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1、地下連續墻的施工工藝與及主要出現質量問題及防治方法1、地下連續墻的概述地下連續墻的施工工藝是利用特制的成槽繼機械在泥漿（有稱穩定液，如膨潤土泥漿）護壁的情況下進行開挖，形成一定槽段長度的溝槽：再將在地面上制好的鋼筋籠放入槽段內。采用導管法進行水下混凝土澆筑，完成一個單元的墻段，各墻段之間的特定的接頭方式（如用接頭管或接頭箱做成接頭）相互聯接，形成一道連續的鋼筋混凝土墻。圖1為地下連續墻程序示意圖。地下連續墻圍護呈封閉狀，則在基坑開挖后，加上支撐或錨桿系統，就可檔土或止水，便利了深基礎的施工。如將地下連續墻作為建筑的承重結構則經濟效益更好。 圖1地下下連續墻開挖技術起源于歐洲。它是根據打井和石油2、鉆井使用泥漿和水下澆注混凝土的方法而發展起來的，1950年在意大利米蘭首先采用了護壁泥漿地下連續墻施工，20世紀5060年代該項技術在西方發達國家及前蘇聯得到推廣，成為地下工程和深基礎施工中有效的技術。20世紀70年代開始，我國在水利、港工和建筑工程中逐漸開始應用，近十多年來，我國在地下連續墻的設備、工程應用和理論研究上都獲得了很大的成就。 2、地下連續墻的優缺點地下連續墻工藝具有如下優點：1） 墻體剛度大，整體性好，因而結構和地基變形都較小，既可用于超深圍護結構，也可以用于主體結構；2） 適用各種地質條件。對砂卵石地層或要求進入風化巖層時，鋼板樁就難以施工，但卻可采用合適的成槽機械施工的地下3、來連續墻結構；3） 可減少工程施工時對環境的的影響。施工時振動小，噪音低；對周圍相鄰的工程結構和地下管線的影響較小，對沉降及變位易控制；4） 可進行逆筑法施工，有利于加快施工進度，降低造價；5） 防滲性能好，由于墻體接頭形式和施工方法的改進，使地下連續墻幾乎不透水；6） 占地少，可以充分利用建筑紅線以內有限的地面和空間，充分發揮投資效益；7） 工效高、工期短、質量可靠、經濟效益高。但是，地下連續墻施工法也有不足之處，主要為：1) 對廢泥漿的處理，不但會增加工程費用，如泥水分離技術不完善或處理不當，會造成新的環境污染；2) 槽壁坍塌問題。如地下水為急劇上升，護壁泥漿液面急劇下降，土層中有軟弱疏松4、的砂性夾層，泥漿的性質不當或已變質，施工管理不善等均可能引起槽壁坍塌；3) 地下連續墻如果用作臨時的擋土結構，相對于傳統施工工藝方法所用的造價費用要高些。 3、地下連續墻的施工工藝標準材料準備1）粘土配制泥漿主要材料宜采用酸性陶土粉它有淡粉紅色淺白色或暗灰色三種；2）純堿采用純堿是除去粘土中部分鈣離子提高粘土的造漿率；3）羧甲基纖維素CMC CMC 系大分子化合物處理泥漿中主要用作降失水劑和增粘劑 ； 4）水泥宜采用32.5 級或42.5 級普通硅酸鹽水泥；5）砂宜采用潔凈的中粗砂含泥量不大于3；6）石子宜選用礫石或碎石粒徑在0.5或4.5cm,含泥量不應大于2；7）水宜用自來水或不含有害物質5、的潔凈水；8）鋼筋宜選用級鋼筋有出廠合格證和復試合格報告。施工機具挖槽機導管攪拌機吊車潛水泵 圖2 挖槽機工藝流程工藝流程為修筑導墻1. 導墻一般采用C20 混凝土配筋較少多為12200 水平鋼筋應按規定搭接地下墻兩側導墻內表面之間的凈距應比地下連續墻厚度略寬一般為40mm 左右導墻頂面應高于地面100mm 左右一防雨水流入槽內稀釋及污染泥漿2. 