浙江省大成建設(shè)集團(tuán)有限公司 浙江杭州 310004
摘要:建筑工程地下連續(xù)墻施工具有施工噪音低、防滲性能好、施工振動小、墻體剛度大、工期短、工效高、地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)以及質(zhì)量可靠等優(yōu)勢,因此在深基坑工程中作為一項圍護(hù)方法得到廣泛的應(yīng)用。隨著地下連續(xù)墻逐漸向較深位置發(fā)展,結(jié)合現(xiàn)代建筑要求的進(jìn)一步提升,針對地下連續(xù)墻施工技術(shù)的要求也進(jìn)一步改善。
關(guān)鍵詞:地下連續(xù)墻;施工技術(shù);鋼筋籠吊裝
1.地下連續(xù)墻概述
1.1地下連續(xù)墻的類型
從墻的用途進(jìn)行分析,可以劃分為臨時擋土墻、防滲墻、永久擋土墻以及發(fā)揮基礎(chǔ)作用的地下連續(xù)墻。根據(jù)開挖狀況進(jìn)行分析可以劃分為地下防滲墻和地下連續(xù)墻。從成墻的方式而言,劃分為組合式、樁校式及槽板式。按照墻體材料進(jìn)行劃分,又分為塑性混凝土墻、自硬泥漿墻、泥漿槽墻、鋼制地下連續(xù)墻、鋼筋混凝土墻、固化回漿墻、預(yù)制墻以及后張預(yù)應(yīng)力地下連續(xù)墻等。
1.2地下連續(xù)墻的優(yōu)勢。
(1)地下連續(xù)墻在施工過程中會有較小的振動頻率及幅度存在,而且存在相對較小的噪音影響,在城市施工中得到適用。(2)地下連續(xù)墻的墻體存在較大剛度,通常受土壓力厚度達(dá)到0.6~1.3m 之間,在深基坑支撐中作為重要的擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)得到廣泛應(yīng)用。(3)隨著墻體接頭形式和施工方法出現(xiàn)改動,使地下連續(xù)墻具有較低的透水性,因此形成良好的防滲性能。(4)能夠貼近進(jìn)行施工?,F(xiàn)階段已經(jīng)出現(xiàn)距離樓房外100mm的位置出現(xiàn)地下連續(xù)墻施工的現(xiàn)象。(5)能夠在逆作法施工中得到應(yīng)用。由于地下連續(xù)錢存在較大剛度,因此為埋件的設(shè)置提供便利,所以在逆作法施工中得到適用。(6)在多種地基條件中得到適用。地下連續(xù)墻對地基存在較強(qiáng)的適應(yīng)性,無論是軟弱的沖擊地層、密實的砂礫層、中硬的地層還是各類軟巖、硬巖等地基上都能對地下連續(xù)墻進(jìn)行施工。
2工程概況
本工程位于杭州市錢江新城核心區(qū)域,富春路與香樟路交叉口南側(cè)。場地東北側(cè)為香樟路,東南側(cè)和西南側(cè)為錢江新城森林公園,西北側(cè)為新塘河和富春路。本工程用地面積9991.0平方米,總建筑面積108295.7平方米,擬建地塊內(nèi)建筑由一幢高層建筑(37F)及公交場站(2F)組成,高層建筑物高度約為167.5米,結(jié)構(gòu)類型采用鋼管混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系,主樓最大單柱荷載約為47000kN;公交場站高度約為10.75米,結(jié)構(gòu)類型采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系,最大單柱荷載約為12000kN。高層建筑與公交場站地面以下完全連為一體,地下設(shè)五層滿堂地下室,地下室底板為-23.0米(相對標(biāo)高),其中±0.000相當(dāng)于85國家高程7.60米,基礎(chǔ)型式采用樁基礎(chǔ)。地下連續(xù)墻總長為365.307m,地下墻分為63幅,采用1000mm厚地下連續(xù)墻,連續(xù)墻接頭采用十字鋼板接頭。連續(xù)墻墻趾進(jìn)入⒄2強(qiáng)風(fēng)化或⒄1全分化0.5m,為確保連續(xù)墻的十字鋼板與連續(xù)墻鋼筋籠的連接,對上、下段鋼筋籠進(jìn)行吊裝用配筋與連續(xù)墻鋼筋籠連接。
