深基坑地下连续墙施工要点与质量控制

深基坑地下连续墙施工关键点与质量控制河北建工集团有限责任企业胡会涛刘震概要本文以武汉某超高层住宅为例，首先介绍了深基坑支护工程中包括地下连续墙施工工艺，重点阐述了施工过程中地连墙槽壁稳定性、成槽卡斗埋斗、钢筋笼下放就位、砼浇筑异常、墙体漏筋、渗漏水等关键点质量控制和针对性预防方法，最终列举了一些在施工过程中可能出现问题应急预案。关键词：深基坑地下连续墙关键工序质量控制应急预案一工程概况该工程主体为框剪结构，分塔楼和商业裙楼两部分，总高173.58米，地下三层。基础采取桩筏基础。基坑面积约为28870m2，周长约为680m，基坑支护形式为地下连续墙+混凝土支撑形式。二基坑设计要求该工程周围采取"两墙合一"地下连续墙作为基坑围护体，地下连续墙既作为基坑开挖阶段挡土止水围护体，同时作为地下室结构外墙。基坑西侧邻近轻轨区域地墙厚度为1000mm，普遍区域地墙厚度为800mm。墙深44-49m，混凝土等级为C35，抗渗等级为P8。标准槽宽6m，接头采取工字钢接头，地连墙外侧采取三轴搅拌桩和高压旋喷桩止水。为确保将基坑开挖期间降水对周围环境影响减小到最小，该方案考虑采取地墙切断承压含水层。导墙挖深2.5-4.1m，并确保落入老土及底标高低于地连墙顶标高以下20cm。墙底进入强风化砾岩深度大于0.5m。声波检测量为总槽段20%，声波管采取直径50mm，壁厚3mm钢管，每幅槽段设4根声测管。墙底注浆采取直径30mm，壁厚3.5mm钢管，每幅槽段设置两根，单幅槽段压水泥浆4t，水泥采取P042.5。三关键工序及质量控制方法1地下连续墙施工工艺流程导墙修筑、泥浆制备与处理、掘进成槽、钢筋笼制安、混凝土浇筑是地下连续墙施工中关键工序,以下列图所表示。运走运走挖导沟挖导沟筑导墙输入泥浆挖槽开挖过程送浆制备泥浆沉淀池废弃泥浆泥渣排除排除沉渣补充泥浆钢筋笼制作浇灌机架就位置换出泥浆吸泥清底吊放钢筋笼安放导管浇筑混凝土机械就位组装成槽机械2、导墙修筑1）在开挖前依照控制点进行测量放样，放出轴线高程及坐标，经监理复测合格后进行导墙开挖。2）导墙必须筑于坚实原状土层，或加固后地层上（详细深度可依照现场情况进行调整）；导墙沟槽开挖采取反铲挖掘机开挖人工配合清底，侧面为人工修整，禁止超挖，塌方或开挖超限地方用红砖砂浆砌筑；导墙必须在杂填土以下200mm以下且嵌入地连墙墙顶标高200mm。遇见拐角处需要外伸500mm。3）开挖完成后，要经过现场技术人员准确量测尺寸，方可进行下步施工。3、泥浆池制作、泥浆拌制和使用泥浆池分设造浆池、供浆池、储浆池、回浆池，回浆池处安装泥浆除砂设备，泥浆池总容量要满足天天槽段幅数施工。依照场区土质情况选取钠基膨润土泥浆护壁，泥浆配制采取以下配合比：膨润土∶碱∶水=8:0.5:100，并采取高速泥浆搅拌机搅拌或自成泥浆。在施工过程中，依照详细情况，可掺入适当添加剂调整其性能。新配制泥浆须静置24h充分水化膨胀后方可使用。1）泥浆质量控制指标新生产泥浆、回收重复利用泥浆、浇筑混凝土前槽内泥浆，主要测定粘度、相对密度和含砂量。2）泥浆制备泥浆制备采取高速回转式搅拌机，其优点是：①能确保必要泥浆性能；②搅拌效率高，能在要求时间内供给所需要泥浆；③使用方便、噪音小、装拆方便。对砂层较厚地层，应采取钠基膨润土泥浆，制备膨润土泥浆一定要充分搅拌，假如膨润土溶胀不充分，会影响泥浆失水量和粘度；—般情况下钠基膨润土与水混合3h后就有很大溶胀，可供施工使用，经过24h就可达成完全溶胀。