地下连续墙施工探析

地下连续墙施工是沿着拟建地下建筑物或构筑物的周边，在泥浆护壁的条件下，分段开挖一定长度的沟槽，清槽后在沟槽内吊放钢筋笼并水下浇筑混凝土，各个单元槽采用一定的接头方式连接，形成一道连续的、封闭的地下钢筋混凝土。地下连续墙的强度、刚度都很大。它既可以作为地下结构和建筑物地下室的外承重结构墙，又可作为深基坑工程的围护结构，挡土又防水，由于两墙合一，大大提高了工程的经济效益，因此得到了广泛的运用。
　　1.地下连续墙施工准备
　　地下墙施工准备有平整场地、制备泥浆、挖导槽、修导墙、铺设导轨、组装挖槽设备等。
　　1.1场地准备
　　施工前，首先要对场地进行清理、平整、处理和规划，以保证施工机械有足够的作业面积和作业空间，同时在安装机械时，应使场地地基不发生破坏。
　　1.2地下连续墙稳定液的制备、循环和净化
　　地下连续墙成槽施工应采用泥浆稳定液，泥浆的作用是保护槽壁、携带岩粉和土渣、冷却成槽机具、润滑等。常用细分散、粗分散、不分散泥浆等作为底下连续墙的稳定液。
　　地下连续墙稳定液用泥浆搅拌机或泵流式泥浆搅拌机制得。由于在施工中稳 定液要和地下水、地层土及混凝土接触，必然要受污染而使性能恶化，因而必须 进行净化。
　　净化方式有三种：自然沉降法、机械除砂法和化学除砂法。实际工程中经常 将机械除砂法和自然沉降法配合使用。机械除砂法的设备有除砂器、除泥器和振 动筛：自然沉降法利用的是泥浆沉淀池。
　　2.修筑导墙
　　现浇钢筋混凝土导墙的施工顺序为平整场地一测量定位一挖槽及处理弃土→绑扎钢筋→支模板→浇筑混凝土→拆模板并设置横撑→导墙外侧回填土。
　　导墙的厚度一般为0．15～0．20m，墙趾不宜小于0．20m，深度一般为1．0～ 2．0m。导墙的混凝土强度等级多为C20，导墙内钢筋多为Φ12@200，水平钢筋必须连接起来，使导墙成为整体。当表层土质较好时，导墙外侧可用土壁代替模板，不必回填土；如表土开挖后外侧土壁不能垂直自立，则外侧亦需支设模板，拆模后导墙的外侧应用黏土回填密实，以防止地面水从导墙背后渗入槽内，引起槽段坍方。导墙施工的接头位置应与地下连续墙接头位置错开。
　　3.泥浆护壁
　　泥浆材料的选用既要考虑护壁效果，又要考虑其经济性。泥浆的制备，有以下几种方法：制备泥浆、自成泥浆、半自成泥浆。
　　4.挖深槽
　　挖槽是地下连续墙施工中的重要工序。挖槽约占地下连续墙工期的一半，因此提高挖槽效率是缩短工期的关键；同时，槽壁的形状决定了墙体的外形，所以挖槽的精度又是保证地下连续墙质量的关键之一。地下连续墙挖槽的主要工作包括：单元槽段的划分；挖槽机械的选择与正确使用；制订防止槽壁坍塌的措施等。
　　4.1单元槽段的划分
　　地下连续墙施工前，需预先沿墙体长度方向划分好施工的单元槽段。单元槽段的最小长度不得小于挖土机械挖土工作装置的一次挖土长度(称为一个挖掘段)。单元槽段宜尽量长一些，以减少槽段的接头数量和增加地下连续墙的整体性，又可提高其防水性能和施工效率。但在确定其长度时除考虑设计要求和结构特点外，还应考虑以下各方面因素。
　　4.1.1地质条件
　　当土层不稳定时，为防止槽壁坍塌，应减少单元槽段的长度，以缩短挖槽时间。
　　4.1.2地面荷载
　　若附近有高大的建筑物、构筑物，或邻近地下连续墙有较大的地面静载或动载时，为了保证槽壁的稳定，亦应缩短单元槽段的长度。
　　4.1.3起重机的起重能力
　　由于一个单元槽段的钢筋笼多为整体吊装(钢筋笼过长时可水平分为两段)，所以应根据起重机械的起重能力估算钢筋笼的重量和尺寸，以此推算单元槽段的长度。
　　4.2挖槽机械
　　在地下连续墙施工中，国内外常用的挖槽机械，按工作机理可分为挖斗式、冲击式和回转式三大类，每一类中又有多种形式。目前，我国应用较多的挖槽机械是吊索式蚌式抓斗、导杆式蚌式抓斗、多头钻挖槽机和冲击式挖槽机。
　　4.3防止槽壁坍塌的措施
　　与槽壁稳定性有关的因素很多，但可以归纳为地质条件、泥浆情况和施工因素三个方面。理论研究和实践表明，避免槽壁坍塌可采取的措施有：根据土质选择适宜的泥浆配合比，改善泥浆质量；注意地下水位的变化，保证泥浆在安全液位以上；缩小单元槽段的长度，缩短挖槽时间；减少地面荷载，防止附近的车辆和机械对地层产生振动等。
