地下连续墙围护结构施工方法与工艺Word文档下载推荐.docx
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导墙施工缝与地下墙接缝错开。
3）导墙施工注意要点：
①在导墙施工全过程中，都要保持导墙沟内不积水。
②横贯或靠近导墙沟的废弃管道必须封堵密实，以免成为漏浆通道。
③导墙沟侧壁土体是导墙浇捣砼的外侧土模，应防止导墙沟宽度超挖或土壁坍塌。
④现浇导墙分段施工时，水平钢筋应预留连接钢筋与邻接段导墙的水平钢筋相连接，同时应该避免接缝与槽段的分幅太近。
⑤导墙是液压抓斗成槽作业的起始阶段导向物，必须保证导墙的内净宽度尺寸与内壁面的垂直精度达到有关规范的要求。
⑥导墙立模结束之后，浇筑混凝土之前，应对导墙放样成果进行最终复核，并请监理单位验收签证。
⑦导墙混凝土自然养护到70％设计强度以上时，方可进行成槽作业，在此之前禁止车辆和起重机等重型机械靠近导墙。
⑧在导墙施工前，应根据管线交底内容尽量多挖样洞，尤其是埋深较深的雨污水管，在导墙的施工阶段就力争处理掉。
为解决常规泥浆在地下墙施工中，尤其是在超深地下墙施工中其护壁性能、携渣能力、稳定性、回收处理等方面的不足，我们拟选用新型的复合钠基膨润土（优钻100）泥浆。
复合钠基膨润土泥浆由钠基膨润土和高分子量聚合物、添加剂组成。
其护壁机理为，聚合物分子在槽壁表面的吸附胶结作用，由聚合物和膨润土颗粒共同构成的泥皮对槽壁的胶结作用。
由于采用了钠基膨润土，其水化后的膨胀倍数为钙基膨润土的10倍以上，膨润土的小板结构充分打开。
膨润土的小板与高分子聚合物之间的桥接作用，可在槽壁孔壁形成又薄又韧、致密的泥皮。
大大降低了泥浆的滤失，使泥浆的失水量减少，从而降低了对周边地层含水量的扰动，使孔壁周边的地层尽量保持原状，防塌性能增强。
3泥浆制备
⑴本工程成槽深度最深35m，由于地下墙深度大，各道工序施工时间长，在槽孔长时间暴露容易引起沉渣增厚和槽段失稳等问题，因此要适当提高泥浆的粘度和比重，以增加泥浆悬浮沉渣能力，降低沉渣厚度，并保证槽壁稳定。
图3.2.3.1-3泥浆系统工艺流程图
（2）泥浆材料特性
钠基膨润土是一种较高造浆率、添加特制聚合物200目钠基膨润土。
具以下特性：
1）泥浆化学稳定性强，携砂能力强；
2）低密、低切力；
3）配制简单，快速；
4）作用时间长，泥浆混合后可在较长时间内保持泥浆性能稳定；
5）在不稳定地层中可形成薄的、致密的泥皮；
6）泥浆稳定性好，悬浮渣能力强，新鲜泥浆比重一般在1.03左右，只要一成槽，土、砂颗粒可以马上混入泥浆中并曾大泥浆比重到1.1～1.2之间；
7）成槽时，受到土砂颗粒的混入，泥浆比重增加，粘度会降低。
⑶泥浆配制
加入优钻100至喷射混合器中，喷射循环一个以上的体积循环周期。
混合比率以使用淡水为基础，配浆用水的纯净度将影响膨润土的性能，因此，在配浆前，可加入适量纯碱将酸性水或硬水的PH值调到8～9，以达到最佳配浆效果。
配置流程图见图3.2.3.1-4，泥浆拌制混合器图见图3.2.3.1-5。
⑷泥浆性能指标及配合比设计
新鲜泥浆的各项性能指标见表3.2.3-1。
表3.2.3-1新鲜泥浆性能指标表
项目