3地下墻施工方案
3.1施工測量方案
本工程測量定位采用先進(jìn)的TOPCON全站儀1臺、水準(zhǔn)儀1臺;根據(jù)提供的紅線界樁點和有關(guān)圖紙,確定各個軸線控制點,組成軸網(wǎng)控制,采取混凝土加固保護(hù)措施,定位工作由專職測量員完成。導(dǎo)墻制作完成后,按連續(xù)墻分幅尺寸在導(dǎo)墻兩側(cè)進(jìn)行標(biāo)注,要求標(biāo)注清晰,文字工整。
3.2地下墻施工槽段劃分原則
地下連續(xù)墻槽段劃分根據(jù)設(shè)計施工圖紙,局部如需調(diào)整應(yīng)在施工前與設(shè)計單位溝通后再行劃分出圖,槽段的劃分需考慮施工工藝,與預(yù)埋件的位置等因素的影響。根據(jù)本工程的地質(zhì)條件、施工圖紙、施工工藝、施工進(jìn)度等各項施工工況綜合考慮,進(jìn)行合理安排,局部需要調(diào)整的幅段在取得設(shè)計單位的認(rèn)可后方可進(jìn)行施工,同時合理安排好施工順序,于確保工程的順利進(jìn)行。本工程連續(xù)墻槽段共分為63幅,具體見附圖。
3.3地下連續(xù)墻接頭形式
地下連續(xù)墻采用十字鋼板接頭,其接頭形式如下圖:
圖1 地下連續(xù)墻采接頭形式示意圖
3.4工程難點及主要技術(shù)措施
(1)解決成槽效率和成槽精度問題。①采用更先進(jìn)的液壓抓斗成槽機(jī)。根據(jù)目前杭州市場成槽機(jī)的使用情況及本工程的地質(zhì)特點,為確保施工要求,本工程地下連續(xù)墻采用SG60A(上海金泰)和一臺SG40E(上海金泰)成槽機(jī)進(jìn)行成槽,以確保成槽精度和成槽效率。另在公司基地備用一臺SG40A(上海金泰)成槽機(jī),結(jié)合施工現(xiàn)場場地及進(jìn)度情況隨時準(zhǔn)備進(jìn)場。②成槽過程中通過SG40E和SG60A成槽機(jī)操作平臺上的電腦進(jìn)行垂直度跟蹤觀測,嚴(yán)格做到隨挖隨測隨糾,達(dá)到0.3%的垂直度要求。③合理安排槽段中的挖槽順序,使抓斗二側(cè)的阻力均衡。④消除成槽設(shè)備的垂直度偏差。根據(jù)成槽機(jī)電腦控制垂直度,槽段開挖前成槽位置必須用鋼板鋪設(shè)平穩(wěn)。
(2)圓礫石層中地下墻成槽施工。該工程圓礫石層較厚達(dá)20多米,此土層的成槽效率低,而且圓礫石層土孔隙大,泥漿在該層土中可能容易發(fā)生滲漏現(xiàn)象。
(3)解決在圓礫石層中成槽困難問題。選用成槽能力強(qiáng)的液壓抓斗成槽機(jī),SG40E和SG60A液壓抓斗成槽機(jī)。這樣可保證成槽機(jī)在圓礫石層中順利進(jìn)尺。
(4)解決在圓礫石層中泥漿滲漏的問題。提高泥漿的粘度,成槽泥漿的粘度不能小于23″。在泥漿中摻入防漏劑,防漏劑材料首選木屑,其次可選用紙漿、煤渣等材料,堵漏劑泥漿中的摻量為30kg/m3,并根據(jù)堵滲漏的效果和已經(jīng)含有木屑的循環(huán)泥漿的形成,適當(dāng)減少或取消新鮮泥漿的木屑投入。
(5)鋼筋籠起吊措施。經(jīng)初步計算,按照C-C剖面地連墻最重標(biāo)準(zhǔn)幅分布筋寬度為6m的鋼筋籠重量約為65.58噸(包括起吊鎖具的重量),地連墻槽段深度約為62.30m,厚度為1.0m,鋼筋籠采取分段制作,一次性成型,分次起吊,在導(dǎo)墻上進(jìn)行對接,采用主吊為320噸、副吊為150噸履帶式吊車配合對鋼筋籠進(jìn)行起吊。
(6)鋼筋籠十字鋼對接措施.因下部鋼筋籠為起吊構(gòu)造用,伸到連續(xù)墻槽底標(biāo)高,十字鋼板設(shè)計要求與構(gòu)造鋼筋連接伸到槽底,該位置的十字鋼板制作按照設(shè)計與構(gòu)造鋼筋焊接成整體,吊裝用構(gòu)造鋼筋與連續(xù)墻主筋用對接套筒連接,鋼筋籠一次性制作成型,吊裝時將套筒擰開,分2次吊放,在導(dǎo)墻上進(jìn)行主筋的對接,十字鋼板對接焊。