在導墻的混凝土達到設計強度之前禁止任何重型機械和運輸設備在旁邊行使以防導墻受壓變形 圖4 導墻放線圖5 導墻混凝土澆筑圖6 導墻泥漿護壁泥漿的制作和處理1) 泥漿的需要量地下連續墻施工中所需的泥漿數量決定于一次同時開挖槽段大小泥漿的各種損失及制備和回6、收處理泥漿的機械能力2) 泥漿的制作用于地下連續墻施工的泥漿其制作基本流程見圖泥漿拌制設備包括儲料斗螺旋輸送機磅秤定量水箱泥漿攪拌機藥劑貯液桶等攪拌前應先作好藥劑配劑泥漿攪拌前先將水加至攪拌筒1/3 后開動攪拌機在定量水箱不斷加水同時加入陶土粉純堿液攪拌3min 后加入CMC 液及硝腐堿液繼續攪拌。一般情況下泥漿攪拌后應靜置24h 使用。3） 泥漿循環泥漿循環分正循環和反循環循環方式類同與鉆孔灌注樁4） 泥漿處理在成槽施工中對于粉質砂土粉細砂土存在砂土對泥漿污染由于砂土顆粒細懸在泥漿中導致泥漿密度含沙率失水時明顯增加泥皮變厚粘度略有上升靜切力降為0 穩定性差遇到此種情況在加水同時加適量CMC 7、此時加水量可按實驗室小型實驗加水量1/3 1/2 摻加處理藥劑應化成溶液另外要積極創造循環條件也可用鐵鉻鹽或丹寧堿液等分散劑處理其原理是減少土顆粒間的吸附作用降低粘度達到砂土從泥漿中沉淀的目的。鋼筋籠的制作與吊放1、鋼筋籠制作鋼筋籠寬度應比槽段寬小300 400mm 鋼筋籠端部與接頭管或混凝土接頭面間應留150200mm 的空隙由于用砂漿制作的墊塊容易在吊放鋼筋籠時破碎又易擦傷槽壁面所以一般用薄鋼板制作墊塊焊于鋼筋籠上。鋼筋綁扎不宜用鐵絲因鍍鋅鐵絲對泥漿具有化學吸附作用會使鐵絲綁扎點形成泥團影響混凝土于鋼筋握裹力因此一般先用鐵絲臨時先固定然后用點焊焊牢再拆除鐵絲為保證鋼筋籠整體剛度點焊數不得少8、于交叉點總數的50%。地下連續墻與基礎板以及內部結構板梁柱墻的連接如采用預留錨固鋼筋的方式錨固筋一般用光圓鋼筋直徑不宜超過20mm2. 鋼筋籠的吊放鋼筋籠起吊時頂部要用一根橫梁常用工字鋼其長度要和鋼筋籠尺寸相適應兩臺吊車同時操作其中一鉤吊住頂部另一鉤吊住中間部位鋼絲籠下端可系繩索用人力控制起吊時不能是鋼筋籠下端在地面上拖引以防造成下端鋼筋彎曲變形鋼筋籠插入槽內后檢查起頂端高度是否符合設計要求然后將其擱置在導墻上如果鋼筋籠是分段制作吊放時需接長下段鋼筋籠要垂直懸掛在導墻上然后將上段鋼筋籠垂直吊起上下兩段鋼筋籠成直線連接。圖7 鋼筋籠的吊放水下混凝土澆筑1. 清底工作1） 槽段開挖到設計標高后在插9、放接頭管和鋼筋籠之前必須及時清除槽底淤泥和沉渣必要時在下籠后再作一次清底。2） 清底的方法一般有沉淀法和置換法兩種沉淀法是在土渣基本上都沉淀到槽底之后再進行清底置換法是在挖槽結束之后對槽底進行認真清理然后在土渣還沒有沉淀之前就用新泥漿把槽內的泥漿置換出來使槽內泥漿的相對密度在1.15 以下。2. 對混凝土的要求由于地下連續墻槽段的澆筑過程具有一般水下混凝土澆筑的施工特點混凝土強度等級一般不低于C20 混凝土的級配除了滿足結構強度外還要滿足水下混凝土施工的要求比如流態混凝土的塌落度宜控制在15 20cm 左右混凝土具有良好的和易性和流動性3. 