地下连续墙施工工艺

地下连续墙施工工艺2.1工艺流程（见图1）2.2导墙施工2.2.1导墙的结构形式预制钢筋-混凝土结构。导墙的位置、尺寸准确与否直接决定地下连续墙的平面位置和墙体尺寸能否满足设计要求。导墙间距应为设计墙厚加余量（4～6cm），允许偏差±5mm，轴线偏差±10mm，一般墙面倾斜度应大于1/500。到强的顶部应平整，以便架设钻机机架轨道，并作为钢筋笼、混凝土导管、结构管等得支撑面。导墙后的填土必须分层回填密实，以免被泥浆掏刷后发生孔壁坍塌。常见的导墙结构形式见图2。2.2.2导墙施工方法（1）导墙是保证连续墙精度的首要条件，因此，在施工放线前做好技术交底，严格复合，保证定位放线准确。（2）导墙施作时放宽40～60mm（沿中轴线向两侧，每边放宽20～30mm），是为了保证抓斗钻头及钢筋网片、锁扣管进出较为顺利。（3）为保证连续墙既满足设计精度又不侵入车站建筑界限，同时保证内衬墙结构厚度，在放线时将连续墙中轴线向外多放120～130mm（一般连续墙内侧轮廓放宽100mm）。（4）导墙垂直度控制在±7.5mm内，导墙内墙垂直度控制在±3mm内，导墙顶面平行，全长范围内高差控制在±5mm内，导墙轴向误差控制在±10mm之内。（5）导墙上口高出地面100mm，以防垃圾和雨水冲入导槽内污染或者稀释泥浆。（6）导墙开挖土方时，如果外侧土体能保持垂直自立时，则以土壁代替外膜板，避免回填土，否则外侧设模板。混凝土强度达到设计要求后，墙背用粘土分层夯填密实，防止地表水渗入槽内，引起槽段塌方。（7）导墙施工完成后，在槽底铺上40mm厚M5号水泥砂浆，在槽段末开挖前可做临时储浆或换浆沟用。（8）拆模后每隔2m设上下两道木支撑，支撑采用80mm直径的圆木。抓槽之前不拆内撑，并及时回填土方，同时严禁重型机械在混凝土未达到设计强度之前靠近导墙行走，以防止导墙变形。2.3泥浆制备2.3.1泥浆池设计为了发挥泥浆的功能，最好在泥浆充分膨润之后再使用。在一般情况下，使用泥浆沉淀池使挖槽过程中混入泥浆里的土渣沉淀，同时该池又作为新鲜泥浆的储浆池使用，但这种方法在泥浆循环速度快的情况下，泥浆会得不到充分的水花膨润时间。考虑到漏浆等事故时会紧急需要大量的泥浆，所以最好设置新鲜泥浆的专用储浆池，见图3。根据膨润土的膨润特性，泥浆应在储浆池内至少储存12h，最好24h。一般泥浆储浆池采用钢制储浆罐，若在地下挖坑作为储浆池使用，必须防止地面水流入池内。2.3.2泥浆材料选择（1）水的选定在使用地下水、河水或海水等时，要对水质进行检查。对于膨润土泥浆，最好使用钙离子浓度不超过100ppm、钠离子浓度不超过500ppm和pH值为中性的水。超出这个范围时，应考虑在泥浆中增加分散剂和使用耐盐性的材料或改用盐水泥浆。（2）膨润土的选定钠膨润土与钙膨润土相比，其湿胀度较大，但容易受阳离子影响。对于水中含有大量的阳离子或在施工过程中可能有显著阳离子污染时，最好采用钙膨润土。膨润土的种类不同，泥浆的混合浓度、外加剂的种类及掺加浓度、泥浆的循环使用次数等会有很大的差异，所以在选用时要充分考虑成本因素。（3）CMC的选定预计有海水混入泥浆时，应选用耐盐性CMC。当溶解性有问题时，要使用颗粒状的易溶性CMC。一般CMC的黏度可分为高、中、低三种，越是高黏度的CMC价格越高，但它的防漏效果好。（4）分散剂的选定为使泥浆在沉淀槽内容易产生泥水分离，应使用能够减少泥浆凝胶强度及屈服值的分散剂。对于工程泥浆来说，应首选使用纯碱（Na2CO3），但在透水性高的地基内，如果对已经变质的、过滤水量增多的泥浆再使用不适当的分散剂，就会进一步增大槽壁坍塌的危险性，所以在这种情况下，最好使用尽管泥浆变质也不会增加失水量的分散剂（碳酸钠或三磷酸钠等分散剂）。（5）加重剂的选定一般来说，除重晶石外，其它加重剂较难获取。（6）防漏剂的选定泥浆的漏失通常分大、中、小三种情况，选用防漏剂时要根据漏失的空隙大小而定。一般认为防漏剂的粒径相当于漏浆层土砂粒径的10%～15%最好。