支腿式地下連續牆施工工法的製作方法

2023-06-04 14:57:41

專利名稱：支腿式地下連續牆施工工法的製作方法
技術領域：
本發明屬於建築施工技術的技術領域，具體設計一種帶支腿式的地下連續 牆的施工工法。
背景技術：
地下連續牆技術起源於歐洲，它是根據打井和石油鑽井使用泥漿和水下澆 注混凝土的方法而發展起來的，成為地下工程和深基礎施工中有效的技術。一 般地下連續牆可以定義為利用各種挖槽機械，藉助於泥漿的護壁作用，在地 下挖出窄而深的溝槽，並在其內澆注適當的材料而形成一道具有防滲(水)、擋 土和承重功能的連續的地下牆體。經過幾十年的發展，地下連續牆技術已經相 當成熟，己經並且正在代替很多傳統的施工方法，而被用於基礎工程的很多方 面。通常地下連續牆主要被用於水利水電、露天礦山和尾礦壩(池)和環保 工程的防滲牆；建築物地下室(基坑)；地下構築物(如地下鐵道、地下道路、 地下停車場和地下街道、商店以及地下變電站等)；市政管溝和涵洞；盾構等工 程的豎井；泵站、水池；碼頭、護案和幹船塢；地下油庫和倉庫；各種深基礎 和樁基。地下連續牆之所以能得到如此廣泛的應用和其具有的優點是分不開的， 地下連續牆具有以下一些優點施工時振動小，噪音低，非常適於在城市施工； 牆體剛度大，用於基坑開挖時，可承受很大的土壓力，極少發生地基沉降或塌 方事故，已經成為深基坑支護工程中必不可少的擋土結構；防滲性能好，由於 牆體接頭形式和施工方法的改進，使地下連續牆幾乎不透水；可以貼近施工。 由於具有上述幾項優點，使我們可以緊貼原有建築物建造地下連續牆。地下連續牆適用於多種地基條件，對地基的適用範圍很廣，從軟弱的衝積地層到中硬 的地層、密實的砂礫層，各種軟巖和硬巖等所有的地基都可以建造地下連續牆。 佔地少，可以充分利用建築紅線以內有限的地面和空間，充分發揮投資效益， 工效高、工期短、質量可靠、經濟效益高。但地下連續牆也存在一些不足，在 地下工程遇到地塊巖面較淺、高差不一、基坑挖土較深，而基坑底的軟弱地層 (被動土或強風化巖層等)較淺情況時， 一般地下連續牆施工方案不能滿足位 移、抗傾覆要求。發明內容針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在於提供一種帶支腿式的地下 連續牆施工工法的技術方案，對於巖面起伏大、巖質硬、不能滿足抗位移、抗 傾覆的地層也可達到要求。所述的支腿式地下連續牆施工工法，其特徵在於施工工藝流程如下1) 採用測量設備，根據紅線界樁點和圖紙，確定各個軸線控制點，組成軸 網控制，將控制點延伸至挖土影響範圍以外的區域上；2) 導牆施工，根據施工勘査情況、槽壁穩定性及鋼筋籠起吊能力劃分槽段， 以保證槽機抓斗兩側的阻力均衡；3) 泥槳配製，配製泥漿並根據施工的實際情況不斷調整配比，確保泥漿的 性能指標，槽壁用泥漿進行護壁，保證槽壁穩定；4) 成槽施工，採用液壓抓斗或鑽機鑽進、衝巖機衝擊的方法進行成槽；5) 支腿施工，在成槽機開挖到基巖面標高后，用全站儀或其他測量設備測 定支腿樁位位置並定位到導牆上，在已成槽的地下連續牆槽底用衝擊式或旋鑽 方式成樁孔；6) 地下牆鋼筋籠製作、加工，按照設計圖紙製作地下連續牆鋼筋籠，並在鋼筋籠製作平臺上完成加工，其外形必須平直、規則；