混凝土澆筑1） 地下連續墻混凝土是用導管在泥漿中灌注10、的由于導管內混凝土密度大于導管外的泥漿密度利用兩者的壓力差使混凝土從導管內流出在管口附近一定范圍內上升替換掉原來泥漿的空間2） 在混凝土澆筑過程中導管下口插入混凝土深度應控制在2 4m 不宜過深或過淺3） 在澆灌過程中導管不能作橫向運動否則會使沉渣或泥漿混入混凝土內混凝土要連續灌筑不能長時間中斷一般可允許中斷5 10 分鐘最長只允許中斷20 30分鐘為保持混凝土的均勻性混凝土攪拌好之后以1.5h 內灌筑完畢為原則在夏天由于混凝土凝結較快所以必須在攪拌好之后1h 內盡快澆完否則應摻入適當的凝結劑4） 澆注混凝土速度的控制在槽內混凝土面上升速度不應大于2m/h5） 在澆灌過程中要經常測量混凝土灌注11、量和上升高度測量混凝土上升高度可用測錘。4、質量通病及防治措施4.1、泥漿護壁，挖土成槽是地下連續墻施工中的重要環節，約占工期的一半，成槽的精度決定了墻體精度，而泥漿的優劣是確保地墻順利施工及墻體質量的關鍵，但開挖后發現仍有一些墻體鼓包，接縫錯臺、垂直度超限等問題，增大了墻面鑿除量，甚至侵限超標嚴重而引起質量事故等，制約后續防水施工。其原因有以下幾個方面4.2、成槽質量的速度和精度主要靠成槽機司機及機器上的測斜儀來控制，而司機的水平、施工經驗、質量意識，直接影響施工質量，有些未培訓就上崗，沒有掌握一些成槽施工所必備的知識，有時趕工期施工連軸轉，護壁泥漿不合格，成槽施工時附近有其他施工荷載或附加12、應力等，這些人為因素和偶然因素造成了難以避免的質量隱患。3.3、防治對策是：4.3.1、在成槽前檢驗導墻寬度、垂直度及成槽機抓斗尺寸等，發現問題及時處理，在挖槽過程中隨時檢查成槽機運行狀況是否良好。4.3.2、對成槽機司機加強培訓，調用素質高、技術熟練、經驗豐富、責任心強的人員擔當，不得疲勞施工。4.3.3、根據場地內土層的特性、地墻形式、成槽深度，制定相應的成槽方案，使用合適的機械，制備和使用符合現場地質條件和施工條件的泥漿，合理安排挖槽順序來提高成槽精度和安全性。4.3.4、嚴格控制泥漿的使用和管理，在現場泥漿箱上搭設防雨遮陽蓬，成槽中全程跟蹤取樣測試，根據測試結果，對泥漿采取修正配合比、13、再生處理，或廢棄處理等措施，對成槽中、成槽后、灌注前分別進行相關指標控制，確保泥漿指標滿足施工要求。4.3.5、成槽中加強垂直度控制，按照成槽機上垂直度顯示儀上顯示的垂直度，及時調整臂桿的角度來調整抓斗的垂直度，利用抓斗自身上下活動刷除不直之處，也可用超聲儀每隔35m進行抽查，發現傾斜度超限時及時糾正，盡可能隨挖隨糾。4.3.6、抓斗每次下放和提起時都要緩慢、勻速進行，使抓斗兩側阻力均衡。減少對槽璧的碰撞及泥漿的振蕩。4.3.7、優化施工方案，加強工序間的銜接，對不同厚度的地墻之間相接時應優先考慮施工薄的一幅，盡可能減小對鄰幅土體的擾動，對特殊地層，必要時采用兩鉆一抓法控制垂直度。4.3.8、14、施工過程中嚴格控制地面的重載，避免槽璧受到施工荷載作用而造成槽璧坍塌，縮短槽璧暴露時間，及時下放鋼筋籠和導管、灌注混凝土。5、鎖口管施工中質量的問題及對策5.1、驗槽結束后進行鎖口管下放、刷壁施工，可是鎖口管施工卻是最脆弱的一個環節，施工中質量控制容易被忽略，會產生管身不穩固、不垂直、偏斜等現象；一旦垂直度超限，很難糾正。造成地墻交錯不齊，鋼筋籠無法下放到位，若管后填土不足、不密實會導致鎖口管在混凝土或鄰槽段土側壓力作用下變形、彎曲，造成灌注時繞流、夾泥、窩泥。