2.3.3泥浆循环和再生泥浆循环方式：掘槽时采用正循环，清槽时采用反循环。如图3所示。泥浆的再次利用采用重力沉降处理和机械处理并用。目前，机械处理的方法通常是使用振动筛，利用振动筛来分离土渣和泥浆。由所有的筛孔大小来决定可分离土渣的粒径，筛孔越小，可分离的比率越高，但效率越低，一般用以除去20目（0.77mm）以上的砂或黏土块。振动筛是通过强力振动将土渣与泥浆分离的设备，其形式有两种：一种是双层单轴园振动倾斜筛，筛网倾斜度一般为15°～20°，这种形式适用于大块状土渣；另一种是双层双轴单向振动倾斜筛，筛网倾斜度一般为5°，上下振动，振幅较小。2.3.4泥浆处理及外运在施工点设置一套由制浆机、旋流器、振动筛和泥浆罐组成的泥浆处理系统，泥浆的制备、储存、输送、循环、分离等均由泥浆处理系统完成。此外，在现场修建存土坑和泥浆沉淀池及污水池等，保证泥浆不落地，以减少对环境的污染。经检查不能再生的泥浆和混凝土浇筑置换出的劣质泥浆经沉淀池、旋流器、振动筛分离处理后，用罐车将、固化物运至指定地点废弃，施工污水经沉淀并达到排放标准后，排入城市下水道管道。2.4成槽施工2.4.1槽段划分（1）概述一般情况下，地下连续墙都不是一次就能做成的，而是把它分隔成很多不同长度的施工段，用1台或是多台挖槽机，按不同的施工顺序，分段建成。而且一个槽段，也是用1台挖槽机分几次开挖出来的，每次完成的工作量叫做一个单元，它的长度就叫单元长度。通常，使用抓斗时，它的单元长度就是抓斗斗齿开度（2～3m）,习惯上把这种抓斗单元叫做“一抓”，通常一个槽段由2～3抓组成。一般来说，加大槽孔长度，可以减少结构数量，提高墙体的整体防渗性和连续性，还可以提高工作效率，但是泥浆和混凝土用量及钢筋笼重量也随着增加，给泥浆和混凝土的生产和供应、钢筋笼的吊装带来困难，所以必须根据设计、施工和地质条件等，综合考虑后确定槽孔长度。（2）影响槽段划分的因素1）设计条件。①地下连续墙的使用目的、构造（同柱子及主体结构的关系）、形状（拐角、端头和圆弧等）。②墙的厚度和深度。一般来说，墙厚和深度增大时，槽孔稳定可能有问题，2)施工条件①对相邻建筑物或管线的影响；②槽宽不应小于挖槽机的最小挖槽长度；③钢筋笼和预埋件的总重量和尺寸；④混凝土的供应能力和浇筑强度（上升速度应大于2m/h）；⑤泥浆池的容量应能满足清孔泥浆和回收泥浆的要求（通常泥浆池容量不小于槽孔体积的2倍）；⑥在相邻建筑物作用下，有附加荷载或动荷载时，槽长应短些；⑦必须在规定时间内完成一个槽段时，槽长应短些。（3）地质条件挖槽的最关键问题是槽壁的稳定性，而这种稳定性取决于地质和地形等条件。遇到极软的地层、极易液化的砂土层、预计会有泥浆急速漏失的地层、极易发生塌槽的地层时，槽长应采用较小数量值。此时，最小槽孔长度可小些，可只有一个抓斗单元长度（约为2～3m）。实际上，槽孔最大长度主要受3个因素制约：钢筋笼（含预埋件）的加工、运输和吊装能力，混凝土的生产、运输和浇筑能力，泥浆的生产和供应能力。一般槽长为5～8m，也有更长或更短的，目前大多数标准都在6m左右。（4）槽段划分槽段划分时应考虑以下几个原则：1）应使槽段分缝位置远离墙体受力（弯矩和剪力）最大的部位。2）在结构复杂的部位，分缝位置应便于开挖和浇筑施工。3）在某些情况下，可采用长短槽段交错配置的布置方式，以避开一些复杂结构节点（墙与柱、墙与内隔墙等）。把短槽作为二期槽段，便于处理接缝。4）墙体内有预留孔洞和重要埋件，不得在此处分缝。5）槽段分缝应与导墙（特别时预制导墙）的施工分缝错开。6）在可能得条件下，一个槽段的单元应为奇数，如为偶数，挖槽时可能造成斜坡。2.4.2软土成槽施工在软土地基中，地下连续墙采用液压成槽机直接进行开挖，开挖的土方直接存放于场内的临时存土坑内，及时用槽车运至指定弃土场。（1）按槽段成槽划分，分副施工，标准槽段（6m）采用三抓成槽法开挖成槽，即每幅连续墙施工时，先抓两侧土体，后抓中心土体，防止抓斗两侧受力不均而影响槽壁垂直度，如此反复开挖直至设计槽底标高为止。