新鲜泥浆
成槽泥浆
清孔后泥浆
粘度
45
30～40
30～35
比重
1.03～1.04
1.1～1.2
<
1.18
含砂率
4%
10%
PH
8～10
8～11
泥皮厚
1mm
新鲜泥浆的基本配合比见表3.2.3-2。
表3.2.3-2新鲜泥浆配合比表
泥浆材料
膨润土
纯碱
自来水
1m³
投料量（㎏）
46
1
980
⑸其他相关指标控制
1）泥浆回收利用率
优钻100（DrillGel）新浆废弃率，设计为40％左右。
新浆配制完成后，循环使用过程中泥浆分离系统进行除砂回收，以达到较好除砂效果，提高泥浆循环使用效率。
2）废弃指标
一般来说，当泥浆的性能指标达到如下4项中任一项时，应废弃处理。
①泥浆比重ρ>
1.3；
②泥浆粘度过高，小漏斗测定粘度时，泥浆成滴流状态；
③泥浆中的含砂量>
25％以上；
④泥浆的pH>
13。
⑹泥浆储存
泥浆储存采用泥浆箱。
⑺泥浆循环
泥浆循环采用3LM型泥浆泵输送，4PL型泥浆泵回收，由泥浆泵和软管组成泥浆循环管路。
⑻泥浆的再生处理
清孔泥浆和浇灌混凝土过程中，回收泥浆必须通过泥浆分离系统进行分离后，再经过调浆方可继续使使用，为确保泥浆分离效果，本工程专门引进泥浆分离系统，该分离系统每小时处理泥浆量达100m3，完全能满足分离要求。
循环泥浆经过分离净化之后，虽然清除了许多混入其间的土渣，但并未恢复其原有的护壁性能，因为泥浆在使用过程中，要与地基土、地下水接触，并在槽壁表面形成泥皮，这就会消耗泥浆中的膨润土成分,并受混凝土中水泥成分与有害离子的污染而削弱了的护壁性能，因此，循环泥浆经过分离净化之后，还需调整其性能指标，恢复其原有的护壁性能，这就是泥浆的再生处理。
1）净化泥浆性能指标测试
通过对净化泥浆的比重、PH值和粘度等性能指标的测试，了解净化泥浆中主要成分膨润土、纯碱消耗的程度。
2）补充泥浆成分
补充泥浆成分的方法是向净化泥浆中补充膨润土、纯碱等成分，使净化泥浆基本上恢复原有的护壁性能。
向净化泥浆中补充膨润土、纯碱等成分，采用重新投料搅拌的方法，如大量的净化泥浆都要作再生处理，为了跟上施工进度,采用先配制浓缩新鲜泥浆，再把浓缩新鲜泥浆掺加到净化泥浆中去用泥浆泵冲拌的做法来调整净化泥浆的性能指标，使其基本上恢复原有的护壁性能。
3）再生泥浆使用
尽管再生泥浆基本上恢复了原有的护壁性能，但总不如新鲜泥浆的性能优越，因此，再生泥浆不宜单独使用，同新鲜泥浆掺合在一起使用。
4）劣化泥浆处理
劣化泥浆是指浇灌墙体混凝土时，同混凝土接触受水泥污染而变质劣化的泥浆和经过多次重复使用，粘度和比重已经超标却又难以分离净化，使其降低粘度和比重的超标泥浆。
劣化泥浆先用泥浆箱暂时收存，再用罐车装运外弃。
⑼泥浆施工管理
1）各类泥浆性能指标均应符合国家规范规定，并需经采样试验，达到合格标准的方可投入使用。
2）成槽作业过程中，槽内泥浆液面保持在不致外溢的最高液位，暂停施工时，浆面不低于导墙顶面30㎝。
泥浆系统管理见图3.2.3.1-6
4成槽挖土
⑴挖槽设备
成槽采用液压抓斗工法，选用德国利勃海尔成槽机，配备有垂直度显示仪表和自动纠偏装置，可以做到随挖随测随纠。