7) 支腿鋼筋籠製作，與地下牆鋼筋籠對位和連接，根據實際情況和設計要 求，在製作平臺上完成支腿鋼筋籠和型鋼等構件，放置注漿管深入支腿，將支 腿鋼筋籠定位在地下牆鋼筋籠桁架之間，將支腿鋼筋籠和地下牆鋼筋籠進行連 接、加固；
8) 鋼筋籠按放，計算整個鋼筋籠重量，配製起吊設備和制定起吊方法，起 吊地下連續牆鋼筋籠下到設計位置，並定位在導牆上；
9) 接頭選擇，地下連續牆槽段間的接頭工藝根據地下牆的使用要求選用， 釆用工字鋼、十字鋼、鎖口管、預製接樁頭或橡膠止水帶；
10) 按放接頭及澆注水下混凝土導管、清孔，在混凝土澆灌前下放接頭於 鋼筋籠兩端，之後放下混凝土導管，進行清孔換漿；
11) 水下混凝土澆注，在鋼筋籠入槽後的4個小時內，採用混凝土泵車同 時、同速、連續往支腿澆注水下混凝土，保證水下混凝土同時溢出槽底，之後 連續往地下連續牆灌注水下混凝土；
12) 頂拔接頭管，在混凝土澆注結束後，初凝後採用頂升裝置將接口管頂 拔抽出；
13) 牆底注漿，在地下連續牆混凝土強度達到100%後進行牆底注漿。 所述的支腿式地下連續牆施工工法，其特徵在於所述的工藝流程導牆施工
中槽段的長度為4 8m，導牆內淨寬度比設計牆大30mm，導牆深度為1. 5 2. 5m， 導牆頂面比施工道路高100 200m。
所述的支腿式地下連續牆施工工法，其特徵在於所述的工藝流程導牆施工 包括如下工藝流程
1)測量放樣，沿地下連續牆設計縱軸位置，分段開挖導溝，分段沿軸線向布置龍門板，標出導牆位置和標高；
2) 開挖槽段，採用機械開挖和人工修整相結合；
3) 澆注混凝土墊層；
4) 在混凝土墊層面上定出導牆位置，綁紮鋼筋，再立鋼模板；
5) 進行混凝土澆注，當混凝土達到設計強度的70Q^後拆模。 所述的支腿式地下連續牆施工工法，其特徵在於所述的按放接頭及澆注水
下混凝土導管、清孔工藝流程中，混凝土導管插入至支腿底部，導管底口距孔 底約為300 500mm。
所述的支腿式地下連續牆施工工法，其特徵在於所述的按放接頭及澆注水 下混凝土導管、清孔工藝流程中，利用氣舉反循環法進行清孔，清孔泵底離孔 底為200 500mm。
本發明在一般地下連續牆的施工工藝上增加支腿設置的工藝，應用到巖面 起伏大、巖質硬、不能滿足抗位移、抗傾覆的地層上也可達到要求，擋土、截 水、抗滲、耐久性能好，對解決超大、超深基坑的承重與圍護起到積極作用， 可廣泛應用於高層建築物的地下室、地下停車場、地鐵等大型深基坑工程，經 濟效益高，與整幅地下連續牆入巖相比可大幅節省成本，且噪音小，汙染小。
具體實施例方式
首先進行施工前的工作，準備好設計交底、技術交底、設備、人員、材料、 施工用水和用電等。採用全站儀、經緯儀、水平儀等測量設備，由測量人員根 據紅線界樁點和圖紙，確定各個軸線控制點，組成軸網控制，並將控制點延伸 至挖土影響範圍以外的區域上，誤差應控制在規範和設計要求範圍內。