3)泥浆处理在地下连续墙施工过程中，泥浆要与地下水、砂、土、混凝土接触，膨润土、掺合料等成份会有所消耗，而且也混入一些土渣和电解质离子等，使泥浆受到污染而质量恶化。给地连墙施工带来很大影响，主要有：①因为泥浆中混入土渣，所形成泥皮厚而弱，槽壁稳定性较差；=2\*GB3②浇筑混凝土时易卷入混凝土中；=3\*GB3③槽底沉渣多，地下连续墙后期沉降大；④泥浆粘度增大，循环较困难，而且泵、管道等磨损严重。4、成槽施工成槽时，为了确保成槽质量，成槽机斗体必须悬挂开抓，即斗体垂直于槽段，张开斗体，按槽段划分标志线，缓缓下入槽内。成槽过程中禁止快速下放及提升，以防止破坏槽壁造成坍塌。在抓挖过程中，须保持墙内泥浆液面稳定，使其高于地下水位1.0m，且不低于导墙面50cm。因为该项目地连墙须进入强风化大于0.5m，按照勘察汇报描述，该岩层原岩结构已破坏，大部分风化呈砂土状，混少许短柱状岩块，该层取芯率低，采取SG46型液压抓斗可顺利施工，但不排除该岩层不确定性，为确保地下连续墙正常施工，投入1台旋挖钻机负责引孔，方便在抓斗难以进尺时，采取两钻一抓工艺。5、槽底清淤及接头处理槽段挖至设计标高后，如误差超出要求精度则需修槽，修槽可采取旋挖钻机。清底方法，采取沉淀法。沉淀法是在土渣基本都沉淀到槽底之后采取抓斗抓取进行清底。假如槽底沉渣未去除，则会带来下述危害：1)在槽底沉渣极难被浇筑混凝土置换出来，它残留在槽底会成为地下连续墙底部与持力层地基之间夹杂物，使地下连续墙承载力降低，墙体沉降加大。沉渣还影响墙体底部截水防渗能力，成为产生管涌隐患，有时还需进行注浆以提升防渗能力。2)沉渣混进浇筑混凝土内会降低混凝土强度。如在混凝土浇筑过程中，因为混凝土流动将沉渣带至单元槽段接头处，则严重影响接头部位抗渗性。3)沉渣会降低混凝土流动性，降低混凝土浇筑速度。4)沉渣过多时，会使钢筋笼无法安装至设计标高，使结构配筋发生改变。5)在浇筑混凝土过程中沉渣存在会加速泥浆变质，沉渣还会使浇筑混凝土上部浮浆层高度增加。6、刷壁在单元槽段接头部位挖槽之后，必须对粘在接头表面上沉渣进行去除。采取旋挖加工接头刷沿接头表面插入将附着物去除，从而防止接头部位砼强度降低和接头部位漏水现象。7、钢筋网片制作、吊装1)钢筋网片加工钢筋网片依照地下连续墙墙体配筋图和单元槽段划分来制作。制作钢筋网片时要预先确定浇筑混凝土用导管位置。尤其在单元槽段接头附近插入导管，因为此处钢筋较密集，更需尤其加以处理。横向钢筋有时会妨碍导管插入，所以纵向主筋应放在内侧，横向钢筋放在外侧，纵向钢筋底端应距离槽底面500mm，底端应稍向内弯折，以预防吊放钢筋笼时碰擦槽壁，但向内弯折程度亦不应影响插入混凝土导管。墙底注浆管牢靠绑扎在网片上，随网片下置于槽内，每幅墙放入2根注浆管。因为网片内存在较多预埋件，绑扎苯乙烯泡沫塑料块一定要固定牢靠。将结构段和支护段整体制作，分段起吊，这么不但降低了起吊安装难度，也降低了对接接头数量，为确保网片有足够起吊刚度，制作时必须对其吊点进行加固。按设计百分比（20%）应对地连墙进行声波检测；每幅槽段均须进行墙底注浆，声波管与注浆管要与钢筋网片主筋牢靠连接，和钢筋网片同时下放。地下连续墙混凝土强度达成设计强度70%左右后即可用清水劈通注浆管。通管后即可注浆。注浆采取间歇式方法，每次间歇时间约30分钟，详细统计注浆时压力大小和注浆量，注浆压力等相关参数可依照试成槽确定。