1、地下连续墙的施工工艺与及主要出现质量问题及防治方法1、地下连续墙的概述地下连续墙的施工工艺是利用特制的成槽继机械在泥浆（有称稳定液，如膨润土泥浆）护壁的情况下进行开挖，形成一定槽段长度的沟槽：再将在地面上制好的钢筋笼放入槽段内。采用导管法进行水下混凝土浇筑，完成一个单元的墙段，各墙段之间的特定的接头方式（如用接头管或接头箱做成接头）相互联接，形成一道连续的钢筋混凝土墙。图1为地下连续墙程序示意图。地下连续墙围护呈封闭状，则在基坑开挖后，加上支撑或锚杆系统，就可档土或止水，便利了深基础的施工。如将地下连续墙作为建筑的承重结构则经济效益更好。 图1地下下连续墙开挖技术起源于欧洲。它是根据打井和石油2、钻井使用泥浆和水下浇注混凝土的方法而发展起来的，1950年在意大利米兰首先采用了护壁泥浆地下连续墙施工，20世纪5060年代该项技术在西方发达国家及前苏联得到推广，成为地下工程和深基础施工中有效的技术。20世纪70年代开始，我国在水利、港工和建筑工程中逐渐开始应用，近十多年来，我国在地下连续墙的设备、工程应用和理论研究上都获得了很大的成就。 2、地下连续墙的优缺点地下连续墙工艺具有如下优点：1） 墙体刚度大，整体性好，因而结构和地基变形都较小，既可用于超深围护结构，也可以用于主体结构；2） 适用各种地质条件。对砂卵石地层或要求进入风化岩层时，钢板桩就难以施工，但却可采用合适的成槽机械施工的地下3、来连续墙结构；3） 可减少工程施工时对环境的的影响。施工时振动小，噪音低；对周围相邻的工程结构和地下管线的影响较小，对沉降及变位易控制；4） 可进行逆筑法施工，有利于加快施工进度，降低造价；5） 防渗性能好，由于墙体接头形式和施工方法的改进，使地下连续墙几乎不透水；6） 占地少，可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间，充分发挥投资效益；7） 工效高、工期短、质量可靠、经济效益高。但是，地下连续墙施工法也有不足之处，主要为：1) 对废泥浆的处理，不但会增加工程费用，如泥水分离技术不完善或处理不当，会造成新的环境污染；2) 槽壁坍塌问题。如地下水为急剧上升，护壁泥浆液面急剧下降，土层中有软弱疏松4、的砂性夹层，泥浆的性质不当或已变质，施工管理不善等均可能引起槽壁坍塌；3) 地下连续墙如果用作临时的挡土结构，相对于传统施工工艺方法所用的造价费用要高些。 3、地下连续墙的施工工艺标准材料准备1）粘土配制泥浆主要材料宜采用酸性陶土粉它有淡粉红色浅白色或暗灰色三种；2）纯碱采用纯碱是除去粘土中部分钙离子提高粘土的造浆率；3）羧甲基纤维素CMC CMC 系大分子化合物处理泥浆中主要用作降失水剂和增粘剂 ； 4）水泥宜采用32.5 级或42.5 级普通硅酸盐水泥；5）砂宜采用洁净的中粗砂含泥量不大于3；6）石子宜选用砾石或碎石粒径在0.5或4.5cm,含泥量不应大于2；7）水宜用自来水或不含有害物质5、的洁净水；8）钢筋宜选用级钢筋有出厂合格证和复试合格报告。施工机具挖槽机导管搅拌机吊车潜水泵 图2 挖槽机工艺流程工艺流程为修筑导墙1. 导墙一般采用C20 混凝土配筋较少多为12200 水平钢筋应按规定搭接地下墙两侧导墙内表面之间的净距应比地下连续墙厚度略宽一般为40mm 左右导墙顶面应高于地面100mm 左右一防雨水流入槽内稀释及污染泥浆2. 