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场地布置与施工工艺:抓铣结合成槽工艺及泥浆系统在地下连续墙施工中的应用 发布时间:2024-06-29 13:10 来源:网络

施工现场主要由地下连续墙施工区、泥浆系统区、钢筋笼加工区三部分组成,三区之间有走道连接,地下连续墙施工区必须布置泥浆系统管线。

根据地质及结构特点,本工程地锚墙施工采用“抓铣结合”成槽工艺,即先用液压抓斗对浅层粉砂及粘土混合地层进行成槽,进入岩层后再用铣刨机进行成槽施工。

为了尽量减少泥浆系统的占地面积,采用泥浆库与现有泥浆池相结合的泥浆系统。泥浆的搅拌、筛分、循环主要在泥浆池内完成,储存主要在泥浆库内。泥浆库分为两个不相连的系统,A组库储存罐内泥浆,B组库储存的泥浆专门用于清底换泥。

■ 钢筋加工区

地连墙钢筋笼加工区原则上设置在地连墙槽区附近,以方便钢筋笼运输、安装。加工场地在原有地面压实基础上,用碎石铺设并浇筑混凝土面层。加工场地大小按钢筋笼最长截面尺寸设置,钢筋笼以单位槽段为单位整体加工,场地可同时加工两个槽段的钢筋笼。在钢筋加工场地附近设置原材料存放区、半成品加工区、钢筋笼堆放区。

第二部分 施工技术

■ 导墙制作

导墙是保证地下连续墙准确位置和成槽质量的关键,施工过程中,导墙经常承受钢筋笼、浇注混凝土的导管、机械设备等静、动荷载,因此必须精心设计、施工后,才能进行地下连续墙的正式施工。

影响

◆ 提供开槽机的指导;

◆ 储存泥浆,防止槽塌;

◆ 作为施工时水平、垂直测量的参考;

导墙一般采用现浇钢筋混凝土结构,但也有采用型钢或预制钢筋混凝土的装配式结构,根据不同土质类型特点进行设计和施工。

◆ 测量定位、管线规划与检测

根据图纸上的坐标测量并放样主体结构外边缘,并以此外边缘反求导墙中心线及边缘位置,导墙中心线位置与地面连接墙中心线位置重合。

测量地面高程,按图纸要求测量深度,然后开挖导墙。由于基坑开挖时地下连续墙在外部土压力作用下会产生向内的位移和变形,为保证后期基坑结构的净空满足要求,一般会将导墙中心线向外延伸,延伸量根据设计要求及结构深度综合确定。

◆ 导墙设置在地下水位以上1.5m,墙趾进入原有土层300mm以上,且导墙底部标高低于接地墙顶部标高20cm以上。若导墙施工区域原有土体受损、土体松散,墙趾无法进入坚固原有土层时,应在修建导墙前对土体进行加固。

◆ 根据管线分布图上的管线位置,对需要切断管线区域上方的路面进行破断,探测出管线的具体位置,在管线破断后,对排气管路断面进行封堵,并用水泥土回填该区域。

混凝土强度达到5MPa后拆除模板。拆除模板后立即复查导墙中轴线、间隙尺寸及边墙混凝土浇筑质量,发现边墙混凝土侵入间隙或墙体有孔洞应及时修补或堵住。拆除模板后立即设置木支撑,上下各一,呈梅花形排列,间距1.0~1.5m。检查合格后立即回填土方,防止导墙位移。在导墙混凝土未达到设计强度前,任何重型机械及运输设备严禁通过。同时在导墙上翼面用红漆刷划分界线并标出宽度数字。导墙施工缝与地下墙缝错开。

■ 钢筋笼生产

根据钢筋笼设计图,生产前绘制钢筋笼加工图。并根据导管布置要求,提前预留浇注导管位置。将两根注浆管按设计焊接到钢筋笼适当位置。根据主体结构布置图在钢筋笼上设置钢筋连接件。按设计要求在钢筋笼内预埋基坑监测构件。所有预埋件必须准确安装。