2)钢筋网片制作时主要控制方法：整体制作控制方法：①钢筋网片应在现场平整胎模上制作，确保制作出钢筋笼垂直、不走形；②下料时，在计划分段位置预留接驳器；③为提升工效及网片质量，分段接头应设置在纵向钢筋数量较少范围之外。④预埋件与接驳器采取电焊与绑焊相结合方式固定于钢筋网片中。起重设备选型：吊装设备应完全满足工钢筋网片分段吊装吨位及高度需要，该工程主吊选择200t履带吊车，80t履带吊车副吊。吊点位置确实定和加强加固：吊点位置准确性对起吊有很高要求，假如吊点位置选择不准确，钢筋网片会产生较大挠曲变形、使焊缝开裂、整体结构散架，无法起吊，所以吊点位置确实定是吊装过程一个关键步骤。必须对分段较长段网片吊点进行计算，得出吊点位置；吊具配置包含主扁担、卸扣、钢丝绳、滑轮选择也应经过计算确定。为预防网片在起吊和运输过程中产生不可恢复变形，制作时，应依照地连墙网片实体最大起重量，对各吊点进行加固加强。而且为确保网片安装时准确定位，控制标高尺寸吊筋也必须得到应有加强。钢筋网片吊装入槽：①安排专员将主吊上卡环扣紧网片上端部吊点，依次再用副吊上卡环扣紧网片下端部吊点，并进过现场信号工检验后方可经过；主吊和副吊同时起钩，听信号工发出起吊指令后，两车协调工作将钢筋网片水平吊起，当钢筋网片离开地面约0.5米时，2车停顿起钩，检验吊车和钢筋网片、吊装索具和吊点位置加强物是否有异常。②检验无异后，主吊车继续起钩，当钢筋网片与地面夹角约为60°时，主吊车轻微转动主臂，使主吊臂杆纵向中心截面与钢筋网片纵向中心界面重合，主吊钩吊力开始增加，继续起钩并迟缓前行，副吊受力逐步转移到主吊钩上，直到主吊车将钢筋网片完全吊起。③听从信号工指令后，将钢筋构件对准导槽渐渐下落，直到钢筋构件放置到槽中。④尤其注意是，钢筋网片下段入槽还剩1.5米左右时（方便和上段网片对接），要用事先准备好槽钢横穿过钢筋网片，确保在卸钩后钢筋网片不下沉。8、砼供给及水下砼浇注该工程商品砼由混凝土罐车直接运入工地用导管进行水下砼浇注。选取灌浆架配置φ250mm圆型快速丝扣连接型导管及其它辅助设备完成水下砼浇注。1）混凝土浇筑之前，关于槽段准备工作以下:绘槽段断面图绘槽段断面图修槽（如有误差）清底（置换泥浆）吊钢筋网片混凝土灌浆台就位吊放导管挖槽机械移位旋挖或冲击钻履带吊等单元槽段挖至设计标高考虑到地下连续墙较高隔水要求，导管安置完成，在浇筑混凝土前，应进行沉渣检测。当沉渣厚度不符合设计规范，继续清孔，直到沉渣厚度满足设计规范。2）混凝土配合比地下连续墙施工所用混凝土，除满足通常水工混凝土要求外，尚应考虑泥浆中浇筑混凝土强度随施工条件改变较大，同时在整个墙面上强度分散性亦大，所以，混凝土应按照比结构设计要求强度等级提升一个等级进行配合比设计。为确保混凝土满足地墙较高抗渗等级要求，对地墙用混凝土进行试配，直至满足设计要求。3）混凝土浇筑地下连续墙混凝土用导管法进行浇筑。在混凝土浇筑过程中，应随时掌握混凝土浇筑量、混凝土上升高度和导管管埋入深度，预防导管拔脱混凝土面。在浇筑过程中要随时量测混凝土面高程，量测方法可用测锤，因为混凝土面非水平，应量测三个点取其平均值。因为单元槽段端部属于微弱部位，导管距槽段端部距离不得超出1.5m。在一个单元槽段内同时使用两根导管进行浇筑，其间距不应大于3m，且应使各导管处混凝土面大致处于同一标高，整个砼面上升速度力争保持均衡，砼面高差不得大于30cm。