　　4.4清底
　　槽段挖至设计标高后，可用钻机的钻头或超声波等方法测量槽段的断面。若误差超过规定要求则需修槽，修槽的方法可用冲击钻或锁口管并联冲击。对于槽段接头处亦需进行清理，可采用刷子清刷或用压缩空气压吹的方法。此后就应进行清底，根据需耍有时在吊放钢筋笼、浇筑混凝土之前再进行一次清底。
　　清底的方法一般有沉淀法和置换法两种。沉淀法是在土碴基本都沉淀到槽底之后再进行清底，常用的有砂石吸力泵排泥法，压缩空气升液排泥法，带搅动翼的潜水泥浆泵排泥法等。置换法是在挖槽结束之后，土碴还没有沉淀之前就用新泥浆把槽内的泥浆置换出来，使槽内泥浆的相对密度降低到l.15以下。在土木工程施工中，我国多采用置换法进行清底。
　　4.5钢筋笼的制作与吊放
　　4.5.1钢筋笼制作
　　钢筋笼应根据地下连续墙墙体的配筋图和单元槽段的划分来制作。一般情况 下，每个单元槽段的钢筋笼宜制作成一个整体。若地下连续墙很深或受起重能力的限制不便制作成整体时，可分段制作，吊放时再进行连接。接头宜采用绑条焊接。其搭接长度如无明确规定时可采用60倍钢筋直径。
　　制作钢筋笼时应预先确定浇筑混凝土所用导管的位置，由于这部分空问要上下贯通，因此在其周围需增设箍筋和连接筋进行加固。尤其当在单元槽段接头附近预留导管位置时，由于此处钢筋较密集，更需特别加以处理。
　　钢筋笼的纵向主筋应放在内侧，横向钢筋放在外侧，以免横向钢筋阻碍导管的插入。纵向钢筋的净距不得小于100mm，其底端应距离槽底面100～200mm，并应稍向内弯，以防止吊放钢筋笼时擦伤槽壁，但向内弯折的程度亦不应影响混凝土导管的插入。
　　4.5.2钢筋笼吊放
　　钢筋笼的起吊应使用横吊梁或吊架，吊点的位置和起吊方式要防止起吊时引起钢筋笼变形。起吊时不能在地面上拖拽钢筋笼，以防造成其下端钢筋弯曲变形。为避免钢筋笼起吊后在空中摆动，应在钢筋笼下端系上曳引绳用人力控制。插入钢筋笼时，务必使吊点中心对准槽段中心，垂直而又准确地插入槽内，然后徐徐下降。此时要注意不能因起重臂的摆动而使钢筋笼产生横向摆动，造成槽壁坍塌。
　　钢筋笼插入槽内后，应检查其顶端高度是否符合设计要求，然后将其搁置在导墙上。若钢筋笼分段制作，吊放时再接长，下段钢筋笼应垂直悬挂在导墙上，然后将上段钢筋笼垂直吊起，上下两段钢筋笼成直线连接。
　　若钢筋笼不能顺利插入槽内，应将其吊出，查明原因加以解决。如果需要修槽，则在修槽之后再吊放。不能将钢筋笼强行插放，否则会引起钢筋笼变形或槽壁坍塌，则在修槽之后再吊放。不能将钢筋笼强行插放，否则会引起钢筋笼变形或槽壁坍塌，产生大量沉碴，影响地下连续墙的质量。
　　4.6混凝土浇筑
　　地下连续墙的混凝土采用导管法进行浇筑。在浇筑过程中，应随时掌握混凝土的浇筑量、混凝土上升高度和导管的埋入深度。
　　导管的间距取决于导管浇筑的有效半径和混凝土的和易性，可通过计算确定，一般间距为3～4m。由于单元槽段的端部易渗水，故导管距槽段端部的距离不得超过2m，以保证混凝土的密实性。导管下口埋入混凝土的深度应控制在2～4m，埋入太深，容易使混凝土下部沉积过多的粗骨料，而面层聚积较多的砂浆；埋入太浅，则泥浆容易混入混凝土内。但当混凝土浇筑至地下连续墙墙顶附近，导管内混凝土不易流出时，可将导管的埋入深度减为1m左右，并可将导管适当作上下移动，以促使混凝土流出导管。在混凝土浇筑过程中，导管不能作横向移动，否则会把沉碴和泥浆混入混凝土内。若一个单元槽段内采用两根或两根以上的导管同时进行浇筑时，应使各导管的混凝土面大致处于同一标高处。
　　宜尽量加快混凝土的浇筑速度，一般情况下，槽内混凝土面的上升速度不宜小于2m／h。在浇筑过程中应随时用测锤量测混凝土面的高程，一般量测三点后取其平均值。
　　由于混凝土的顶面存在一层与泥浆接触的浮浆层，因此混凝土需超浇300～500mm高，以便在混凝土硬化后查明强度情况，将设计标高以上的浮浆层用风镐凿去。
　　5.结束语
　　地下连续墙施工质量控制是一项技术要求较高的工作，由于机械成槽和水下混凝土的隐蔽性，只有根据各工序的施工要点采取预控措施和强化质量控制才能减少出现施工质量问题。