5.2、防治對策是：5.2.1、下放前，找出導墻上的油漆線，嚴格控制頂拔機的位置，用水平尺或水準儀控制底座的標高,保證其垂直、穩固, 15、提前檢查管身受傷、連接件焊接質量，各節拼裝后軸線是否直順，連接銷和各節節間間隙是否影響其他工序。5.2.2、當墻體不深，整體起吊接頭管時不得使管子彎曲，吊放時應小心勻速輕放,專人用水平尺檢查管體垂直度情況，確保管身自由而又垂直的插入到槽底。5.2.3、吊放到位后，及時檢驗管體是否在預定的位置上，是否達到了規定的深度，是否滿足了接頭施工所要求的條件。5.2.4、管后填土盡可能用人工將挖出的新鮮粘土回填,用自制搗固棒或鋼釬分層搗實,避免灌注砼時繞流。4.2.5、鎖口管拔出后要將其拆開，然后將其沖洗干凈，堆放在指定位置，留備下次再用。6、對基坑開挖后墻面暴露出來的通病的反思及防治6.1、地墻鋼筋籠施16、工近年來呈現出長度長、重量大、柔性大、接點多、技術要求高的特點。鋼筋骨架在胎膜上施焊成型，采用雙機多點抬吊，空中回直，抬吊過程中不可避免的產生了晃動和振顫，稍有大意，便會脫焊、變形、扭曲、散架造成損失。6.2、開挖后常見的通病有露筋、保護層不夠、下沉；骨架扭曲、變形錯位；預埋件偏位，接駁器錯位；內側分布筋上、接駁器上、預埋件處夾泥、保護層脫焊掉落等。對結構造成不易根治的病害。 6.3、針對以上現象可以發現有些是鋼筋骨架制作時產生的，有些是鋼筋骨架起吊時產生的，有些是下放時產生的，有些是下放后產生的。6.4、防治措施是：6.4.1、為了有利于鋼筋受力、施工方便和加快成墻速度，鋼筋籠盡量整體加工和17、吊裝，起吊前用專業軟件對鋼筋骨架整體剛度及吊點受力進行模擬驗算，對施工人員進行詳細的技術交底，道路不平時要用鋼板鋪平，鋼筋骨架在胎膜上制作時，每隔2.0米布置一道閉合的水平箍筋，以加強其整體性和剛度，每個焊點要焊接牢固，對于起吊點處更要加強，焊縫長度，飽滿度要達到規范要求。6.4.2、起吊時鋼筋籠頂部設置一根扁擔橫梁，為避免鋼筋籠在空中晃動，在底部系兩根麻繩，用人力控制，起吊時不允許在地面上拖引。6.4.3、吊放過程中要小心平穩，不得強行沖放，防止鋼筋籠晃動而引起槽璧坍塌。6.4.4、鋼筋籠入槽時吊點中心必須對準槽段中心，然后徐徐下降，吊放過程中隨時用吊線陀或經緯儀檢查、控制鋼筋籠的位置、偏斜18、情況，及時糾正，鋼筋籠接長時，必須避免鋼筋籠橫向擺動，將下段支撐橫梁兩端墊平，保持籠體鉛直，確保上下段垂直對齊。如果槽璧凹凸不平、彎曲，導致鋼筋籠不能入放，用抓斗、刷壁器修整槽璧直至可以入放。6.4.5、下放到位后及時用水準儀精確復測其頂面標高，確保和設計一致，偏差控制在規范范圍內。7、砼灌注的施工質量問題分析、防治7.1、基坑開挖后地墻表面有鼓包、泛砂、蜂窩、氣孔、孔洞、夾層、夾泥、接縫處有滲水、漏水、鋼筋籠上浮、地墻下沉等現象，見下列施工圖片，這些通病的出現直接影響下步施工，甚至會造成質量事故引起經濟損失。7.2、分析其原因主要是成槽過程中泥漿不能起到護壁效果，槽壁局部坍塌，而坍塌的部位只19、能由混凝土來填充，從而形成了鼓包。其次砼質量差、和易性和工作性能不好，里面的氣泡不能及時排除，形成蜂窩、孔洞、泛沙、氣孔，直接影響墻體的強度和抗滲性能，混凝土若置換不了槽底沉渣，會使地墻承載力降低，沉降量加大，過多沉渣影響鋼筋籠插到預定位置，影響結構及預埋件、接駁器標高。