文莱都东项目地下连续墙导墙的施工特点及方法

文莱都东项目地下连续墙导墙的施工特点及方法

中国水电基础局有限公司301799

摘要:地下连续墙作为一种地下工程的施工方法,由诸多工序组成,其施工过程较为复杂,其中修筑导墙,泥浆制备与处理,深槽挖掘,钢筋笼制备与吊装以及混凝土浇筑,是地下连续墙中主要的工序。地下连续墙的施工方法分为桩排式和槽段式(槽式)两种。桩排式是采用钻孔灌注桩或预制桩来代替挡土板或板桩的造墙方法。槽段式是利用泥浆作为稳定液,以钻挖方式先造壁板墙,然后将壁板墙连续成整体墙的造墙方法。无论何种施工方法都需先建立导墙,然后再施工单元槽段。本文结合文莱都东项目探讨一下导墙的施工特点及方法。

关键词:文莱都东项目;导墙;方法;特点

1.工程概况

1.1工程整体概况

文莱都东水坝项目位于文莱SgTutong盆地的原始热带雨林中,SgTutong河和Sg-Nyamokning河的交汇处,施工区地处热带丛林,施工区气候炎热,一般气温在20~33℃之间。区域降雨量大,年均降水量约为5000mm,降雨强度可达到100mm/hr。该项目由中国水电基础局有限公司与当地合作伙伴百科地有限公司以独立联营体方式承建。业主为文莱公共发展部的水务局JKR,监理咨询方为美华集团文莱公司。中国水电负责承担坝区主体工程,包括长340米导流隧洞、长500米高44米的粘土心墙土坝、心墙内宽1米的塑性混凝土防渗墙、42米高混凝土取水塔结构、进口宽40米长度345米的敞口式溢洪道以及60m以下库区清理和其他附属设施等。该工程的主要目的是保证向文莱摩拉地区和都东地区提供长期和可靠的水资源,并保证在工程完成后不仅能够在枯水季节有效调配下游用水量,还能在丰水季节调配洪峰流量避免下游居民区遭受洪水。

1.2塑性混凝土防渗墙概况

乌鲁都东水库大坝是建造在软基上的土石坝,大坝最大坝高44m,坝顶长度500m,坝顶宽度10m,上游坝面坡比1:4,下游坝面坡比1:3。坝体采用塑性混凝土墙防渗,防渗墙轴线长度约400m,施工平台高程+62.5m。本工程塑性混凝土防渗墙厚度1.0m,最大深度约60m,防渗墙工程量达12000m2,其中入岩总面积约1000m2。防渗墙需穿越的覆盖层包括大约42m厚的回填并加密土层、大约15m厚的淤泥质砂层以及入岩深度2m,基岩主要为砂岩。根据现场实际情况,使用移动导墙不便,因此要做400m长,横截面为上底400mm、下底600mm的连续导墙。

2.导墙的作用和形式

2.1导墙的作用

导墙作为地下连续墙施工中必不可少的临时结构,对挖掘起了很重要的作:

(1)作为测量的基准,他规定了沟槽的位置,表明单元沟槽的划分,同时亦作为测量挖槽标高,垂直度和精度的基准。

(2)作为各种荷载的支撑,他既是挖掘机械轨道的支撑,又是钢筋笼、接头管等搁置的支点,有时还承受其他施工设备的荷载。

(3)作为挡土墙,在挖掘地下连续墙沟槽时,接近地表的土极不稳定,容易塌陷,而泥浆也不能起到护壁的作用,因此在单元槽段挖完之前,导墙就起挡土墙的作用。

(4)储存泥浆,导墙可储存泥浆,稳定槽内泥浆液面,泥浆液面应始终保持在导墙面以下200mm。

此外,导墙还可防止泥浆漏失,防止雨水等流入槽内,地下连续墙距离现有建筑很近时,施工时还可起一定的补强作用,在路面下施工时,可起到支撑横撑的水平导梁的作用。

2.2导墙的形式

导墙一般为现浇的钢筋混凝土结构,但也有钢制的或预制钢筋混凝土的装配式结构,可多次重复使用。在确定导墙形式时,应考虑下列因素:

(1)表层土的特性,表层土体是密实的还是松散的,是否回填土,土体的物理力学性能如何,有无地下管线埋设物等。

(2)荷载情况,有施工方提供挖槽机械的重量与组装方法、接头管顶升反力,挖槽与浇筑混凝土时附加的静载荷、动载荷情况。其中最大的荷载来源于拔管机顶升接头管的反力,力的大小由混凝土对接头管表面的握裹力来确定,挖槽机械支撑于远离导墙的两侧土体上,其他活荷载相对于该最大顶升反力可以忽略不计。

(3)地下连续墙施工时对邻近建(构)筑物可能产生的影响。

(4)地下水的状况,地下水位的高低及其水位变化情况。

(5)当施工作业面在地面以下时(如在地面以下施工),对先施工的临时支护结构的影响。

3.导墙的施工工艺

3.1导墙的工艺流程

平整场地→测量定位→挖槽及处理弃料→浇筑垫层→绑扎钢筋→支立模板→浇筑混凝土→拆模并设置支撑→导墙外侧回填土(如无外侧模板,可不进行此项操作).