導牆施工根據施工勘察情況、槽壁穩定性及鋼筋籠起吊能力，合理劃分 槽段，保證槽機抓斗二側的阻力均衡。槽段長度宜為4 8m，導牆內淨寬度一般比設計牆厚大30mm，導牆頂面比施工道路高100 200mm，導牆深度一般在1. 5 2.5m之間，根據地質情況，以見原狀土或堅土為準。導牆採用現澆鋼筋混凝土， 常用形式有正"L"型和倒"L"型。根據土質、地下水位與鄰近建築物距離， 選擇導牆截面形式；測量放樣，沿地下連續牆設計縱軸線位置並分段開挖導溝， 分段沿軸線方向布置龍門板，標出導牆位置和標高，開挖溝槽過程中採用機械 開挖和人工修整相結合，機械挖土應留200mm 土，然後人工修整到標高，不得 超挖擾動原土；澆注混凝土墊層，在墊層混凝土面上定出導牆位置，綁紮鋼筋， 再立鋼模板，標準型導牆外側以土代模，內側立模；混凝土澆注，導牆混凝土 澆搗時，採用插入式振動器振搗密實，要求在導牆兩側同時振搗，平行推進， 防止爆模， 一幅槽段內導牆頂面標高應保持水平高差《5腿、導牆垂直度< 1/500;拆模養護，混凝土達到設計強度70%後可拆模，拆模後必須在導牆內支 撐100X100的方木防止導牆向內擠壓，方木水平間距宜1.5m，上下兩道。導牆 施工縫是凹凸形式，並附加插筋，施工縫表面應鑿毛，該縫應與地下連續牆接 頭縫錯開。 '
泥漿配製支腿式地下連續牆使用泥漿的要求較一般地下連續牆較高，宜 採用新鮮優質膨潤土泥漿，如使用200目商品膨潤土、分散劑——純鹼和Na2C03、 增黏劑——CMC等配製泥漿，可根據實際情況和設計要求進行配製或調整，確保 泥漿性能指標均應符合國家規範、地方規範和設計的規定，並需經採樣試驗， 達到合格標準的方可投入使用，用泥漿進行護壁，保證槽壁穩定。泥漿的儲備 量不得低於單元槽段體積的1. 5 2倍，混凝土澆注過程中經檢測合格的泥漿才 可以回收，被混凝土汙染的泥漿必須廢棄。同時，在成槽作業工程中，槽內泥 漿液面保持在不致外溢的最高液面，暫停施工時，槳面不應低於導牆頂面30cm。
成槽施工採用鑽機鑽進、衝巖機衝擊或液壓抓斗成槽等方法，本工法中使用液壓抓斗成槽施工。成槽機在保證穩定的前提下，以最小角度定位，先對 所挖槽段進行清槽，清除廢土及餘漿，然後放入根據設計要求配製的泥漿，以 後邊取土邊放漿，在成槽過程中輕提慢放，減少對槽壁的影響，要始終保持泥漿液面高度，液面離導牆頂面距離《300mm。在成槽過程中，應根據成槽設備對 液壓導板抓斗用經緯儀測試x、 y軸方向垂直度，跟蹤糾偏，使垂直度控制在< 1/300。成槽結束由成槽機自行掃孔一次，以清除淤泥，並採用專用鋼絲刷的刷 壁器進行刷壁，已達到刷壁器鋼絲刷上無淤泥為標準來保證槽幅段接的連接質 量，再用高壓旋轉泵來清洗接頭範圍內鋼筋、封頭鋼板。支腿施工在成槽機開挖到基巖面標高后，用全站儀或其他測量設備測定 支腿樁位位置，並定位到導牆上，在已成槽的地下連續牆槽底用衝擊式或旋鑽 方式成樁孔。成孔過程中，要定時覆核樁機位置，保證樁孔的水平位置及垂直 度。定時對巖碎進行取樣，確保入巖深度達到設計要求。地下牆鋼筋籠製作、加工按照設計圖紙製作地下連續牆鋼筋籠，並在鋼筋籠製作平臺上完成加工，其外形必須平直、規則。