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地下连续墙.

摘要地下连续墙是一项质量要求高,施工工序多,并须在短时间内连续完成一个墙段的地下隐蔽工程,本文结合现场实际情况,对开工以来出现的问题进行分析,总结经验,发现不足,提高水平,改善工艺,目的在于指导工程施工,提高工程质量,加快工程进度。

关键词围护结构,地下连续墙,泥浆护壁,吊放钢筋笼,1.地下连续墙简介地下连续墙(diaphragmwallpanceltrench,slurrytrench,slurrywall,contionousdiaphragmwall等)开挖技术起源于欧洲,它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇筑混凝土的方法而发展起来的,1950年在意大利米兰首次采用了护壁泥浆地下连续墙施工,20世纪50-60年代该项技术在西方发达国家及前苏联得到推广,成为地下工程和深基础施工中有效的技术。

1958年我国水电部门首先在青岛丹子口水库用此技术修建了水坝防渗墙。

1.1连续墙的分类虽然地下连续墙已经有了50多年的历史,但是要严格分类,仍是很难的。

1.1.1按成墙方式分①排桩式;②槽板式。

1.1.2按墙的用途分①防渗墙;②临时挡土墙;③永久挡土墙;④作为基础用的地下连续墙。

1.1.3按墙体材料分①钢筋混凝土墙;②塑性混凝土墙;③固化灰浆墙;④自硬泥浆墙;⑤预制墙;⑥泥浆槽墙;⑦后张预应力地下连续墙;⑧钢制地下连续墙。

1.1.4按开挖情况分①地下连续墙(开挖);②地下防渗墙(不开挖)。

1.2地下连续墙主要被用于:①水利水电、露天矿山、尾矿坝和环保工程的防渗墙;○2建筑物地下室(基坑);○3地下构筑物(如地下铁道、地下道路、地下停车场和地下街道、商店以及地下变电站);○4市政管沟和涵洞;○5泵站、水池;○6码头、护岸和干船坞;○7地下油库和仓库;○8各种深基础和桩基。

1.4地下连续墙的优缺点1.4.1优点主要有:○1施工时振动小,噪音低,非常适于在城市施工;○2墙体刚度大,用于基坑开挖时,极少发生地基沉降或塌方事故;○3防渗性能好;○4可以贴近施工,由于上述几项优点,我们可以紧贴原有建筑物施工地下连续墙;○5可用于逆作法施工;○6适用于多种地基条件;○7可用作刚性基础;○8占地少,可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间,充分发挥投资效益;○9工效高,工期短,质量可靠,经济效益高。

1.4.2缺点主要有:○1在一些特殊的地质条件下(如很软的淤泥质土,含漂石的冲积层和超硬岩石等),施工难度很大;○2如果施工方法不当或地质条件特殊,可能出现相邻槽段不能对齐和漏水的问题;○3地下连续墙如果用作临时的挡土结构,比其它方法的费用要高些;○4在城市施工时,废泥浆地处理比较麻烦。

1工程概况本工程为上海市陆家嘴X3-2地块办公楼单栋建筑,其中地上建筑31层,结构类型为框架-核心筒结构,结构总高度约200m;地下室4层,为柜架结构,主要用途为商业办公楼;本工程±0.00相当于绝对标高5.2m,目前自然地面标高约4.2m;2地下室结构外墙方案的选择与确定为最大限度地利用规划用地,在建筑物高度受到规划限制的情况下,建筑师采用了将有效建筑空间向地下发展的手法。

