地下连续墙施工质量控制交流

地下连续墙施工质量控制交流浙江省大成建设集团有限公司姜天鹤2016年4月22日地下连续墙施工技术概述什么叫地下连续墙？在地面上用特殊的挖槽设备，沿着开挖工程的周边，在泥浆护壁的情况下，开挖一条狭长的深槽，在槽内放置钢筋笼并进行泥浆下浇灌混凝土，筑成一段钢筋混凝土墙段。然后将若干槽段连接成整体，形成一条连续的地下墙体的方法。主要有2个突出优点：1.对周围环境影响小；2.施工噪音和振动小。为什么地下连续墙在城市修建地下工程中得到广泛应用？优点•适用于多种土质情况•振动小、噪声低，利于城市建设的环境保护•能在建筑物、构筑物密集地区施工•能兼作临时设施和永久的地下主体结构•结合“盖作法”施工，对地面影响较小局限性和缺点•不适用承压水头高的砂砾层或很软的粘土•施工现场组织管理不善，可能会造成现场潮湿和泥泞•在土层条件特殊，易出现不规则超挖和槽壁坍塌•墙面较粗糙，平整处理增加了工期和造价•需有专用施工机具和具有一定技术水平的专业施工队伍施工流程框图地下连续墙施工稳定性分析1、地下连续墙受力特点入土深、刚度大、施工过程工况多、兼作临时和永久性结构，施工与使用2种情况的结构稳定性情况。几种典型施工和使用阶段的工作状态槽段开挖泥浆起到护壁作用，施工重点为槽壁的稳定性。连续墙已浇注形成，作为基坑开挖前的初始受力状态基坑第一层土方开挖，连续墙处于悬臂状态，关注点为悬臂强度和地面侧位移。基坑开挖中有横支撑时连续墙的受力状态，稳定分析为结构强度、基坑稳定和变形大小。基坑开挖结束，浇注底板前的工况，稳定分析为估算基坑隆起、防止管涌、流砂和整体失稳。工程竣工，连续墙为结构的一部分，验算水土压力、地面荷载共同作用下的强度和变形。2、地下连续墙挡土结构体系破坏形式结构体系组成：墙体、支撑、墙前后土体共同作用的受力体系。受力变形状态：与基坑形状、尺寸、墙体和支撑刚度、墙体入土深度、土体的力学性能、地下水、施工程序和开挖方法等有关。破坏形式分为：稳定性破坏、强度破坏两类。整体失稳基坑底隆起失稳管涌及流砂失稳（1）稳定性破坏主要有下图3类。（2）强度破坏（有3类）①支撑强度不足或压屈支撑强度不足或刚度太小，侧向水土压力作用下引起墙体上部或下部变形过大，导致支护系统破坏。②墙体强度不足水土压力作用，弯矩超过墙体的抗弯能力，导致墙体大裂缝或断裂破坏。③变形过大刚度不足，在荷载作用下，变形过大或墙体渗水漏泥，引起墙后土层过大变形导致基坑外地表沉降或水平位移过大，导致基坑周围的地下管线断裂或邻近建筑物破坏3、地下连续墙施工可能发生的破坏主要考虑的内容：明确施工和使用各工况荷载，即作用于地下连续墙上的水土压力、上部垂直荷载；计算入土深度，满足抗管涌、隆起、整体失稳、承载力；验算开挖槽段槽壁稳定，调整槽段长、宽、深度；结构体系（墙体、支撑）内力分析和变形验算；检算和监测施工对周围环境影响，墙顶位移、地面沉降。连续墙施工设备选型图7：液压抓斗成槽示意图（应根据地下连续墙厚度、深度、地质条件、设计要求选择）施工准备地下墙施工结束泥浆系统设置新鲜泥浆配制泥浆贮存供应回收槽内泥浆测量放样挖槽机组装土方外运钢筋笼制作商品砼供应浇灌墙体砼导墙制作槽段挖掘成槽质量检验清沉渣吊装钢筋笼放置砼导管劣化泥浆处理吊装接头箱刷壁地下连续墙施工工艺流程图导墙施工工艺流程图导墙结构和施工技术措施在保证成槽位置的准确性和垂直精度方面，导墙的施工质量有着极为重要的作用。由于路面大型设备较多，路面和导墙需要承受较大重量。在此情况下必须防止导墙施工后净宽和位置出现超出规范的变形，对地下连续墙质量产生不利影响，因此对导墙支撑要求校高。为了使导墙具有足够的刚度与良好的整体性，一般工程导墙采用现浇钢筋混凝土结构，混凝土采用C20~C25。导墙基底为100mm厚C10素混凝土垫层，导墙顶部要暂时用施工钢筋混凝土板将导墙连接起来，以确保导墙的稳定。导墙拆模后，应及时加设墙间支撑，采用100x100mm方木支撑，水平间距1500mm，上下各一道。