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高层建筑地下连续墙施工技术初探

【摘要】地下连续墙是由挖槽、放置钢筋笼、浇筑混凝土而形成的地下的钢筋混凝土墙体。可作为防渗、挡土、承重的地下墙体结构。地下连续墙可以用作基坑的支护结构,也可作使用阶段的建筑物的地下室的外墙。本文首先分析了地下连续墙的技术优势,其次,就地下连续墙施工技术在高层建筑中的应用进行了深入的探讨,具有一定的参考价值。 

【关键词】地下连续墙;施工技术;高层建筑 
  1 前言 
  由于高层建筑地下连续墙施工振动小、施工噪音低、墙体刚度大、防渗性能好、占地少、工效高、工期短、质量可靠、地质适应性强等特点, 是深基坑工程常用的围护方法之一,在城市深大基坑和地质条件复杂的工程中得到广泛应用,占有重要的地位。地下连续墙是由挖槽、放置钢筋笼、浇筑混凝土而形成的地下的钢筋混凝土墙体。可作为防渗、挡土、承重的地下墙体结构。地下连续墙可以用作基坑的支护结构,也可作使用阶段的建筑物的地下室的外墙。 
  2 地下连续墙的技术优势 
  现代建筑理论认为,地下连续墙属于地下深基建筑支护的维护结构,是针对地下深基坑工程进行挡土加固、截水防渗、或用于承载建筑物荷载而构筑的连续性墙体支护技术。地下连续墙施工就是通过在地面上使用挖槽设备,在泥浆护壁的作用下,沿着深开挖工程的周边,开挖一条狭长的深槽,在槽内放置钢筋笼并浇筑混凝土,筑成钢筋混凝土墙段,并将各混凝土墙段连接构成具有防渗、挡土和承重功能的连续性地下墙体结构的施工过程。 
  地下连续墙技术分类复杂,按成墙方式或开挖方式可分为槽板式排桩式、、组合式等地下连续墙或地下防渗墙。地下连续墙施工震动小、噪声低,对周围地基无扰动,墙体刚度大,防渗性能好,可以组成具有很大承载力的任意多边形连续墙体,对土壤地质的适应范围很广,在软弱的冲积层、中硬地层、密实的砂砾层以及岩石的地基中都可施工。具有灵活性大、占地空间少、施工效率高、质量可靠、经济效益高的技术优势。 
  3 地下连续墙施工技术在高层建筑中的应用 
  3.1 泥浆配制 
  泥浆的主要作用是护壁、冷却和润滑抓斗,循环过程中携带少量泥沙沉淀于泥浆池。地下连续墙施工一般应使用化学泥浆,主要成分是水、膨润土、碱、纤维素(CMC),其重量配合比一般依次为100:(6~8):(0.2~0.3):(0.06~0.08)。不同地区、不同地质条件、不同水文条件、不同施工设备,对泥浆的性能指标都有不同的要求,为了达到最佳护壁的效果,应根据施工条件不断调整泥浆配合比。新配制的泥浆要经过熟化24小时以上方可使用,使用中要不断测定泥浆配合比。成槽结束时要对泥浆进行清底置换,其性能指标应符合下列要求:比重≤1.2g/ml,粘度18~25s,PH值7~9,含砂率≤6%,沉渣厚度100mm,不符合上述指标的泥浆应按环保规定予以废弃。 
  3.2 槽段的划分 
  地连墙施工工序的主要难点在于墙体施工过程中必须确保邻近建筑物的安全;施工中采取了加强导墙等综合措施予以解决。导墙的主要作用是划分挖槽位置、防止槽壁坍塌、储存泥浆、控制墙体的垂直度等。槽段的长度根据成槽设备的成槽能力、混凝土供应能力、槽壁稳定性等综合确定。为保证地连墙的整体性和足够强度,槽段的接头位置必须避开地下室的拐角部位及内部结构的联结处。在地下连续墙挖槽之前,类似于泥浆护壁钻孔灌注桩埋设护筒,应在地面修筑导墙。 
  3.3 修筑导墙。 
  导墙是地下连续墙挖槽之前修筑的临时结构,对挖槽起重要作用。 