在這一施工流程中應注意以下的問題除①25以上鋼筋採用機械連接之外，鋼筋籠製作全部採用電焊焊 接，不得用鍍鋅鐵絲綁紮；各種鋼筋焊接接頭按規定作拉彎試驗，合格後方可 焊接鋼筋，製作鋼筋籠；按翻樣圖布置各類鋼筋，保證鋼筋橫平豎直，間距符合 規範要求，鋼筋接頭焊接牢固，成型尺寸正確無誤；按翻樣圖構造混凝土導管插 入通道，通道內淨尺寸至少大於導管外徑50mm，導管導向鋼筋必須焊接牢固， 導向鋼筋搭接處應平滑過渡，防止產生搭接臺階卡住導管；為了防止鋼筋籠在 吊裝過程中產生不可復原的變形，鋼筋籠需設置縱向加強筋，拐角形鋼筋籠還 需增設定位斜拉杆，鋼筋籠製作完整後應基本無變形、預埋件牢固，安裝標高 偏差控制在士50隱、橫向偏差士70mm、保護層厚度偏差士20mm;鋼筋籠在迎土面、開挖面合理設置保護層定位鋼板；為了保證鋼筋籠吊裝安全，吊點位置的 確定與吊環、吊具的安全應經過設計與驗算，作為鋼筋籠最終吊裝環中吊杆的鋼筋籠上的豎向鋼筋，必須同相交的水平鋼筋自上至下的每個交點都焊接牢固；要嚴格按設計要求及翻樣圖紙焊接預留插筋或接駁器、預埋鐵件，並保證插筋、 埋件的的定位精度符合規定要求。支腿鋼筋籠製作，與地下牆鋼筋籠對位和連接根據實際情況和設計要求， 在製作平臺上完成支腿鋼筋籠和型鋼等構件，放置注漿管深入支腿，將支腿鋼 筋籠定位在地下牆鋼筋籠桁架之間，將支腿鋼筋籠和地下牆鋼筋籠進行連接、加固，如採用支腿主筋通過4根①32與地下牆主筋進行連接；在桁架外部增加雙肢箍，增強整體性。支腿及構件電焊時應保證焊接質量，宜採用對稱焊接， 支腿和地下連續牆鋼筋籠的中心線必須一致，保證支腿焊接尺寸。鋼筋籠按放計算整個鋼筋籠重量，合理配製起調設備和制定起吊方法， 起吊地下連續牆鋼筋籠下到設計位置，並定位在導牆上。在這一施工流程中應 注意以下問題在鋼筋籠起吊前必須重新檢査吊點和擱置板的焊接情況，確保 焊接質量滿足起吊要求後方可開始起吊，鋼筋籠起吊、安裝應由專人負責指揮， 鋼筋籠底部按放兩條拉繩，以便控制鋼筋籠晃動和轉向，確保安全；在起吊前 仔細檢查吊具、鋼絲繩的完好情況，必須符合安全規範要求，對於吊點的檢查 重點是對滑輪和鋼絲繩質量的檢査，如發現鋼絲繩有小股鋼絲斷裂、腐蝕、磨 損達到報廢標準或滑輪有裂紋等現象， 一律不得使用；檢查導管倉內導向鋼筋 的連接情況，確保焊接牢固；起吊前必須清除鋼筋籠內的雜物，避免在起吊鋼 筋籠過程中發生高空墜物的事故；如鋼筋籠下放困難切不可衝擊下放，必要時 將鋼筋籠重新拎出，對槽段重新處理後再入槽；鋼筋籠在入槽過程中割除導管 倉內加固鋼筋，確保導管倉順直、暢通；鋼筋籠在入槽過程中仔細檢査接駁器的完好情況，如有發生接駁器或鋼筋脫焊和接駁器帽子脫落現象必須馬上彌補 後入槽。接頭選擇地下連續牆槽段間的接頭工藝根據地下牆的使用要求選用，主 要有工字鋼或十字鋼、鎖口管、預製接頭樁、橡膠止水帶等方式，本工法採用 鎖口管的方式。按放接頭及澆注水下混凝土導管、清孔在混凝土澆灌前，下放鎖口管於鋼筋籠兩端，之後下放混凝土導管，根據牆體厚度選用壁厚3mm、直徑200 350mm、內壁表面光滑、接頭密封良好的鋼管，混凝土導管插入至支腿底部，導 管底口距孔底約為300 50Ctam，採用氣舉反循環法進行清孔換漿，清孔泵底離 孔底控制在200 500mm，並不斷上下移動，清孔時間以出口泥漿指標符合要求 為準，並不少於30min。