施工現(xiàn)場主要包括三個部分:地下連續(xù)墻成墻區(qū);泥漿系統(tǒng)區(qū);鋼筋籠加工區(qū)。三個區(qū)域由便道相連,泥漿系統(tǒng)管路要布置到地下連續(xù)墻成墻區(qū)。根據(jù)地質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點,本工程的地連墻施工采用“抓銑結(jié)合”成槽工藝,即淺層粉砂與黏土復合地層采用液壓抓斗成槽,進入巖層后換用銑槽機進行成槽施工。
為了盡量減少泥漿系統(tǒng)的占地面積,采用泥漿筒倉與現(xiàn)筑泥漿池相結(jié)合的泥漿系統(tǒng),泥漿的拌制、篩濾和循環(huán)主要在泥漿池中完成,儲存主要靠泥漿筒倉。泥漿筒倉分為 2 個相互不聯(lián)通的系統(tǒng),筒倉組 A 存放成槽泥漿,筒倉組B 儲存的泥漿專門用于清底換漿。
■ 鋼筋加工區(qū)
地連墻鋼筋籠加工區(qū)原則上設(shè)立在地連墻成槽區(qū)附近,便于鋼筋籠的運輸和安裝。加工場地在壓實原地面的基礎(chǔ)上,鋪設(shè)碎石,澆筑混凝土面層。加工場地尺寸按照最長幅段鋼筋籠尺寸設(shè)置,鋼筋籠以單元槽段為單位整體加工,場地能同時加工兩個槽段的鋼筋籠。在鋼筋加工場地附近設(shè)置原材料存放區(qū)、半成品加工區(qū)、鋼筋籠堆放區(qū)。
第二部分 施工工藝
■ 導墻制作
導墻是保證地下連續(xù)墻位置準確和成槽質(zhì)量的關(guān)鍵,在施工期間,導墻經(jīng)常承受鋼筋籠、澆注砼用的導管、機械設(shè)備等靜、動荷載的作用,因而必須認真設(shè)計和施工,才能進行地下連續(xù)墻的正式施工。作用◆ 給成槽機成槽提供導向; ◆ 儲存泥漿和防止槽口坍塌;◆ 作為施工時水平與垂直測量的基準;導墻一般采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),也有鋼制的或預制鋼筋混凝土的裝配式結(jié)構(gòu)。根據(jù)不同土質(zhì)特點進行設(shè)計施工。
◆ 測量定位、管線刨驗根據(jù)圖紙坐標測量放樣出主體結(jié)構(gòu)外邊線,通過外邊線反出導墻中心線和邊線位置,導墻中心線位置和地連墻中心線位置重合。測出地面高程,根據(jù)圖紙要求測出深度,從而進行導墻開挖。由于基坑開挖時地下 連續(xù)墻在外側(cè)土壓力作用下產(chǎn)生向內(nèi)的位移和變形,為確保后期基坑結(jié)構(gòu)的凈空符合要求,導墻中心線一般會采取外放,外放量根據(jù)設(shè)計要求以及結(jié)構(gòu)深度綜合確定。
◆ 導墻設(shè)置高出地下水位1.5m,墻趾進入原狀 土層300mm以上,導墻底標高低于地連墻頂標 高20cm以上。如導墻施工區(qū)域原狀土受到破壞、土質(zhì)松散,墻趾無法進入堅實 原狀土層,導墻修筑前進行土體加固。◆ 根據(jù)管線圖分布圖上管線位置,對需切改管線區(qū)域上方路面進行破除。并對管線具體位 置進行探測。管線破除后,對廢氣管線截面進行封堵,該區(qū)域用水泥土進行回填。
