CN110805307A - 一种地下连续墙清除方法 - Google Patents

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游敬杰
赵伟
张俊平
罗川
余雨夏
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China Railway Hi Tech Industry Corp Ltd
Sixth Engineering Co Ltd of China Railway 22nd Bureau Group Co Ltd
China Railway Erju 6th Engineering Co Ltd
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Sixth Engineering Co Ltd of China Railway 22nd Bureau Group Co Ltd
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    • E04G23/00Working measures on existing buildings
    • E04G23/08Wrecking of buildings

Abstract

本发明涉及了一种地下连续墙清除方法,包括以下步骤:步骤1、放样,定出桩位点。步骤2、全套管全回转钻机对准桩位点安装就位;步骤3、全套管钻进切削待清除地下连续墙;步骤4、分节扭断地下连续墙;步骤5、取出扭断墙体;步骤6、重复步骤3‑5,直至清除全部待地下连续墙;步骤7、回填孔洞,拔出全套管,完成地下连续墙的清除。采用将深层连续墙分节扭断取出,相比现有技术的方法,分节扭断不会尘土飞扬,不会产生较大的振动和噪音,对城区居民及施工人员造成的影响较低;而且分节扭断的方式效率高、时间短、障碍物清除彻底。

Description

一种地下连续墙清除方法
技术领域
本发明涉及地下工程施工技术领域,特别是一种地下连续墙清除方法。
背景技术
我国城市地铁工程发展迅速、规模庞大,为满足交通量需求,存在较多地铁线路扩建或调整,调整地铁线首先是扩展或调整地铁车站,则需要对全部旧的地下连续墙进行清除,或者当旧车站范围内的地下连续墙可能与新修车站的地下连续墙形成交叉时,为了确保新址地下连续墙围护结构的整体性,避免新旧地连续墙交叉点处的渗水问题,需要对新旧地下连续墙交叉点范围内的旧地下连续墙进行清除。
目前,针对浅层(如10m深度)的待清除地下连续墙通常采取开挖凿除,而深层的钢筋混凝土地下连续墙(比如超过30m深度),由于其钢筋配筋密集,墙体强度大,如果采用旋挖钻、铣槽机工作长度有限(小于20m)而存在难以一次性清除,同时扭矩不足、钢筋强度较大难以被切除、容易卡钻等问题,即使采用冲击钻清除深层地下连续墙,该冲击钻会又会产生振动大、噪音大的问题,影响城区居民的正常生活;冲击钻在作业过程中会尘土飞扬,对施工环境造成污染;而且采用冲击钻作业的效率低、时间长、障碍物清除不彻底。现针对清除深层钢筋混凝土地下连续墙需要一种振动小、污染少、噪音低、效率高、清除彻底的方法。
发明内容
本发明的目的在于:针对现有技术存在的深层地下连续墙清除的方法具有效率低、空气和声音污染大、障碍物清除不彻底的问题:
提供了一种地下连续墙清除方法,使用该方法清除彻底,而且效率高、时间短,并且空气和声音的污染小。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种地下连续墙清除方法,包括以下步骤:
步骤1、放样,定出桩位点。
步骤2、全套管全回转钻机对准桩位点安装就位;
