地下連續(xù)墻預(yù)制鋼筋混凝土榫式接頭施工工法

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　　地下連續(xù)墻預(yù)制鋼筋混凝土榫式接頭施工工法

　　地下連續(xù)墻施工工藝是在近四十年來地下工程和基礎(chǔ)工程中逐漸發(fā)展和廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)新技術(shù)。已在我國的城市改造、市政建設(shè)以及水利工程等很多方面得到了普遍應(yīng)用。特別是上海地區(qū)，屬于軟土地基，市政建設(shè)及舊區(qū)改造項(xiàng)目較多，深基坑施工往往受到周圍環(huán)境及地質(zhì)條件的限制，傳統(tǒng)的施工方法會(huì)遇到很多困難，甚至難以實(shí)施。

　　所謂的地下連續(xù)墻實(shí)際是不連續(xù)的，它是一個(gè)個(gè)單元槽段以某種形式相互連接而成的。這種接頭的選擇直接關(guān)系到墻體的整體性及使用效果，關(guān)系到工程的經(jīng)濟(jì)效益。中國第二十冶金建設(shè)公司在傳統(tǒng)的地下連續(xù)墻工藝的基礎(chǔ)上，對(duì)地下連續(xù)墻接頭進(jìn)行了改進(jìn)，目的是簡化施工工藝、提高接頭質(zhì)量。自1993年開始我們?cè)诖罅康墓こ虒?shí)踐中反復(fù)試驗(yàn)和摸索研制出榫式的鋼筋混凝土預(yù)制接頭，并在十幾項(xiàng)工程中進(jìn)行了試驗(yàn)和應(yīng)用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效果和社會(huì)效益。

　　一、特點(diǎn)

　　地下連續(xù)墻以分段施工，逐段澆筑為整體，適用于平面尺寸、形態(tài)復(fù)雜及特殊異行的地下構(gòu)筑物。在泥漿護(hù)壁的條件下完成作業(yè)，無擠土、無振動(dòng)，對(duì)周圍環(huán)境影響很小。地下墻除擋土隔水外，還可以作為承重結(jié)構(gòu)的一部分，適用于逆作法施工。采用預(yù)制接頭的地下連續(xù)墻與傳統(tǒng)的鎖口管接頭相比有如下特點(diǎn)：

　　1.墻體質(zhì)量高

　　傳統(tǒng)的鎖口管接頭，由于拔出后形成的管孔充滿被混凝土污染的泥漿，這部分泥漿性能較差，長時(shí)間靜置往往造成孔壁坍方，在相鄰槽段開挖過程中該部分泥漿便混入槽內(nèi)泥漿中，形成連續(xù)污染，對(duì)泥漿的質(zhì)量和槽壁的完好造成很大危害。一旦引起坍方，對(duì)混凝土的澆灌質(zhì)量及墻體的整體質(zhì)量帶來一系列的影響。往往形成連續(xù)墻接頭處夾泥、漏水、局部混凝土凸出等質(zhì)量問題。利用預(yù)制榫式接頭，接頭放人后便不再拔出，作為墻體的一部分和地下墻形成整體，共同起圍護(hù)作用，因此便徹底避免了上述問題的發(fā)生。

　　2.施工速度快

　　由于鎖口管在混凝土澆灌結(jié)束后需要逐步拔出，拔管的時(shí)間需要根據(jù)混凝土的初凝和終凝時(shí)間確定，一般在混凝土澆灌后的3h后利用特制的拔管器抽動(dòng)鎖口管，在混凝土澆灌結(jié)束3h后方可全部拔除。采用預(yù)制接頭后每個(gè)單元槽段可節(jié)省工時(shí)5h左右。又由于預(yù)制接頭樁兩側(cè)均為榫槽，使鋼筋籠的端頭構(gòu)造得到了統(tǒng)一，具有互換性，而且槽段開挖不受施工次序的限制可以跳槽連續(xù)施工。因此可以大大加快工程進(jìn)度。