异性槽段严格按分副分段一次开挖成型。（2）挖槽施工时，应先调整好成槽机的位置，对于无自动纠偏装置的成槽机，它的主钢丝绳必须与槽段的中心重合。成槽机掘进时，必须做到稳、准、轻放、慢提，并用经纬仪双向监控钢丝绳、导杆的垂直度。挖完槽后用超声波侧壁仪进行检测，确保成槽垂直度≤1/300。（3）异性“T”字形成“L”形槽段，采用对称分次直挖成槽，即先行开挖一短副，开挖一段深度后，挖另一短副，相互交替施工。不足两抓宽度的槽段，则采用交替互相搭接工艺直挖成槽施工。（4）挖槽时，应不断向槽内注入新鲜聚泥浆，保持聚泥浆面在导墙顶面以下0.2m，且高出地下水位0.5m。随时检查泥浆质量，及时调整泥浆符合上述指标并满足特殊地层的要求。（5）转角处异性槽段严格按照规定的几种形式开挖，挖槽施工时一旦发现异常情况应立即停止施工，分析原因并采取相应措施后，再继续施工。（6）雨天地下水位上升时，及时加大泥浆比重及黏度，雨量较大时暂停挖槽，并封盖槽口。（7）在挖槽施工过程中，若发现槽内泥浆液面降低或浓度变稀，要立即查明是否因为地下水流入或泥浆随地下水流走所致，并采取相应措施纠正，以确保挖槽继续正常进行。2.4.3岩层施工岩层施工工艺流程见图4。液压成槽机抓斗挖到岩面即停，并使槽底基本持平，在导墙上标出钻孔位置。在地下连续墙转角部位向外多冲半个孔位，保证连续墙的完整性。入岩施工分为如下步骤：（1）采用冲击钻机冲击主孔，泵吸反循环出渣，钻头大小和主孔中心距根据墙厚进行调整，主孔间距一般为1.5倍墙厚，充分利用冲击钻机冲频高、出渣快、进尺快的特点。（2）采用冲击钻冲击副孔（主孔间剩余的岩墙），泥浆在槽内采用循环出渣，减少重复破碎，这样可以减少冲击面积较小时冲击锤的摆动，保证槽壁垂直。（3）以冲击钻配以方锤（目前常用的为800（600）mm×1200mm），修整槽壁联孔成槽，冲击过程中控制冲程在1m以内，并防止打空锤和放绳过多，减少对槽壁的扰动，成槽后辅以液压成槽机抓斗清除岩屑。（4）冲击钻钻入岩层时，采用勤松绳、勤掏渣，防止锤环磨损过大造成斜孔和吊锤。施工过程中每0.5m～1m测量一次钻孔垂直度，并随时纠偏。变化处采用低锤轻击、间断冲击的方法小心通过。成槽过程见图5.（5）针对入岩部分，另需配备冲击钻机进行修槽，配备方锤。冲锤大样图见图6.2.5钢筋量制作及吊装2.5.1钢筋平台设计由于连续墙特殊的工艺和精度要求，钢筋笼制作精度必须满足设计和施工要求，因此将钢筋笼的平整度≤5mm的混凝土（C20）平台或槽钢平台上制作加工。钢筋平台的尺寸根据工程需要的最大副连续墙钢筋笼尺寸确定，长度一般取最大副的钢筋笼长加2m，宽度一般取最大副钢筋笼宽加3m（方便桁架的加工）。2.5.2钢筋笼加工（1）钢筋加工1）主钢筋尽量不要采用搭接接头，以增加有效空间，有利于混凝土的流动；2）有斜拉钢筋时，应注意留出足够的保护层；3）主筋采用闪光接触对焊或锥形螺纹连接；4）钢筋应在加工平台上放样成型，以保证钢筋笼的几何尺寸和形状正确无误；5）拉（钩）筋两端做成直角弯钩，点焊于钢筋笼两侧的主筋上。（2）钢筋笼的制作1）按图纸要求制作钢筋笼，确保钢筋的正确位置、根数及间距，焊接牢固。2）为保证混凝土灌注导管顺利插入，纵向主筋放在内侧，横向钢筋放在外侧。3）纵向钢筋搭接应采用对焊连接，钢筋轴线要保证在一条直线上；同一截面的焊接接头面积不能超过50%，且间隔布置。4）钢筋笼除结构焊缝需满焊及周围钢筋交点需全部电焊外，中间的交叉点可采用50%交错电焊。5）钢筋笼成型后，临时绑扎铁丝全部拆除，以免下槽时挂伤槽壁。6）制作钢筋笼时，在制作平台上预安定位钢筋柱，以提高工效和保证制作质量；制作出的钢筋笼须满足设计和现规范要求。7）施工前准备好对焊机、弧焊机、电焊机、钢筋切断机、钢筋弯曲机等，且钢筋进过复核合格。8）主筋间距误差±10mm，箍筋间距误差±20mm，钢筋笼厚度0～-10mm，宽度±20mm，长度±50