见下图800厚地下连续墙导墙制作详图导墙钢筋网片安装导墙支模加固•导墙混凝土自然养护到75％设计强度以上时，方可进行成槽作业，在此之前禁止车辆和起重机等重型机械靠近导墙。技术要求见下表导墙技术要求表项目名称允许偏差使用仪器导墙侧面垂直度偏差5mm经纬仪轴线偏差±10mm经纬仪墙顶标高偏差5mm水准仪导墙内净宽840±10mm直尺导墙垂直度1/250直尺下连续墙工程采用下列材料配制护壁泥浆a)膨润土：200目商品膨润土；b)水：自来水；c）分散剂：纯碱（Na2CO3）；d）增黏剂：CMC（高粘度，粉末状）；泥浆材料项目粘度（S）比重PH值指标21～231.04～1.057～9新鲜泥浆性能指表新鲜泥浆配合比表泥浆材料膨润土纯碱CMC自来水1m3投料(kg)1164.51950一般情况下泥浆性能指标及配合比设计施工槽段施工槽段新鲜泥浆储存新鲜泥浆配置回收槽内泥浆粗筛分离泥浆劣化浆液处理沉淀池分离泥浆离心机分离泥浆加料拌制再生泥浆净化泥浆性能试劣化浆液净化泥浆泥浆系统工艺流程图泥浆制备地下墙成槽过程中应采取合适的泥浆指标，确保成槽稳定。泥浆配置方法图原料试验称量投料膨润土加水冲拌5分钟CMC和纯碱加水搅拌5分钟溶胀24小时后备用泥浆性能指标测定混合搅拌3分钟泥浆再生处理流程图泥浆比重测试泥浆PH值测试泥浆粘度测试泥浆含砂率测试泥浆管理标准图施工道路•连续墙施工阶段施工道路一般采用C20~C25砼，钢筋采用Φ14@200单层钢筋网片，施工道路宽10m，路面厚0.20m，沿地下墙内侧一圈布置，将路面与导墙、明沟筑成一体。200厚C20~C25钢筋砼300厚建筑硬垃圾压实素土或回填土夯实地下墙液压抓斗工法施工流程图地下连续墙施工接头按设计图纸。、地下墙分幅地下墙施工流程地下墙主要施工工艺流程图地下连续墙施工现场图•地下墙分幅及施工顺序根据本工程的地质条件、场地条件、施工工艺、施工进度等各项施工工况综合考虑，结合主体结构设计，进行合理分幅（确定：首开幅、闭合幅、连接幅），分幅要经围护设计及主体设计认可后方可施工，同时合理安排好施工顺序，以确保工程的顺利进行。•单元槽段的挖掘顺序用抓斗挖槽时，要使槽孔垂直，最关键的一条是要使抓斗在吃土阻力均衡的状态下挖槽，要么抓斗两边的斗齿都吃在实土中，要么抓斗两边的斗齿都落在空洞中，切忌抓斗斗齿一边吃在实土中，一边落在空洞中，根据这个原则，单元槽段的挖掘顺序为：①先挖槽段两端的单孔，或者采用挖好第一孔后，跳开一段距离再挖第二孔的方法，使两个单孔之间留下未被挖掘过的隔墙，这就能使抓斗在挖单孔时吃力均衡，可以有效地纠偏，保证成槽垂直度。②先挖单孔，后挖隔墙。因为孔间隔墙的长度小于抓斗开斗长度，抓斗能套往隔墙挖掘，同样能使抓斗吃力均衡，有效地纠偏，保证成槽垂直度。③沿槽长方向套挖。待单孔和孔间隔墙都挖到设计深度后，再沿槽长方向套挖几斗，把抓斗挖单孔和隔墙时，因抓斗成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整，保证槽段横向有良好的直线性。④挖除槽底沉渣。在抓斗沿槽长方向套挖的同时，把抓斗下放到槽段设计深度上挖除槽底沉渣。b)d、第三抓成槽第三抓第二抓c、第二抓成槽b)第一抓第一抓b)a)a、准备开挖的地下连续墙沟槽b、第一抓成槽成槽工艺流程图•挖槽机操作要领①抓斗出入导墙口时要轻放慢提，防止泥浆掀起波浪，影响导墙下面、后面的土层稳定。抓斗入槽、出槽应慢速、稳当，特别是刚开始成槽时，抓斗一定要保持垂直，并与导墙平行，遇到偏差根据成槽机仪表及实测的垂直度情况及时纠偏，以使槽壁的轨迹达到最佳。②不论使用何种机具挖槽，在挖槽机具挖土时，悬吊机具的钢索不能松驰，定要使钢索呈垂直张紧状态，这是保证挖槽垂直精度必须做好的关键动作。③挖槽作业中，要时刻关注侧斜仪器动向，及时纠正垂直偏差。④单元槽段成槽完毕或暂停作业时，即令挖槽机离开作业段。