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地下连续墙是利用挖槽机械,借助于泥浆护壁,在地下挖出一条窄而深的沟槽,并在槽内施工钢筋混凝土等合适材料,形成一道具有防渗(水)、挡土和承重功能的、连续的地下墙体。地下连续墙施工一般包括挖槽、下放钢筋笼、浇筑混凝土和槽段间的连接四个主要工序。
一、一般规定
1.地下连续墙适用于公路桥梁基坑临时支护结构和永久基础,通常采用现浇混凝土结构。
2.地下连续墙工程施工前,应具备水文、地质、区域内障碍物和有关试验等资料,必要时应补充地质勘察,并应制订专项施工技术方案。
3.在堤防等水利、防洪设施及其他既有构筑物周边进行地下连续墙工程的施工时,应就施工可能会导致对其不利的影响进行评估,必要时应釆取有效措施进行保护。
二、施工平台与导墙
1.施工平台
地下连续墙施工中挖槽机和混凝土运输以及吊装所需大型机械设备所需的施工平台应坚固、平整、稳定,适合于重型设备和运输车辆行走,平面尺寸及高度应满足施工需要。
施工平台的宽度主要根据挖槽机的类型、布置形式以及泥浆系统位置与布置方式来确定,一般宽度为15~25m。
2.导墙
釆用泥浆护壁挖槽构成的地下连续墙应先构筑导墙,导墙是在施工平台中修建的两道平行墙体,它是地下连续墙施工中重要的临时结构物。有现浇导墙和预制导墙两种形式。导墙的材料、平面位置、形式、埋置深度、墙体厚度、顶面高程应符合设计要求;设计未要求时,应符合下列规定:
(1)导墙宜采用钢筋混凝土构筑,混凝土强度等级不宜低于C20。导墙的形式根据土质情况可采用板墙形、匚形或倒L形,墙体的厚度应满足施工需要。
(2)导墙的平面轴线应与地下连续墙轴线平行,两导墙的内侧间距宜比地下连续墙墙体的厚度大40~60mm。导墙应每隔1~1.5m距离设置1道支撑。
(3)导墙底端埋入土内的深度宜大于Im;基底土层应夯实,如地基土较松散或较软弱时,构筑导墙前应采取加固措施;导墙顶端应高出地面,遇地下水位较高时,导墙顶端应高于稳定后的地下水位1.5m以上。
(4)导墙分段施工时,段落的划分应与地下连续墙划分的节段错开,安装预制导墙块时,应按照设计要求施工,并应保证连接处的质量,防止渗漏。混凝土导墙在浇筑及养护时,应避免重型机械、车辆在附近作业和行驶,施工过程中,应对导墙的沉降和位移进行监测。
三、地下连续墙施工
(一)槽孔施工
地下连续墙的槽孔施工,应根据水文、地质情况和施工条件选用能满足成槽要求的机具与设备,必要时可选用多种设备组合施工。可釆用的成槽方法有钻劈法、钻抓法、抓取法、说削法。
1.桩排式地下连续墙的施工可按钻(挖)孔灌注桩的施工要求进行;桩排间的土层如釆用压力注浆法予以加固和防渗透时,可按明挖地基施工的相关规定进行。
2.槽壁式地下连续墙的槽孔开挖应符合下列规定:
(1)槽孔宜分段施工,开挖前应按已划分的单元槽段,决定各段开挖的先后次序,且相邻槽孔之间设留有足够的安全距离。挖槽施工开始后应连续进行,直到槽段完成。
(2)成槽机械开挖一定深度后,应立即输入调制好的泥浆,并宜保持槽内的泥浆面不低于导墙顶面mm。挖掘的槽壁及接头处应保持竖直,其倾斜率应不大于0.5%;接头处相邻两槽段的挖槽中心线在任一深度的偏差值均不得大于墙厚的1/3;槽底高程不得高于墙底的设计高程。
(3)挖槽时应加强观测,如遇槽壁发生坍塌或槽孔偏斜超过允许偏差时,应查明原因,采取相应措施后方可继续施工。槽段开挖达到槽底设计高程后,应对成槽质量进行检验,合格后方可进行下一工序。
(4)挖槽施工应做好施工记录,并应妥善处理废弃泥浆及钻渣,防止污染环境。
3.采用钻劈法施工槽孔时,钻头直径应满足设计墙厚的要求,且开孔钻尖的直径应大于终孔钻头的直径,副孔长度应合理选择,且宜在主孔终孔后再劈打副孔。
4.釆用钻抓法施工槽孔时,宜先采用钻机钻进主孔,再釆用抓斗抓取副孔;采用两钻一抓法时,主孔的中心距不宜大于抓斗的开度。
