地下连续墙施工及渗漏水治理.docx
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地下连续墙施工及渗漏水治理
地下连续墙施工及渗漏水治理
摘要:
地下连续墙在城市地铁车站建设中为较常采用的围护结构形式,其施工工艺往往直接影响到连续墙的安全性能,系统地介绍了地下连续墙的施工工艺及要点,并对工程中可能出现渗漏等工程问题提出了补救措施。
关键词:
连续墙;施工工艺;渗漏;修复
1、概述
随着城市交通的日益拥挤,地铁将逐渐成为全国各大城市人们出行的主要交通工具。
目前国内地铁车站施工大部分还是采用明挖法,基坑围护结构主要是旋喷桩、地下连续墙等支护方式。
在众多的支护方法中,地下连续墙以刚度大、整体性强、位移控制效果好等突出的优点和广泛的适用性而得到了越来越多的应用。
所谓地下连续墙,就是预先进行成槽作业,形成具有一定长度的槽段,在槽段内放入预制好的钢筋笼,并浇注混凝土建成墙段,如此连续施工,各墙段相互连接构成一道完整的地下墙体。
由于这种施工方法可以开挖任意深度和断面的深槽,所以能够根据设计要求,建造各种深度、宽度、形状、长度和强度的地下墙[1]。
2、地下连续墙施工工艺
在施工地下连续墙之前,首先应该明确施工工序及内容。
其中包括:
导墙施工、钢筋笼制作、泥浆制作、成槽放样、成槽、下接头管、钢筋笼吊放和下钢筋笼、下拔混凝土导管浇筑混凝土、拔接头管。
2.1地下连续墙施工要点及相应措施
施工要点主要有以下几方面:
2.1.1根据地质条件,选择挖槽方案。
地下连续墙的挖槽并不能简单的理解成只能用挖槽机进行挖槽。
实际工程中,由于地质情况变化较大,在部分槽段的土质较硬,要考虑采取综合的挖槽方案。
因此对埋深较浅的连续墙,可选择抓斗挖槽简便有效,但只靠抓斗挖槽,在土质硬的槽段成槽作业时,就出现了成槽精度降低,效率明显下降的现象。
为此,可采用抓斗挖槽和冲击成槽相结合的施工方案。
2.1.2合理划分槽段。
槽段的划分原则是不影响槽壁的稳定性,同时考虑附近已有建筑物情况、挖槽机类型、槽壁的稳定性、钢筋笼的重量等因素,尽可能的减少接头数量,不但可以提高施工效率,还可以提高地下连续墙的防水性和整体性。
2.1.3严格防止导墙开裂和位移变形。
导墙的作用是为挖槽机具导向、蓄存泥浆和防止槽口坍塌,同时可作为施工时水平与竖直测量的基准,安装钢筋笼、设置混凝土管、架设挖槽机具的支点。
为此,在导墙的施工中重点是防止导墙开裂和位移变形。
因此在工程施工中拆模后应立即在墙间架设支撑,并在混凝土达到设计强度以前,禁止任何重型的机械设备在导墙附近停留。
2.1.4根据施工过程调整泥浆性能。
2.1.4.1地下连续墙用泥浆的成分和性能要求。
地下连续墙用泥浆通常是膨润土(主要成分:
SiO2,Al2O3,Fe2O3)泥浆。
泥浆成分是膨润土、掺合物和水。
2.1.4.2调整泥浆性能的措施。
在泥浆中掺入掺合剂改善泥浆的性能,提高泥浆的工作效能。
a.掺入分散剂。
当泥浆粘度太大时,可加入碳酸钙等分散剂以降低泥浆粘度,从而可以达到置换对膨润土有害的离子。
b.掺入增粘剂CMC。