混凝土強度達到5mpa后拆除模板。拆模后立即再次檢查導墻的中心軸線和凈空尺寸以及側(cè)墻砼的澆筑質(zhì)量, 如發(fā)現(xiàn)側(cè)墻砼侵入凈空或墻體出現(xiàn)空洞應(yīng)及時修鑿或封堵。模板拆除后立即架設(shè)木支撐,支撐上下各一道,呈梅花型布置,間距 1.0~1.5m。經(jīng)檢查合格后立即進行土方回填,防止導墻位移。在導墻的砼達到設(shè)計強度前,禁止任何重型機械和運輸設(shè)備在其旁邊通過,同時在導墻頂翼面上用紅油漆作好分幅線并標上幅號,導墻施工縫與地下墻接縫錯開。
■ 鋼筋籠制作
根據(jù)鋼筋籠設(shè)計圖紙,在制作前繪制鋼筋籠的加工圖。并根據(jù)導管的布置要求,預先留好澆注導管的位置。兩根注漿管根據(jù)設(shè)計焊接在鋼筋籠的適當位置上。鋼筋接駁器根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的布置圖設(shè)置在鋼筋籠上?;颖O(jiān)控組件根據(jù)設(shè)計需要預埋在鋼筋籠的上的。所有預埋件要安裝準確?,F(xiàn)在常用的柔性接頭地連墻鋼筋籠加工流程一般為:鋼筋加工平臺搭設(shè)——底層水 平筋與接頭固定——底層主筋與水平筋固定——縱向桁架——橫向桁架——頂層主筋—— 頂層分布筋——吊點加固、接頭筋。
鋼筋籠加工平臺應(yīng)具有較強剛度和穩(wěn)定性,防止鋼筋籠在平臺加工時因自重產(chǎn) 生變形。實際操作上,可采用槽鋼、工字鋼等型材配合鋼筋焊接加工成平臺,平臺 長度根據(jù)鋼筋籠長確定。為了防止鋼筋籠在起吊過程中產(chǎn)生不可復原的變形,各種形狀鋼筋籠均設(shè)置縱、橫向桁架筋,施工中桁架筋嚴格按照設(shè)計和規(guī)范要求進行焊接以保證鋼筋籠自身剛度。
◆ 監(jiān)測所需預埋的如測斜管、聲測管、土壓力計等設(shè)備在地連墻鋼筋籠制作時進行合理布設(shè),避免與后續(xù)混凝土導管沖突,所有外露的纜線必須穿設(shè)套管固定并包裹嚴密,防止在鋼筋籠吊裝、澆筑砼過程中產(chǎn)生移位、管內(nèi)進漿導致監(jiān)測工作無法進行。◆地下連續(xù)墻的鋼筋接駁器是連續(xù)墻鋼筋施工的同時,根據(jù)以后地下結(jié)構(gòu)樓板的標高要求,為以后地下連續(xù)墻和樓板整體連接而預埋在地下連續(xù)墻鋼筋籠上的接駁件,基坑開挖后,預埋的接駁器普遍存在接駁器銹蝕、絲牙破壞、方位角偏差大造成接駁器和結(jié)構(gòu)主筋無法連接、擰不到位、連接困難等狀況,造成部分接駁器無法和主體結(jié)構(gòu)的鋼筋連接,影響結(jié)構(gòu)墻板的整體性,常常需要另行植筋再連接。
◆ 原因分析① 鋼筋籠本身的平整度不夠,接駁器和分布筋是點接觸,定位難控制,焊接處易產(chǎn)生變形。② 基坑開挖后地下連續(xù)墻鑿毛時破壞了接駁器的絲牙。③ 鋼筋籠吊裝入槽過程中和導墻摩碰造成接駁器掉蓋。④ 接駁器預留設(shè)沒有考慮鋼筋籠的沉降。通過對接駁器施工易出現(xiàn)的質(zhì)量問題, 考慮兩點接駁器施工質(zhì)量的改進,克服接駁器定位偏差和絲牙破壞、銹蝕等弊病?!?要確保接駁器定位精確、滿足施工要求,就必須做到接駁器在鋼筋籠上焊接固定前,就將接駁器先定位控制好,而后焊接固定。所以,解決的方案是增加接駁器“定位卡”裝置。可采用角鋼。在鋼筋籠接駁器標高處水平點焊角鋼,替代傳統(tǒng)的拉線方法。接駁器的高低控制以角鋼的邊線為標準。接駁器搭靠在角鋼的一個平面上,定位后焊接固定?!?設(shè)計條形的封蓋板似“L”狀。接駁器的單獨封蓋擰到位置后,將條形封蓋板沿接駁器的連線方向插入。一般采用鋁彩鋼板做成條形替代,沿接駁器連線方向封蓋,細鐵絲擰緊。鑿地下連續(xù)墻保護層時,理論上接駁器段的保護層也會成條片狀掉下。
