深圳地铁地下连续墙施工组织设计方案
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- 发布时间:2016-12-07
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资料介绍
深圳地铁地下连续墙施工方案
深圳地铁一期工程根据工程地质条件和环境条件,主体围护结构为地下连续墙,厚度为80cm,深度为20.9-23.9m,基底以下入土深度为9.0m。最大入岩深度6.0m,部分墙段进入中风化、微风化花岗岩层。主体结构开挖时,设置4—5层钢支撑水平对撑于连续墙上,以保证施工和周围建筑物的安全。车站防水等级设计为Ⅰ级。
为保证地面道路的行人和车辆通行,车站分A区和B区分别施工。
本工程施工的难点在于淤泥质粘土层、松散砂层的槽壁稳定的控制,嵌入中、微风化花岗岩的成槽及嵌岩过程中如何减小对槽壁产生的扰动。这些将制约工程的质量及工期,针对这些特殊情况将对成槽工艺及泥浆做出相应措施。
根据车站区域的工程地质情况,土至强风化花岗岩采用MHL-60100AYH型和HS843HD型液压抓斗成槽,中、微风化花岗岩的槽段部分采用GPS-15钻机配牙轮钻头钻孔,中间留下的“岩墙”用GC-1200型冲击钻机配以特制方锤破碎成槽。钢筋笼现场制作,整体吊装入槽,2-3套导管灌注水下砼。其工艺流程如下图:地下连续墙工艺流程图
其主要施工方案如下:
(一) 导墙施工
导墙是控制地下连续墙各项指标的基准,它起着支护槽口土体,承受地面荷载和稳定泥浆液面的作用。对于地质情况比较好的地方,可以直接施作导墙,对于松散层可通过地表注浆进行地基加固及防渗堵漏。
1、导墙设计
根据施工区域地质情况,导墙做成“┓┏”形现浇钢筋砼结构,内侧净宽度比连续墙宽50毫米,如图所示:
导墙各转角处需向外延伸,以满足最小开挖槽段及钻孔入岩需要。如图所示两种拐角:
2、导墙施工:
用全站仪放出地墙轴线,并放出导墙位置(连续墙轴线向基坑外侧外放70mm),导墙开挖采用小型挖掘机开挖,人工配合清底。基底夯实后,铺设7厘米厚1:3水泥沙浆,砼浇筑采用钢模板及木支撑,插入式振捣器振捣。导墙顶高出地面不小于10厘米,以防止地面水流入槽内,污染泥浆。导墙顶面做成水平,考虑地面坡度影响,在适当位置做成10~15厘米台阶。模板拆除后,沿其纵向每隔1米加设上下两道10*10厘米方木做内支撑,将两片导墙支撑起来,在导墙的砼达到设计强度前,禁止任何重型机械和运输设备在其旁边通过。导墙施工缝与地下墙接缝错开。其施工顺序如下: 3、导墙施工的技术要求:
(1) 内墙面与地墙纵轴线平行度误差为±10mm。
(2) 内外导墙间距误差为±10mm。
(3) 导墙内墙面垂直度误差为5‰。
(4) 导墙内墙面平整度为3mm。
(5) 导墙顶面平整度为5mm。
(二) 泥浆制备与管理
泥浆主要是在地墙挖槽过程中起护壁作用,泥浆护壁技术是地下连续墙工程基础技术之一,其质量好坏直接影响到地墙的质量与安全。
1、泥浆配合比
根据地质条件,泥浆采用膨润土泥浆,针对松散层及砂砾层的透水性及稳定情况,泥浆配合比如下:(每立方米泥浆材料用量Kg)
膨润土:70
纯碱:1.8
水:1000
CMC:0.8
上述配合比在施工中根据试验槽段及实际情况再适当调整。
制备泥浆的性能指标如下:
泥 浆性 能 新配制
循环泥浆
废弃泥浆
检 验方 法
比重
(g/cm3) 1.06~1.08 <1.15 >1.35 比重法
粘度(s) 25~30 <35 >60 漏斗法
含砂率
(%) <4 <7 >11 洗砂瓶
PH值 8~9 >8 >14 PH试纸
2、泥浆池设计
(1) 泥浆池容量设计(以每一台成槽机挖6米槽段设计)
该工程地下墙的标准槽段挖土量:
V¬1=6×25×0.8=120m3
新浆储备量
V2=V1×80%=96m3
泥浆循环再生处理池容量
V3=V1×1.5=180m3
砼灌注产生废浆量
V4=6×4×0.8=19.2m3
泥浆池总容量
V≥V3+V4=200m3
(2) 泥浆池结构设计
泥浆池结构见附图。
3、泥浆制备
泥浆搅拌采用2台2L-400型高速回转式搅拌机。制浆顺序为:具体配制细节:先配制CMC溶液静置5小时,按配合比在搅拌筒内加水,加膨润土,搅拌3分钟后,再加入CMC溶液。搅拌10分钟,再加入纯碱,搅拌均匀后,放入储浆池内,待24小时后,膨润土颗粒充分水化膨胀,即可泵入循环池,以备使用。
4、泥浆循环
① 在挖槽过程中,泥浆由循环池注入开挖槽段,边开挖边注入,保持泥浆液面距离导墙面0.2米左右,并高于地下水位1米以上。
② 入岩和清槽过程中,采用泵吸反循环,泥浆由循环池泵入槽内,槽内泥浆抽到沉淀池,以物理处理后,返回循环池。
③ 砼灌注过程中,上部泥浆返回沉淀池,而砼顶面以上4米内的泥浆排到废浆池,原则上废弃不用。
5、泥浆质量管理