掺入泥浆后可提高泥浆的粘度,防止泥浆沉淀,使泥皮致密而坚韧,增强槽壁的稳定性。
c.掺人堵漏剂。
当槽壁是透水性较大的砂砾层,或由于泥浆粘度不够,形成泥皮能力弱等因素而出现泥浆失水量过大时,就需要掺入水泥、锯末等堵漏剂。
d.掺入加重剂。
当松软土层或在地下水位较高的槽段施工时,由于压力较大,需加大泥浆比重,以维护槽壁稳定。
但如果一味加大膨润土的浓度,则会造成比重过大。
此时就可以加入比重大的掺合物,如珍珠岩等。
2.1.4.3必须对泥浆进行净化处理。
循环使用或浇筑混凝土置换的泥浆,其质量会逐步恶化,必须进行净化处理,才能继续使用。
当地下连续墙工程结束后,将泥浆和泥水做分离处理,才可直接采用管沟排放。
2.1.5地下连续墙钢筋笼吊装方案制定要点。
地下连续墙的钢筋笼尺寸通常是按单元槽段制作而成,体积相对较大。
要保证钢筋笼的整体刚度,应科学的编制吊装方案,并根据钢筋笼的重量和制定的起吊方式和吊点位置,在钢筋笼内布置2-4榀纵向钢筋桁架及主筋平面的斜向拉条,以防止在起吊时钢筋笼横向变形和吊放入槽内时发生左右相对变形。
2.1.6地下连续墙混凝土必须符合配合比设计要求。
地下连续墙混凝土的浇筑是采用导管浇筑水下混凝土,混凝土的各项指标要比在水上浇筑的要求有所调整。
按导管浇筑水下混凝土法的要求,混凝土要达到的配合比设计要求是应比水下浇筑的混凝土设计强度等级提高5MPa。
此外,要有较大的坍落度,流动性好而不易发生离析,使其在浇筑时,能在槽中均衡地保持基本水平上升。
此时,要求的水灰比不大于0.6,水泥用量不小于370kg/m3,坍落度为18-20cm,扩散度为34-38cm。
在混凝土中掺入适量的木质素磺酸钙等外加剂,对改善混凝土的和易性、增加坍落度、扩散度和提高强度均是有利的。
2.1.7接头拔管时间的控制。
连接两相邻单元槽之间的施工接头方式有多种,工程中最常用到的是接头管方式。
从混凝土浇筑完毕到旋转拨动和全部拔出的时间,是随混凝土的性能、接头管的长度、直径和形状及气温等条件的不同而变化的。
拔管时间过早,会导致混凝土坍塌;过迟会因粘力过大而难以拔出,因此一定要掌握好拔管时间。
2.2地下连续墙渗漏的修复地下连续墙中出现的渗漏现象一般可分为点漏、线漏、面漏三种形式,其渗漏程度基本上可分为渗水、漏水、涌泥浆水等[3]。
2.2.1点漏、面漏的修复。
对于不太严重的点漏、面漏,先用人工清除杂质,凿去混凝土表面松动的石子,并用水将表面清洗干净、凿毛,然后选用硫铝酸盐超早强膨胀水泥与一定量的中粗砂配制成的水泥沙浆或混凝土来进行修补。
也可用TZS水溶性聚氨酯堵漏剂与超早强双快水泥配合进行防渗堵漏。
对于较大的孔漏,为防止出水口继续扩大,现场可采用镀锌水管或塑料管作引流管插入漏水口,四周用快凝水泥嵌固,并在出水口处支设模板,拌制快凝混凝土形成止水内衬墙,然后采用双管压密注浆封堵漏水点。
注浆材料为:
浆液采用42.5级普通硅酸盐水泥调制,水灰比0.8-1.0;凝固浆液为水玻璃,水玻璃模数为2.5-3.3,要求不溶性杂质含量小于2。
