地下連續墻施工技術淺析

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地下連續墻開挖技術起源于歐洲。它是根據打井和石油鉆井使用泥漿和水下澆注混凝土的方法而發展起來的,1950年在意大利米蘭首先采用了護壁泥漿地下連續墻施工,20世紀50~60年代該項技術在西方發達國家及前蘇聯得到推廣,成為地下工程和深基礎施工中有效的技術。本文就關于地下連續墻施工技術做簡要分析。

關鍵詞:連續墻;建筑物;物理
  一、施前的準備工作
  在進行地下連續墻設計和施工之前,必須認真調查現場情況和地質、水文等情況,以確保施工的順利進行。
  (一)施工現場情況調查
  現場情況調查的目的是為了解決:施工機械進入現場和進行組裝的可能性;挖槽時棄土的處理和外運;給排水和供電條件;地下障礙物和相鄰建(構)筑物情況;噪聲、震動與污染等公害引起的有關問題等。
  1、有關機械進場條件調查。
  要把施工用機械、設備和材料等運進現場,除調查地下條件等之外,還需調查所要經過的道路情況,尤其是道路寬度、坡度、彎道半徑、路面狀況和橋梁承載能力等,以便判斷挖槽機械、重型機械等進場的可能性。
  2、有關給排水、供電條件的調查。
  地下連續墻施工需要大量的水,挖槽機械等亦需耗用一定的電力,因而需要調查現有的供水和供電條件(電壓、容量、引入現場的難易程度),如現場暫時不具備,則要設法創造條件。
  地下連續墻施工時需要泥漿護壁,泥漿中又混有大量土渣,因此排出的水汪汪非常渾濁,容易引起下水道堵塞和河流污染等公害,再這方面應給予充分的注意,有時需先經沉淀后再排放。最好進行泥水分離,然后再排放。
  3、有關現有建(構)筑物的調查。
  當地下連續墻的位置靠近現有建(構)筑物時,要調查其結構及基礎情況,還要了解其基礎埋置深度及其以下的土質情況,以便確定地下連續墻的位置、槽段長度、挖槽方法、墻體剛度及土體開挖后墻體的支撐等。
  4、地下障礙物對地下連續墻施工影響的調查。
  埋在地下的樁、廢棄的鋼筋混凝土結構物、混凝土塊體和各種管道等,是地下連續墻施工時的主要障礙物。應在開工前進行詳細的調查,并盡可能在地下連續墻施工之前加以排除,或者采用其他必要的措施,否則會給施工帶來很大的困難。
  5、噪聲、振動與環境污染的調查。
  地下連續墻施工時的噪音、振動都較小,一般情況下對周圍沒有大的影響。但是愛靠近醫院學校等要求安靜的地區施工,亦會帶來一些問題,因此須加以注意。
  (二)水文、地質情況調查
  必須認真進行地質勘探,要根據工程情況、挖槽長度、地形起伏等正確確定鉆孔位置,鉆孔深度應超過地下連續墻的設計深度。地質勘探中應注意收集有關地下水的資料,如地下水位及水位變化情況、地下水流動速度、承壓水層的分布與壓力大小,必要時還需對地下水的水質進行分析。
  確定深槽的開挖方法、決定單元槽長度、估計挖土效率、考慮護壁泥漿的配合比和循環工藝等,都與地址勤快密切相關。如深槽用鉆抓法施工,目前鉆導孔所用的工程潛水電鉆是正循環出土,從而影響地下連續墻的施工質量。又如遇到卵石層,由于泥漿正循環出土不能帶出卵石而使其積累于孔底,會造成不能繼續鉆孔的困難。
  二、制定地下連續墻的施工方案
  由于地下連續墻一般多用于施工條件較差的情況下,而且其施工的質量再施工期間不能直接用肉眼觀察,一旦發生質量事故返工處理就較為困難,所以在施工之前詳細制定施工安敢是十分重要的。在詳細研究了工程規模、質量要求、水文地質資料、現場周圍環境、十分存在施工障礙和施工作業條件等之后,編制工程的施工組織設計。
