于家堡枢纽站超深地下连续墙施工

热烈欢迎各位领导、明耀大专家莅临指导！于家堡枢纽站超深地下连续墙施工目录•一、工程概况•二、水文、地质情况•三、地下连续墙施工工艺•四、施工难点分析•五、成槽施工•六、超长超重钢筋笼吊装•七、混凝土浇筑的防绕流•八、施工检测•九、开挖后的整体效果•十、施工中的质量控制措施一、工程概况于家堡城铁车站距天津市区45公里，距北京145公里，座落于滨海新区的核心区，塘沽区海河北岸，于家堡半岛北端，是京津城际延长线上的新建终点车站，线路全长44.68公里。建成后，从于家堡站至北京站仅需50分钟，为滨海新区去往北京方向的客流提供了便捷的快速通道。中铁一局天津二建中建八局中铁十六局一标Z1、Z4线地下连续墙大部分为“一”字型标准幅，共184幅。标准幅宽5米，采用工字钢接头，墙厚1.2米，深61米。二标地连墙为T型，共103幅。T型槽段厚度为1米，直线段设计深度为61.1米，T型部分设计深度为38.9米。三标地下连续墙，共163幅。墙厚0.8米、1.0米、1.2米，墙深分别为23米、61米、61米。四标地下连续墙共计93幅，墙厚1.2米，深60米。社会停车场商业中心社会停车场B2线B2线Z1线Z1线B1线二、水文、地质情况潜水含水层第一承压含水层第二承压含水层相对隔水层相对隔水层水文地质层的划分承压含水层（⑥2至⑨4层）顶板最浅埋深为18.58m，下部埋深达到60.0m左右水文情况地质情况地质情况根据地质详勘报告，土层自上而下，依次分布有：杂填土,粉质粘土，粉土,粘土,淤泥质粉质粘土，淤泥质粘土,粉砂,细砂等。淤泥质土层粘土层粉砂、细砂层杂填土、粉土层粉土、粉质粘土层主要物理力学指标主要物理力学指标地质特征：1、上部淤泥质粉质粘土层处于流塑状态，极易发生蠕动和扰动，工程性质差；2、地面下25-60米范围内存在巨厚砂层；标贯值大（大于50），成槽困难。三、地下连续墙施工工艺现场地下连续墙施工采用液压抓斗成槽机、旋挖钻机、气举反循环设备进行成槽，钢筋笼采用一次性整体吊装下放，采用水下混凝土浇筑方法进行混凝土浇筑。导墙放样制作设备进场安装成槽护壁泥浆拌制液压抓斗成槽作业超声波壁面检测土方晾晒、外运清底换浆清孔清刷槽段接头吊放钢筋笼钢筋笼制作、质检混凝土供料准备安设混凝土浇筑导管水下浇筑墙体混凝土冲洗混凝土导管清理现场泥浆分类回收再生泥浆储存泥浆循环处理液压抓斗成槽机旋挖钻机气举反循环设备1、施作导墙2、成槽3、钢筋笼起吊4、钢筋笼入槽5、混凝土浇筑四、施工难点分析1、成槽深度大，且下部存在厚砂层（标贯值大于50，成槽效率急剧下降），成槽垂直度难以控制、效率低2、淤泥质土易塌槽3、砂性土层易塌槽4、钢筋笼长（标准段50米，素混凝土段10米）、自重大，起吊难度大，安全风险高5、墙幅形式多样，有“一”、“T”、“L”型，示范、施工难度大。虽然现场地下连续墙施工总体施工工艺与平常地下连续墙施工相同，但由于塘沽地区特殊的地质条件，以及地下连续墙61米的超深深度，现场地下连续墙施工在成槽和钢筋笼吊装工艺上存在以下的难点。针对以上成槽施工和钢筋笼吊装过程中的难点，分别采用不同的针对性措施进行施工。地层上下分布、交替出现五、成槽施工1、成槽深度大，厚砂层，成槽垂直度难以控制、效率低1）在成槽设备选型时，充分考虑设备性能对工程的满足程度。通过市场调研，采用金泰SG40A液压抓斗成槽机，进行成槽施工。该设备主要性能特点：设计成槽深度为70米，抓斗自重18吨，并配备先进的电子测量系统，对其深度及位置方向经显示屏幕准确地显示出来，可精确到0.01度。1.1“一”字型标准幅（一标段）2）现场配备经纬仪，由专业测量人员对成槽机液压抓斗悬吊吊索进行观测，检查其在成槽过程中的垂直度，发现偏差时及时纠偏。3）在选择成槽机操作人员时，选择具备操作资格证书并有两年以上操作经验的人员。因为操作人员对于成槽过程中成槽机的各种状态、参数判断的准确性和及时性，直接影响到成槽的效率和垂直度。