柔性节点地连墙钢筋笼常用的加工工艺一般为:搭设钢筋加工平台——固定底部水平筋及接头——固定底部主筋及水平筋——纵向桁架——横向桁架——顶部主筋——顶部分布筋——挂点加固及接头钢筋。

钢筋笼加工平台应具有较强的刚性和稳定性,防止钢筋笼在平台上加工时因自重而变形。实际操作中可采用槽钢、工字钢等型材配合钢筋焊接加工平台,平台长度根据钢筋笼的长度确定。

为了防止钢筋笼在吊装过程中发生不可逆变形,各种形状的钢筋笼都设有纵、横向桁条,施工时严格按照设计、规范要求对桁条进行焊接,以保证钢筋笼自身的刚度。

◆ 监测所需的测斜管、声测管、土压计等预埋设备在接地墙钢筋笼制作时应合理布置,避免与后续混凝土管道发生冲突。所有外露电缆必须用套管固定并包扎严密,防止在钢筋笼安装和混凝土浇筑过程中发生位移,泥浆进入管道,影响监测。

◆地下连续墙钢筋连接件是在连续墙配筋施工时,根据地下结构楼板标高要求,预埋在地下连续墙钢筋笼上的连接件,基坑开挖后,预埋的连接件

连接件普遍存在锈蚀、螺纹脱落、方位偏差大等问题,导致连接件与主体结构钢筋无法连接、拧不到位、连接困难,造成部分连接件无法与主体结构钢筋连接,影响结构墙板的完整性,往往需要额外植筋重新连接。

◆ 原因分析

①钢筋笼本身平整度不够,连接件与分布钢筋为点接触,定位不易控制,焊接点易发生变形。

②基坑开挖后,地下连续墙打毛时造成连接件螺纹损坏。

③钢筋笼吊入槽内过程中与导壁发生摩擦,造成连接件盖板脱落。

④连接件的预留设置未考虑钢筋笼的沉降。

通过分析连接件施工中易出现的质量问题,提高二点连接件的施工质量,克服连接件定位偏差、螺纹损坏、生锈等问题。

◆为确保连接件定位准确,符合施工要求,在连接件焊接固定于钢筋笼上之前,必须进行定位控制。因此,解决的办法是在连接件上加装“定位卡”装置。可采用角钢。在钢筋笼连接件的高度处,对角钢进行水平点焊,以取代传统的拉丝方法。连接件的高度控制以角钢边线为基准。将连接件置于角钢的平面上,定位后焊接固定。

◆ 条形盖板设计成“L”型,连接件个别盖板旋紧到位后,沿连接件连接方向套入条形盖板,一般采用铝彩钢板作条带替代,沿连接件连接方向封盖,细铁丝扎紧。凿地下连续墙保护层时,连接件段保护层理论上会呈条状脱落。

钢筋笼吊装

钢筋笼的吊装一般采用履带起重机进行,因为钢筋笼吊装完成后,起重机需要将垂直吊起的钢筋笼运送至洞内进行下放。

钢筋笼的起吊、安放应根据其重量、长度,选择配套的吊车。一般采用单吊或双吊起吊方式,由专人指挥。进槽时应缓慢平稳下降,不得强行快速下降。进槽后,应根据测得的导墙标高准确控制笼顶标高。

