CN100497841C - 支腿式地下连续墙施工工法 - Google Patents

Abstract

支腿式地下连续墙施工工法，属于建筑施工技术的技术领域。施工工艺流程如下：确定各个轴线控制点；导墙施工；泥浆配制槽壁用泥浆进行护壁，保证槽壁稳定；成槽施工；支腿施工；地下墙钢筋笼制作、加工；支腿钢筋笼制作，与地下墙钢筋笼对位和连接；钢筋笼安放；接头选择；安放接头及浇注水下混凝土导管、清孔；水下混凝土浇注；顶拔接头管；墙底注浆。应用到岩面起伏大、岩质硬、不能满足抗位移、抗倾覆的地层上也可达到要求，挡土、截水、抗渗、耐久性能好，对解决超大、超深基坑的承重与围护起到积极作用，经济效益高，与整幅地下连续墙入岩相比可大幅节省成本，且噪音小，污染小。

Description

支腿式地下连续墙施工工法

技术领域

本发明属于建筑施工技术的技术领域，具体涉及一种带支腿式的地下连续墙的施工工法。

背景技术

地下连续墙技术起源于欧洲，它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注混凝土的方法而发展起来的，成为地下工程和深基础施工中有效的技术。一般地下连续墙可以定义为：利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗(水)、挡土和承重功能的连续的地下墙体。经过几十年的发展，地下连续墙技术已经相当成熟，已经并且正在代替很多传统的施工方法，而被用于基础工程的很多方面。通常地下连续墙主要被用于：水利水电、露天矿山和尾矿坝(池)和环保工程的防渗墙；建筑物地下室(基坑)；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等)；市政管沟和涵洞；盾构等工程的竖井；泵站、水池；码头、护案和干船坞；地下油库和仓库；各种深基础和桩基。地下连续墙之所以能得到如此广泛的应用和其具有的优点是分不开的，地下连续墙具有以下一些优点：施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工；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；防渗性能好，由于墙体接头形式和施工方法的改进，使地下连续墙几乎不透水；可以贴近施工。由于具有上述几项优点，使我们可以紧贴原有建筑物建造地下连续墙。地下连续墙适用于多种地基条件，对地基的适用范围很广，从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层，各种软岩和硬岩等所有的地基都可以建造地下连续墙。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，工效高、工期短、质量可靠、经济效益高。但地下连续墙也存在一些不足，在地下工程遇到地块岩面较浅、高差不一、基坑挖土较深，而基坑底的软弱地层(被动土或强风化岩层等)较浅情况时，一般地下连续墙施工方案不能满足位移、抗倾覆要求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种带支腿式的地下连续墙施工工法的技术方案，对于岩面起伏大、岩质硬、不能满足抗位移、抗倾覆的地层也可达到要求。

所述的支腿式地下连续墙施工工法，其特征在于施工工艺流程如下：

1)采用测量设备，根据红线界桩点和图纸，确定各个轴线控制点，组成轴网控制，将控制点延伸至挖土影响范围以外的区域上；

2)导墙施工，根据施工勘查情况、槽壁稳定性及钢筋笼起吊能力划分槽段，以保证槽机抓斗两侧的阻力均衡；

3)泥浆配制，配制泥浆并根据施工的实际情况不断调整配比，确保泥浆的性能指标，槽壁用泥浆进行护壁，保证槽壁稳定；

4)成槽施工，采用液压抓斗或钻机钻进、冲岩机冲击的方法进行成槽；

5)支腿施工，在成槽机开挖到基岩面标高后，用全站仪或其他测量设备测定支腿桩位位置并定位到导墙上，在已成槽的地下连续墙槽底用冲击式或旋钻方式成桩孔；

6)地下墙钢筋笼制作、加工，按照设计图纸制作地下连续墙钢筋笼，并在钢筋笼制作平台上完成加工，其外形必须平直、规则；

7)支腿钢筋笼制作，与地下墙钢筋笼对位和连接，根据实际情况和设计要求，在制作平台上完成支腿钢筋笼和型钢等构件，放置注浆管深入支腿，将支腿钢筋笼定位在地下墙钢筋笼桁架之间，将支腿钢筋笼和地下墙钢筋笼进行连接、加固；