步骤3、全套管钻进切削待清除地下连续墙;
步骤4、分节扭断地下连续墙;
步骤5、取出扭断墙体节段;
步骤6、重复步骤3-5,直至清除全部待地下连续墙。
步骤7、回填孔洞,拔出全套管,完成地下连续墙的清除。
本发明提供的地下连续墙清除方法,采用全套管将深层连续墙分节扭断取出,相比现有技术的方法,分节扭断不会尘土飞扬,不会产生较大的振动和噪音,对城区居民及施工人员造成的影响较低;分节扭断的方式相比传统冲击钻钻取的方式效率高、时间短,而且全套管全回转钻机清除地下连续墙后的空腔洁净无残留,可满足新地下连续墙成槽需要。尤其适用于地下渗水水压较大的、深度较深地下连续墙清除(尤其适用于待切除连续墙深度超过40米墙体的清楚),可以有效封闭深基坑新旧地下连续墙交叉点处渗水通道,确保了围护结构的整体性,保证了施工质量,规避了基坑施工突涌渗水风险,方法可靠、操作简便、效果良好。
进一步的,步骤1采取开挖暴露既有地下连续墙,放样,定出桩位点。因需清除的地下连续墙完工时间较久且处于地表以下,采取实地探测位置才能确保清除点位的准确性。
进一步的,在步骤1和步骤2之间还有一个步骤a:将步骤1中的所述桩位点处进行平整并硬化,建一个钢筋混凝土平台。可以满足钻进过程中设备稳定、扭转限位要求。
进一步的,所述桩位点是新旧地下连续墙的交叉位置。
进一步的,步骤3中全套管钻进旋转转速为15-20r/min,采用此范围的速度钻进可以避免套管钻进产生偏位、倾斜的问题。
进一步的,步骤3中钻进过程中的偏位、倾斜采用全站仪、垂准仪进行动态监控,偏位、倾斜及时通过环抱油缸行程控制调整套管垂直度;若跑位、偏离现象,采取拔出套管,反复切削、扫孔,直至合格。
进一步的,步骤3中在全套管内壁加入液体进行表层密封。钻机过程中产生大量粉尘且地下腐蚀层含有可燃气体,由于钻进切削过程会产生高温情况,加液体密封可防止粉尘爆炸和可燃气体燃烧。
进一步的,步骤3过程中全套管外壁加入泥浆润滑。清除深层地下连续墙,当全套管钻进越深时与套管外的土体摩擦力越大,可在套管外壁加入泥浆润滑减少槽壁与套管的摩擦力,提高全套管作业效率。
进一步的,步骤4中分节扭断地下连续墙的具体步骤是:
步骤A、先将楔形结构件插入地下连续墙与全套管的空隙。
步骤B、启动全套管全回转钻机正反旋转直至连续墙墙体的混凝土及钢筋断裂分离,形成扭断墙体节段。
将楔形结构件插入地下连续墙与全套管的空隙中,可以增大地下连续墙与全套管的摩擦力,使得环抱油缸的对地下连续墙的抓握力更大,同时采用正反旋转的方式,能够使连续墙墙体里面钢筋在受到正反向反复扭曲时,超过其疲劳极限,而发生剪断破坏,从而顺利实现墙体节段的扭断,该方法能够有效提高扭断地下连续墙的效率。
进一步的,步骤4中每次分节扭断地下连续墙墙体节段的长度是0.5m-20m。根据发明人施工现场的不断探索,研究出节的这个长度范围是对实际实施效率最好的范围。优选地,步骤4中每次分节扭断地下连续墙墙体节段的长度是2m-10m,优选地,步骤4中每次分节扭断地下连续墙墙体节段的长度是3m-8m,如3m、3.5m、4m、4.5m、5m、5.5m、6m、6.5m、7m、7.5m、8m。这是优选的节的范围,在此范围内,分节扭断的效率更高,而且设备更易于实施。
进一步的,在整个清除过程中,每次取出的扭断墙体的长度是相同或者不同的。这个没有必要放入权利要求。
对于实际情况,基于地下连续墙的材质,为了提高钻进切削的效率和施工进程,在施工中有一次或多次更换全套管底部刀具的需要。
进一步的,若全套管底部刀具磨损,需要跟换刀具时,更换刀具的步骤:
施工过程中更换全套管底部刀具的步骤:
步骤I、在实施所述步骤5中取出扭断墙体节段后,回填孔洞,拔出全套管,更换磨损刀具;