水下混凝土澆注在鋼筋籠入槽後的4小時之內開始澆灌混凝土，隔水塞 採用直徑與導管內徑相同的球膽，導管底口距槽底約為300 500mm。澆灌混凝 土過程中，採用混凝土泵車同時、同速、連續往支腿澆注水下混凝土，保證水 下混凝土同時溢出槽底，之後連續往地下連續牆灌注水下混凝土。 一般採用商 品混凝土，坍落度控制在180 220mm，灌注混凝土時應測量砼面的上升高度， 每罐車(鬥)砼必須測量一次，並做好記錄，以此來指導拆卸導管節數及控制 埋管深度，埋管深度宜保持在2 6米，混凝土面高差控制在0.3米以下，砼面 上升速度不小於2m/h，並逐步拔除鎖口管。混凝土澆注實際標高應比設計標高 高出50cm，以保證牆頂質量。當地下牆直線槽段長度L〉4m時，採用二根導管 灌注砼，L<4m的直線槽段用一根導管灌注砼，異形槽段均用二根導管灌注。頂拔接頭管當澆第一車(鬥)混凝土時，應為第一次起拔鎖口管時間做 好初凝試塊。當試塊達到初凝時可以提動接頭管，以後每隔5 10min提動一次，提升幅度為20cm左右，根據油泵顯示的壓力等來控制頂升速度。單元槽段砼灌 注量按每1001113製作一組抗壓試塊，整個工程按5001113製作一組抗滲試塊。在混 凝土澆注結束後，初凝後，採用頂升裝置將接頭管頂拔抽去。牆底注漿在地下連續牆牆體砼強度達到100%後，進行牆底注漿，注漿時 相臨的地下連續牆應同時進行，並按設計要求的壓力注漿量進行控制，注漿管 根據工程實際情況布置。注漿管採用焊接鋼管進行製作，接頭處採用絲扣連接， 注漿管底部做成錐形，並開幾排小孔，開孔處採用橡膠包紮嚴密。注漿管按標 準長度連接後綁紮於鋼管籠上，尾節按實際成槽深度進行設置，鋼筋籠起吊空 中回直後與標準段進行連接，並確保尾節在鋼筋籠下放後深入孔底。在地下連 續牆牆身砼灌注3天後進行清水開孔，要確保管路暢通。在這一施工流程中應 注意當注漿壓力過大時，檢査管路是否暢通後再進行注漿，如注槳量達不到設 計要求，而出現冒漿時暫停注漿，24小時後再補充注漿。
權利要求
1.支腿式地下連續牆施工工法，其特徵在於施工工藝流程如下1)採用測量設備，根據紅線界樁點和圖紙，確定各個軸線控制點，組成軸網控制，將控制點延伸至挖土影響範圍以外的區域上；2)導牆施工，根據施工勘查情況、槽壁穩定性及鋼筋籠起吊能力劃分槽段，以保證槽機抓斗兩側的阻力均衡；3)泥漿配製，配製泥漿並根據施工的實際情況不斷調整配比，確保泥漿的性能指標，槽壁用泥漿進行護壁，保證槽壁穩定；4)成槽施工，採用液壓抓斗或鑽機鑽進、衝巖機衝擊的方法進行成槽；5)支腿施工，在成槽機開挖到基巖面標高后，用全站儀或其他測量設備測定支腿樁位位置並定位到導牆上，在已成槽的地下連續牆槽底用衝擊式或旋鑽方式成樁孔；6)地下牆鋼筋籠製作、加工，按照設計圖紙製作地下連續牆鋼筋籠，並在鋼筋籠製作平臺上完成加工，其外形必須平直、規則；7)支腿鋼筋籠製作，與地下牆鋼筋籠對位和連接，根據實際情況和設計要求，在製作平臺上完成支