3.2导墙的施工方法

(1)平整场地。根据要求合理布置施工现场,平整场地、清除杂物、换除软土松散土、夯打密实。在进行场地整平后,规划挖掘机械、罐车行车路线时,使临时道路与沟槽位置保持一定的距离,以免影响孔壁稳定。

(2)测量定位。导墙分段施工,分段长度根据模板长度和规范要求,本工程分段长度控制在30m。依据现场的平面控制网点,测定设计图纸给出的地下结构外轮廓线,完成施工现场地下连续墙导墙的测量定位、高程引测。。

(3)挖槽及处理弃料。导槽土方开挖前,技术人员要对施工人员进行技术交底,施工人员按照测量人员放线准确施工。挖掘机挖至适宜深度,人工修整至设计高程,严禁超挖和切挖根部。开挖过程中防止槽内积水,发生侧壁垮塌,及时开挖集水坑,并准备水泵进行明水抽排。夜间施工时,应合理安排工序,防止错挖或超挖。施工场地应根据需要安装照明设施,在危险地段应设置明显标志。

(4)浇筑垫层。为方便后续工序,导槽开挖完毕后浇筑50mm导墙垫层,垫层应扩出两边结构线外各150mm,以方便支立导墙外侧模板。

(5)绑扎钢筋。文莱项目在充分考虑荷载情况后,导墙钢筋采用下底4根φ20螺纹钢,中间2根φ16螺纹钢,上底3根φ16螺纹钢,钢筋搭界长度为40d,接头错开,1.3倍的搭接长度区域内接头面积的百分比不能超过50%。为保证钢筋位置和保护层厚度正确,内外钢筋之间加设支撑钢筋,每1.0m不少于1个,梅花形布置。在钢筋外侧垫置水泥砂浆保护层垫块或塑料卡。钢筋用挂线控制垂直度,用水平仪测量并控制水平度,或者垂直度和水平度都可以由测量人员现场测量控制。

钢筋笼所用原材料严格执行双控,有出厂质量证明书,且经复试合格后方准使用。钢筋加工前,应对所采用的钢筋进行外观检查,调直、除锈使钢筋表面洁净,无损伤、油污等。

(6)支立模板。文莱项目导墙模板采用钢模板组装而成,支模前应对模板进行计算,避免胀模、爆模。为防止在浇捣混凝土时模板发生位移,保证模板整体稳定,应与内、外部的架子管、导槽两侧土体连接牢固,对立模板之间用架子管卡子锁住。模板拼缝要严密,避免露浆形成蜂窝麻面,模板应涂刷脱模剂,使混凝土表面光滑,减小阻力便于下沉。模板及其支架安装和拆除的顺序及安全措施应按施工技术方案执行。

(7)浇筑混凝土。导墙结构体采用C20混凝土浇筑,选用混凝土泵车泵送或用料斗运混凝土到模板内进行浇筑,为避免罐车荷载使导槽产生过大位移、变形,混凝土罐车与导槽尽可能保持距离。混凝土采用分层均匀浇筑的方法,每层厚度500~700mm(1.5倍振动捧的长度),保持匀衡下料,两侧对称浇筑,同时上升,以免造成导槽不均匀下沉或使侧壁倾斜。

混凝土采用自然养护方式,在导墙混凝土达到设计强度并加好支撑之前,禁止任何重型机械和运输设备在旁边行走,以防止导墙受压变形。

(8)拆模并设支撑。导墙混凝土强度达到设计强度的70%后方可拆模。拆除后在距离槽底及导墙顶面300mm处设置两道方木横撑,水平间距3m,并向导墙槽内回填土方,以免导墙产生位移。在未回填土方之前,在导墙顶面铺设安全网片,导墙两边设置栏杆和警示带,保障施工安全。

(9)导墙外侧回填土方。如无外侧模板,可不进行此项操作

3.3文莱项目导墙的施工方法

文莱项目导墙配筋断面图

上图是文莱都东项目地下连续墙导墙的配筋断面图,是根据挖槽机械的重量与组装方法、拔管机顶升接头管的反力,挖槽与浇筑混凝土时附加

的静载荷、动载荷情况,计算得出符合要求的导墙承载力,从而设计出导墙的形式和配筋。在实际施工中,导墙的确没有明显损坏,符合承载力要求。

文莱都东项目导墙的施工方法就依照上述3.2导墙施工方法的工序依次施工。由于本项目施工场地和工期等各方实际情况,无法使用可重复使用的装配式混凝土导墙,只能做成连续的现浇混凝土导墙。文莱项目导墙采用上底400mm、下底600mm、深度一般为1200mm的梯形截面导墙。导墙的主筋为φ20@150和φ16@150,箍筋为φ10@250,钢筋搭接长度为40d,而且导墙施工接头位置与地下连续墙施工接头位置错开。

导墙面高于地面约100mm,防止地面水流入槽内污染泥浆。导墙的内墙面平行于地下连续墙轴线,对轴线距离的最大允许偏差为±15mm;导墙内侧间距比防渗墙厚度大40mm~100mm,墙面应垂直;导墙顶面应水平,全长范围内的高差小于±20mm。导墙的基底应和土面密贴,以防槽内泥浆渗入到墙后面。

4.总结

由于地下连续墙的使用已经越来越广泛,尤其是坝体防渗墙和地铁车站这样的深基坑施工中。地下连续墙的施工质量十分重要,必须严格按照施工规范和施工方案进行,确保工程的各项安全。地下连续墙施工的先决条件是导墙的修筑,其质量的好坏直接关系到地下连续墙的轴线和标高,因此导墙的修筑也必须严把质量关,只有这样才能保证各环节的施工质量。

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