1、成槽深度大，厚砂层，成槽垂直度难以控制、效率低4）根据试挖槽的经验，采用成槽机直接开挖能够保证槽壁的垂直度，开挖第一抓用时21个小时，开挖第二抓时开挖用了57个小时，第二抓时间过长的原因主要是第一槽段内没有土体，使抓斗抓土时受力偏斜，造成抓土困难。针对此原因，调整挖槽方式：首开幅“三抓”成槽。顺序幅“一钻两抓”成槽，闭合幅“三钻两抓”成槽。1、成槽深度大，厚砂层，成槽垂直度难以控制、效率低平面剖面2.8m2.8m2.8m0.8m2.2m1.2m首开幅：采用“三抓”成槽。顺序幅：采用“一钻两抓”成槽工艺。1、成槽深度大，厚砂层，成槽垂直度难以控制、效率低平面剖面闭合幅：采用“三钻两挖”工艺1、成槽深度大，厚砂层，成槽垂直度难以控制、效率低在地连墙施工顺序上打破传统依次顺序幅施工的常规做法，改为跳幅的施工顺序。跳幅施工的做法是在完成一幅地连墙后立即施工与之间隔的地连墙，并将先打的地连墙作为跳打首开幅，首开幅完成后再在两幅之间跳打闭合幅。1.2“T”字型标准幅（二标段）1、成槽深度大，厚砂层，成槽垂直度难以控制、效率低第一抓三抓成槽工艺示意图施工步骤二1000550010001800Φ1000引导孔施工步骤一三抓成槽工艺示意图28005500180010001000第二抓2700施工步骤三三抓成槽工艺示意图1000550010001800施工步骤五三抓成槽工艺示意图三抓成槽工艺示意图施工步骤四10005500100018001000550010001800第三抓Φ1000引导孔1、成槽深度大，厚砂层，成槽垂直度难以控制、效率低首开幅：首开幅采用“三抓两钻”成槽的方法1、成槽深度大，厚砂层，成槽垂直度难以控制、效率低闭合幅：闭合幅地连墙成槽采用“三抓一钻”成槽的方法，第一抓和第二抓施工完成后，在第三抓施工前采用旋挖钻机打设引导孔，再用液压成槽机进行挖槽施工，以提高挖槽效率。施工步骤一三抓成槽工艺示意图第一抓2800450019501060106010601060195045001700第二抓三抓成槽工艺示意图施工步骤二Φ1000引导孔施工步骤三三抓成槽工艺示意图第一抓1700450019501060106010601060195045002800第一抓三抓成槽工艺示意图施工步骤四Φ1000引导孔第一抓第二抓2800第三抓B1线西侧B1线南侧B1线东侧2、淤泥质土易塌槽根据对现场淤泥层埋深和厚度的统计，B1线淤泥层的最大埋置深度为-15.74m（高程），Z1线淤泥层的最大埋置为-15.07m（高程），为保证两侧淤泥质土在开挖过程中能够整体保持稳定，采用搅拌桩对其进行加固。Z1线北侧Z1线东侧Z1线南侧Z1线淤泥层层底最深处约地下16米深。B1线淤泥层层底最深处约地下17米深。地连墙搅拌桩加固2、淤泥质土易塌槽3、厚砂层易塌槽1)试挖槽过程中采用的新制泥浆比重为1.07~1.08，粘度为18~19S。在此泥浆指标下，成槽施工78个小时，成槽后静置48个小时，基本上无塌槽发生，满足要求。根据中铁建工试成槽结果和我项目试成槽结果，针对下部砂层采用适当增大泥浆比重的方法。2）由于地层内存在较厚的砂层，所以回收的泥浆采用除砂器进行除砂。再生泥浆受水泥、砂土等污染，如性能指标达到合格标准，可再利用；检验如指标不合格，应予废弃。3、厚砂层易塌槽比重粘度含砂率PH值新浆1.0722099m1.075300920m1.085230928.5m1.105232933m1.13223934.5m1.1222.84.5839m1.1419.196744m1.15198.5947m1.15207.9949m1.1352113951m1.172316961.3m1.2322.75299日期时间比重粘度含砂率PH值8.2421:241.119998.259:001.282530923:041.222013108.2615:201.2322.752998.288:301.282836911:301.3330309六、钢筋笼吊装地下连续墙标准幅钢筋笼长60米（结构段50米，构造段10米），止水工字钢板长60米，总重72吨。