墻施工技術在我國懸索橋錨碇基礎施工中逐漸得到了廣泛應用,技術日益完善,工藝逐漸成熟。地連墻的深度及厚度較大,具有自重大、結構復雜的鋼筋籠,對接頭防滲要求高,墻體垂直度高。為了促進該技術的合理應用,本文將對懸索橋錨碇基礎地連墻施工技術進行深入研究。
施工中應結合地下連續(xù)墻的結構特征,綜合分析施工地的地質條件,根據(jù)施工工藝要求選擇合適的機械設備。通常所用設備體量較大,除了懸索橋施工中常用的吊裝設備、泥漿處理設備之外,還要準備成槽設備。成槽設備中應用率最高的是液壓銑槽機,其施工效率高,對環(huán)境適應力強。泥漿處理設備主要用于施工現(xiàn)場大規(guī)模泥漿集中凈化處理,可減少環(huán)境污染。起重設備要滿足鋼筋籠質量及單個節(jié)段長度的要求,且應具備高于作業(yè)半徑的吊幅。
正式施工前,應明確導墻及墻外工作平臺施工順序和導墻結構,若在較差的土層上建設導墻,需要通過水泥攪拌樁加固土體,保障導墻的穩(wěn)固性。可將環(huán)墻外側水泥路面作為工作平臺,以確保施工機械在平臺上安全通行。
1.3.1 劃分槽段長度
劃分槽段時,要重點保證成槽設備性能的正常發(fā)揮,選擇適合的施工工藝,同時,地質條件優(yōu)劣、混凝土能否連續(xù)供應也是主要影響因素。通常,槽段劃分有I期與Ⅱ期兩個階段,且兩期槽段施工不可同步進行,應利用接頭結構連接不同槽段。
1.3.2 連接槽段接頭
槽段接頭的連接形式較多,如接頭管、鋼板接頭、預制鋼筋混凝土、銑接頭。前兩種屬于早期懸索橋施工中常用的接頭形式,如可利用V形鋼板接頭,將薄鋼板或土工布包裹于鋼板接頭外側,此法可避免混凝土澆灌時出現(xiàn)繞流問題,但防滲性能差是此種接頭形式的弊端。開挖基坑時,可利用高壓旋噴樁處理墻體外側接頭部位。銑接頭可消除這些弊端,通常Ⅱ期槽段設置長度應比單次銑槽寬度小50cm,且成槽時應將I期槽段兩端各銑掉25cm,從而完成銑接頭的設置。
1.3.3 槽段挖掘施工
槽段挖掘施工中需要抓斗設備,在對覆蓋層進行抓取后利用液壓銑槽機完成銑槽施工,接著用重鑿設備將高強度巖層擊碎,最終完成成槽施工。異形槽段可利用鉆機進行成槽施工,但施工效率不高。在銑槽孔口設有導向架,開孔前將銑頭進行固定以起到導向的作用。施工過程中應保持銑槽機垂直于槽段,并將銑槽機切割輪對準孔位,再緩慢入槽進行切割?;鶐r部分優(yōu)先考慮利用液壓銑進行施工,如果液壓銑槽機的施工效率小于0.5m/h或銑齒磨損較嚴重,則應先采取旋挖鉆機直接開挖基巖成孔,然后再用銑槽機進行成槽作業(yè)。槽段的成槽方法如下:
(1)抓銑結合法。利用鋼絲繩抓斗開孔后進行密實度不高的覆蓋層抓取,而后再利用液壓銑槽機進行高密實度土層或低強度巖層銑削。
(2)銑削法。利用鋼纖繩抓斗開孔后不抓取,利用液壓銑槽機將所有槽段銑削成槽。通常該法主要用于低基巖或薄砂層槽段開挖施工。
(3)鑿銑法。該法主要用于高硬度基巖開槽,可利用履帶吊機將重鑿提升至高處從而以大力擊碎基層,而后再利用液壓銑槽進行開槽。施工中為防止出現(xiàn)槽壁坍塌事故,重視重鑿沖程控制,從而減小對槽壁產(chǎn)生的振動。
1.3.4泥漿處理系統(tǒng)構建
(1)泥漿的循環(huán)利用與回收
成槽時需要進行除砂處理,所用設備主要是液壓銑槽機上附帶的泥漿泵,可通過這一設備抽出槽底泥漿,而后通過輸漿管運至泥漿凈化系統(tǒng)。除砂完成后,通過管路將泥漿輸送回槽孔。為避免泥漿多次使用后黏度下降的問題,可及時補充新泥漿,也可通過添加分散劑化解泥漿黏度過高的問題。若泥漿被重度污染,則需淘汰。混凝土澆筑過程中,需要利用泥漿泵將某槽口返回泥漿送入收漿池,將之用于后續(xù)槽孔開挖?;炷另斆?m處的泥漿若因污染而品質下降,應及時淘汰。
