地下连续墙施工及处理技术
2020-08-23胡顺波
【摘要】随着我国工程项目的大型化复杂化发展,越来越多的项目需要采用深基坑的形式以保证建筑工程的安全性和稳定性。而在深基坑的支护中,地下连续墙作为一种较为有效的截水防渗、挡土、承重构件,得到了广泛的应用。在本次研究中,在分析地下连续墙的施工特点的基础上,简单介绍了其技术要点、施工中常见的问题及处理技术。
【关键词】地下连续墙;截水防渗
1、前言
地下连续墙是区别于传统施工方法的一种较为先进的地下工程结构形式和施工工艺。它是在泥浆护壁的支撑下,通过开挖机械沿着深开挖工程的轴线,分段开挖出一条宽度较小的狭长地段,同时在清槽后放入钢筋笼,然后采用导管法浇灌水下混凝土,由此形成一段地下的连续墙体,这一墙体作为深基坑的主要防渗、挡土的构件,具有极为重要的作用。地下连续墙在高层建筑、重型厂房以及各种大型地下设施等基坑工程中使用日益增多,其特点是适用于多种地质条件、施工速度快、精度高、且振动小、无噪音。越来越多的工程在施工阶段采用地下连续墙作为围护结构,有的既作围护结构又作为地下室结构外墙,收到了很好的效果。然而,由于地下连续墙在施工过程中在地下作业,且分段施工,会遇到各种不同的地质情况和上部荷载,同时分段施工也会带来一定的技术难点。因此,在分析地下连续墙施工特点的基础上,探究地下连续墙常见施工问题的处理技术具有重要的意义。
2、下连续墙施工工艺
地下连续墙的主要施工工艺为:测量放线→导墙施工→泥浆制备与管理→成槽施工→清底换浆刷壁→钢筋笼制作与吊放→导管安装→水下混凝土浇筑。见图1
3、地下连续墙的分类
地下连续墙按照成墙方式可分为:桩排式、槽板式、组合式;
地下连续墙按照墙的用途可分为:防渗墙、临时挡土墙、永久挡土(承重)墙、作为基础用的地下连续墙;
地下连续墙按照墙体材料可分为:钢筋混凝土墙、塑性混凝土墙、泥浆槽墙、钢制地下连续墙。
4、地下连续墙的优缺点
优点:地下连续墙可以适用于各种不同特点的土层,在软弱冲积层、中硬地层、密实的砂砾层和岩石地基中都可施工。此外,地下连续墙在施工过程中噪音和振动都比较小,因此可以很大限度的降低施工对周围环境的影响与破坏。另外,由于地下连续墙是由钢筋混凝土浇筑而成,具有较大的刚度,因此能在土方开挖过程中对周边土体影响不明显,使得周边的其他工序仍然可以按期进行,能够在一定程度上提高施工效率。且由于地下连续墙本身墙体刚度大,用于基坑开挖时,可承受很大的土压力,极少发生地基沉降或土方塌方事故,已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构。同时,地下连续墙也可用作刚性基础,目前地下连续墙不再单纯作为防渗防水、深基坑围护墙,而且越来越多地用地下连续墙代替桩基础、沉井或沉箱基础,承受更大的荷载。地下连续墙还适用于逆作法施工及贴近施工,并以其良好的建设效果和建设方法极大的提高了工程建设效率和经济性。
缺点:地下连续墙作为新型的支撑和防渗结构,在适宜的条件下有较好的经济效益。然而,若在很软的淤泥质土,含漂石的冲积层和超硬岩石等极为特殊的地质条件下,地下连续墙的施工难度将会十分巨大。一旦施工方法不当,或者地质条件特殊,相邻槽段便无法对齐,极有可能造成漏水的问题。而作为临时的挡土结构,地下连续墙的方式会比其他方法的费用要高。在城市施工时,废泥浆的处理也比较麻烦,对环境造成一定程度的影响。所以针对地下连续墙的特点,在施工中会遇见诸多的问题。
5、地下连续墙施工中常遇问题及处理
在地下连续墙的施工中,往往会出现一些问题,在施工的各个阶段都有可能出现问题,以下将分别就地下连续墙施工中常遇问题来分析其产生的原因及处理方法。
5.1 导墙破坏或变形
导墙的破坏就是说导墙出现坍塌、不均匀下沉、裂缝向内拢挤等现象,这种现象产生的主要原因是导墙的强度及刚度不足,地基发生坍塌或受到冲刷,导墙内侧没有设置支撑,作用在导墙上的施工荷载过大等。出现这种情况的预防及处理措施为:按要求严格施工导墙,导墙内的钢筋应该充分连接,适当加大导墙的深度,加固地基,导墙周围设置排水沟,导墙内侧加设支撑;施工荷载分散设置,使导墙受力均匀,已经破坏或变形的导墙应拆除,并用优质土(或渗入适量的水泥或石灰)回填夯实,重新建导墙。
5.2 槽壁坍塌