　　3.施工工藝簡化

　　由于鎖口管本身自重較大，在混凝土初凝后進(jìn)行地下脫模提升，需要大噸位的特制拔管器，對(duì)導(dǎo)墻的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較高，而實(shí)際施工中往往由于工期緊、導(dǎo)墻強(qiáng)度偏低，在拔管業(yè)中容易引起導(dǎo)墻損壞。而且拔管時(shí)間受到混凝土凝結(jié)時(shí)間的限制，拔管過早容易引起近側(cè)混凝土坍落，影響接頭質(zhì)量；過晚又會(huì)引起脫模難不易拔動(dòng)。施工中由于人為因素或機(jī)械故障造成的鎖口管被凝固在混凝土中的事故時(shí)有發(fā)生，不僅影響了工程質(zhì)量，對(duì)國家財(cái)產(chǎn)也造成了一定損失。采用預(yù)制榫式接頭，省去了拔管工序，因而也就徹底避免了這類事故的發(fā)生。

　　二、適用范圍

　　地下連續(xù)墻適用于深基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，如軟土地基中深基坑開挖，周圍環(huán)境要求較高，深度在10.0m以上的大型基坑工程；適用于大型的地下構(gòu)筑物工程，如港口駁岸、塢墻閘墩、水壩截水和岸坡?lián)鯄Φ龋贿m用于“兩墻合一”的地下結(jié)構(gòu)工程。采用預(yù)制接頭的地下連續(xù)墻，更適合于超深、超厚的地下連續(xù)墻工程，如墻深超過30m或厚度在1.0m以上的地下墻，往往由于鎖口管拔除困難而不得不用預(yù)制接頭。

　　三、工藝原理

　　地下連續(xù)墻的基本原理是在擬建地下構(gòu)筑物地面上，沿事先修筑的導(dǎo)墻用專用成槽設(shè)備，在泥漿護(hù)壁的條件下完成槽段開挖、鋼筋籠接頭安裝及水下混凝土澆筑成墻。預(yù)制接頭按設(shè)計(jì)要求事先在預(yù)制廠或現(xiàn)場制作，安裝后與現(xiàn)澆的地下墻形成整體，共同起到防水、圍護(hù)或結(jié)構(gòu)作用。

　　四、工藝流程

　　五、施工要點(diǎn)

　　1.導(dǎo)墻

　　導(dǎo)墻是成槽機(jī)開槽的定位導(dǎo)向裝置，同時(shí)又能容蓄泥漿支撐施工設(shè)備作業(yè)及防護(hù)頂壁。深度1至2m，頂部高出地面0.1m，底部要座落在原土層上。遇暗浜等軟土層需做加深或加固處理。

　　2.成槽

　　用抓斗三抓成槽，順序是先抓兩邊，后抓中間，并保證每10抓180o 轉(zhuǎn)向以確保垂直度。

　　根據(jù)預(yù)制接頭的斷面尺寸確定開挖端線位置，為使接頭準(zhǔn)確定位，在設(shè)置預(yù)制接頭的一端超挖50mm.嚴(yán)格控制垂直下挖。

　　3.預(yù)制接頭安裝

　　用吊車將接頭分段吊裝入槽，上下段用鋼板焊接連接。對(duì)接過程中沿兩個(gè)垂直方向用經(jīng)緯儀或線垂控制其垂直度，以確保準(zhǔn)確就位。

　　4.鋼筋籠就位及接頭背側(cè)填土

　　鋼筋籠用吊車空中翻身起吊，較長時(shí)可分段制作，下段人槽后與上段焊接連接。鋼筋籠入槽定位后，接頭外側(cè)的空隙用泥球或碎土填實(shí)以防混凝土繞流或接頭移位。

　　5.混凝土澆灌

　　按要求設(shè)導(dǎo)管完成水下混凝土澆筑，混凝土坍落度為1～20cm，混凝土的拋高不得超過樁頂高度，以免影響相鄰槽段開挖。槽段長度大于3.0m時(shí)，采用雙導(dǎo)管同時(shí)澆筑，導(dǎo)管至接頭的水平距離不得大于1.5m.

　　6.預(yù)制接頭設(shè)計(jì)和制作

　　預(yù)制接頭總長度根據(jù)成槽深度和混凝土的施工標(biāo)高確定，還要考慮樁尖在槽底有一定的人土深度，并保證樁頂高于混凝土面以避免混凝土流入相鄰槽段。超過15m的預(yù)制接頭由于吊運(yùn)困難，一般需要分段制作，接頭處設(shè)預(yù)埋鐵件，安裝時(shí)用鋼板焊接連接。結(jié)構(gòu)配筋按地下墻抗彎要求配置，混凝土等級(jí)與地下墻設(shè)計(jì)要求相同。制作標(biāo)準(zhǔn)參照鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

　　7.泥漿制備和管理

　　泥漿是保證地下墻槽段穩(wěn)定的最根本措施，它主要靠自身的重力及在槽壁表面形成的不透水泥皮來實(shí)現(xiàn)其護(hù)壁作用。目前最常用的是膨潤土泥漿，主要成分是膨潤土、CMC化學(xué)泥漿、純堿。參考配合比為 水：膨潤土：CMC：堿 = 100：5～8：0.06：0.15～0.1.