鋼筋籠起吊
鋼筋籠的起吊通常采用履帶式起重機進行,因為鋼籠起吊后,起重機需要將垂直吊起的鋼籠運輸至孔口進行下放。鋼筋籠的起吊與安放應(yīng)根據(jù)其重量與長度,選擇匹配的吊車,一般采用單機起吊和雙機抬吊方式,由專人統(tǒng)一指揮。入槽時應(yīng)徐徐下降、平穩(wěn)入槽,不得強行快速下放,入槽后應(yīng)根據(jù)測定的導墻高程準確控制籠頂標高。
鋼筋籠吊裝的注意要點⑴ 吊裝鋼筋籠前,吊裝前施工方案必須進過專家論證,應(yīng)對鋼筋籠進行“質(zhì)量三檢”,并填寫“隱蔽工程驗收單”,請監(jiān)理驗收簽證,否則,不能進行吊裝作業(yè)。⑵ 吊裝鋼筋籠前,應(yīng)搞清開挖面方向,因為開挖面與臨土面的配筋往往是不對稱的,如搞錯,則受力條件完全相反了。⑶ 如果用履帶式起重機長距離吊運鋼筋籠,鋼筋籠必須呈垂直懸空狀態(tài)。⑷吊裝拐角形鋼筋籠時,應(yīng)設(shè)置“人字形”桁架,并增加一些特殊的斜拉桿加強其剛度,防止鋼筋籠變形,待鋼筋籠下槽時,再漸次拆除。
■ 鋼筋籠下設(shè)
鋼筋籠制作完成后在起吊前檢查所有埋設(shè)的埋件、鋼筋接駁器的數(shù)量和位置以及監(jiān)測設(shè)備安裝是否準確,符合質(zhì)量標準要求后方能起吊入槽。在鋼筋籠吊放前要再次復核導墻上4個支點的標高,精確計算吊筋長度,保證鋼筋籠位置的準確。在鋼筋籠下放到位后,由于吊點位置與測點不完全一致,吊筋會拉長等,會影響鋼筋籠的標高,應(yīng)立即用水準儀測量鋼筋籠的籠頂標高,根據(jù)實際情況進行調(diào)整,將籠頂標高調(diào)整至設(shè)計標高。
在鋼筋籠下設(shè)時,對準槽段中心軸線,吊直扶穩(wěn),緩緩下沉,避免碰撞孔壁。下節(jié)鋼筋籠下到孔口時,采用加強的槽鋼將鋼筋籠的加強頂部穩(wěn)固住并架立在導墻上。然后起吊上節(jié)鋼筋籠,豎直后,使上、下節(jié)各主筋一一對上,用U型卡扣進行連接。在鋼筋籠接近至預定高程時,檢查籠體平面位置,如超出標準,則進行調(diào)整。當鋼筋籠下設(shè)到預定高程時,用槽鋼將鋼筋籠架立在導墻上,并用水準儀校準槽鋼的頂面高程,確保在同一個水平面上。
鋼筋籠制作要求
1、鋼筋籠加工場地和制作平臺應(yīng)平整,分節(jié)制作的鋼筋籠在同胎制作時應(yīng)試拼裝,采用焊接或機械連接,主筋接頭搭接長度應(yīng)滿足設(shè)計要求,搭接位置應(yīng)錯開50%。三級鋼及Φ25以上的二級鋼應(yīng)采用機械連接。
2、鋼筋籠起吊桁架應(yīng)根據(jù)鋼筋籠起吊過程中的剛度及整體穩(wěn)定性的計算結(jié)果確定。
3、鋼筋籠主筋交點應(yīng)50%并應(yīng)均勻分布點焊,主筋與桁架及吊點處應(yīng)100%點焊。
4、鋼筋籠應(yīng)設(shè)保護層墊板,縱向間距為3m~5m,橫向設(shè)置2塊~3塊;定位墊板宜采用4mm~6mm厚鋼板制作成“”型,與主筋焊接。
鋼筋籠的吊裝要求