地下室共四层,基坑开挖最大深度为-38.9m,对于深基坑深度三十多米,施工支护与使用合一的地连墙结构目前经验不足。

需解决的难题有:①地连墙位移的严格控制。

作为一般支护结构,地连墙位移没有严格要求,只要保证开挖过程的安全可靠即可;但作为使用阶段的地下室外墙,为保证竖向荷载可靠传递,墙顶位移要严格控制。

因此,为避免偏心影响和建筑使用空间的减少,在开挖过程中不容许墙体产生较大的位移。

②施工支护阶段与使用阶段地连墙要考虑内力重分布的计算方法。

③楼板与地连墙的可靠连接方法。

④在竖向荷载作用下地连墙沉降(基底沉渣等原因产生)与基础底板间沉降差控制以及防水措施等。

上述问题技术难度大,没有成熟的经验可借鉴。

为此,在上海市陆家嘴X3-2地块办公楼连墙的设计与施工中,我们探索采用了新的设计概念和诸多新技术、新方法。

现主体结构施工已基本完成,测试结果及现场观察表明,设计正确,构造可靠,效果好,为扩大地连墙技术的应用提供了有益的经验。

2.2地下连续墙概况工程地下室呈矩形,基坑南北向边长为88m,东西向边长为74m左右,周长约为311m,面积约为6169m2;本工程共有四层地下室,采用桩筏基础,基坑面积共约6169m2,基坑周边围护结构均用1000mm厚“两墙合一”地下连续墙;在地下连续墙成槽前,设计采用¢850@600三轴水泥土搅拌桩进行的槽壁加固。

地下连续墙混凝土设计强度等级为C30(按水下混凝土施工提高一个等级施工),抗渗等级为S10,地下连续墙顶标高-2.95m、底标高-38.9m,地墙全高35.95m、自基坑底面向下锚入16m;地墙分A、B、C、D四种槽段类型,共55幅,地下连续墙槽段之间采用圆型锁口管柔性接头连接;地下连续墙钢筋以HRB400级、直径28、32为主,主筋保护层均为70mm,地墙与地下室底板之间钢筋用直螺纹接驳器及预埋插筋连接、与各层结构楼板环梁和梁板、顶板等通过预埋插筋连接。

地下连续墙每幅槽段内设置连根注浆管,管底位于槽底200~500mm,墙身混凝土达到设计强度的70%后注浆,每根注浆管的水泥用量为2.0t。

2.3地质情况本工程建筑场地的工程地质条件,《陆家嘴X3-2地块岩土工程勘察报告》(08-KC-03)揭示如下:2.3.1地形、地貌根据上海地矿工程勘察有限公司的《浦东新区陆家嘴X3-2地块拟建场地岩土工程勘察报告》,拟建场地位于长江三角洲入海口东南前缘,其地貌属于上海地区四大地貌单元中的滨海平原类型。

建设场地勘察深度范围内揭遇的地基土属第四纪松散沉积物,有10个主要土层组成。

2.3.2 工程地基土层相关参数表2.3-1 地层特性表土层层号 土层名称 层厚(m) 层底标高(m)土层描述①1 杂填土 2.07 2.13 ①2 暗浜填土 3.14 1.06 ② 褐黄色粘土 1.23 1.09 ③ 灰色淤泥质粉质粘土 2.41 -3.17 ③a 灰色粘质粉土夹粉质粘土2.09 -2.32 ④ 灰色淤泥质粘土 7.53 -12.93 ⑤1-1 灰色粘土3.98 -16.91 ⑤1-2 灰色粉质粘土 3.79 -20.70 ⑥ 暗绿~草黄色粘土4.35 -25.02 ⑦1 草黄色砂质粉土 8.78 -33.81 ⑦2 灰黄~灰色粉砂 27.17 -61.30 ⑦3 灰色砂质粉土6.37 -67.67 ⑨1灰色砂质粉土10.00-77.74 ⑨2 灰色粉细砂 5.17 -82.914 地下连续墙技术在深基础施工中的应用 4.1 施工工艺流程单幅槽段地下连续墙,施工作业流程见图4.1-1所示,施工工况见图4.1-2所示。

地下连续墙施工方法采用槽壁机成槽,膨润土泥浆护壁。

测量放线成槽机安装 泥浆护壁拌制导墙制作挖槽施工壁面检测清孔换浆土方外运钢筋笼制作吊放锁口管钢筋笼、二清顶升接头管浇注混凝土 泥浆循环4.1-1施工作业流程图工况一:开挖沟槽,制作导墙工况四:吊放钢筋笼工况五:水下砼浇注工况六:拔除锁口管已完工的槽段工况二:成槽工况三:安放锁口管4.2主要设备配备a.成槽设备:配备2台金泰SG-40液压抓斗。