现场可用工程地质钻机在漏水点正后方2m处开机钻孔,钻孔深度比漏水点浅2m,孔径为100mm左右,成孔后在孔内并排插入2根注浆管,注浆管间距2cm左右,在其中一根管中首先用注浆泵泵入水泥浆,待发现水泥浆液从漏水点流出后,再在另一根管中泵入水玻璃溶液,由于水玻璃的凝结固化作用,过一段时间之后,渗漏点即可逐渐闭合。
为增强封闭止水效果,同时填补可能存在的裂隙,应继续原地注浆30min左右,然后停止送入水玻璃,但边往上拔管边注入水泥浆液,用以填补钻孔形成的孔洞。
2.2.2线漏的修复。
首先对漏水处进行割缝与剔槽,即人工修出宽3-5cm,深15-20cm的沟槽,然后用清水冲洗干净渗漏处的夹泥和杂质;其次对沟槽进行凿毛、引流和封堵,具体做法是在接缝表面二侧10cm范围内凿毛,以增加外防水层和原混凝土的粘结力。
凿毛后在沟槽处安入塑料管对漏水进行引流,并用封缝材料(即水泥掺和材料)进行封堵,封堵完成待达到一定强度后,再选用TZS水溶性封漏剂,用泵进行化学压力灌浆,待浆液凝固后,再拆除注浆管,能有效地解决地下连续墙线漏的修复问题。
2.2.3严重的漏水涌砂的抢修。
当遇到漏水涌砂严重而可能危及基坑或周围建筑物安全时,应采取紧急措施,对其进行处理。
漏水孔很大时,用土袋堆堵,然后用化学灌浆封闭,止水后,再拆除土袋。
基坑堵漏抢险必须固砂,才能止水,从而使基坑安全。
通常所使用化学灌浆材料的水玻璃浓度为39 ̄42波美度,经验证明,用清水稀释成25波美度为最佳浓度,在这种条件下,浆液固结自形程度好,凝固时间和固结硬度都利于形成浆团块,堵塞漏洞。
3、结论与展望
地下连续墙在工程中得到广泛的应用,体现的优点主要有:
3.1施工中振动小,噪声低。
现在,地下连续墙能在城市建设工程中得到飞速发展的最大理由是施工时振动小,噪声低。
可以说各种方法和各种挖掘机械都具备这一特点。
对于地下连续墙的高度评价是:
工期短,经济效果好,可昼夜施工。
3.2墙体的刚度大。
地下连续墙可构筑成很大的混凝土墙体,能承受较大的土压力,在基坑开挖时不会产生地基沉降或塌方等事故,因而在城市地下工程和临近现场有建筑物的工程中它是一种不可缺少的方法。
3.3防渗性能好。
由于地下连续墙的接头处理得到了很大的改进,可使其防渗性能具有更可靠的保证。
3.4对周边地基无扰动。
3.5可用于逆筑法施工。
将地下连续墙方法与过去的逆筑法结合起来,能进一步发挥这两种方法的优点,既安全又合理。
3.6可用作刚性基础。
可以把墙体组合成具有很大承载能力的任意多边形,用以代替桩基础,沉井或沉箱基础。
3.7适用于多种地基条件。
地下连续墙对地基土的适用范围很广,从软弱的冲积层到中硬的地层、密实的砂砾层、软质岩石、硬质岩石等所以的地基都可以施工。
地下连续墙的上述优点,使其在基础工程中得到广泛的应用。
同时通过技术的发展、施工方法和机械的改进,地下连续墙的应用前景广阔。
但,护壁泥浆、墙段的接头、钢筋等的构造问题还需要进一步的研究。
参考文献
[1]陆震铨,祝国荣.地下连续墙的理论与实践[M].北京:
中国铁道出版社,1987.
[2]丛蔼森.地下连续墙的设计施工与应用[M].北京:
中国水利水电出版社,2000.
[3]刘光云,白冷.地下连续墙渗漏的防治[J].重庆工学院学报,2004,
(1):
36-37,43.