  作挡土墙: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,导墙就起挡土墙作用。 
  作为测量的基准:它规定了沟槽的位置,表明单元槽段的划分,同时亦作为测量挖槽标高、垂直度和精度的基准。 
  作为重物的支承:它既是挖槽机械轨道的支承,又是钢筋笼、接头管等搁置的支点,有时还承受施工设备的荷载。 
  存蓄泥浆:导墙可存蓄泥浆,稳定槽内泥浆液面。泥浆液面应始终保持在导墙面以下20m,并高于地下水位1.0m,以稳定槽壁。此外,导墙还可防止泥浆漏失,防止雨水等地面水流入槽内;地下连续墙距离现有建筑物很近时,施工时还起一定的补强作用。在路面下施工时,可起到支承横撑的水平导梁的作用。 
  导墙的形式一般为现浇的钢筋混凝土结构。但亦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。不论采用哪种结构,都应具有必要的强度、刚度和精度,而且一定要满足挖槽机械的施工要求。 
  3.4 导墙施工 
  现浇钢筋混凝土导墙的施工顺序为:平整场地→测量定位→挖槽及处理弃土→绑扎钢筋→支模板→现浇混凝土→拆模并设置横撑→导墙外侧回填土(如无外侧模板不进行此项工作)。 
  导墙的内墙面应平行于地下连续墙轴线,导墙内净宽一般比地下连续墙设计墙厚大40 mm。导墙顶面应至少高出地面约100 mm,以防止地面水流入槽内污染泥浆。导墙的深度一般为1.0~2.0 m,具体深度与表层土质有关,如遇有未固结的杂填土层时,导墙深度必须穿过此填土层,特别是松散的、透水性强的杂填土必须挖穿,使导墙坐落在稳定性较好的老土层上。另外,导墙基底和土面密贴,可以防止槽内泥浆渗入导墙后面。导墙的厚度一般为150~300mm。配筋多为Ф12@200,水平钢筋必须连接起来,使导墙成为整体。导墙的混凝土等级多为C20。在导墙混凝土达到设计强度并加好支撑之前,严禁任何重型机械和运输设备在其近旁行驶,以防导墙受压变形。 
  3.5 墙段接头处理 
  地下连续墙支护体系是由许多墙段连接形成,为保持墙段之间的连续施工,往往要对其接茬处采用锁口管工艺,灌注混凝土前,在槽段端部预插钢管作为锁口管,待混凝土初凝后将钢管拔出形成半凹榫状接状,或者设置刚性接头,以使先后两个墙段联成整体。 
  4 高层建筑地下连续墙支护的施工要点 
  地下连续墙支护的施工要点主要有以下几方面: 
  4.1 优化设计挖槽方案 
  地下连续墙施工过程中,挖槽方案的科学性是保障施工质量的重要前提。施工中,由于复杂地质工况的变化较大,对于土质较硬的槽段成槽作业时,需要综合考虑和优化挖槽方案,采用冲击成槽和抓斗挖槽相结合的施工方案,避免出现成槽精度降低的现象。 
  4.2 合理划分槽段布置 
  地下连续墙的施工往往不是一次性完成的,而是根据需要分段施工连接的。连续墙槽段的划分要针对挖槽机类型、钢筋笼的重量、附近建筑物分布、槽壁地质工况等因素进行综合分析, 尽可能的减少墙体接头数量,避免影响槽壁的稳定性,提高施工效率,提高地下连续墙的防水性和整体性。 
  4.3 预防导墙开裂形变 
  导墙具有开挖导向、储存泥浆和防止槽口坍塌,的功能,同时还可作为水平与竖直测量的施工基准,钢筋笼安装、混凝土管设置、架设挖槽机具的支点。导墙施工中重点是防止导墙发生开裂、位移或形变,在施工拆模后应立即在墙间架设支撑物并禁止影响混凝土凝固强度的因素干扰。 
  参考文献 
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