步骤II、换好新的刀具后的全套管钻进原切削位置,取出回填料;
步骤III、回到所述步骤3继续进行实施。
特别注意套管拔出必须先回填再拔出,回填物进行分层回填并夯实,以确保套管拔出后孔洞稳定不坍塌;更换刀头后重新安装的套管需与原位置重合。
进一步的,重新安装和钻进的全套管垂直度在1/500以上,因钢套管侧壁较厚,倾斜过多将无法继续钻进。
进一步的,步骤II和步骤7中所述回填采用水泥土作为回填料。
进一步的,所述水泥土是水泥和土的混合物,其中,水泥的重量占土重量的5%-10%。
进一步的,步骤6中清除连续墙至设计桩底下至少0.5m,为确保彻底清除地下连续墙顺利成槽新墙。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、本发明提供的地下连续墙清除方法,采用全套管将深层连续墙分节扭断取出,相比现有技术的方法,分节扭断不会尘土飞扬,不会产生较大的振动和噪音,对城区居民及施工人员造成的影响较低;分节扭断的方式相比传统冲击钻钻取的方式效率高、时间短,而且360°全套管全回转钻机可以将障碍物清除彻底。
2、本发明提供的地下连续墙清除方法,可以有效封闭了深基坑新旧地下连续墙交叉点处渗水通道,确保了围护结构的整体性,保证了施工质量,规避了基坑施工突涌渗水风险。
3、本发明提供的地下连续墙清除方法,采用钢套管护壁避免了孔洞坍塌,降低了地表沉降,对周边建筑无影响。
4、本发明提供的地下连续墙清除方法,对地下钢筋混凝土结构、岩石等具有较强的切割穿透能力,其钻进速度快、深度大,同时可根据抓取物直观判别地下构筑物结构特性。
附图说明
图1为本发明清除地下连续墙方法流程图。
图2实施例2清除地下连续墙之前新旧地下连续墙的立体剖视图。
图3实施例2清除地下连续墙之前新旧地下连续墙的交叉点平面图。
图4实施例2设备安装就位,全套管钻进切削待清除地下连续墙的示意图。
图5实施例2楔形结构件三角锤插入全套管和地下连续墙的缝隙并扭断地下连续墙的示意图。
图6实施例2取出扭断地下连续墙的示意图。
图7实施例2回填空洞、拔出全套管的示意图。
图8实施例2中清除地下连续墙后的空腔超声波检测图。
图中标记:1-全套管全回转钻机,2-全套管,3-地下连续墙,4-楔形三角锥,5回填料。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
按图1所示清除地下连续墙流程,包括以下步骤:
步骤一、采取开挖暴露既有地下连续墙3,放样,定出桩位,因需清除的地下连续墙3完工时间较久且处于地表以下,采取实地探测位置才能确保清除点位的准确性。
步骤二、将步骤一所述桩位点处平整并硬化,新建一个钢筋混凝土平台,可以满足钻进过程中设备稳定、扭转限位要求。
步骤三、全套管全回转钻机1对准桩位点安装就位;
步骤四、全套管以转速为20r/min的速率钻进切削待清除地下连续墙3;并且钻进过程中的偏位、倾斜采用全站仪、垂准仪进行动态监控,偏位、倾斜及时通过环抱油缸行程控制调整套管垂直度;若跑位、偏离现象,采取拔出套管,反复切削、扫孔,直至合格,其中全套管内壁加入水进行表层密封,全套管2外壁加入泥浆润滑。
步骤五、分节扭断地下连续墙3:先将楔形结构件插入地下连续墙3与全套管2的空隙,再启动全套管全回转钻机1环抱油缸正反旋转直至墙体连接混凝土及钢筋断裂分离。
步骤六、取出扭断墙体:采用钢绳套取扭断墙体,再用液压抓斗取出散碎的混凝土块。
步骤七、重复步骤4-6,每次取出3m-6m长度的扭断墙体。
步骤八、更换刀具:步骤I、在取出扭断墙体后,回填全套管2,拔出全套管2,更换磨损刀具。
步骤II、换好新的刀具后的全套管2钻进原切削位置,重新安装和钻进的全套管垂直度在1/500,取出回填料5。