8)钢筋笼安放，计算整个钢筋笼重量，配制起吊设备和制定起吊方法，起吊地下连续墙钢筋笼下到设计位置，并定位在导墙上；

9)接头选择，地下连续墙槽段间的接头工艺根据地下墙的使用要求选用，采用工字钢、十字钢、锁口管、预制接桩头或橡胶止水带；

10)安放接头及浇注水下混凝土导管、清孔，在混凝土浇灌前下放接头于钢筋笼两端，之后放下混凝土导管，进行清孔换浆；

11)水下混凝土浇注，在钢筋笼入槽后的4个小时内，采用混凝土泵车同时、同速、连续往支腿浇注水下混凝土，保证水下混凝土同时溢出槽底，之后连续往地下连续墙灌注水下混凝土；

12)顶拔接口管，在混凝土浇注结束后，初凝后采用顶升装置将接口管顶拔抽出；

13)墙底注浆，在地下连续墙混凝土强度达到100％后进行墙底注浆。

所述的支腿式地下连续墙施工工法，其特征在于所述的工艺流程导墙施工中槽段的长度为4～8m，导墙内净宽度比设计墙大30mm，导墙深度为1.5～2.5m，导墙顶面比施工道路高100～200mm。

所述的支腿式地下连续墙施工工法，其特征在于所述的工艺流程导墙施工包括如下工艺流程：

1)测量放样，沿地下连续墙设计纵轴位置，分段开挖导沟，分段沿轴线方向布置龙门板，标出导墙位置和标高；

2)开挖槽段，采用机械开挖和人工修整相结合；

3)浇注混凝土垫层；

4)在混凝土垫层面上定出导墙位置，绑扎钢筋，再立钢模板；

5)进行混凝土浇注，当混凝土达到设计强度的70％后拆模。

所述的支腿式地下连续墙施工工法，其特征在于所述的安放接头及浇注水下混凝土导管、清孔工艺流程中，混凝土导管插入至支腿底部，导管底口距孔底约为300～500mm。

所述的支腿式地下连续墙施工工法，其特征在于所述的安放接头及浇注水下混凝土导管、清孔工艺流程中，利用气举反循环法进行清孔，清孔泵底离孔底为200～500mm。

本发明在一般地下连续墙的施工工艺上增加支腿设置的工艺，应用到岩面起伏大、岩质硬、不能满足抗位移、抗倾覆的地层上也可达到要求，挡土、截水、抗渗、耐久性能好，对解决超大、超深基坑的承重与围护起到积极作用，可广泛应用于高层建筑物的地下室、地下停车场、地铁等大型深基坑工程，经济效益高，与整幅地下连续墙入岩相比可大幅节省成本，且噪音小，污染小。

具体实施方式

首先进行施工前的工作，准备好设计交底、技术交底、设备、人员、材料、施工用水和用电等。采用全站仪、经纬仪、水平仪等测量设备，由测量人员根据红线界桩点和图纸，确定各个轴线控制点，组成轴网控制，并将控制点延伸至挖土影响范围以外的区域上，误差应控制在规范和设计要求范围内。

导墙施工：根据施工勘察情况、槽壁稳定性及钢筋笼起吊能力，合理划分槽段，保证槽机抓斗二侧的阻力均衡。槽段长度宜为4～8m，导墙内净宽度一般比设计墙厚大30mm，导墙顶面比施工道路高100～200mm，导墙深度一般在1.5～2.5m之间，根据地质情况，以见原状土或坚土为准。导墙采用现浇钢筋混凝土，常用形式有正“L”型和倒“L”型。根据土质、地下水位与邻近建筑物距离，选择导墙截面形式；测量放样，沿地下连续墙设计纵轴线位置并分段开挖导沟，分段沿轴线方向布置龙门板，标出导墙位置和标高，开挖沟槽过程中采用机械开挖和人工修整相结合，机械挖土应留200mm土，然后人工修整到标高，不得超挖扰动原土；浇注混凝土垫层，在垫层混凝土面上定出导墙位置，绑扎钢筋，再立钢模板，标准型导墙外侧以土代模，内侧立模；混凝土浇注，导墙混凝土浇捣时，采用插入式振动器振捣密实，要求在导墙两侧同时振捣，平行推进，防止爆模，一幅槽段内导墙顶面标高应保持水平高差≤5mm、导墙垂直度<1/500；拆模养护，混凝土达到设计强度70％后可拆模，拆模后必须在导墙内支撑100×100的方木防止导墙向内挤压，方木水平间距宜1.5m，上下两道。导墙施工缝是凹凸形式，并附加插筋，施工缝表面应凿毛，该缝应与地下连续墙接头缝错开。