钢筋笼吊装时应注意的事项

(1)钢筋笼吊装前,必须经专家论证施工方案,钢筋笼要经过“三检”质量检验,并填写《隐蔽工程验收表》、监理人员签字验收,否则,不得进行吊装作业。

(2)钢筋笼吊装前应明确开挖面的方向,因为开挖面与土面之间的配筋往往是不对称的,如果方向错误,则受力情况会完全相反。

3、若采用履带起重机长距离提升钢筋笼时,必须将钢筋笼垂直悬挂。

⑷ 吊装角部钢筋笼时,应设置“人字形”桁架,并加装一些专用斜拉杆,加强其刚度,防止钢筋笼变形。当钢筋笼进入槽内后,方可逐步拆除。

■ 钢筋笼下

钢筋笼制作完毕后,吊装前应检查各预埋件、钢筋连接件的数量、位置及监测设备安装的准确性,质量符合标准后,方可吊入槽内。

钢筋笼吊装前应复核导墙上四个支撑点的标高,准确计算挂杆长度,确保钢筋笼位置准确。钢筋笼下放就位后,挂点位置与测量点不完全一致,挂杆会伸长,影响钢筋笼标高。应立即用水准仪测量笼顶标高,并根据实际情况进行调整,将笼顶标高调整到设计标高。

放下钢筋笼时,要对准槽段中心轴,挂直挂稳,缓慢放下,避免撞击孔壁。

当下层钢筋笼下放到洞口时,用钢筋槽钢将钢筋笼顶部加固,并竖立在导墙上。然后吊装上层钢筋笼,待其垂直后,将上下节段主筋逐一对齐,并用U型扣连接。

当钢筋笼接近预定标高时,检查笼子的平面位置,如超标则应进行调整。当钢筋笼下放到预定标高时,用槽钢将钢筋笼立在导墙上,并用水平仪校准槽钢顶部标高,确保在同一水平面上。

钢筋笼制作要求

1、钢筋笼的加工场地及生产平台应平整,分段生产的钢筋笼应同批组装,采用焊接或机械连接。主筋节点搭接长度应符合设计要求,搭接位置应错开50%。φ25以上3级钢筋、2级钢筋应采用机械连接。

2、钢筋笼的起吊桁架应根据钢筋笼在起吊过程中的刚度和整体稳定性计算结果确定。

3、钢筋笼主筋交叉点50%应均匀点焊,主筋与桁架、挂点100%应点焊。

4、钢筋笼应设保护层垫块,纵向间距3m~5m截面回转半径,横向设2~3个定位垫块;定位垫块应采用4mm~6mm厚钢板,呈“ ”字形,与主筋焊接。

钢筋笼吊装要求

1、起重机的选择应满足起升高度和起重量的要求,并根据计算确定主卷扬机和副卷扬机。

2、钢筋笼吊点布置应根据吊装工艺及计算确定,并对钢筋笼整体吊装刚度进行安全验算。吊装设备、吊点钢筋及吊杆应根据计算结果配置。吊杆长度应根据实测导墙标高确定。

3、钢筋笼吊装前应检查起重机回转半径600mm内无障碍物,并进行试吊。

4、吊装钢筋笼时,应对准槽段中心线,缓慢沉入槽内,不得强行压入槽内。

5、钢筋笼土侧、坑侧应摆放正确,严禁倒置。

6、基础清理完毕后应及时进行钢筋笼的起吊和放下。

7、异形槽型钢钢筋笼起吊前,应对角部进行加固,并在成槽过程中逐步切断。

钢筋笼生产的质量控制

1、钢筋生产平台的平整度应控制在20mm以内。

2、钢筋笼安装误差应小于20mm。

3、钢筋笼制作的允许偏差应符合下表的规定。

■ 泥浆准备

泥浆用于对槽壁施加压力,保护挖出的深槽的形状,在浇注混凝土时更换泥浆。泥浆材料通常由膨润土、水、化学处理剂和一些惰性物质组成。

影响

◆形成不透水泥皮,防止地下水渗漏和泥墙剥落,保持泥墙稳定

◆冷却润滑机

◆悬浮土屑并将其运出地面

根据现场地质情况,一般采用膨润土泥浆,其物质组成包括膨润土、CMC(纤维素)、(纯碱)和水。

■ 品质管理

地下连续墙施工过程中,各种因素都可能造成泥浆性能的劣化,其主要原因有:泥皮的形成使泥浆被消耗、地下水或雨水对泥浆的稀释、细小黏土颗粒混入泥浆中、混凝土中的钙离子混入泥浆中、土壤或地下水中的阳离子混入泥浆中等。