b.辅助吊机根据本工程地墙钢筋笼起重量以及流水作业计划安排,共采用2台吊机进行钢筋笼吊放。

其中配置1台200T 履带吊主机,另配置1台100T 履带吊副机,实施两机联合进行作业,用双机抬吊方法来完成钢筋笼的整体吊装及入槽施工。

c.泥浆系统设备为保证泥浆的性能指标及循环系统的正常运作,泥浆系统配备自制泥浆系统设备、送浆及回浆设备、废浆处理设备等。

d.成槽浇注的辅助设备图4.1-2 单幅槽段地下连续墙工况流程配备刷壁器、砼浇灌机架和锁口管顶升架等辅助设备,砼浇灌采用Φ258导管。

e.钢筋加工设备钢筋的下料、预埋件的制作和钢筋笼的焊接均在现场进行,现场按场地实际条件,安排不少于2块钢筋笼加工制作场地,配备对焊机(UN-100)、弯曲机(GJ7-40)、切断机(GJ5-40)及电焊机(AX-500)、滚压直螺纹机等相应设备。

f.质量检测设备为确保泥浆质量,配备一套泥浆检测设备,主要有泥浆比重计、粘度测试漏斗等;同时配置一套DM-684型超声波侧壁测定仪,以测定地墙沉槽垂直度。

g.其它考虑到土方白天不便及时运出,须在现场中部构筑临时集土区,土方凉干后,配备自卸汽车驳运出场。

4.3导墙施工a.导墙设计采用“⎤⎡”型整体式钢筋砼结构,导墙间距1040mm,导墙顶口一般比地面高出40~50毫米。

导墙深度一般控制在2.2米左右,确保导墙趾部必须坐落在原状土层上,以防止导墙基底不实造成导墙整体沉降。

导墙肋厚200mm,配Φ14@200双向钢筋网片,顶宽1.0m左右,导墙筋与基坑内外两侧施工道路和临时便道内的钢筋连接成整体,砼强度等级C25。

导墙剖面图b.导墙施工顺序为:场地平整→测量定位→挖槽及处理弃土→垫层→绑扎钢筋→支模板→浇筑混凝土→砼养护→拆模及设置横撑。

c.导墙外侧边回填必须用粘土回填密实,防止地面水从导墙背后渗入槽内,引起槽段塌方。

导墙内墙面要垂直,墙面与纵横轴线间距的允许偏差±10毫米,内外导墙间距W+40mm 控制,导墙面应保持水平,墙面平整度小于5mm ,导墙平面位置±10mm 。

d.导墙要对称浇筑, 导墙制作可按根据施工情况30~50m 长设置伸缩缝长度,施工时按3~3个伸缩缝长度作为一个区段,以进行流水施工,并满足导墙接头的施工缝与地下连续墙之间的接头位置错开。

e.导墙采用液压反铲挖掘机挖槽,人工配合修槽,符合导墙制作施工要求。

导墙模板采用标准钢模板,用8#槽钢固定模板,强度达到70%后方可拆模。

模板拆除后统一设置10cm 直径上、中、下三道原木支撑,水平距离为1m 。

导墙拆模经支撑后,及时做好沟槽回填土工作,以保障施工安全。

施工中应注意导墙砼底面和土面应密贴,砼养护期间起重机等重型设备不应在导墙附近作业停留,成槽前支撑不允许拆除,以免导墙变位。

f.导墙混凝土墙顶上,用红漆标明单元槽段的编号,同时测出每幅墙顶标高,标注在施工图上。

经常观察导墙的间距、整体位移、沉降,并做好记录,成槽前做好复测工作。

g.导墙施工质量控制标准4.4 泥浆制备与管理现场泥浆池均用工具式泥浆箱储备各种泥浆,泥浆主要是在地墙挖槽过程中起护壁作用,泥浆护壁技术是地下连续墙工程基础技术之一,其质量好坏直接影序号 项 目检查频率 标 准 检测方法 1 内墙面与地下连续墙纵轴线平行度(导墙平面位置) 每幅2点 <+10mm 麻线 2 内墙面平整度(倾斜度) 每幅2点 <3 mm 钢尺 3 内外导墙间距(W+40 mm ) 每幅1点 0~40mm 直尺 4 内侧面倾斜度(垂直度)每幅2点 <1/500 mm 线垂 5 导墙顶面标高 每幅1点 <+10 mm 水准仪 6 导墙顶面平整度每幅1点<5mm钢尺响到地墙的质量与安全。

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