这是地下连续墙施工中最容易出现的问题。槽壁坍塌就是指槽壁在成孔、下钢筋笼和浇筑混凝土时出现局部塌方的现象。这种现象产生的主要原因是泥浆质量不合格或已变质,槽壁漏浆或施工不慎造成槽内泥浆面降低;降雨使地下水位急剧上升,在新回填地基或坡脚处挖槽;存在极软弱的易塌方土层或松砂层;存在地下障碍物;单元槽段过长,地面附加荷载过大等。出现这种情况的预防及处理措施为:加强泥浆的制作与管理,泥浆是地下连续墙施工中深槽槽壁稳定的关键,必须根据地质、水文资料,采用膨润土、纯碱等原料,按一定比例配制而成。在地下连续墙成槽中,应该在槽壁内充满泥浆,并使泥浆液面保持高出地下水位0.5m~1.0m。泥浆液柱压力作用在开挖槽段土壁上,除平衡土压力、水压力外,由于泥浆在槽壁内的压差作用,部分水渗入土层,从而在槽壁表面形成一层固体颗粒状的胶结物——泥皮。性能良好的泥浆失水量少,泥皮薄而密,具有较高的粘结力,这对于维护槽壁稳定,防止塌方起到很大的作用;适当调整配合比,加大泥浆比重、粘度,及时补浆;并使泥浆的排出与补给量平衡;对地基采取降低水位和加固;地下障碍物用抓斗抓除;缩短单元槽段长度;在地面浇筑混凝土地坪及加强导墙结构。塌孔较严重的,用优质黏土(或掺20%左右的水泥)回填坍塌处,重新挖槽;浇筑混凝土局部塌孔时,可将沉积在混凝土上的泥土用吸泥机械吸出,继续浇筑,同时加大水头压力。
5.3 漏浆
槽内的泥浆面迅速下降,泥浆突然大量泄漏的现象就是漏浆。其产生的原因是挖槽遇多孔的礫石地层或落水洞、暗沟等,泥浆大量渗入孔隙或沿洞、沟流失。预防及处理方法就是立即停止吸力泵(或砂石泵)的使用,并往导槽内输送尽量多的泥浆,同时将挖槽机提出来,对砾石层,提高泥浆粘度和比重,并准备堵漏材料,及时补浆和堵漏,使槽内泥浆保持正常液面;对落水孔洞、暗沟填充优质黏土,重新施钻。
5.4 钢筋笼吊放不下
钢筋笼的吊放过程中,发生钢筋笼变形,笼在空中摇摆,吊点中心与槽段中心不重合。就会造成吊臂摆动,使笼在插入槽内碰撞槽壁发生坍塌,吊点中心与槽段中心偏差大,钢筋笼不能顺利沉放到槽底等。钢筋笼吊放不下就是钢筋笼吊放入槽段内被卡住,达不到要求的标高。这种现象产生的原因是槽壁面倾斜凹凸不平,槽底有沉渣;钢筋笼刚度不够,吊放时产生变形;钢筋笼纵向接头弯曲,定位块过于凸出。出现这种情况的预防及处理措施为:下钢筋笼前,用钢筋笼导架对槽壁垂直度进行检查,壁面倾斜不平的及时修正;钢筋笼增加斜拉钢筋加固,并增加吊点,用横担起吊,防止变形;接长钢筋笼时,加强垂直度检测,并采取焊接纠正变形措施,控制偏差在容许范围内;定位块和槽壁之间保持2cm~3cm空隙。
5.5 钢筋笼上浮
在浇灌混凝土时,钢筋笼向上托起浮出槽顶面的现象。这种现象产生的主要原因是钢筋笼质量太轻,槽底沉渣过多,混凝土导管插入深度过大,混凝土浇灌速度太快。其预防及处理方法为在导墙上设锚固点固定钢筋笼;清除槽底沉渣;混凝土导管插入混凝土的深度控制不大于6m,适当控制混凝土浇灌速度,不宜过快。
5.6 混凝土反浆不顺的处理
导管变形或异物阻塞,使得隔水栓未能冲出导管底口而造成反浆失败。在安装导管时要仔细检查导管的质量,不使用变形或有损毁的导管。在每次拆卸或安装导管时都用清水将导管冲洗干净,保证导管内壁平滑畅顺。槽孔内沉渣过厚而造成剪塞反浆失败。在清孔及安放钢筋笼后,均要检测槽孔内沉渣厚度,确定沉渣在允许范围内再进行浇灌混凝土工序。当混凝土灌注导墙顶部附近时,由于导管内压力减小,往往会发生导管内混凝土不易流出的现象。此时应放慢浇灌速度,并将导管埋置深度减小,但不应小于1m,同時辅以上下抽动导管,但抽动幅度不宜太大,以免将导管抽离混凝土面。
结语:
地下连续墙作为地下工程,施工时不可预见性较大,受地质条件、周边影响较大,难免会出现这样那样不可预见的问题,特别对于基坑位于渗透系数大、砂性重、易液化的土层。而且,在基坑周围环境复杂,保护等级要求较高时,宜在地下连续墙接缝处基坑外侧采取高压旋喷桩加固防渗措施。针对上述问题,在施工过程控制中,严格把好测量放样、导墙制作、槽段划分、泥浆制备、开挖成槽、清底、钢筋网制作及吊装,水下砼灌注等质量关;施工前做好各项准备工作,相信一定能最大限度地控制好地下连续墙的施工质量。
参考文献:
[1]黄俊舟,郭波.地下连续墙施工中常遇问题及处理[J].山西建筑,2008(34)
[2]邹小录.关于地下连续墙施工技术的难点剖析及处理[J].广东科技,2008(180)
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[4]汤曙光.地下连续墙施工常见问题分析与解决措施[J].应用技术,2008(9)
作者简介:
胡顺波(1966.08-),江苏省连云港市,本科,高级工程师。