7.3、產生墻身和墻頂夾泥的原因是刷壁、清底不徹底，松動的泥塊、沉淀物、不合格的泥漿等加速了泥漿變質，使混凝土上部不良部分增加，影響了流動性，降低了灌注速度、接頭部位的凝結強度和防滲性能，還容易使鋼筋籠上浮。7.4、灌注時導管與導管的間距過大，攤鋪面積不夠，兩個管灌注混凝土時不同步，導致灌注速度不一致，上升的速度也不一致，浮在20、最頂部的泥漿被擠向慢的一邊，有塊狀的稀泥塊或混合物被鋼筋、鎖口管接頭銷及接駁器，預埋件、鋼片保護層攔住，從而夾泥、窩泥。7.5、灌注速度太快、導管埋入過深，混凝土上升浮力大于鋼筋籠自重使籠體上浮。太快時砼來不及下泄，從料斗內溢出，灑落到槽內，污染泥漿，懸浮物易于沉淀并吸附于鋼筋上，時間越長，吸附量越大，影響裹握力，形成了滲水通道。7.6、施工對策是：7.6.1、施工過程中及時測量混凝土面的高度，做好第一手資料的記錄、整理工作，詳細記錄各項技術參數，算出導管埋置深度，決定導管拆除節數，勤測勤拆，最大埋深不得超過6米。7.6.2、確保混凝土的供應，使灌注連續進行。灌注速度不低于2m/h，正常灌注時21、須勻速進行，不得左右提拉導管。7.6.3、嚴格泥漿的管理，對比重、粘度、含砂量大的被污染的泥漿堅決廢棄，防止因泥漿質量問題造成夾層現象。8、墻體及支護結構變形問題及防治8.1、后期墻址壓漿不及時及質量不達標時會增大墻體的沉降，開挖后，地墻的墻背受土壓力、水壓力及施工動載的作用，接縫處易形成活鉸，隨著基坑的暴露及坑底附加壓力的釋放，會產生一定的側向變形，支護結構的位移與坑內土體的狀況有很大關系，受自然溫度變化，支撐混凝土徐變、坑內加固、降水和時空效應的影響，大多數情況下坑內土體不能保持原狀性質，與設計取用的參數存在一定的差異，同時現場通常的作法是先挖土后支撐施工，而設計工況為先撐后開挖，加上支撐22、不及時和預應力損失，致使設計工況與施工工況嚴重不符，導致地墻變形過大，增大了滲漏的可能。8.2、治理措施是：8.2.1、嚴格按照設計方案來施工，合理組織安排，盡可能縮短基坑暴露的時間。開挖后若遇到滲漏，根據滲漏程度的大小、部位選擇適合的堵漏方式，對于可見的墻身夾泥，露筋部位，先其將清除干凈，用高一級的砼（微膨脹）進行修補。8.2.3、當裂隙、蜂窩、孔眼處、接縫處有微量漏水而滲水面積不大時，采用填堵法，先將漏水部位鑿出,鑿出深度510cm,沖洗干凈后將細麻絲用扁鏨子塞入縫內，然后用摻入防滲劑的水泥漿或速凝型(堵漏劑)水不漏膩子對鑿出部位進行封堵。8.2.4、漏水較嚴重、面積較大時采用先排后堵法，23、先將漏水部位鑿出,及時安裝排水管, 用軟管引流，將水匯集于排水管內排除,這時再將其它部位用摻入防滲透劑的水泥漿進行封堵,使滲漏面積逐漸縮小,最后再堵塞排水管。 8.2.5、在漏水嚴重的部位,由于水壓高、水量大, 漏水洞眼有可能產生大量土砂漏入出水口無法封堵時,先清理漏水孔，及時用木楔堵住，并用快速水泥封堵，然后采用打孔注漿法堵漏，用電錘在漏水處周圍鉆孔，安裝針頭，壓注化學膠水封堵。 8.2.6、當漏水嚴重時用棉被、土袋等封堵漏水點，阻水后盡快用鋼板將漏水點焊死，然后在地墻迎土面用水泥或化學漿液灌漿封堵，當漏水點漏砂嚴重，封堵無效，有可能導致基坑周圍環境破壞時，用土方、砂或混凝土等材料回填基坑。