混凝土面上存在一层与泥浆接触浮浆层，需要凿去，为此混凝土高度需超灌500mm，方便在混凝土硬化后查明强度情况，将设计标高以上部分用风镐凿除。整个灌注过程必须连续进行，首斗灌注砼量必须确保埋管深度大于50cm，灌注过程中上下振捣导管，以确保砼在较大截面上顺利扩散，使网片、孔壁、砼结合紧密，同时有效控制导管埋深。 灌注过程中，每一个槽孔要求做一组抗压试块，抗渗试块组数依照现场施工要求而定。9、地下连续墙墙底注浆压力控制：水泥浆液压力宜大于0.5MPa，详细可依照现场实际情况确定。在注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆等异常情况时，应查明产生原因并及时采取方法。浆液水灰比及变换标准：1）按注浆试验确定或监理工程师同意水灰比施灌，注浆浆液由稀到浓逐层变换。2）注浆过程中，如注浆压力保持不变，注入率连续降低，或当注入率不变而压力连续升高时，不得改变浆液水灰比。特殊情况处理：1）注浆过程中，浆液压力或注入量突然改变较大时，应立刻查明原因，采取方法处理。2）注浆过程中，当发觉回浆失水变浓（回浓一个比级）时，应换用相同水灰比新浆进行灌注，若效果不显著，延续灌注15~20min可停顿注浆。3）注浆过程中，若发觉串浆、漏浆时，依照详细情况可采取嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、间歇灌注等方法处理。4）注浆过程中发觉串通时，应查明串通部位和串通量，如与其余注浆管串通，应在串通部位将串通孔堵塞住，注浆孔注浆结束并延续一定时间后，再进行串通孔注浆。5）对管口有涌水地方，注浆前应测记涌水压力和涌水量，依照涌水情况，可按下述方法处理：a、对应提升注浆压力，通常按设计注浆压力+涌水压力作为实际注浆压力控制；b、注浆结束后应采取屏浆方法，屏浆时间不少于1h；c、闭浆待凝，注浆管路系统拆除后应将孔内注满浆液，孔口封闭待凝，闭浆待凝时间视涌水压力和注入量决定，通常涌水小于0.1Mpa时，待凝24h；涌水大于0.1Mpa时，待凝48h。四地连墙施工关键点控制及针对性方法4.1槽壁稳定性控制及针对性方法1、施工荷载控制在成槽过程中，尽可能控制大型机械在槽段边扰动，以及严格控制槽段边物体堆载情况，尽可能降低外部施工荷载对槽壁稳定性影响。2、泥浆性能指标控制在地下连续墙槽壁开挖过程中，泥浆性能指标控制是槽壁稳定性关键。依照本工程地质情况，泥浆比重控制在1.08—1.15之间为宜，粘度控制在22—28秒之间为宜。回收泥浆除砂采取大功率泥浆旋流除砂器。3、垂直度控制成槽质量好坏重点在垂直度控制上，为确保成槽质量，有效控制垂直度，应选取带有强制纠偏功效重型成槽机，成槽过程中利用成槽机显示仪进行垂直度跟踪观察，做到随挖随纠。配有先进电脑测斜纠偏装置，可有效确保成槽质量。4.2成槽卡斗、埋斗预防及处理方法1、卡斗预防方法成槽机在较硬砂土层施工时，因为缩颈和斗头磨损等原因，轻易卡斗。假如斗头磨损后与斗体不一样厚，更轻易将斗卡死。所以确保斗头比斗体宽（通常宽4cm）是预防卡斗主要方法。2、卡斗处理方法卡斗后，不可硬拉硬拽，要将成槽机往返张合，把杆左右晃动，利用本身动力将周围土体松动并提出成槽机。如此法不可行，就利用打捞钩钩住成槽机上部两侧打捞孔，然后用液压顶升机和吊车配合作业，将成槽机取出。3、埋斗预防方法埋斗主要原因为槽段塌方土将成槽机埋住，所以只要控制好槽壁稳定性即可预防埋斗现象发生。