(7)鋼筋籠定位措施。采用8根Φ40鋼筋作為施工吊筋,依據(jù)導(dǎo)墻標(biāo)高和設(shè)計墻頂標(biāo)高計算好吊筋尺寸,擱置在到導(dǎo)墻上。吊筋設(shè)置位置一般在主吊桁架處(詳見吊裝配筋圖)。
4地下墻主要施工工藝
4.1導(dǎo)墻施工
①導(dǎo)墻形式。均采用“┐┎”形結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土導(dǎo)墻,兩導(dǎo)墻間凈空寬度根據(jù)地下墻厚度1000mm厚最大為1040mm,高度不少于2.0m。如遇到有電力管線等地下管道,局部地區(qū)采用土體置換加水泥攪拌加固,以保證成槽順利。兩側(cè)導(dǎo)墻之間以10cm的方木進(jìn)行支撐,也可用20cm×20cm鋼筋混凝土進(jìn)行支撐。
②導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)措施。在保證成槽位置的準(zhǔn)確性和垂直精度方面,導(dǎo)墻的施工質(zhì)量有著極為重要的作用。由于路面大型設(shè)備較多,路面和導(dǎo)墻需要承受較大重量。在此情況下必須防止導(dǎo)墻施工后凈寬和位置出現(xiàn)超出規(guī)范的變形,對地下連續(xù)墻質(zhì)量產(chǎn)生不利影響,因此對導(dǎo)墻支撐要求校高。支撐的具體做法:在導(dǎo)墻拆模后,方木支撐撐起,也可用20cm×20cm鋼筋混凝土進(jìn)行支撐。導(dǎo)墻混凝土標(biāo)號為C40,導(dǎo)墻墻板厚度為30cm(迎土側(cè)導(dǎo)墻厚度為35cm),配置Ф12@150鋼筋網(wǎng)片一層,導(dǎo)墻和路面混凝土共同澆灌,以形成一整體。
4.2泥漿制備與調(diào)整
(1)泥漿材料。本地下連續(xù)墻工程采用下列材料配制護(hù)壁泥漿:①膨潤土:200目商品膨潤土。②水:自來水。③分散劑:純堿(Na2CO3)。④增黏劑:CMC(高粘度,粉末狀)。
(2)泥漿性能指標(biāo)及配合比設(shè)計。
① 新鮮泥漿的各項性能指標(biāo)將下表1:
表1 新鮮泥漿性能指表
項目粘度(S)比重PH值
指標(biāo)20~231.04~1.058~9
②新鮮泥漿的基本配合見下表2:
表2 新鮮泥漿配合比表
泥漿材料膨潤土純堿CMC自來水
1m3投料(kg)1164.51950
(3)制作及處理泥漿要點。①施工前應(yīng)對造漿粘性土進(jìn)行合理的選定,一般將膨脹土作為材料進(jìn)行造漿。在施工之前,通過試驗造漿性能和造漿率的方法進(jìn)行確定。②在施工場地內(nèi)對滿足施工使用的循環(huán)、配置以及凈化系統(tǒng)場地,在泥漿池內(nèi)對防護(hù)雨棚進(jìn)行設(shè)置,運用集水井和排水溝在施工場地內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用,避免雨水和地表水對泥漿造成污染。③施工過程中,槽內(nèi)泥漿面應(yīng)與地下水位相比超出 1.0m 以上,且不能低于導(dǎo)墻頂面0.5m。④施工現(xiàn)場應(yīng)存在足夠的泥漿儲備量,通常情況下與使用量相比,泥漿儲備量應(yīng)是其1.5~2倍最為適宜,促使成槽、清槽的需要得到滿足,且能夠在失漿出現(xiàn)大到應(yīng)急效果。⑤在每座泥漿池中都應(yīng)對處理池、沉淀池以及儲備池進(jìn)行應(yīng)用。⑥應(yīng)對泥漿進(jìn)行凈化回收,大到重復(fù)使用的作用。
4.3開挖槽段