泥浆配制：支腿式地下连续墙使用泥浆的要求较一般地下连续墙较高，宜采用新鲜优质膨润土泥浆，如使用200目商品膨润土、分散剂——纯碱和Na₂CO₃、增黏剂——CMC等配制泥浆，可根据实际情况和设计要求进行配制或调整，确保泥浆性能指标均应符合国家规范、地方规范和设计的规定，并需经采样试验，达到合格标准的方可投入使用，用泥浆进行护壁，保证槽壁稳定。泥浆的储备量不得低于单元槽段体积的1.5～2倍，混凝土浇注过程中经检测合格的泥浆才可以回收，被混凝土污染的泥浆必须废弃。同时，在成槽作业工程中，槽内泥浆液面保持在不致外溢的最高液面，暂停施工时，浆面不应低于导墙顶面30cm。

成槽施工：采用钻机钻进、冲岩机冲击或液压抓斗成槽等方法，本工法中使用液压抓斗成槽施工。成槽机在保证稳定的前提下，以最小角度定位，先对所挖槽段进行清槽，清除废土及余浆，然后放入根据设计要求配制的泥浆，以后边取土边放浆，在成槽过程中轻提慢放，减少对槽壁的影响，要始终保持泥浆液面高度，液面离导墙顶面距离≤300mm。在成槽过程中，应根据成槽设备对液压导板抓斗用经纬仪测试x、y轴方向垂直度，跟踪纠偏，使垂直度控制在<1/300。成槽结束由成槽机自行扫孔一次，以清除淤泥，并采用专用钢丝刷的刷壁器进行刷壁，已达到刷壁器钢丝刷上无淤泥为标准来保证槽幅段接的连接质量，再用高压旋转泵来清洗接头范围内钢筋、封头钢板。

支腿施工：在成槽机开挖到基岩面标高后，用全站仪或其他测量设备测定支腿桩位位置，并定位到导墙上，在已成槽的地下连续墙槽底用冲击式或旋钻方式成桩孔。成孔过程中，要定时复核桩机位置，保证桩孔的水平位置及垂直度。定时对岩碎进行取样，确保入岩深度达到设计要求。

地下墙钢筋笼制作、加工：按照设计图纸制作地下连续墙钢筋笼，并在钢筋笼制作平台上完成加工，其外形必须平直、规则。在这一施工流程中应注意以下的问题：除Φ25以上钢筋采用机械连接之外，钢筋笼制作全部采用电焊焊接，不得用镀锌铁丝绑扎；各种钢筋焊接接头按规定作拉弯试验，合格后方可焊接钢筋，制作钢筋笼；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；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50mm，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；为了防止钢筋笼在吊装过程中产生不可复原的变形，钢筋笼需设置纵向加强筋，拐角形钢筋笼还需增设定位斜拉杆，钢筋笼制作完整后应基本无变形、预埋件牢固，安装标高偏差控制在±50mm、横向偏差±70mm、保护层厚度偏差±20mm；钢筋笼在迎土面、开挖面合理设置保护层定位钢板；为了保证钢筋笼吊装安全，吊点位置的确定与吊环、吊具的安全应经过设计与验算，作为钢筋笼最终吊装环中吊杆的钢筋笼上的竖向钢筋，必须同相交的水平钢筋自上至下的每个交点都焊接牢固；要严格按设计要求及翻样图纸焊接预留插筋或接驳器、预埋铁件，并保证插筋、埋件的定位精度符合规定要求。

支腿钢筋笼制作，与地下墙钢筋笼对位和连接：根据实际情况和设计要求，在制作平台上完成支腿钢筋笼和型钢等构件，放置注浆管深入支腿，将支腿钢筋笼定位在地下墙钢筋笼桁架之间，将支腿钢筋笼和地下墙钢筋笼进行连接、加固，如采用支腿主筋通过4根Φ32与地下墙主筋进行连接；在桁架外部增加双肢箍，增强整体性。支腿及构件电焊时应保证焊接质量，宜采用对称焊接，支腿和地下连续墙钢筋笼的中心线必须一致，保证支腿焊接尺寸。