1、吊車的選用應(yīng)滿足吊裝高度及起重量的要求,主吊和副吊應(yīng)根據(jù)計算確定。
2、鋼筋籠吊點布置應(yīng)根據(jù)吊裝工藝和計算確定,并應(yīng)進行鋼筋籠整體起吊的剛度等安全驗算,按計算結(jié)果配置吊具、吊點加固鋼筋和吊筋等。吊筋長度應(yīng)根據(jù)實測導墻標高確定。
3、鋼筋籠起吊前應(yīng)檢查吊車回轉(zhuǎn)半徑600mm內(nèi)無障礙物,并進行試吊。
4、鋼筋籠吊放時應(yīng)對準槽段中心線緩慢沉入,不得強行入槽。
5、鋼筋籠的迎土面及迎坑面朝向應(yīng)正確放置,嚴禁反放。
6、鋼筋籠應(yīng)在清基后及時吊放。
7、異形槽段鋼筋籠起吊前應(yīng)對轉(zhuǎn)角處進行加強處理,并隨入槽過程逐漸割除。
鋼筋籠制作質(zhì)量控制
1、鋼筋制作平臺的平整度應(yīng)控制在20mm以內(nèi)。
2、鋼筋籠安裝誤差應(yīng)小于20mm。3、鋼筋籠制作允許偏差應(yīng)符合下表的規(guī)定。
■泥漿制備
通過泥漿對槽壁施加壓力以保護挖成的深槽形狀不變,灌注混凝土時把泥漿置換出來。泥漿材料通常由膨潤土、水、化學處理劑和一些惰性物質(zhì)組成。作用◆形成不透水的泥皮,防止地下水的滲水和槽壁的剝落,保持槽壁穩(wěn)定◆冷卻和潤滑機具◆懸浮土渣和將土渣攜帶出地面根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件,一般泥漿采用膨潤土泥漿,其材料組成有膨潤土、CMC(纖維素)、Na2CO3(純堿)、水。
■ 質(zhì)量管理
在地下連續(xù)墻施工過程中,因各種因素影響,會導致泥漿性質(zhì)劣化,其主要原因有:由于形成泥皮消耗了泥漿,由于地下水或雨水稀釋了泥漿,粘土細顆?;烊肽酀{,砼中的鈣離子混入泥漿,土中或地下水的陽離子混入泥漿。
◆ 地連墻施工2~3幅作為試驗段,通過試驗段了解成槽、清孔泥漿的比重、粘度等性能指標,對后續(xù)地連墻施工中泥漿配合比進行調(diào)整優(yōu)化。
◆ 泥漿制作中每班進行二次質(zhì)量指標檢測,新拌泥漿存放12小時使其充分膨脹后進行使用,并在泥漿池須不斷用泥漿泵攪拌。
◆ 在成槽過程中,泥漿面必須高出地下水位0.5m,定時對槽內(nèi)泥漿進行檢測,還需充分注意周圍環(huán)境條件對泥漿質(zhì)量的影響,如地下水位變化,排出渣土的土質(zhì)與原勘探的地質(zhì)情況存在差異,防止泥漿溢流流向?qū)ν鈧?cè),防止雨水和地面水流入溝槽內(nèi)。
◆ 成槽后泥漿在槽內(nèi)靜置時間較長,槽內(nèi)泥漿易降低質(zhì)量,懸浮在泥漿中的土渣會沉淀,從而使泥漿比重減小,會使形成的泥皮薄弱而且防滲性差。因此在泥漿靜置時間,向槽內(nèi)適當補充一些新拌制的泥漿并定期進行質(zhì)量檢測。
◆ 被使用過的泥漿通過除砂器,將土顆粒和碎石塊除去,然后把干凈的泥漿 重新輸送回到槽中。在成槽完成后,將銑槽機放到槽底,抽換使用過的泥漿,并通過除砂器循環(huán)利用,同時將新鮮的泥漿供送到槽的上部。這個過程一直持續(xù)到泥漿能夠滿足吊裝鋼筋籠和澆筑 砼的指定標準。
■ 成槽施工