　　泥漿的儲(chǔ)備量不得低于單元槽段體積的1.5～2倍，混凝土澆筑過程中經(jīng)檢測合格的泥漿才可回收；被混凝土污染的泥漿堅(jiān)決廢棄。

　　8.鋼筋籠制作

　　鋼筋籠在特制的鋼平臺(tái)上制作成型，鋼筋交叉接點(diǎn)按梅花型50％點(diǎn)焊固定。由于起吊要求配置足夠的輔助桁架，保證起吊過程中不發(fā)生變形或扭曲。較長的鋼筋籠可分段制作，分段起吊，焊接后整體入槽，拼接位置設(shè)在墻體彎距較小處。

　　六、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

　　地下連續(xù)墻遵照《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》和《上海市地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相應(yīng)條文執(zhí)行。

　　地下連續(xù)墻預(yù)制接頭遵照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》相應(yīng)的條文執(zhí)行。

　　七、機(jī)械設(shè)備

　　地下墻工藝的主要設(shè)備及規(guī)格型號(hào)、主要工作性能指標(biāo)見表2.

　　八、施工安全

　　1.施工前必須詳細(xì)了解管網(wǎng)埋設(shè)情況，同時(shí)，作業(yè)必須嚴(yán)格按施工方案進(jìn)行，不準(zhǔn)蠻干（如超深挖土等違章作業(yè)一律嚴(yán)格制止）。

　　2.加強(qiáng)施工期間管線監(jiān)測工作，并及時(shí)將監(jiān)測結(jié)果通知技術(shù)部門。

　　3.進(jìn)入現(xiàn)場須戴安全帽，高空作業(yè)必須使用安全帶，操作工人要穿絕緣鞋，必要的特殊工種穿絕緣橡膠鞋，作業(yè)班必須堅(jiān)持每日安全交底工作，并做記錄。

　　4.吊車作業(yè)回轉(zhuǎn)應(yīng)盡量避免超出施工區(qū)域，以免影響車輛正常運(yùn)行，作業(yè)半徑內(nèi)嚴(yán)禁站人。應(yīng)選有經(jīng)驗(yàn)的指揮吊車，在起吊重物，特別是吊車抬翻鋼筋籠體時(shí)，要隨時(shí)檢查吊具的固定情況，以防意外。

　　5.嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，每班上崗前，要對(duì)施工機(jī)械進(jìn)行例行安全檢查，確認(rèn)無故障后方可開工，操作人員必須定崗定位，不準(zhǔn)竄崗操作。

　　6.車輛進(jìn)入施工工域，要服從施工區(qū)專職交通管理員的調(diào)度，不準(zhǔn)隨意停放車輛。

　　7.帶電機(jī)械必須接地，要有防雨設(shè)備，電動(dòng)工具等要有觸電保護(hù)器。

　　8.所有上機(jī)人員都必須經(jīng)過安全部門進(jìn)行安全教育，并通過考核后方可上崗。

　　9.導(dǎo)墻上及時(shí)加設(shè)安全蓋板，泥漿池邊設(shè)欄桿，以防施工人員跌入槽內(nèi)。

　　10.定期檢查用電設(shè)備，施工機(jī)械的安全狀況，以及現(xiàn)場文明施工情況。

　　九、勞動(dòng)組織

　　連續(xù)墻施工一般要求兩班制連續(xù)作業(yè)，每工作班勞動(dòng)力配置見表3.

　　十、效益分析

　　地下連續(xù)墻工藝是在傳統(tǒng)工藝難以適應(yīng)的情況下發(fā)展起來的。由于這一工藝的開發(fā)和應(yīng)用，使得某些地下工程的建設(shè)成為可能和更加經(jīng)濟(jì)合理。采用預(yù)制接頭的地下連續(xù)墻取消了鎖口管等周轉(zhuǎn)工具，預(yù)制接頭作為地下墻的一部分共同受力。由于簡化了工序，提高工效，可降低綜合造價(jià)，若與十字鋼板等剛性接頭相比，每立方米地下墻綜合單價(jià)節(jié)約10％～15％。