(1)挖槽設(shè)備:開挖槽段采用金泰SG60A。成槽厚度:0.35~1.5m;成槽深度:100m;最大提升力:340KN;卷揚機(jī)單繩拉力:170KN;抓斗重量:15.0~30.0噸;總重量:92.1噸、
(2)選擇成槽機(jī)械。當(dāng)工程屬于軟土地基時,由于液壓抓斗機(jī)存在大自重以及施工振動,會容易造成塌孔現(xiàn)象出現(xiàn),因此不應(yīng)對其進(jìn)行使用。而多頭鉆機(jī)存在較小的自重,且施工中形成的振動小,因此在軟土地基中進(jìn)行使用最為合適。
4.4連續(xù)墻接頭施工
地連墻止水效果的好壞,關(guān)鍵看接縫位置質(zhì)量控制的到位與否,為了防止在連接幅、閉合幅成槽過程中型鋼內(nèi)殘留泥沙,埋下接縫滲漏水隱患,在施工過程控制中,地連墻成槽完畢除進(jìn)行槽段垂直方向的超聲波檢測外,同時對槽段平行方向型鋼垂直度、墻縫繞流進(jìn)行檢測,然后對接縫處型鋼進(jìn)行刷壁處理,上下反復(fù)多次進(jìn)行刷壁,每次提升到地面時,人工將鋼絲刷上大塊的雜物清理干凈,直到刷壁器上不再有殘留物時方可進(jìn)入下道工序施工,通過上述措施,確保了接縫在開挖過程中不出現(xiàn)滲漏水,開挖之后的效果。
4.5鋼筋籠制作
(1)鋼筋籠制作。鋼筋籠在胎膜上整幅制作成型,長度約為64.05m的地下墻鋼筋籠整體制作,分2段吊裝入槽,分段處采用套頭連接。鋼筋籠制作全部采用電焊焊接,不得用鍍鋅鐵絲綁扎。各種鋼筋焊接接頭按規(guī)定作拉彎試驗,試件試驗合格后,方可焊接鋼筋,制作鋼筋籠。按翻樣圖布置各類鋼筋,保證鋼筋橫平豎直,間距符合規(guī)范要求,鋼筋接頭焊接牢固,成型尺寸正確無誤。鋼筋籠在迎土面、開挖面合理設(shè)置保護(hù)層定位板,和鋼筋籠焊接牢固。按翻樣圖構(gòu)造混凝土導(dǎo)管插入通道,通道內(nèi)凈尺寸至少大于導(dǎo)管外徑5厘米,導(dǎo)管導(dǎo)向鋼筋必須焊接牢固,導(dǎo)向鋼筋搭接處應(yīng)平滑過渡,防止產(chǎn)生搭接臺階卡住導(dǎo)管。鋼筋籠質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)見下表3
表3 鋼筋籠質(zhì)量檢驗表
項 目允許偏差mm檢查頻率檢查方法
范圍點數(shù)
長度±50每
幅3尺量
寬度±20 3
厚度- 10 4
主筋間距±10 4在任何一個斷面連續(xù)量取主筋間距(1米范圍內(nèi)),取其平均值作為一點
兩排受力筋間距±10 4尺量
預(yù)埋件中心位置<20 4抽查
同一截面受拉鋼筋接頭截面積占鋼筋總面積≤50%(或按設(shè)計要求定) 觀察
(2)轉(zhuǎn)角幅鋼筋籠制作要求。對于拐角幅及特殊幅鋼筋籠除設(shè)置縱、橫向起吊桁架和吊點之外,另要增設(shè)“人字”桁架和斜拉桿進(jìn)行加強(qiáng),以防鋼筋籠在空中翻轉(zhuǎn)角度時以生變形。轉(zhuǎn)角幅鋼筋籠加強(qiáng)筋布置示意圖2:
圖2 轉(zhuǎn)角幅鋼筋籠加強(qiáng)筋布置示意圖
4.6澆灌墻體混凝土
(1)澆灌混凝土基本要求。地下連續(xù)墻深度較大也對混凝土導(dǎo)管剛度和導(dǎo)管接口的密水性提出了更高的要求。為此擬使用Q235鋼材制作,經(jīng)過耐壓實驗的Φ250混凝土絲牙導(dǎo)管。及其配套料斗、擱置梁等設(shè)備。
(2)混凝土灌注施工要點。①清槽完畢,泥漿經(jīng)檢查合格后,灌注混凝土之前要進(jìn)行沉碴厚度檢測。②混凝土灌注應(yīng)按照預(yù)先制定好的灌注方案操作,應(yīng)考慮備用設(shè)備及灌注前的設(shè)備試運行。③灌注混凝土?xí)r,要確保隔水球的位置、導(dǎo)管底端距離槽底的距離、儲料斗內(nèi)混凝土儲存量、灌注提管速度、間歇時間等項目符合預(yù)先制定的灌注方案要求。④灌注過程中要有技術(shù)人員定時進(jìn)行導(dǎo)管埋深以及混凝土面高度檢測,以判斷混凝土面的高差,以便于精確確定埋入混凝土中的導(dǎo)管深度以及需要拆管的數(shù)量。