采用在锁口管的位置钻先导孔的技术措施，通过钻孔可以使液压抓斗的斗齿直接伸入孔内进行成槽，从而提高地墙的成槽效率，并可确保成槽端头的垂直度要求。
⑵单元槽段的挖掘顺序
抓斗挖槽时，要使槽孔垂直，最关键的一条是要使抓斗在吃土阻力均衡的状态下挖槽，要么抓斗两边的斗齿都吃在实土中，要么抓斗两边的斗齿都落在空洞中，切忌抓斗斗齿一边吃在实土中，一边落在空洞中，根据这个原则，单元槽段的挖掘顺序为：
1）先挖槽段两端的单孔，或者采用挖好第一孔后，跳开一段距离再挖第二孔的方法，使两个单孔之间留下未被挖掘过的隔墙，这就能使抓斗在挖单孔时吃力均衡，可以有效地纠偏，保证成槽垂直度。
2）先挖单孔，后挖隔墙。
因为孔间隔墙的长度小于抓斗开斗长度，抓斗能套往隔墙挖掘，同样能使抓斗吃力均衡，有效地纠偏，保证成槽垂直度。
3）沿槽长方向套挖
待单孔和孔间隔墙都挖到设计深度后，再沿槽长方向套挖几斗，把抓斗挖单孔和隔墙时，因抓斗成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整，保证槽段横向有良好的直线性。
4）挖除槽底沉渣
在抓斗沿槽长方向套挖的同时，把抓斗下放到槽段设计深度上挖除槽底沉渣。
成槽示意见图3.2.3.1-7
5）挖槽机操作要领
①抓斗出入导墙口时轻放慢提，防止泥浆掀起波浪，影响导墙下面、后面的土层稳定。
抓斗入槽、出槽慢速、稳当，特别是刚开始成槽时，抓斗一定要保持垂直，并与导墙平行。
②不论使用何种机具挖槽，在挖槽机具挖土时，悬吊机具的钢索不能松驰，定要使钢索呈垂直张紧状态，这是保证挖槽垂直精度必需做好的关键动作。
③挖槽作业中，要时刻关注侧斜仪器的动向，及时纠正垂直偏差。
④单元槽段成槽完毕或暂停作业时，即令挖槽机离开作业槽段。
6）成槽过程中精度控制
根据安装在液压抓斗上的探头，随时将偏斜的情况反映到通过探头连线在驾驶室里的电脑上，驾驶员可根据电脑上四个方向动态偏斜情况启动液压抓斗上的液压推板进行动态的纠偏确保地下墙的垂直精度要求。
7）槽段检验
①槽段检验的内容
②槽段的平面位置。
③槽段的深度。
④槽段的壁面垂直度。
8）槽段平面位置偏差检测：
用测锤实测槽段两端的位置，两端实测位置线与该槽段分幅线之间的偏差即为槽段平面位置偏差。
①槽段深度检测：
用测锤实测槽段左中右三个位置的槽底深度，三个位置的平均深度即为该槽段的深度。
②槽段壁面垂直度检测：
用超声波测壁仪器在槽段内左中右三个位置上分别扫描槽壁壁面，扫描记录中壁面最底部凸出量或凹进量（与槽段深度之比即为壁面垂直度，三个位置的平均值即为槽段壁面平均垂直度）。
超声波检测见图3.2.3.1-8。
③成槽质量评定
以实测槽段的各项数据，评定该槽段的成槽质量等级。
5刷壁
⑴由于槽壁施工时，老接头上经常附有一层泥皮，会影响槽壁接头质量，发生接头部分渗漏水。
⑵刷壁方法主要采用自制强制式刷壁机，利用钢丝绳吊重锤作为导向使刷壁器在刷壁过程中能紧贴接头处，确保刷壁效果，另外在刷壁机内部设置斜肋板，在下放过程中，使泥浆对刷壁机的竖向力转换成一个水平分力，使刷壁机贴紧接头，反复几次，直到刷壁机上没有附着物。
刷壁机示意图见图3.2.3.1-9。
图3.2.3.1-9壁机示意图
6清底换浆
⑴清底的方法