地連墻成槽設(shè)備的選型是造孔施工工藝中關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié),必須針對實際工程的地質(zhì)、工期、孔深、混凝土水下澆筑、造價等方面的要求進行總體概況分析,科學合理的進行比選, 初步確定成槽設(shè)備基本形式,尤其對工程地質(zhì)狀況應(yīng)作深入細致的分析,并提取各個地段的關(guān)鍵地質(zhì)數(shù)據(jù),預測各種可能出現(xiàn)的施工難點,制定應(yīng)對措施,并以此作為重要依據(jù)確定成槽設(shè)備的具體形式、功能、構(gòu)造及其它參數(shù)等。根據(jù)地質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點,本工程地連墻采用“抓銑結(jié)合”成槽工藝,即淺層粉砂與黏土復合地層采用液壓抓斗成槽,進入巖層后換用銑槽機進行成槽施工。由于本工程連續(xù)墻接頭特點,成槽施工采用順槽法,根據(jù)槽段長度與成槽機的開口寬度,確定出首開幅和閉合幅,保證成槽機切土時兩側(cè)鄰界條件的均衡性,以確保槽壁垂直。
■ 按施工順序可分為首開幅、連續(xù)幅及閉合幅3 種類型◆ 首開幅液壓抓斗開槽→雙輪銑開挖→兩端下放安裝CWS 接頭→換漿除碴→鋼筋籠吊裝→砼澆筑→首開幅完成。
◆ 連續(xù)幅液壓抓斗開槽→雙輪銑開挖→拔出已施工幅一側(cè)CWS 接頭→下放安裝另一側(cè)CWS →換漿除碴→鋼筋籠吊裝→砼澆筑→本幅完成?!?閉合幅 液壓抓斗開槽→雙輪銑開挖→拔出兩端CWS 接頭→換漿除碴→鋼筋籠吊裝→砼澆筑→本幅完成。
◆ 液壓抓斗成槽施工首先使用液壓抓斗進行槽段開挖,液壓抓斗的沖擊力和閉合力足以抓起強風化巖以上各層,在成槽過程中,嚴格控制抓斗的垂直度及平面位置,尤其是開槽階段。仔細觀察監(jiān)測系統(tǒng),X、Y軸任一方向偏差超過允許值時,立即進行糾偏。抓斗沿地連墻中心軸線入槽,機械操作要平衡。并及時補入泥漿,維持導墻中泥漿液面穩(wěn)定 。
◆ 雙輪銑換用銑槽機成槽時首先用較快的銑削速度將抓斗已經(jīng)挖好的孔重新再銑一遍,修復抓斗成槽槽段;遇到巖層后降低銑削速度,完成巖層的成槽。雙輪銑槽機工作原理為反向循環(huán)原理。挖掘時兩個銑輪連續(xù) 的切削下面的泥土和巖石然后把它們卷上來并破碎成小塊,再在槽中與穩(wěn)定的泥漿混合后將它們 吸進泵里面。裝在真空盒上面的離心泵,將這些含有碎塊的泥漿泵進一個循環(huán)設(shè)備,在那里通過 一個振動系統(tǒng) ,將泥土和巖石碎塊自泥漿中分離,處理后干凈的泥漿重新抽回槽中循環(huán)使用。
成槽過程中通過銑頭上的傳感器采集各類數(shù)據(jù),分析雙輪銑槽機的工作狀態(tài)(銑頭的偏直狀況、銑削的深度、銑頭受到的阻力),并進行相應(yīng)的操作。根據(jù)不同土層設(shè)置銑頭的下降速度,通過控制銑頭所受的壓力來減少刮刀的磨損,并加快成槽速度。當銑削硬土層時,銑頭的下降速度要放慢(避免銑頭底部的輪軸受到過大的壓力而造成硬石損壞輪軸上刮刀的合金部分),并作上下小幅運動,讓銑輪上刮刀的合金部分能有效地銑削硬土層,破碎的石塊能盡快地被吸走。在地層多變地區(qū),銑頭在銑削時往往會使前后、左右的刮刀產(chǎn)生受力不同的情況,造成銑頭傾斜,從而引起槽孔的偏斜。此時,操作員需要及時通過控制液壓千斤頂系統(tǒng)伸出或縮回安裝在左右導向板和前后的糾偏板,調(diào)整銑頭的姿態(tài),并調(diào)慢銑頭下降速度,從而有效地控制槽孔的垂直度。