◆ 以2~3个地锚墙施工段作为试验段,了解成槽清孔泥浆的比重、粘度等性能指标,为后续地锚墙施工中调整优化泥浆配合比。

◆泥浆生产过程中,每班进行二次质量指标检测,新混合的泥浆要存放12小时,让其充分膨胀后才能使用,并且必须在泥浆罐内用泥浆泵不断搅拌。

◆ 开槽过程中泥浆面须高出地下水位0.5m,定期对槽内泥浆进行检测,充分注意周边环境条件对泥浆质量的影响,如地下水位变化、排渣土质差异、勘探原地质条件等,防止泥浆溢流至导墙外,防止雨水、地表水流入槽内。

◆ 集料槽成型后,泥浆在槽内长时间静置,槽内泥浆易发生质量下降,悬浮在泥浆中的土渣会沉降,从而降低泥浆比重,使形成的泥皮变软,抗渗性差。因此,在泥浆静置期间,应适当向槽内加入一些新拌泥浆,并定期进行质量检查。

◆ 使用过的泥浆经过除砂器,除去土粒、碎石,然后将干净的泥浆运回料槽。料槽完成后,铣刨机置于料槽底部,通过除砂器将使用过的泥浆更换并循环使用,新鲜泥浆供应至料槽上部。此过程持续进行,直到泥浆达到吊装钢筋笼、浇注混凝土的规定标准为止。

■ 沟槽施工

地锚墙成槽设备的选型是成槽施工过程中的关键环节,需要根据实际工程的地质、工期、孔深、水下混凝土浇筑、造价等要求进行总体分析,并进行科学合理的比较,初步确定成槽设备的基本型式。尤其要对工程地质条件进行深入细致的分析,提取各区段的关键地质资料,预测可能出现的各种施工难点,制定应对措施,并以此作为确定成槽设备具体型式、功能、结构等参数的重要依据。

根据地质及结构特点,本工程地锚墙采用“抓铣结合”成槽工艺,即先用液压抓斗对浅层粉砂及粘土混合地层进行成槽,进入岩层后再用铣刨机进行成槽施工。

由于本工程连续墙接头的特点截面回转半径,开槽施工采用开槽法,根据槽段长度及开槽机开启宽度确定初开宽度及收口宽度,保证开槽机切入土体时两侧相邻边界条件的平衡,从而保证槽壁的垂直度。

■ 按施工顺序分为首开宽度、连续宽度、闭合宽度3种

◆ 首次开业

液压抓斗开槽→双轮铣开挖→下放两端水管接头→换泥清渣→吊装钢筋笼→浇注混凝土→一次开挖完成。

◆ 连续宽度

液压抓斗开槽→双轮铣开挖→将已施工段一侧水管接头拉出→另一侧水管接头下放安装→换泥水清渣→吊钢筋笼→浇筑混凝土→此段完工。

◆ 闭合宽度

液压抓斗开槽→双轮铣开挖→拔出两端水煤浆接头→换泥浆、清渣→吊起钢筋笼→浇注混凝土→此段完工。

◆ 液压抓斗

挖沟施工首先采用液压抓斗开挖沟槽段,液压抓斗的冲击力和闭合力足以抓取强风化岩石以上的各层。在挖沟过程中,抓斗的垂直度和平面位置要严格控制,特别是在挖沟阶段要仔细观察监控系统。当X或Y轴任何一个方向的偏差超过允许值时,要立即纠正偏差。抓斗沿地连墙中轴线进入沟槽,机械操作要平衡。及时添加泥浆,保持导墙内泥浆液面的稳定。