钢筋笼安放：计算整个钢筋笼重量，合理配制起调设备和制定起吊方法，起吊地下连续墙钢筋笼下到设计位置，并定位在导墙上。在这一施工流程中应注意以下问题：在钢筋笼起吊前必须重新检查吊点和搁置板的焊接情况，确保焊接质量满足起吊要求后方可开始起吊，钢筋笼起吊、安装应由专人负责指挥，钢筋笼底部安放两条拉绳，以便控制钢筋笼晃动和转向，确保安全；在起吊前仔细检查吊具、钢丝绳的完好情况，必须符合安全规范要求，对于吊点的检查重点是对滑轮和钢丝绳质量的检查，如发现钢丝绳有小股钢丝断裂、腐蚀、磨损达到报废标准或滑轮有裂纹等现象，一律不得使用；检查导管仓内导向钢筋的连接情况，确保焊接牢固；起吊前必须清除钢筋笼内的杂物，避免在起吊钢筋笼过程中发生高空坠物的事故；如钢筋笼下放困难切不可冲击下放，必要时将钢筋笼重新拎出，对槽段重新处理后再入槽；钢筋笼在入槽过程中割除导管仓内加固钢筋，确保导管仓顺直、畅通；钢筋笼在入槽过程中仔细检查接驳器的完好情况，如有发生接驳器或钢筋脱焊和接驳器帽子脱落现象必须马上弥补后入槽。

接头选择：地下连续墙槽段间的接头工艺根据地下墙的使用要求选用，主要有工字钢或十字钢、锁口管、预制接头桩、橡胶止水带等方式，本工法采用锁口管的方式。

安放接头及浇注水下混凝土导管、清孔：在混凝土浇灌前，下放锁口管于钢筋笼两端，之后下放混凝土导管，根据墙体厚度选用壁厚3mm、直径200～350mm、内壁表面光滑、接头密封良好的钢管，混凝土导管插入至支腿底部，导管底口距孔底约为300～500mm，采用气举反循环法进行清孔换浆，清孔泵底离孔底控制在200～500mm，并不断上下移动，清孔时间以出口泥浆指标符合要求为准，并不少于30min。

水下混凝土浇注：在钢筋笼入槽后的4小时之内开始浇灌混凝土，隔水塞采用直径与导管内径相同的球胆，导管底口距槽底约为300～500mm。浇灌混凝土过程中，采用混凝土泵车同时、同速、连续往支腿浇注水下混凝土，保证水下混凝土同时溢出槽底，之后连续往地下连续墙灌注水下混凝土。一般采用商品混凝土，坍落度控制在180～220mm，灌注混凝土时应测量砼面的上升高度，每罐车(斗)砼必须测量一次，并做好记录，以此来指导拆卸导管节数及控制埋管深度，埋管深度宜保持在2～6米，混凝土面高差控制在0.3米以下，砼面上升速度不小于2m/h，并逐步拔除锁口管。混凝土浇注实际标高应比设计标高高出50cm，以保证墙顶质量。当地下墙直线槽段长度L>4m时，采用二根导管灌注砼，L<4m的直线槽段用一根导管灌注砼，异形槽段均用二根导管灌注。

顶拔接口管：当浇第一车(斗)混凝土时，应为第一次起拔锁口管时间做好初凝试块。当试块达到初凝时可以提动接口管，以后每隔5～10min提动一次，提升幅度为20cm左右，根据油泵显示的压力等来控制顶升速度。单元槽段砼灌注量按每100m³制作一组抗压试块，整个工程按500m³制作一组抗渗试块。在混凝土浇注结束后，初凝后，采用顶升装置将接口管顶拔抽去。