終孔后,進行槽孔驗收。終孔驗收的項目有深度、寬度和孔形,采用超聲波測井儀進行測量。超聲波測井儀可同時測繪X軸和Y軸兩個方向的孔形,快捷方便、精度高。若達不到設(shè)計要求精度,則進行相應(yīng)處理合格后再進行下一道工序。
◆ 地連墻接頭
目前國內(nèi)應(yīng)用較廣泛的接頭形式主要有鎖口管接頭、工字鋼接頭、十字鋼板接頭和銑接接頭等,各自施工工藝流程及優(yōu)缺點不同,根據(jù)以往的施工經(jīng)驗,地下連續(xù)墻接頭漏水的主要原因是施工縫成型不好,混凝土不密實原因造成。舉兩例,采用鎖口管接頭時,鎖口管接頭拔出的時機與混凝土凝結(jié)時間密切相關(guān),過早,混凝土強度不夠容易坍塌,過晚,起拔阻力太大拔出困難,在起拔過程中容易才成混凝土接頭截面收到破壞,成型質(zhì)量不高,混凝土不密實,則產(chǎn)生漏水。另一種工字鋼接頭與十字鋼板接頭都為剛性接頭,適用于土質(zhì)條件較差的地層,防水性能較鎖口管有較大的提高,但是施工用鋼量大造成地連墻鋼筋籠自重較重且工程造價較高。
上述幾種接頭方式主要的施工控制點在防止接頭混凝土繞流的問題上,常規(guī)的工藝就是堵,堵頭一定要插到底,堵頭背后一定要回填密實。但從實際來看,填充密實效果難以保證,新舊槽段界面雖然用刷壁器多次清刷,但依然會留下夾泥,導致該處混凝土不密實,產(chǎn)生漏水。
接頭管(箱)施工應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 接頭管(箱)及連接件應(yīng)具有足夠的強度和剛度。
2 接頭管(箱)進場后在首次使用前,應(yīng)在現(xiàn)場進行組裝試驗。
3 接頭管(箱)應(yīng)露出導墻頂1.5m~2.0m以上。
4 接頭管(箱)的吊裝應(yīng)垂直緩慢下放,嚴格控制垂直度。
5 接頭管(箱)背后應(yīng)填實。
6 接頭管(箱)在混凝土灌注初凝后開始提升,每30min提升一次,每次50mm~100mm,應(yīng)在混凝土終凝前全部拔出。
7 接頭管(箱)起拔應(yīng)垂直、勻速、緩慢、連續(xù),不應(yīng)損壞接頭處的混凝土。8 接頭管(箱)起拔后應(yīng)及時清洗干凈。
刷壁和清基
挖槽過程中殘留在槽內(nèi)的土渣以及吊放鋼筋籠時從槽壁上刮落的泥皮等都要堆積在槽底。挖槽結(jié)束后,懸浮在泥漿中的土顆粒也將逐漸沉淀到槽底。澆筑地下連續(xù)墻之前,必須清除以沉渣為主的槽底沉淀物,這項工作稱為清底。清底的基本方法有置換法和沉淀法兩種。置換法是在挖槽結(jié)束之后,立即對槽底進行認真清掃,在土渣還沒有沉淀之前就用新泥漿把槽內(nèi)泥漿置換出槽外。沉淀法在土渣沉淀到槽底之后進行清底,一般是在插入鋼筋籠之前或之后清底,但后者受鋼筋籠妨礙,不可能完全清理干凈。
清除槽底沉渣的方法有:①吸泥泵排泥法;②空氣升液排泥法;③帶攪動翼的潛水泥漿泵排泥法;④水輪沖射排泥法;⑤抓斗直接排泥法。在這些方法中,前三種是常用的方法。
刷壁與清基的要求1、成槽后,應(yīng)對相鄰段混凝土的端面進行清刷,刷壁應(yīng)到底部,刷壁次數(shù)不得少于20次,且刷壁器上無泥。2、刷壁完成后應(yīng)進行清基和泥漿置換。3、 清基宜采用泵吸法使槽底沉渣及泥漿指標滿足要求為止。