地下連續墻,作為現代深基坑支護、截水防滲及地下結構工程的關鍵技術,以其剛度大、整體性好、適應性強、環境影響小等優點,在高層建筑、地鐵、水利樞紐、橋梁錨碇等眾多建設工程領域得到廣泛應用。其施工工藝復雜且環環相扣,對技術、設備和管理均有較高要求。本文將系統講解其核心施工工藝。
一、施工準備與導墻施工
施工前,需進行詳盡的場地勘察、方案設計與場地平整。導墻是地下連續墻施工的“基準線”和“導向槽”,通常采用現澆鋼筋混凝土結構。其主要作用包括:
1. 導向與定位:為成槽機械提供精確的掘進方向,確保墻體位置與垂直度。
2. 承載與穩定:承受施工設備的荷載,并防止槽口土體坍塌。
3. 維持泥漿液位:儲存護壁泥漿,穩定槽內壓力。
導墻施工需嚴格控制其軸線、標高及內壁面的平整度與垂直度。
二、泥漿制備與護壁
泥漿是地下連續墻施工的“血液”,主要承擔護壁、攜渣、冷卻潤滑三大功能。通常采用膨潤土或優質粘土配制。
- 護壁原理:泥漿在槽壁形成一層低滲透性的泥皮,其液柱壓力平衡了地下水土壓力,防止槽壁坍塌。
- 泥漿管理:包括配制、循環、凈化和回收。通過振動篩、旋流器等設備清除鉆渣,維持泥漿的性能指標(如比重、粘度、含砂率、pH值),是保證成槽安全和效率的關鍵。
三、成槽施工
成槽是地下連續墻施工的核心工序,直接決定墻體的質量與進度。根據地質條件和設備能力,主要有以下幾種方法:
1. 抓斗式成槽:采用液壓或鋼絲繩抓斗,適用于軟土、砂土及小粒徑卵石地層,效率高,應用最廣。
2. 銑槽機成槽:利用兩組反向旋轉的銑輪切削地層,配備泥漿泵反循環排渣。適用于堅硬巖層、復雜地層,成槽精度高,但設備昂貴。
3. 多頭鉆成槽:利用多個鉆頭同時旋轉切削,泥漿反循環排渣,適用于較軟地層,成槽垂直度好。
4. 沖擊鉆/回轉鉆成槽:主要用于處理硬巖或作為輔助手段。
成槽過程中需實時監測垂直度,并確保槽段接頭位置的準確性。
四、清底與接頭處理
成槽至設計深度后,槽底會沉積鉆渣(沉渣),必須徹底清除,否則會嚴重影響墻體承載力和抗滲性能。通常采用泥漿反循環法或空氣升液法,結合抓斗抓取進行清底,直至沉渣厚度符合設計要求。
接頭處理是保證連續墻整體性和防滲性的重中之重。常用方法有:
- 接頭管(鎖口管)法:在槽段端頭下設圓形接頭管,混凝土初凝后逐步拔出,形成半圓形的混凝土接頭面,后續槽段與之咬合。
- 銑接法/工字鋼板接頭:使用銑槽機將已澆筑混凝土的端頭銑削平整,或預埋工字鋼形成剛性止水接頭,防滲性能更優。
五、鋼筋籠制作與吊放
鋼筋籠根據設計圖紙在加工場整體制作或分節制作。其尺寸巨大,需有足夠的剛度和穩定性,并預留導管位置及預埋件(如支撐預埋鋼板、測斜管等)。吊放是高風險作業,需采用大型履帶吊,通過主副吊配合,平穩、垂直、準確地下放至槽內設計標高,避免碰撞槽壁。下放到位后需臨時固定。
六、混凝土澆筑
采用導管法進行水下混凝土澆筑。
- 導管布置:根據槽段長度設置數根導管,導管底口距槽底一定距離。
- 澆筑要點:混凝土需具有良好的和易性與流動性(一般采用高坍落度混凝土)。澆筑必須連續進行,導管底端始終埋入混凝土中一定深度(通常2-6米),以防止泥漿混入。通過測量混凝土面上升情況,控制各導管澆筑量的均衡,直至澆筑至設計標高以上。
七、墻段連接與后續施工
待混凝土達到一定強度后,即可進行相鄰槽段的施工,通過前述接頭工藝將各“單元槽段”連接成一道完整連續的鋼筋混凝土墻體。墻體完成后,根據設計用途進行后續施工,如基坑內土方開挖、支撐安裝,或作為永久性地下結構的一部分。
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地下連續墻施工是一項系統性極強的工程技術。從導墻到成槽,從清底到澆筑,每一道工序都需精心組織、嚴格控制。施工中必須加強質量監測(如槽壁垂直度、泥漿指標、沉渣厚度、混凝土質量等)與安全管理,方能確保這道深埋地下的“堅固屏障”能夠可靠地服務于建設工程,保障工程安全與周邊環境穩定。