4.7地下連續(xù)墻質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)
表4 地下墻質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)
項次項目質(zhì) 量 要 求檢 驗 方 法
1導(dǎo)墻垂直度1/500觀察檢查
2成槽垂直度1/300超聲波測壁儀
3槽深+100mm重錘測
4槽底沉渣厚≤100mm沉渣測量儀或探錘檢查
5鋼筋籠和預(yù)埋件的安裝安裝后無變形,預(yù)埋件牢固,標(biāo)高、位置及保護(hù)層厚度正確。±10mm觀察、尺量、水準(zhǔn)儀。探錘檢查和檢查施工記錄。
6混凝土塌落度180~220mm塌落度測定器
7裸露墻面表面密實無滲漏、孔洞、露筋、蜂窩面積不超過單元槽段裸露面積的2%。觀察和尺量檢查
8連接墻的接頭接縫處無明顯夾泥和滲水現(xiàn)象。觀察檢查
注:H—墻身mm;B—墻厚mm
5地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝
5.1鋼筋籠吊裝安排
地下連續(xù)墻分為3個剖面,最重鋼筋籠按照幅寬為6m的C—C剖面標(biāo)準(zhǔn)幅鋼筋籠,鋼筋籠最重約62.58噸,約為65m的地下墻鋼筋籠整體制作,分2段吊裝入槽,分段處采用套頭連接。安全起見進(jìn)行分段起吊,320T、150T吊車可滿足起吊。
5.2鋼筋籠起吊方法
鋼筋籠起吊采用一臺320噸履帶式起重機(jī)和一臺150噸履帶式起重機(jī)雙機(jī)抬吊法。吊裝鋼筋籠配備320噸履帶吊和150噸履帶吊各一臺,互相配合吊裝鋼籠入槽。用320噸履帶吊(主吊)和150噸履帶吊(副吊)雙機(jī)抬吊,將鋼筋籠水平吊起,然后升320噸主吊鉤、放150噸副吊鉤,最終由320噸將鋼筋籠凌空吊直。鋼筋籠起吊入槽時必須緩慢放下,切忌急速拋放,以防鋼筋籠變形或造成槽段坍方。320噸履帶吊在吊運鋼筋籠過程中必須使鋼筋籠呈豎直懸吊狀態(tài)。
圖3 鋼筋籠裝示意圖
5.3鋼筋籠吊裝技術(shù)措施
(1)鋼筋籠對接。鋼籠長度約64.05m,按照分幅,最大噸位65.58噸(包括索具),現(xiàn)擬定采用320噸及150噸履帶吊進(jìn)行雙機(jī)抬吊分截吊裝鋼筋籠入槽?,F(xiàn)將64.05米的鋼筋籠在分割成40米和24.05米的兩個鋼籠,上下截鋼筋籠采用接駁器對接的形式入槽。分割后上段鋼籠最大重量約53.49噸(含索具)。對接截面滿足同截面接頭數(shù)量不超過主筋數(shù)量50%,且錯開長度滿足35d要求。
(2)吊車配置。本工程以最大起重量不大于吊車在各種可能實際出現(xiàn)情況下的最弱極限起重量的0.8倍為原則設(shè)置。配置320噸履帶吊作為主吊,150噸吊車作為副吊,進(jìn)行雙機(jī)抬吊,主吊設(shè)置三道吊點,副吊設(shè)置二道吊點。
6結(jié)論
總之,在建筑基礎(chǔ)工程施工中,應(yīng)對連續(xù)墻的施工工藝及質(zhì)量進(jìn)行有效控制,結(jié)合施工工序及安全管理規(guī)定實施操作,促使良好且扎實的基礎(chǔ)得到打下,進(jìn)一步提升樓房建筑的整體基礎(chǔ)水平。
參考文獻(xiàn):
[1]從藹森,地下連續(xù)墻的設(shè)計施工與應(yīng)用,水利水電出版社,2012年2月
[2]史碩正,地下連續(xù)墻施工技術(shù)探討,城市建設(shè)理論研究,2011年第30期
[3]于連升,戚新玉,超深基坑地下連續(xù)墻施工的關(guān)鍵技術(shù)[J],福建建筑,2007年08期
[4]吳偉軍,超寬超深地下連續(xù)墻施工技術(shù)[J],建筑施工,2006年05期