4、埋斗处理方法一旦出现埋斗，立刻置换槽段内泥浆，将其泥浆比重调至1.2以上，粘度调到30秒以上，控制槽段再次塌方。然后利用高压水（泥浆）枪冲散上部塌方土体，再利用气举反循环将散土吸出。最终利用吊车配合成槽机将成槽机提出，见下列图。成槽机抓斗卡斗提取示意图4.3混凝土浇筑异常现象控制混凝土浇筑工序中主要异常现象为：导管无法正常下放、堵管。1、导管无法正常下放在超深槽段中，为能顺利下放导管，在钢筋笼制作过程中预留导管仓，预防下放导管过程中出现卡管现象。如出现无法下放情况，主要为塌方土体堵住导管仓，可采取高压水枪对导管仓位置进行清理，或者将钢筋笼整体提出后重新清底。2、堵管因混凝土和易性差而发生堵管。当在槽段较窄、砼面距导墙距离3～4m左右发生单管堵管时，可采取一根导管进行浇注；发生双管堵管和槽段较宽、砼面距导墙距离远发生堵管时，将堵管导管拔出，同时测出砼面距导墙面距离，重新拼装导管，并在导管里放置球胆，待球胆随砼下到砼面时，快速下放导管插入砼面1m以上（此方法主要靠操作工人经验控制）。4.4地下连续墙露筋现象预防方法该工程基坑普遍开挖深度深，采取以下方法预防露筋。1）钢筋笼必须在水平钢筋平台上整体制作，确保其整体平整性，按要求安置钢筋桁架，预防起吊变形。2）必须按设计和规范要求放置保护层钢垫板，禁止遗漏。3）确保槽壁垂直度达成设计要求后才能下放钢筋笼。4）吊放钢筋笼时发觉槽壁有塌方现象，应立刻停顿吊放，重新成槽清渣后再吊放钢筋笼。4.5地下连续墙渗漏水预防和处理方法地下连续墙渗漏水预防方法：1、地下连续墙在施工时应严格控制好接头刷壁，预防接头夹泥，从而杜绝开挖后接头处渗漏水；2、对成槽定位要准确，预防两幅接头处错缝；对成槽垂直度要控制好，杜绝形成交叉错位现象；控制好沉渣和泥浆性能，预防混凝土施工时夹泥。如开挖后发觉有渗漏现象，应立刻进行堵漏，可视其漏水程度不一样采取对应方法，封堵方法以下：1）在有点漏、面漏这种微量漏水时，可先用人工去除杂质，凿去混凝土表面松动石子，并用水将表面清洗洁净、凿毛，然后选取硫铝酸盐超早强膨胀水泥与一定量中粗砂配置成水泥砂浆或混凝土进行修补。2）漏水较严重时，可用双快水泥进行封堵，同时用软管引流，等水泥硬化后从引流管中注入化学浆液止水堵漏，进行化学注浆（双液注浆）。4.6钢筋笼无法下放到位预防及处理方法影响安装困难原因有以下几点：1、成槽垂直度影响成槽垂直度是确保钢筋笼顺利下放首要关键，依照以往施工经验，能够顺利下放钢筋笼。2、钢筋笼制作影响钢筋笼要在平整制作平台上整体制作。确保本身平整。本身平整度不高也会影响正常安装。3、钢筋笼吊装影响吊装主要控制钢筋笼变形和起吊后钢筋笼垂直度。起吊后钢筋笼垂直度控制，主要是计算钢筋笼重心（尤其是“L”型、“Z”型钢筋笼），合理布置钢筋笼吊点，使钢筋笼再下放过程中保持很好垂直度，顺利下放。五应急预案因为基坑支护是一项综合性岩土工程工作，基坑开挖后土体和地下水自然平衡状态会发生巨大改变，对环境会或多或少产生影响，因而加强监测做好应急抢险准备防患于未然是很有必要。施工前，准备多套应急抢险方案或物质准备，惯用抢险方法有：卸载、坡脚反压、压浆、打锚杆（可回收）、高喷等。1、若出现水平位移过大，应暂停开挖，分析原因。紧急时能够用砂包反压基脚，以增加被动土压力。周围环境宽大边，可挖土卸载，必要时补打锚杆（可回收），或在基底加厚垫层或增加地梁对撑。2、若出现小