清除槽底沉渣有沉淀法和置换法两种。
1）沉淀法
清底开始时间
由于泥浆有一定的比重和粘度，土渣在泥浆中沉降会受阻滞，沉到槽底需要一段时间，因而采用沉淀法清底需要在成槽结束一定时间之后才开始。
清底方法：
使用挖槽作业的液压抓斗直接挖除槽底沉渣。
2）置换法
清底开始时间：
在抓斗直接挖除槽底沉渣后进行，清除抓斗未能挖除的细小土渣。
使用Dg100空气升液器，由起重机悬吊入槽，空气压缩机输送压缩空气，以泥浆反循环法吸除沉积在槽底部的土碴淤泥。
清底开始时，令起重机悬吊空气升液器入槽，吊空气升液器的吸泥管不能一下子放到槽底深度，应先在离槽底1～2m处进行试挖或试吸，防止吸泥管的吸入口陷进土渣里堵塞吸泥管。
清底时，吸泥管都要由浅入深，使空气升液器的喇叭口在槽段全长范围内离槽底0.5米处上下左右移动，吸除槽底部土碴淤泥。
⑵换浆的方法
换浆是置换法清底作业的延续，当空气升液器在槽底部往复移动不再吸出土碴，实测槽底沉碴厚度小于10cm时，即可停止移动空气升液器，置换槽底部不符合质量要求的泥浆。
1）清底换浆是否合格，以取样试验为准，当槽底处各取样点的泥浆采样试验数据都符合规定指标后，清底换浆才算合格。
2）在清底换浆全过程中，控制好吸浆量和补浆量的平衡，不能让泥浆溢出槽外或让浆面落低到导墙顶面以下30厘米。
3）换浆量不少于整幅槽段量的40%，换出来的泥浆直接通过泥浆分离系统，被分离后的浆液排到调浆池中进行调整指标。
7钢筋笼制作
⑴钢筋笼在胎膜上整幅制作成型，并整幅吊装入槽。
钢筋胎架详图见图3.2.3-10。
图3.2.3.1-10钢筋胎架详图
⑵钢筋笼制作全部采用点焊焊接，不得用镀锌铁丝绑扎。
⑶各种钢筋焊接接头按规定作拉弯试验，试件试验合格后，方可焊接钢筋。
⑷按翻样图布置各类钢筋，保证钢筋横平竖直，间距符合规范要求，钢筋接头焊接牢固，成型尺寸正确无误。
⑸为确保地下连续墙主筋净保护层厚度及钢筋笼垂直度，在钢筋笼迎土面、开挖面合理设置保护层定位板,保护层采用钢制垫块保护层板，焊接钢筋笼两侧主筋上要焊接牢固，保证主筋保护层厚度在迎土侧和迎坑侧均达到70mm。
⑹按翻样图构造混凝土导管插入通道，通道内净尺寸至少大于导管外径5厘米，导管导向钢筋必须焊接牢固，导向钢筋搭接处应平滑过渡，防止产生搭接台阶卡住导管。
⑺为了防止钢筋笼在吊装过程中产生不可复原的变形，各类钢筋笼均设置纵向抗弯桁架，拐角形钢筋笼还需增设定位斜拉杆。
⑻为了保证钢筋笼吊装安全，吊点位置的确定与吊环、吊具的安全性应经过设计与验算，作为钢筋笼最终吊装环中吊杆构件的钢筋笼上竖向钢筋，必须同相交的水平钢筋自上至下的每个交点都焊接牢固。
钢筋笼质量检验标准见表3.2.3-3。
表3.2.3-3钢筋笼质量检验表
项目
允许偏差
mm
检查频率
检查方法
范围
点数
长度
±
50
每
幅
3
宽度
20
尺量
厚度
-10
4
主筋间距
10
在任何一个断面连续量取主筋间距（1米范围内），取其平均值作为一点
两排受力筋间距
预埋件中心位置
抽查
同一截面受拉钢筋接头截面积占钢筋总面积
≤50%（或按设计要求定）
观察
⑼转角幅钢筋笼制作要求