步骤III、继续实施步骤4-6工序,直至清除全部地下连续墙3,清除至设计桩底下0.9m。
步骤九、用10%水泥土回填孔洞,拔出全套管2。
本发明提供的地下连续墙清除方法,采用全套管2将深层连续墙分节扭断取出,相比现有技术的方法,分节扭断不会尘土飞扬,不会产生较大的振动和噪音,对城区居民及施工人员造成的影响较低;分节扭断的方式相比传统冲击钻钻取的方式效率高、时间短,而且360°全套管2全回转钻机清除地下连续墙3后的空腔洁净无残留,可满足新地下连续墙成槽需要。
实施例2
为了更清楚地表达本发明,以某地铁项目为例,此项目利用本发明的方法来清除新旧地连墙的交叉点处,需切除的旧地连墙深度43m、宽度80cm,新地连墙深度60m、宽度100cm,如图2-3所示,根据新旧地连墙的平面尺寸关系需采用1500mm全套管切除43m深才能确保新地连墙顺利成槽。清除的旧地连墙砼标号C35,竖向主筋为HRB28、32@100钢筋、横向水平筋主要为HRBΦ16@200布置。根据清除的平面净空尺寸及地连墙内部结构情况,选择DTR2605型全套管全回转钻机,其峰值扭矩6174KN·m,套管压入力1180KN,瞬时起拔力4340KN,垂直精度1/500。
按图1所示清除地下连续墙流程,包括以下步骤:
步骤一、放样,定出新旧地下连续墙交叉点。
因需清除的地下连续墙完工时间较久且处于地表以下,采取实地探测位置才能确保清除点位的准确性,故采取开挖暴露既有地下连续墙,放样新地下连续墙轴线,准确拾取新旧地墙实际交叉点位置坐标;
步骤二、在交叉点位置坐标范围内,先换填1.5m厚塘渣,再硬化6*6*0.5m厚C30钢筋(HRBΦ16@200双层双向)混凝土,同时在设备基座四角位置预埋带锚筋钢板用于DTR2605型回转钻机固定。以满足钻进过程中的设备稳定、扭转限位要求。
步骤三、全套管全回转钻机1对准交叉点安装就位;
步骤四、全套管全回转钻机1对准新旧墙交叉点安装就位;放样拾取点坐标,根据放样点分步安装:钻机基座→反力板→DTR2605型回转钻机→D1500mm钢套管(带合金刀头)→动力箱安装→运转调试→正常施工;基座、钻机、套管三者安装的中心合一且与放样点对应,分步安装过程对中采用红外线投点法量取调整。
步骤五、全套管2钻进切削待清除地下连续墙3;如图4所示,首节套管钻进(10m内)易产生偏位、倾斜,为避免该情况发生,其钻进旋转速度和下压力需在低档位运行(转速15-20r/min、套管自重总压强约22MPa)。钻进过程中的偏位、倾斜采用全站仪、垂准仪进行动态监控。偏位、倾斜及时通过液压系统(环抱油缸行程控制)调整套管垂直度;若跑位、偏离现象,采取拔出套管,反复切削、扫孔,直至合格。
钻机过程中产生大量粉尘且地下腐蚀层含有可燃气体,可通过在套管内加入少量的水进行表层密封,防止粉尘爆炸和可燃气体燃烧(钻进切削产生高温);
清除的地下连续墙深度达43m,当全套管钻进越深时与套管外的土体摩擦力越大,可在套管外壁加入泥浆润滑减少槽壁与套管的摩擦力,确保钢套管能在全套管钻机环抱状态下快速旋转、切割。
因全套管全回转钻机1切割配筋密集、强度高的地下连续墙3其刀头磨损较大,无法一次切割43m并拔出,需采取分节切割、分节扭断拔出;经过多次试验采取钻进10m左右扭断拔出6m左右为最佳。为达到一次切入深度足够、减少套管拔出次数、提高工作效率,厚120mm的钢套管钻进端配置全进口钛合金刀头;
其中根据现场施工情况全套管钻机的钛合金刀头在切割地下连续墙10m深左右需进行刀头更换,刀头位于全套管底部,更换方式为:回填→拔管→刀头更换→重新安装套管→钻进切割→扭断拔出→循环操作至全部废墙拔出。
步骤六、分节扭断地下连续墙3;
步骤七、取出扭断墙体;
步骤八、重复步骤3-5,直至清除全部地下连续墙3;