•成槽过程中精度控制利用安装在液压抓斗上的探头，随时将偏斜的情况反映到通过探头连线在驾驶室里的电脑上，驾驶员可根据电脑上显示的四个方向及时掌握动态偏斜情况，如发生偏斜可启动液压抓斗上的液压推板，进行动态纠偏。通过成槽中不断进行准确的动态纠偏，能确保地下墙的垂直精度要求。•槽段检验①槽段检验的内容A、槽段的平面位置。B、槽段的深度。C、槽段的壁面垂直度。②槽段检验的工具及方法A、槽段平面位置偏差检测：用测锤实测槽段两端的位置，两端实测位置线与该槽段分幅线之间的偏差即为槽段平面位置偏差。B、槽段深度检测：用测锤实测槽段左中右三个位置的槽底深度，三个位置的平均深度即为该槽段的深度。C、槽段壁面垂直度检测：用超声波测壁仪器在槽段内左中右三个位置上分别扫描槽壁壁面，扫描记录中壁面最底部凸出量或凹进量（以导墙面为扫描基准面）与槽段深度之比即为壁面垂直度，三个位置的平均值即为槽段壁面平均垂直度。也可检测槽壁端头的垂直度。•超声波检测仪•刷壁（1）由于槽壁施工时，老接头上经常附有一层泥皮，会影响槽壁接头质量，发生接头部分渗漏水。（2）刷壁方法主要采用本单位自制重力式刷壁机，利用钢丝绳吊重锤作为导向使刷壁器在刷壁过程中能紧贴接头处，确保刷壁效果，另外在刷壁机内部设置斜肋板，在下放过程中，使泥浆对刷壁机的竖向力转换成一个水平分力，使刷壁机贴紧接头，反复几次，直到刷壁机上没有附着物。刷壁示意图（常用）采用抓斗上焊至铲刀进行刮铲工字钢间泥皮，达到清除接头泥皮的效果。刷壁铲刀示意图•清底清底的方法：清除槽底沉渣用沉淀法。（1）清底开始时间由于泥浆有一定的比重和粘度，土渣在泥浆中沉降会受阻滞，沉到槽底需要一段时间，因而采用沉淀法清底要在成槽结束一定时间之后才开始。（2）清底方法使用挖槽作业的液压抓斗直接挖除槽底沉渣和泵吸法清渣。•钢筋笼制作钢筋笼制作要求①钢筋笼在胎膜上整幅制作成型。②钢筋笼制作全部采用电焊焊接，不得用镀锌铁丝绑扎。③各种钢筋焊接接头、接头按规定作拉弯试验，试件试验合格后，方可焊接钢筋，制作钢筋笼。④按翻样图布置各类钢筋，保证钢筋横平竖直，间距符合规范要求，钢筋接头焊接牢固，成型尺寸正确无误。首开幅钢筋笼有两块通长封头的钢板，为了保证钢板的垂直和侧边的水平，需采用经纬仪配合施工。⑤钢筋笼在迎土面、开挖面合理设置保护层定位板,保护层内外侧均为70mm，采用高强度塑料保护层板与钢筋笼绑扎牢固，也可用钢板保层。如下图所示。钢筋笼保护层厚5mm保护层~150030003000300030003000~1500钢筋笼长度钢筋笼保护层布置图示意保护层制作详图说明：1、钢筋笼保护层采用Q235钢。2、保护层在钢筋笼的两面布置,原则上上下间距为3米。3、定位块要求与钢筋点焊牢固。钢筋笼保护层示意图⑥按翻样图构造混凝土导管插入通道，通道内净尺寸至少大于导管外径5厘米，导管导向钢筋必须焊接牢固，导向钢筋搭接处应平滑过渡，防止产生搭接台阶卡住导管。⑦为防止钢筋笼在吊装过程中产生不可复原的变形，各类钢筋笼均设置纵向抗弯桁架，拐角形钢筋笼还需增设定位斜拉杆。⑧为保证钢筋笼吊装安全，吊点位置的确定与吊环、吊具的安全性应经过设计与验算，作为钢筋笼最终吊装环中吊杆构件的钢筋笼上竖向钢筋，必须同相交水平钢筋自上而下的每个交点都焊接牢固。⑨严格按设计要求及翻样图纸焊装预留插筋(或接驳器)、预埋铁件，并保证插筋、埋件、十字钢板或H型钢的定位精度符合规定要求。⑩钢筋笼制成品必须先通过“三检”，再填写“隐蔽工程验收报告单”，请监理单位验收签证，否则不可进行吊装作业。钢筋笼质量检验表项目允许偏差mm检查频率检查方法范围点数长度±50每幅3宽度±203尺量厚度-104主筋间距±104在任何一个断面连续量取主筋间距（1米范围内），取其平均值作为一点两排受力筋间距±104尺量预埋件中心位置≤304抽查同一截面受拉钢筋接头截面积占钢筋总面积≤50%(或按设计要求定)观察转角幅钢筋笼制作要求对于拐角幅及特殊幅钢筋笼除设置纵、横向起吊桁架和吊点之外，另要增设“人字”桁架和斜拉杆进行加强，以防钢筋笼在空中翻转角度时以生变形。转角幅钢筋笼加