① 泥浆制作所用原料符合技术性能要求,制备时符合制备的配合比。
② 泥浆制作中每班进行二次质量指标检测,新拌泥浆应存放24小时后方可使用,补充泥浆时须不断用泥浆泵搅拌。
③ 混凝土置换出的泥浆,应进行净化调整到需要的指标,与新鲜泥浆混合循环使用,不可调净的泥浆排放到废浆池,用泥浆罐车运输出场。泥浆调整、再生及废弃标准见下表:泥浆调整、再生及废弃标准
泥浆的试验项目 需要调整 调整后可使用 废弃泥浆
密度 1.13以上 1.1以下 1.15以上
含砂率 8%以上 6%以下 10%以上
粘度 35 24~35 40
失水量 25以上 25以下 35以上
泥皮厚度 3.5以上 3.0以下 4.0以上
pH值 10.75以上 8~10.5 7.0以下或11.0以上
注:表内数字为参考数,应由开挖后的土质情况而定。
④ 泥浆检测频率附表:
泥浆检验时间、位置及试验项目
序号 泥浆 取样时间和次数 取样位置 试验项目
1 新鲜泥浆 搅拌泥浆达100m3时取样一次,分为搅拌时和放24h后各取一次 搅拌机内及新鲜泥浆池内 稳定性、密度、粘度、含砂率、pH值
2 供给到槽内的泥浆 在向槽段内供浆前 优质泥浆池内泥浆送入泵吸入口 稳定性、密度、粘度、含砂率、pH值、(含盐量)
3 槽段内泥浆 每挖一个槽段,挖至中间深度和接近挖槽完了时,各取样一次 在槽内泥浆的上部受供给泥浆影响之处 同上
在成槽后,钢筋笼放入后,混凝土浇灌前取样 槽内泥浆的上、中、下三个位置 同上
4 混凝土置换出泥浆 判断置换泥浆能否使用 开始浇混凝土时和混凝土浇灌数米内 向槽内送浆泵吸入口 pH值、粘度、密度、含砂率
再生处理 处理前、处理后 再生处理槽 同上
再生调制的泥浆 调制前、调制后 调制前、调制后 同上
(三) 成槽施工
地下连续墙成槽(尤其是入岩部分)是控制工期的关键,其主要内容为单元槽段划分,成槽机械的选择,成槽工艺控制及预防槽壁坍塌的措施。
1、槽段划分
槽段划分时采用设计图纸的划分方式,但在各转角处考虑成槽机的开口宽度及入岩施工方便,另外划分一部分非标准槽段。见《槽段划分平面图》
2、成槽机械的选择
根据车站区域的地质情况,在强风化地层以上各层,采用2台HS843HD型和1台MHL-60100AYH型液压抓斗成槽,并配以自卸汽车运至临时渣土堆场,经排水后再转运出场;在嵌岩槽段,抓斗抓到强风化岩面后,先以GPS-15型钻机配牙轮钻头钻孔入岩,再以GC-1200型冲击钻,破碎孔间“岩墙”,扫孔成槽。
3、成槽工艺控制
连续墙施工采用跳槽法,根据槽段长度与成槽机的开口宽度,确定出首开幅和闭合幅,保证成槽机切土时两侧邻界条件的均衡性,以确保槽壁垂直,部分槽段采取两钻一抓。成槽后以超声波检测仪检查成槽质量。
(1) 土层成槽
液压抓斗的冲击力和闭合力足以抓起强风化岩以上各层,在成槽过程中,严格控制抓斗的垂直度及平面位置,尤其是开槽阶段。仔细观察监测系统,X,Y轴
任一方向偏差超过允许值时,立即进行纠偏。抓斗贴临基坑侧导墙入槽,机械操作要平稳。并及时补入泥浆,维持导墙中泥浆液面稳定。
(2) 岩层成槽
在嵌岩槽段,抓斗到岩面即停,并使槽底基本持平。钻孔采用3台GPS-15型钻机,配以牙轮钻头,以钻铤加压钻进,采用泵吸反循环出碴,岩屑随泥浆直接排到振动筛和旋流器处理。在导墙上标出各钻孔位置,孔距为1.2米,在连续墙转角部位,向外多钻半个孔位,以保证连续墙完整性。钻孔完毕后,即以GC-1200型 冲击钻,配以特制的80厘米×120厘米方钻,将剩余“岩墙”破碎。破碎时,以每两钻孔位中点作为中心下钻,以免偏锤。冲击过程中控制冲程在1.5米以内,并注意防止打空锤和放绳过多,减少对槽壁扰动。扫孔后再辅以液压抓斗清除岩屑。
(3) 防止槽壁坍塌措施
成槽过程中,软土层和厚砂层易产生坍塌,针对此地质条件,制定以下措施:
① 减轻地表荷载:槽壁附近堆载不超过20KN/m2,起吊设备及载重汽车的轮缘距离槽壁不小于3.5米。
② 控制机械操作:成槽机械操作要平稳,不能猛起猛落,防止槽内形成负压区,产生槽坍。
③ 强化泥浆工艺:采用优质膨润土制备泥浆,并配以CMC增粘剂形成致密而有韧性的泥浆止水护壁,并以重晶石适当提高泥浆比重,保持好槽内泥浆水头高度,并高于地下水位1米以上。
④ 缩短裸槽时间:抓好工序间的衔接,使成槽至浇灌完砼时间控制在24小时以内。
⑤ 对于“Z”、“T”、“L”型槽段易塌的阳角部位,采用预先注浆处理。
(4) 塌槽的处理措施
在施工中,一旦出现塌槽后,要及时填入砂土,用抓斗在回填过程中压实,并在槽内和槽外(离槽壁1m处)进行注浆处理,待密实后再进行挖槽。
(5)成槽质量标准:
① 垂直度不得大于0.5%;
② 槽深允许误差:+100mm~-200mm;
③ 槽宽允许误差:0~+50mm。
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