扭断拔出方式如图5-6所示,首先将楔形三角锥4插入地墙与全套管的空隙,再启动全套管钻机环抱油缸正反旋转直至墙体连接混凝土及钢筋断裂分离,然后用钢绳套取扭断强度,最后再用液压抓斗取出散碎的混凝土块。
步骤九、回填孔洞,拔出全套管2。
如图7所示,特别注意套管拔出必须先回填再拔出,回填料5采用10%的水泥土进行分层回填并夯实,以确保套管拔出后孔洞稳定不坍塌;更换刀头后重新安装的套管需与原位置重合,且必须保证重新安装和钻进的套管垂直度在1/500以上,因为钢套管侧壁较厚,倾斜过得将无法继续钻进。
为确保彻底清除地下连续墙顺利成槽新墙,须清除至设计桩底下1m,同时对桩底抓取物进行实物观测以确定清除完成。因孔位较深,垂直度、孔径验收采取全套管未拔出前回灌清水后超声波检测,最后再抽出清水回填10%水泥土。
本发明提供的地下连续墙清除方法,钻进偏位控制有效,扭断断点准确,钻进与拔出长度匹配情况下,10天内可完成1处43m深的地下连续墙3清除施工。对地下钢筋混凝土结构、岩石等具有较强的切割穿透能力,其钻进速度快、深度大,土层可达14m/小时、最深可达120m,同时可根据抓取物直观判别地下构筑物结构特性。
清除后的空腔的超声波检测情况及地下连续墙成槽超声波检测情况分别如图8所示,从图中可以表明本发明提供的地下连续墙3清除方法,全套管全回转钻机1清除地下连续墙3后的空腔洁净无残留,满足新地下连续墙成槽需要。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种地下连续墙清除方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、放样,定出桩位点;
步骤2、全套管全回转钻机(1)对准桩位点安装就位;
步骤3、全套管(2)钻进切削待清除地下连续墙(3);
步骤4、分节扭断地下连续墙(3);
步骤5、取出扭断墙体节段;
步骤6、重复步骤3-5,直至清除全部待地下连续墙(3);
步骤7、回填孔洞,拔出全套管,完成地下连续墙的清除。
2.根据权利要求1所述地下连续墙清除方法,其特征在于,所述桩位点是新旧地下连续墙的交叉位置。
3.根据权利要求1所述地下连续墙清除方法,其特征在于,在步骤1和步骤2之间还有一个步骤a:将步骤1中的所述桩位点处进行平整并硬化,建一个钢筋混凝土平台。
4.根据权利要求1所述地下连续墙清除方法,其特征在于,步骤4中分节扭断地下连续墙(3)的具体步骤是:步骤A、先将楔形结构件插入地下连续墙(3)与全套管(2)的空隙;
步骤B、启动全套管全回转钻机(1)正反旋转直至连续墙墙体的混凝土及钢筋断裂分离,形成扭断墙体节段。
5.根据权利要求1所述地下连续墙清除方法,其特征在于,步骤4中每次分节扭断地下连续墙(3)墙体节段的长度是0.5m-20m。
6.根据权利要求5所述地下连续墙清除方法,其特征在于,步骤4中每次分节扭断地下连续墙(3)墙体节段的长度是2m-10m。
7.根据权利要求6所述地下连续墙清除方法,其特征在于,步骤4中每次分节扭断地下连续墙(3)墙体节段的长度是3m-8m。
8.根据权利要求1所述地下连续墙清除方法,其特征在于,若全套管(2)底部刀具磨损,需要跟换刀具时,更换刀具的步骤:
步骤I、在实施所述步骤5中取出扭断墙体节段后,回填孔洞,拔出全套管(2),更换磨损刀具;
步骤II、换好新的刀具后的全套管(2)钻进原切削位置,取出回填料(5);
步骤III、回到所述步骤3继续进行实施。
9.根据权利要求1-8任意一项所述地下连续墙清除方法,其特征在于,所述全套管(2)钻进旋转转速为15-20r/min。
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