对于拐角幅及特殊幅钢筋笼除设置纵、横向起吊桁架和吊点之外，另要增设“人字”桁架和斜拉杆进行加强，以防钢筋笼在空中翻转角度时以生变形。
转角幅钢筋笼加强筋布置见图3.2.3.1-11。
8钢筋笼吊装
地下连续墙厚度为1米，由于地下连续墙钢笼最重为50吨，因此吊车等吊装机具按照最大重量来配置。
工程采用整体吊装入槽的施工方法。
配置150吨履带吊作为主吊，100吨履带吊作为副吊，进行双机抬吊，主吊设置3道吊点，副吊设置2道吊点。
⑴钢筋笼起吊方法
1）成槽结束第一次扫孔后，首先根据现场情况使用双机起吊钢筋笼；
2）起吊上节钢筋笼时，先用150吨履带吊（主吊）和100吨履带吊（副吊）双机抬吊，将钢筋笼水平吊起，然后升主吊、放副吊，将钢筋笼凌空吊直；
3）吊运钢筋笼必须单独使用150吨履带吊（主吊），必须使钢筋笼呈竖直悬吊状态。
4）将整幅钢筋笼吊离槽段置于附近空旷处进行槽段第二次扫孔、刷壁，然后沉放整幅钢筋笼。
吊运钢筋笼入槽后，用吊梁穿入钢筋笼最终吊环内，搁置在导墙顶面上并使钢筋笼顶标高符合设计要求。
钢筋笼纵、横向起吊桁架和吊点如图3.2.3.1-12。
⑵吊车配置
1）150吨吊车：
吊车臂杆接51m，其最大起重能力可以达到58吨；
钢笼在整个吊装过程中，最大受力出现在钢笼处于竖直状态，<
58吨（包括起吊索具），满足起吊要求。
150吨吊车性能参数表见表3.2.3-4。
表3.2.3-4神冈7150-（150吨加配重）性能参数表
工作半径
（m）
把杆长度（m）
51.82
54.86
57.91
12
53.3
49.5
45.5
13
46.9
45.7
43.2
14
41.3
40.3
39
18
6.6
35.9
34.8
2）100吨吊车：
吊车臂杆接39.5m，其最大起重能力可以达到42.6吨，而100吨吊车最大受力出现在钢筋笼起吊到60度角的时候，最大受力约为钢筋笼重量的60％，即50吨（去除锁具）×
60%＝30吨<
42吨。
能够满足起吊要求。
性能参数见表3.2.3-5。
表3.2.3-5住友100吨履带吊性能表（LS-418J）
半径（米）
吊臂长度（米）
15.25
18.3
21.35
24.4
27.45
30.5
33.55
36.6
39.65
43.6
45.75
7.0
53.5
51.5
46.6/7.6
46.5/7.6
42.6/7.6
8.0
40.5
9.0
36.5
36.4
35.6/9.1
33.8/9.1
10.0
31.5
31.4
31.3
30.2
12.0
24.6
24.5
24.3
3）钢筋笼吊装计算
①计算依据
起重吊装常用计算手册
建筑施工计算手册
钢结构设计规范（GB50017-2003）
设计图纸
②钢丝绳受力及强度计算：
吊装钢笼的主吊钢丝绳，使用6股×
37的钢丝绳，单根长15m，两边各两道，中间2道，共6根，钢丝绳直径52mm，单根钢丝绳公称抗拉强度为1700mpa（起重吊装常用计算手册查得），受力最大的时候是钢筋笼即将下放完毕时，三道钢丝绳六个点承受50吨钢笼的重量，见图3.2.3.1-14。
钢丝绳允许拉力按下列公式计算
[Fg]=a×
Fg/K（建筑施工手册，第四版）
[Fg]=a×
Fg/K=0.82×
1705/6=233KN