地下连续墙施工
钢筋笼制作
地连墙成槽,
下锁水管
地下连续墙导墙施工
地下连续墙“二钻一抓”工法
随着工业和城市建设的发展,高层建筑、大型厂房以及各种大型地下结构日益增多,这些建筑物的基础大多埋置很深,荷载很大,设计要求也愈来愈高。
同时,由于受到城市中原有建筑物和正常生产、生活的限制,施工中所面临的困难也更加突出,深基础施工的传统方法已经常不能解决这些问题。
地下连续墙施工技术自50年代初开发以来,经过不断推广和改进,已成为深基坑施工的一种重要手段。
此工法作为地下连续墙施工的一种方法,已大量应用于工程,本公司利用此工法已完成地下连续墙面积约40000m2,混凝土量约30000m3,均取得了十分满意的效果。
1、特点
采用此工法进行地下连续墙施工,特别在软土地层施工时,没有噪音,无振动,对相邻的建筑结构和地下设施影响极微,对地面交通影响较小等。
同时此工法与地下连续墙施工的其他工法相比较,具有设备简单,施工成本低,操作简单可靠,质量能满足规范要求。
2、适用范围
本工法适用于预钻孔后挖槽的地下连续墙施工。
适用于N<40的软土地层,由于考虑到挖槽施工效率,所以成槽深度宜在40m以内。
采用本工法可进行各种型式地下连续墙的施工。
3、工艺原理
在地下连续墙成槽施工前,先沿着设计轴线开挖沟槽,施工导墙。
导墙通常采用钢筋混凝土现浇结构或预制钢筋混凝土结构等。
其次用直径与地下连续墙设计厚度相同的钻机预钻孔,孔距应与成槽抓斗宽度相适应;第三,用成槽钢索抓斗挖去两孔之间的土体,在一幅地下连续墙成槽后即吊放预制的钢筋笼并利用导管浇灌混凝土。
在钻孔和成槽过程中均需采用特制的护壁泥浆,直至混凝土浇灌时回收,见图1。
4、工艺程序
工艺程序见图2。
5、施工要点
5.1导墙
导墙作为地下连续墙施工的基准和重物支承结构,所以需具有必要的强度、刚度和精度,施工时还必须注意导墙内侧的净空尺寸及位置等,同时为防止成槽过程中的导墙变位,导墙应座落在原状土上,其形式可根据表层地基土的情况加以选用,井根据规定设置临时支撑。
5.2泥浆
泥浆的配制是地下连续墙槽段稳定的关键,故在配制时应根据地质情况、施工情况等行计算,并进行相应的试验。
同时在施工过程中应严格管理。
泥浆配制基本流程见图3。
5.3钻孔
钻孔导向是本工法的关键,钻孔的垂直精度,直接控制成槽精度。
故在钻机安装定位时,应在互成直角的两个方向上,用经纬仪检验钻杆的垂直度。
见图4。
为提高钻孔的垂直精度,应根据地基条件合理选择钻孔速度。
5.4成槽
地下连续墙成槽分幅长度应根据地质情况通过计算确定,但一般长度为3.0?
6.5m。
采用一斗或几斗挖掘方式。
由于钢索抓斗没有纠偏装置,故特别要注意初始成槽7m范围的成槽垂直度。
成槽完成后,应对槽段进行清孔处理,以清除槽底的沉淀物,提高地下连续墙的承载力,减小墙体沉降。
清底方法见图5。
6、质量标准
有关本工法施工要求可根据国家标准《地基与基础工程施工及验收规范》GBJ202-83有关章节。
7、机具设备
本工法进行地下连续墙施工时主要设备为:
成槽机具 1套
钻机 1台
履带吊车 1辆(需满足钢筋笼起吊要求)
泥浆制备设备 1套
泥浆处理设备 1套
钢筋成型机具 1套
测量仪器 1套
超声波测斜仪 1套
清孔、刷壁机具1套
混凝土浇灌机具1套
钢制锁口管 2根
8、安全措施
应遵照国家颁发的《建筑安装工程安全技术规程》和本公司企业标准《地下工程安全技术标准》(QJ/S003)中的有关章节要求。
9、劳动组织
应组建专业施工队伍,由经过培训的专业施工队伍承担施工。
施工队伍中的某些工种应经本工法特殊培训并考核合格后方可上岗,如:
泥浆工、钻孔操作工、挖槽司机、电工、测量工、电焊工、起重工、钢筋工,机修工等。
10、效益分析
采用本工法施工具有施工工期短、成本低、设备一次性投资少的优越性,且对邻近建筑物和地下管线影响甚小。
如上海市地铁1号线人民广场车站工程,其深基坑采用地下连续墙围护结构,采用本工法施工,完成了约24000m2,约19200m3混凝土的地下连续墙,取得了可观的经济效益。
同时在距地下连续墙仅30cm的φ700自来水管施工时也不需要搬迁,仅此项就节约了搬迁费数十万元,也取得较好的社会效益。
11、工程实例
上海市地铁l号线人民广场车站是上海市地铁的大型车站之一,同时又是第一座无内衬地铁车站,长度369m,宽为22?
30m,基坑一般开挖深度为13?
15m,其围护结构采用地下连续墙,同时地下连续墙又作为车站结构的侧墙。
地下连续墙厚为80cm,深度为24?
27m,一般分幅长度为6m,总幅数为164幅。
采用本工法施工,经基坑开挖后复核,所有技术指标均满足规范和设计要求。
(上海隧道工程股份有限公司)
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