◆ 双轮铣削

在使用开槽机成槽时,先用较快的铣削速度对抓斗已挖好的孔进行重新铣削,以修复抓斗的槽段;遇到岩层时,要降低铣削速度,完成岩层的开槽。

双轮铣槽机的工作原理为反循环原理,在开挖过程中,两个铣轮不断切割下方的土石方然后将其卷起破碎成小块,与槽内稳定的泥浆混合后被吸入泵内,真空箱上安装的离心泵将含有碎屑的泥浆泵入循环装置,通过振动系统将土石方碎屑从泥浆中分离出来,干净的泥浆经处理后泵回槽内循环使用。

在开槽过程中,铣刨头上的传感器采集各种数据,分析双轮铣刨机的工作状态(铣刨头的直线度、铣刨深度、铣刨头的阻力),并进行相应的操作。根据不同的土层设定铣刨头的下降速度,通过控制铣刨头的压力来减少刮刀的磨损,加快开槽速度。在铣刨硬土层时,应减慢铣刨头的下降速度(避免铣刨头底部对轮轴的压力过大,导致硬石子损坏轮轴上的刮刀合金部分),并做小幅度的上下运动,使铣刨轮上的刮刀合金部分能有效地铣刨硬土层,破碎的石子能尽快被吸走。

在地层多变的地区,铣刨头在铣刨过程中常常会导致前后刮刀、左右刮刀受力不均,造成铣刨头倾斜,进而造成槽孔偏斜。此时操作人员需要及时控制液压千斤顶系统伸出或缩回左右导板、前后纠偏板,调整铣刨头姿态,减慢铣刨头下降速度,从而有效控制槽孔垂直度。

成孔完成后,对槽孔进行检测。最终孔检测项目包括深度、宽度、孔形,采用超声波测井测量。超声波测井可以同时测绘X轴和Y轴方向的孔形,快速、方便、精度高。若达不到设计要求的精度,经相应处理合格后再进行下一道工序。

◆ 地面与墙体接缝

目前,国内应用最为广泛的接头形式主要有锁管接头、工字钢接头、十字钢板接头及铣刨接头等,每种接头的施工工艺和优缺点均不同。根据以往的施工经验,地下连续墙接头渗漏的主要原因是施工缝成型不良、混凝土不密实。如采用锁管接头时,锁管接头拔出的时机与混凝土的凝结时间密切相关,过早则混凝土强度不够,容易坍塌;过晚则拔出阻力过大,拔出困难,在拔出过程中,混凝土接头断面容易受损,成型质量不高,混凝土不密实,都会造成渗漏。另外工字钢接头和十字钢板接头均属于刚性接头,适用于土质条件较差的地层。 防水性能较锁管有很大提高,但施工用钢量较大,造成地连墙钢笼重量大,工程造价高。

上述接缝方法的主要施工控制点是防止混凝土绕过接缝。常规工艺是塞堵,必须将塞堵到底,塞堵后部必须填实。但实际操作中,填实效果难以保证。新旧槽段接口处虽然用墙刷多次清理,但还是会残留泥浆,导致混凝土不密实而漏水。

连接管(盒)施工,应符合下列规定:

1关节管(框)和连接零件应具有足够的强度和刚性。

2关节管(框)到达现场并在首次使用之前,应在现场进行装配测试。

3关节管(框)应在导向墙顶部的顶部以上约15m ?2.0m。

4关节管(框)应垂直和缓慢地升起并降低,垂直度应严格控制。

5关节管的背面(框)应填充。

6混凝土初始设置后,关节管(盒子)开始抬起,每次应每次将其提起每次50mm至100mm,所有这些都应在混凝土最终设置之前拉出。

7关节管(盒子)应垂直以均匀,缓慢和连续的速度垂直拉出,并且不应损坏关节处的混凝土。

8被拉出后应立即清洁关节管(盒子)。

壁刷和基本清洁

在沟槽过程中,沟渠中留下的土壤残留在沟槽悬浮板时刮去了沟槽,将在沟槽的底部积聚。

底部清洁有两种基本方法:替换和替换方法是在开挖沟槽后立即清洁沟渠的底部,并使用新的泥浆在土壤残留物沉降之前替换沟渠中的泥浆,以使底部的底部固化为底部。

有三种方法可以从储罐的底部去除沉积物: uld泥的泥浆出排;