(2)清孔換漿施工
終孔后,要進行槽孔質量驗收,即利用泵吸法清孔后進行換漿處理。先利用泥漿泵及凈化系統(tǒng)去除大粒徑鉆碴,再采用旋流器將泥漿中粒徑較小的顆粒分離出來。通過多次反復清孔以使回漿符合規(guī)定要求。清孔時可進行補漿或泥漿性能調(diào)整操作。
1.4.1 鋼筋籠吊裝
利用起重設備吊裝鋼筋籠,采用鐓粗直螺紋或冷擠壓接頭連接節(jié)段。聯(lián)合應用主吊機與輔助吊機吊裝鋼筋籠,選擇適合的吊點進行加固處理。利用手拉葫蘆等進行重心平衡。鋼筋籠就位后,需利用加強型鋼在導墻上固定鋼筋籠。
1.4.2 混凝土灌注
根據(jù)結構特點,地連墻的水下混凝土灌注可利用多個導管同時施工,要求槽段平面不可超出導管混凝土的擴散范圍,且要利用測繩實時監(jiān)測混凝土高度,將混凝土上升時各平面高度差控制在0.5m以內(nèi),具體可通過導管灌注速度調(diào)整、灌注體積控制來避免出現(xiàn)過大的高度差異。灌注時應重視混凝土坍落度及其他指標監(jiān)測,確保混凝土灌注的持續(xù)性。
根據(jù)地質條件來確定泥漿控制指標,并于成槽時實時監(jiān)測泥漿性能,以確保固壁泥漿的質量符合要求。做好槽中廢水的滲入防控,以免因泥漿品質下降影響孔壁穩(wěn)固性;做好各環(huán)節(jié)泥漿性能檢測,清孔后及灌注混凝土前均應做好泥漿指標控制,以確保鋼筋籠安全下放,避免混凝土灌注施工中出現(xiàn)安全事故。成槽時,要確保導墻槽內(nèi)泥漿面的水頭比地下水位高出1.5~2m。處于高地下水位狀態(tài)時,槽孔泥漿液不可比地下水位高出1m。此外,要按要求制作和下放鋼筋籠,對鋼筋籠外側元件進行監(jiān)測,將內(nèi)襯連接的預埋件平面位置納入控制范疇,否則可能會因籠體外側出現(xiàn)突出物而使槽壁受損,導致塌孔現(xiàn)象。吊點布設時應找準鋼筋籠重心,采用對稱布置的方法控制吊點質量,以免吊裝及下放時鋼筋籠重心發(fā)生偏移或失衡。
采用科學的方法控制墻體垂直度,利用上文所述3種成槽方法進行直形槽段施工,以合理的銑槽順序設置圍護結構轉折處的異形槽段,在多銑成槽的同時利用沖擊鉆機輔助施工。同時,應控制好導墻線形,以免出現(xiàn)縱向錯縫而影響墻體垂直度。利用水泥攪拌樁加固導墻下的軟弱土層,使之更為穩(wěn)定且具備更長的導向深度,從而保證墻體垂直度。此外,在液壓銑槽機上加裝測斜儀以便實時監(jiān)測成槽過程,調(diào)整偏斜問題,確保槽偏斜率不超出設計范圍。還可利用超聲波檢測槽壁有無內(nèi)縮現(xiàn)象,若有則需重新進行銑削操作。
混凝土設計是墻體混凝土施工重點。水下混凝土要具備良好的流動性、較強的和易性及較高強度。Ⅱ期槽段成槽后,應做好I期槽段的接頭泥皮清洗,以免各槽段之間泥皮過多而影響連接效果。同時,要重視首封混凝土控制。首封混凝土灌注有拔塞法和砍球法兩種方法。導管底部與槽底之間的距離應為25~30cm,否則會使混凝土中混入過多泥漿。同時,埋管深度要大于1m,具體可利用雙導管對長槽段或大方量槽段進行灌注,也可利用三導管同時灌注,確?;炷撩嫔仙俣缺3志鶆?,有效防止夾泥現(xiàn)象的出現(xiàn)。
懸索橋錨碇基礎施工中,合理利用地下連續(xù)墻技術可有效避免沉井基礎施工中地質條件產(chǎn)生的影響,在不平整基巖處該技術的適應性良好。目前地下連續(xù)墻圍護結構已在我國多個大橋施工中得以應用。隨著地下連續(xù)墻施工技術的不斷優(yōu)化以及施工設備的持續(xù)完善,通過嚴格、全面的質量控制,錨碇基礎施工中地下連續(xù)墻施工技術應用將會更加廣泛。