5.采用抓取法和铣削法施工槽孔时,主孔长度宜等于抓斗开度和一次快削长度,副孔长度宜为主孔长度的1/3~1/2。当采用铣削法时,宜根据槽孔的深度、斜率要求以及先期地下连续墙混凝土的强度,确定铣削先期墙段的长度和铣削接头的施工时间,且应对先期墙段混凝土批削后的端部进行清理。施工槽孔时应随时测量接缝处端孔的孔斜率,并进行控制。接缝的位置应准确,并应将其标记在导墙上。
6.槽孔如需嵌入基岩,基岩面的确定应符合下列规定:
(1)依照地下连续墙中心线地质剖面图,当孔深接近预计基岩面时,宜留取岩样,并根据岩样的性质确定基岩面。
(2)当邻孔基岩面已确定时,亦可对照邻孔基岩面的高程,分析本槽孔的钻进情况,确定基岩面。
(3)当采用上述方法难以确定基岩面,或对基岩面有怀疑时,应钻取芯样进行验证和确定。
7.槽孔的清底工作应在吊放接头装置之前进行。清底工序应包括清除槽底沉淀的泥渣和置换槽中的泥浆。清底应符合下列规定:
(1)清底之前应检测槽段的平面位置、横截面和竖面;当槽壁的竖向倾斜、弯曲和宽度超过允许偏差时,应进行修槽工作,使其符合要求。修槽后的槽段接头处应进行清理。
(2)清底的方法宜根据槽孔的形状、尺寸、施工环境条件及设备条件等确定,施工可参照钻孔灌注桩施工相关规定执行。
(3)清理槽底和置换泥浆工作结束lh后,应进行检验,槽底以上mm处的泥浆相对密度不应大于1.15,槽底沉淀物厚度应符合设计要求。
(二)槽段间接头(缝)施工
地下连续墙分槽段(孔)施工,然后再由各墙段连接而成。其墙段连接工艺和方法是技术关键,也是质量优劣和工程成败的重要标志。
槽段接头一般采用预埋钢筋、钢板、设置剪力键等连接方式。施工接头所用的材料包括:钢管、钢板、钢筋、各种型钢和铸钢;预制混凝土结构;人造纤维布和橡胶等;其他材料(如工程塑料、玻璃钢等)。
接头的结构形式应符合设计要求,施工应符合下列规定:
1.对接头管式接头,当初期的单元槽段开挖完成并清底后,应将钢制接头管竖直吊放入槽内,紧靠单元槽段两端;接头管的底端应插入槽底以下-mm,管长应略大于地下连续墙设计值。接头管可分节于管内用销子连接固定;管外应平顺无凸岀物,管外径宜比墙厚小50mm。灌注水下混凝土时,应经常转动及小量提升接头管,待混凝土初凝后将接头管拔出,拔管时不得损坏接头处的混凝土。
2.对接头箱式和隔板式接头,在其吊放的钢筋骨架一端应带堵头钢板,堵头钢板向外伸岀的水平钢筋应插入接头箱管中。灌注水下混凝土时,应使混凝土不流入接头箱管内;混凝土初凝后,应逐步吊出接头箱管,且先灌节段骨架的外伸钢筋应伸邻段混凝土内。
3.当地下连续墙设计与梁、承台或墩柱连接时,结构接头的施工应在连接处按设计要求埋设连接钢筋,预埋的连接钢筋应与后浇的梁、承台或墩柱上的主钢筋可靠连接。
(三)钢筋骨架施工
地下连续墙钢筋骨架的制作和吊放除应符合相关规范规定外,尚应符合下列要求:
1.钢筋骨架应根据设计图和单元槽段的划分长度制作,并宜在胎架上试装配成型;骨架主筋的接长宜釆用机械连接,骨架中间应留出上下贯通的导管位置。
2.吊放钢筋骨架时,应使其中心对准单元槽段中心。钢筋骨架应竖直、不变形并能顺利地下放插入槽内,下放时不得使骨架发生摆动。
3.全部钢筋骨架入槽后,应固定在导墙上,并应使骨架顶端高程符合设计要求。
4.当钢筋骨架不能顺利插入槽内时,应将骨架吊起,查明原因并采取措施后,重新放人,不得强行压入槽内。
(四)混凝土灌注
水下混凝土应采用导管法灌注。单元槽段长度小于4m时,可采用1根导管灌注;单元槽段长度超过4m时,宜采用2或3根导管同时灌注;釆用多根导管灌注时,导管间净距不宜大于3m,导管距节段端部不宜大于1.5m;各导管灌注的混凝土表面高差不宜大于0.3m;导管内径不宜小于mm。
(五)地下连续墙施工质量要求
地下连续墙施工质量应符合表1B的规定。