墙底注浆：在地下连续墙墙体砼强度达到100％后，进行墙底注浆，注浆时相邻的地下连续墙应同时进行，并按设计要求的压力注浆量进行控制，注浆管根据工程实际情况布置。注浆管采用焊接钢管进行制作，接头处采用丝扣连接，注浆管底部做成锥形，并开几排小孔，开孔处采用橡胶包扎严密。注浆管按标准长度连接后绑扎于钢管笼上，尾节按实际成槽深度进行设置，钢筋笼起吊空中回直后与标准段进行连接，并确保尾节在钢筋笼下放后深入孔底。在地下连续墙墙身砼灌注3天后进行清水开孔，要确保管路畅通。在这一施工流程中应注意当注浆压力过大时，检查管路是否畅通后再进行注浆，如注浆量达不到设计要求，而出现冒浆时暂停注浆，24小时后再补充注浆。

Claims (5)

1.支腿式地下连续墙施工工法，其特征在于施工工艺流程如下：

1)采用测量设备，根据红线界桩点和图纸，确定各个轴线控制点，组成轴网控制，将控制点延伸至挖土影响范围以外的区域上；

2)导墙施工，根据施工勘查情况、槽壁稳定性及钢筋笼起吊能力划分槽段，以保证槽机抓斗两侧的阻力均衡；

3)泥浆配制，配制泥浆并根据施工的实际情况不断调整配比，确保泥浆的性能指标，槽壁用泥浆进行护壁，保证槽壁稳定；

4)成槽施工，采用液压抓斗或钻机钻进、冲岩机冲击的方法进行成槽；

5)支腿施工，在成槽机开挖到基岩面标高后，用全站仪或其他测量设备测定支腿桩位位置并定位到导墙上，在已成槽的地下连续墙槽底用冲击式或旋钻方式成桩孔；

6)地下墙钢筋笼制作、加工，按照设计图纸制作地下连续墙钢筋笼，并在钢筋笼制作平台上完成加工，其外形必须平直、规则；

7)支腿钢筋笼制作，与地下墙钢筋笼对位和连接，根据实际情况和设计要求，在制作平台上完成支腿钢筋笼和型钢构件，放置注浆管深入支腿，将支腿钢筋笼定位在地下墙钢筋笼桁架之间，将支腿钢筋笼和地下墙钢筋笼进行连接、加固；

8)钢筋笼安放，计算整个钢筋笼重量，配置起吊设备和制定起吊方法，起吊地下连续墙钢筋笼下到设计位置，并定位在导墙上；

9)接头选择，地下连续墙槽段间的接头工艺根据地下墙的使用要求选用，采用工字钢、十字钢、锁口管、预制接桩头或橡胶止水带；

10)安放接头及浇注水下混凝土导管、清孔，在混凝土浇灌前下放接头于钢筋笼两端，之后放下混凝土导管，进行清孔换浆；

11)水下混凝土浇注，在钢筋笼入槽后的4个小时内，采用混凝土泵车同时、同速、连续往支腿浇注水下混凝土，保证水下混凝土同时溢出槽底，之后连续往地下连续墙灌注水下混凝土；

12)顶拔接口管，在混凝土浇注结束后，初凝后采用顶升装置将接口管顶拔抽出；

13)墙底注浆，在地下连续墙混凝土强度达到100％后进行墙底注浆。

2.如权利要求1所述的支腿式地下连续墙施工工法，其特征在于所述的工艺流程导墙施工中槽段的长度为4～8m，导墙内净宽度比设计墙大20mm，导墙深度为1.5～2.5m，导墙顶面比施工道路高100～200mm。

3.如权利要求1所述的支腿式地下连续墙施工工法，其特征在于所述的工艺流程导墙施工包括如下工艺流程：

1)测量放样，沿地下连续墙设计纵轴位置，分段开挖导沟，分段沿轴线方向布置龙门板，标出导墙位置和标高；

2)开挖槽段，采用机械开挖和人工修整相结合；

3)浇注混凝土垫层；

4)在混凝土垫层面上定出导墙位置，绑扎钢筋，再立钢模板；

5)进行混凝土浇注，当混凝土达到设计强度的70％后拆模。

4.如权利要求1所述的支腿式地下连续墙施工工法，其特征在于所述的安放接头及浇注水下混凝土导管、清孔工艺流程中，混凝土导管插入至支腿底部，导管底口距孔底为300～500mm。

5.如权利要求1所述的支腿式地下连续墙施工工法，其特征在于所述的安放接头及浇注水下混凝土导管、清孔工艺流程中，利用气举反循环法进行清孔，清孔泵底离孔底为200～500mm。