腿鋼筋籠和型鋼等構件，放置注漿管深入支腿，將支腿鋼筋籠定位在地下牆鋼筋籠桁架之間，將支腿鋼筋籠和地下牆鋼筋籠進行連接、加固；8)鋼筋籠按放，計算整個鋼筋籠重量，配製起吊設備和制定起吊方法，起吊地下連續牆鋼筋籠下到設計位置，並定位在導牆上；9)接頭選擇，地下連續牆槽段間的接頭工藝根據地下牆的使用要求選用，採用工字鋼、十字鋼、鎖口管、預製接樁頭或橡膠止水帶；10)按放接頭及澆注水下混凝土導管、清孔，在混凝土澆灌前下放接頭於鋼筋籠兩端，之後放下混凝土導管，進行清孔換漿；11)水下混凝土澆注，在鋼筋籠入槽後的4個小時內，採用混凝土泵車同時、同速、連續往支腿澆注水下混凝土，保證水下混凝土同時溢出槽底，之後連續往地下連續牆灌注水下混凝土；12)頂拔接頭管，在混凝土澆注結束後，初凝後採用頂升裝置將接口管頂拔抽出；13)牆底注漿，在地下連續牆混凝土強度達到100％後進行牆底注漿。
2. 如權利要求1所述的支腿式地下連續牆施工工法，其特徵在於所述的工 藝流程導牆施工中槽段的長度為4 8m，導牆內淨寬度比設計牆大20mm，導牆 深度為1. 5 2. 5m，導牆頂面比施工道路高100 200m。
3. 如權利要求1所述的支腿式地下連續牆施工工法，其特徵在於所述的工 藝流程導牆施工包括如下工藝流程1) 測量放樣，沿地下連續牆設計縱軸位置，分段開挖導溝，分段沿軸線方 向布置龍門板，標出導牆位置和標高；2) 開挖槽段，採用機械開挖和人工修整相結合；3) 澆注混凝土墊層；4) 在混凝土墊層面上定出導牆位置，綁紮鋼筋，再立鋼模板；5) 進行混凝土澆注，當混凝土達到設計強度的70%後拆模。
4. 如權利要求1所述的支腿式地下連續牆施工工法，其特徵在於所述的按放接頭及澆注水下混凝土導管、清孔工藝流程中，混凝土導管插入至支腿底部，導管底口距孔底約為300 500mm。
5. 如權利要求1所述的支腿式地下連續牆施工工法，其特徵在於所述的按 放接頭及澆注水下混凝土導管、清孔工藝流程中，利用氣舉反循環法進行清孔， 清孔泵底離孔底為200 500mm。
全文摘要
支腿式地下連續牆施工工法，屬於建築施工技術的技術領域。施工工藝流程如下確定各個軸線控制點；導牆施工；泥漿配製槽壁用泥漿進行護壁，保證槽壁穩定；成槽施工；支腿施工；地下牆鋼筋籠製作、加工；支腿鋼筋籠製作，與地下牆鋼筋籠對位和連接；鋼筋籠按放；接頭選擇；按放接頭及澆注水下混凝土導管、清孔；水下混凝土澆注；頂拔接頭管；牆底注漿。應用到巖面起伏大、巖質硬、不能滿足抗位移、抗傾覆的地層上也可達到要求，擋土、截水、抗滲、耐久性能好，對解決超大、超深基坑的承重與圍護起到積極作用，經濟效益高，與整幅地下連續牆入巖相比可大幅節省成本，且噪音小，汙染小。
文檔編號E02D5/00GK101215834SQ20071030659
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月31日 優先權日2007年12月31日
發明者劉興旺, 靜 印, 姜天鶴, 邵凱平 申請人:浙江省一建建設集團有限公司;浙江省建築設計研究院;浙江省大成建設集團有限公司