因为23.3吨〉8.5吨，所以选用的钢丝绳满足要求。
③钢筋笼吊点布置及计算
设置5道共15个吊点吊装钢筋笼，其中受力最大的情况是钢筋笼下放到仅剩余第一道2个吊点时，此时，两个吊耳的五个吊点承受整幅钢筋笼50吨的重量。
A吊点形式及平面布置
吊点形式见下图主吊第一道吊点采用40mm钢板，40mm钢板和上下排桁架主筋焊接牢固，吊点形式见图3.2.3.1-15（R=150；
a=100；
b=100；
B=300）
主吊其他吊点采用φ40圆钢，圆钢吊点和桁架上、下排主筋焊接牢固。
吊点形式见图3.2.3.1-16。
B吊点计算
钢笼重50T，则吊耳板荷载P=50/6*1000*9.8N/kg=81666N
吊耳板采用Q235钢板，板厚δ=50mm，吊耳板宽度B=300mm，吊耳孔半径r=50mm，R=B/2=150mm，孔顶至板顶距离a=100mm。
吊耳孔壁局部受压承载力
σcj=（αγgP）/（2rδ）=（1.1*1.35*81666）/（2*50*50）=24.25MPa≤fcj=205MPa
吊耳孔壁受拉承载力
σtj=σcj（R2+r2）/（R2-r2）=24.25*（1502+502）/（1502-502）=30.37MPa≤ftj=205MPa
孔壁处剪应力
图3.2.3.1-15吊点平面图
τ=P/F=81666/（50*100）=16.33Mpa≤ft=120MPa（钢结构规范）
上式中σcj孔壁局部受压承载力；
σtj孔壁局部受拉承载力；
α为动力系数，吊立过程取1.1；
γg荷载分项系数，取1.35（钢结构规范）；
fcj为受压强度设计值，ftj为受
拉强度设计值，取205Mpa（钢结构规范），ft为受剪强度设计值，取120Mpa（钢结构规范）。
根据计算结果，安全系数皆大于4，满足要求。
吊点钢筋
最不利的情况是当钢筋笼下放到最后二道剩4个吊点的时候（此时剩下最顶上两道钢板吊点和主吊第二道Φ50圆钢吊点两道），此时每个圆钢要承受1/4钢筋笼重量。
计算如下：
Q235圆钢受力最薄弱区为单根受剪，其最大抗剪强度为：
fv＝20mm×
20mm×
3.14×
120N/mm2÷
9.8N/Kg÷
1000Kg/T＝15T；
大于50/4=12.5吨，由于吊点钢筋和主筋及桁架焊接在一起，共同受力，所以满足起吊要求。
焊接要求：
施工各节点焊接要求必须满足JGJ18-2003的要求，吊点钢板和吊点钢筋都与桁架上的主筋双面满焊，焊缝宽度不得小于0.6d，厚度大于0.35d；
最终搁置板与吊攀钢筋双面满焊，焊缝宽度不得小于0.6d，厚度大于0.35d，其余搁置钢板与主筋双面满焊，焊缝高度大于10mm；
桁架上的主筋和钢笼周边的主筋都与分布筋100％焊接。
C搁置板强度计算
为了在下放钢筋笼过程中，临时换钢丝绳时需要暂时将钢筋笼临时搁置在导墙上而必须要放的搁置钢板。
钢筋笼最终下放到设计标高后，也需要临时搁置钢板将钢筋笼固定在设计标高。
每幅钢筋笼放置16块搁置钢板，搁置钢板厚20mm，高150mm，宽250mm。
搁置板每块的破坏剪力至少
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