钢筋笼起吊过程中，如果钢筋笼发生较大塑形变形，将直接影响钢筋的入槽，对施工影响极大。现场施工过程中，通过以下措施，保证了起吊安全，有效控制了变形，使钢筋笼顺利入槽。加工平台钢筋笼工字钢对工字钢标高严格控制1、在布置钢筋笼加工平台时，对平台进行精准抄平。2、通过受力分析和过程模拟，分析出钢筋笼在起吊过程中的受力状态，合理布置吊点数量和位置，减小钢筋笼在起吊过程中的变形。共设主吊吊点6个，副吊吊点6个。以49.95米长、5米宽标准幅的首开、顺序幅为例，钢筋笼的吊点布置如下：49.95米标准幅钢筋笼首开幅吊点布置平面示意图纵向按：笼顶下3.1m+8.75m+8m+8.75m+8.75m+8.75m+8.75m；底部3.1m结余布置横断面按：1.035m+2.93m+1.035m布置主吊主钩位置吊点1吊点3吊点2吊点449.95米标准幅钢筋笼首开幅吊点布置横断面示意图首开幅：49.95米标准幅钢筋笼首开幅吊点布置平面示意图纵向按：笼顶下3.1m+8.75m+8m+8.75m+8.75m+8.75m+8.75m，底部3.1m结余横断面按：距工字钢板一侧0.5m+2.854m+1.646m49.95米标准幅钢筋笼首开幅吊点布置横断面示意图顺序幅：吊点2吊点4吊点1吊点3主吊主钩位置主吊副钩位置吊点5吊点6吊点7吊点8吊点9吊点10单位：m工字钢侧工字钢侧150t副吊位置吊点11吊点12吊点13吊点14吊点15吊点163、为减小钢筋笼吊装过程中的变形，对钢筋笼纵、横向均采用钢筋桁架进行加固，提高钢筋笼整体刚度。横向桁架全部采用φ42二级圆钢，按照纵向5米一道进行布置，吊点位置单独布置；纵向桁架全部采用φ25三级螺纹钢，横向间距1米，通长布置，之字形宽度1米，接头部位与钢筋笼主筋双面焊接。纵向桁架示意图双向之字形加固1米首开幅素混凝土段止水钢板加固顺序幅素混凝土段止水钢板加固4、为保证素混凝土段工字钢板稳定，针对首开幅、顺序幅分别采用不同方式进行加固。首开幅：采用三级28螺纹钢进行加固，按照4.5米间距分别设置三道横向桁架，每道采用3根三级28螺纹钢并排焊接，并在面层焊接斜向拉筋。顺序幅：延长钢筋笼部分主筋（有纵向桁架部分），形成三角加固区域，并设置纵横向桁架及斜向拉结筋。5、起吊钢筋笼时，先用300吨履带吊(主吊)和一台150吨履带吊(副吊)双机抬吊，将钢筋笼水平吊起，然后升主吊、放副吊，将钢筋笼凌空吊直。吊运钢筋笼单独使用300吨吊车(主吊)，必须使钢筋笼呈垂直悬吊状态。利用在导墙上标注的钢筋笼位置确定钢筋笼入槽定位的平面位置与高程偏差，并通过调整位置与高程，使钢筋笼吊装位置符合设计要求。专用吊具150t副吊钢筋笼头部1寸钢丝绳滑动葫芦横向桁架纵向桁架1寸钢丝绳专用吊具滑动葫芦纵向桁架300吊车主钩就位位置150吊车300吊车副钩钢筋笼300吊车主钩就位位置150吊车300吊车副钩钢筋笼吊挂初始状态大吊车副钩提起，小吊提离地面1米向大吊缓慢移动300吊车主钩就位位置150吊车300吊车副钩钢筋笼大吊主副钩继续提升，小吊保持离地距离向大吊缓慢移动300吊车主钩就位位置150吊车300吊车副钩钢筋笼大吊主副钩进一步提升，小吊保持离地距离向大吊缓慢移动6、为保证钢筋笼顺利入槽，主要采取以下措施：1）通过成槽后的超声波检测，确定槽段垂直度满足设计要求后再起吊钢筋笼；2）在下放过程中出现难以下放的情况时，上下错动钢筋笼；仍无法下放时将钢筋笼提起，用成槽机修槽后，再继续下放。七、混凝土浇筑防绕流1、设置防绕流铁皮防绕流铁皮工作原理示意图薄铁皮浇筑段未浇筑段2、钢筋笼及接头箱下放后，在接头箱背后回填沙袋填充空隙，砂石袋顶部放1-2节接头箱压实。灌注完成后，立即用成槽机抓挖工字钢背后，并用自制铲刀刷壁。回填示意图液压抓斗安装铲刀刷壁示意图八、施工检测1、槽段平面位置偏差检测——“全站仪”：用全站仪实测槽段两端的位置，两端实测位置线与该槽段分