壁画和基础清洁的要求

1.形成凹槽后,应清洁混凝土的相邻部分的末端面孔并刷到底部。

2.刷牙后,应清洁底座并更换泥浆。

3.应使用泵吸力方法进行清洁,直到水箱底部的沉积物和泥浆指示器满足要求。

■混凝土倒入

1.管道应由直径为200mm至300mm的多截面钢管制成。

2.导管的水平排列距离不应大于3m,距离槽截面的末端的末端不应大于15m。

3.倒入水下混凝土应遵守以下规定:

1)将钢笼悬挂在适当的位置后,应及时倒入混凝土,间隔不得超过4小时。

2)初始倒入混凝土后,混凝土中的导管的埋入深度应大于500mm。

3)混凝土倒入应该是均匀且连续的,间隔时间不应超过30分钟。

4)沟渠中混凝土表面的上升速度不应小于3m/h,埋在混凝土中的导管混凝土的深度应为2m?4m,并且两个相邻导管之间的高度差异应小于0.5m。

5)混凝土浇注的表面应比设计高程高300mm至500mm。

6)每个导管共享的浇注区域基本上应相等。

4.对于地下连续墙,墙壁顶部的墙壁超过3m以上,应使用低强度混凝土或水泥砂浆来填充墙壁顶部设计高度上方的空间,其余的沟槽则应填充沙子和土壤。

5.倒入混凝土的填充系数应为1.0?1.2。

为了满足第一个浇注导管的埋葬深度和随后的混凝土倒入的连续性,必须保证必须将第一批混凝土供应。

插槽的距离不得超过3m。浇注体积的计算应设置在两个导管之间和插槽的两端。

墙底灌浆的施工控制要求

1.仅在墙壁混凝土达到设计强度之后才能在墙壁底部进行灌浆。

2.灌浆管应该是钢管。单个沟槽中的灌浆管的数量应小于2。灌浆管和钢笼应牢固固定。

3.灌浆设备应使用单向阀,并应能够承受大于1MPA的静水压力。

4.灌浆量应满足设计要求,灌浆压力应在0.2MPA和0.4MPA之间控制。

5.在初始设置和地下连续壁混凝土的最终设置之前,请使用高压水分开灌浆管道。

6.灌浆液应使用PO42.5级水泥,水泥比应为0.5?0.6;

7.如果满足以下条件之一,可以终止灌浆:

1)灌浆的总量符合设计要求。

2)灌浆量超过80%,压力达到2MPA。

地下连续墙壁的质量控制要求

1.每个沟渠应至少进行3次混凝土测试;对于每个沟渠,应至少进行一组,每组100m3的混凝土应进行一组无效的测试;

2.混凝土的抗压强度和抗植物压力应满足设计要求,并且墙壁上不应有裸露的加固和泥浆夹杂物。

永久性地下连续壁混凝土的密度应通过超声检查检查,总提取比为20%;

3.地下连续壁的每个部分的允许偏差应符合下表的规定。

第三部分

■在建造了地面锚墙后,尤其是在开始基础坑挖掘时,制定了相应的紧急计划。

◆建立应急组织

◆紧急用品和设备

◆紧急救援

◆专业分包团队报告了泄漏,沙流,管道爆发和其他接缝墙壁围墙结构接缝的治疗计划

2023年7月8日,杭州地铁基础坑中突然发生了土壤爆发。

2012年7月20日,在的隧道工作竖井的西北角发生了一条爆炸,而在现场进行了混凝土,以反压在下午17:30,这是由于距离凹陷以外的距离,以至于距离水平很小。 。

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