  三、地下連續墻的類型
  地下連續墻按其填筑的材料,分為土質墻、混凝土墻、鋼筋混凝土墻(又有現澆和預制之分)和組合墻(預制鋼筋混凝土墻板和現澆混凝土的組合,或預制鋼筋混凝土墻板和自凝水泥膨潤水泥漿的組合);按其成墻方式,分為樁排式、壁板式、樁壁組合式;按其用途,分為臨時擋土墻、防滲墻、用作主體結構一部分兼做臨時擋土墻的地下連續墻、用作多邊形基礎兼作墻體的地下連續墻。
  四、地下連續墻施工
  (一)導墻
  導墻是地下連續墻挖槽之前修筑的臨時結構,對挖槽起重要作用。
  1、導墻的作用。
  (1)擋土墻。
  (2)作為測量的基準。
  (3)作為重物的支撐。
  (4)存蓄泥漿。
  此外,導墻還可防止泥漿漏失;防止雨水等地面水流入槽內;地下連續墻距離現有建筑物很近時,施工時還起一定的補強作用;在路面下施工時,可起到支撐橫撐的水平導梁的作用。
  2、導墻的方式。
  導墻一般為現澆的鋼筋混凝土結構。但亦有鋼制的或預制趕緊趕緊混凝土的裝配式結構,可多次重復使用。不論采用哪種結構,都應具備必要的強度、剛度和精度,而且一定要滿足挖槽機械的施工要求。
  (二)泥漿護壁
  1、泥漿的作用。
  地下連續墻的深槽是在泥漿護壁下進行挖掘的。泥漿的費用占工程費用的一定比例,泥漿材料的選用既要考慮護壁效果,又要考慮其經濟性,應盡可能地利用當地的材料,泥漿在成槽過程中有下述作用。
  (1)護壁作用。
  (2)攜渣作用。
  (3)冷卻和滑潤作用。
  2、泥漿的成分。
  地下連續墻用護壁泥漿(膨潤土泥漿)的制備,有下列幾種方法。
  ○1制備泥漿。挖槽前利用專用設備事先制備好泥漿,挖槽時輸入溝槽。
  ○2自成泥漿。用鉆頭式挖槽機挖槽時,向溝槽內輸入清水,清水與鉆削下來的泥土拌合,邊挖槽邊形成泥漿。
  ○3半自成泥漿。當自成泥漿的某些性能指標不符合規定的要求時,在星辰自成泥漿的過程中,加入一些需要的成分。
  3、泥漿的制備與處理。
  (1)制備泥漿前的準備工作。制備泥漿前,需對地基土、地下水和施工條件等進行調查。
  (2)泥漿配合比。確定泥漿配合比時,首先根據為保持槽壁穩定所需的黏度來確定膨潤土的摻量(一般為6%~9%)和增粘劑CMC的摻量(一般為0.05%~0.08%)。
  (3)泥漿制備。泥漿制備包括泥漿攪拌和泥漿儲存。泥漿攪拌機常用的又高速回轉式攪拌機和噴射式攪拌機兩類。
  (4)泥漿處理。在地下連續墻施工過程中,泥漿要與地下水、砂、土混凝土接觸,膨潤土、摻和料等成分會有所消耗,而且也會混入一些土渣和電解質離子等,使泥漿收到污染而質量惡化。泥漿的惡化程度與挖槽方法 、土的種類、地下水性質和混凝土澆筑方法等有關。
  (三)深挖槽。挖槽是地下連續墻施工中的關鍵工序。挖槽約占地下連續墻工期的2/1,因此提高挖槽的效率是縮短工期的關鍵。
  (四)清槽。清槽的目的是置換槽孔內稠泥漿,清除鉆渣和槽底沉淀物,以保證墻體結構受力要求,同時為下一道工序安裝接頭管、鋼筋籠、澆筑水下混凝土提高良好的條件,保證墻體質量。
  五、結束語
  地下連續墻施工技術是地下施工作業中非常重要的技術和科目,地下工事的復雜性、規模性都是極具考驗的,是地下施工技術的最直接考驗。因此,做好地下連續墻的研究工作,對于以后的地下施工作業將產生深遠的積極的影響。
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