在导墙的混凝土达到设计强度之前禁止任何重型机械和运输设备在旁边行使以防导墙受压变形 图4 导墙放线图5 导墙混凝土浇筑图6 导墙泥浆护壁泥浆的制作和处理1) 泥浆的需要量地下连续墙施工中所需的泥浆数量决定于一次同时开挖槽段大小泥浆的各种损失及制备和回6、收处理泥浆的机械能力2) 泥浆的制作用于地下连续墙施工的泥浆其制作基本流程见图泥浆拌制设备包括储料斗螺旋输送机磅秤定量水箱泥浆搅拌机药剂贮液桶等搅拌前应先作好药剂配剂泥浆搅拌前先将水加至搅拌筒1/3 后开动搅拌机在定量水箱不断加水同时加入陶土粉纯碱液搅拌3min 后加入CMC 液及硝腐碱液继续搅拌。一般情况下泥浆搅拌后应静置24h 使用。3） 泥浆循环泥浆循环分正循环和反循环循环方式类同与钻孔灌注桩4） 泥浆处理在成槽施工中对于粉质砂土粉细砂土存在砂土对泥浆污染由于砂土颗粒细悬在泥浆中导致泥浆密度含沙率失水时明显增加泥皮变厚粘度略有上升静切力降为0 稳定性差遇到此种情况在加水同时加适量CMC 7、此时加水量可按实验室小型实验加水量1/3 1/2 掺加处理药剂应化成溶液另外要积极创造循环条件也可用铁铬盐或丹宁碱液等分散剂处理其原理是减少土颗粒间的吸附作用降低粘度达到砂土从泥浆中沉淀的目的。钢筋笼的制作与吊放1、钢筋笼制作钢筋笼宽度应比槽段宽小300 400mm 钢筋笼端部与接头管或混凝土接头面间应留150200mm 的空隙由于用砂浆制作的垫块容易在吊放钢筋笼时破碎又易擦伤槽壁面所以一般用薄钢板制作垫块焊于钢筋笼上。钢筋绑扎不宜用铁丝因镀锌铁丝对泥浆具有化学吸附作用会使铁丝绑扎点形成泥团影响混凝土于钢筋握裹力因此一般先用铁丝临时先固定然后用点焊焊牢再拆除铁丝为保证钢筋笼整体刚度点焊数不得少8、于交叉点总数的50%。地下连续墙与基础板以及内部结构板梁柱墙的连接如采用预留锚固钢筋的方式锚固筋一般用光圆钢筋直径不宜超过20mm2. 钢筋笼的吊放钢筋笼起吊时顶部要用一根横梁常用工字钢其长度要和钢筋笼尺寸相适应两台吊车同时操作其中一钩吊住顶部另一钩吊住中间部位钢丝笼下端可系绳索用人力控制起吊时不能是钢筋笼下端在地面上拖引以防造成下端钢筋弯曲变形钢筋笼插入槽内后检查起顶端高度是否符合设计要求然后将其搁置在导墙上如果钢筋笼是分段制作吊放时需接长下段钢筋笼要垂直悬挂在导墙上然后将上段钢筋笼垂直吊起上下两段钢筋笼成直线连接。图7 钢筋笼的吊放水下混凝土浇筑1. 清底工作1） 槽段开挖到设计标高后在插9、放接头管和钢筋笼之前必须及时清除槽底淤泥和沉渣必要时在下笼后再作一次清底。2） 清底的方法一般有沉淀法和置换法两种沉淀法是在土渣基本上都沉淀到槽底之后再进行清底置换法是在挖槽结束之后对槽底进行认真清理然后在土渣还没有沉淀之前就用新泥浆把槽内的泥浆置换出来使槽内泥浆的相对密度在1.15 以下。2. 对混凝土的要求由于地下连续墙槽段的浇筑过程具有一般水下混凝土浇筑的施工特点混凝土强度等级一般不低于C20 混凝土的级配除了满足结构强度外还要满足水下混凝土施工的要求比如流态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动性3. 混凝土浇筑1） 地下连续墙混凝土是用导管在泥浆中灌注10、的由于导管内混凝土密度大于导管外的泥浆密度利用两者的压力差使混凝土从导管内流出在管口附近一定范围内上升替换掉原来泥浆的空间2） 在混凝土浇筑过程中导管下口插入混凝土深度应控制在2 4m 不宜过深或过浅3） 在浇灌过程中导管不能作横向运动否则会使沉渣或泥浆混入混凝土内混凝土要连续灌筑不能长时间中断一般可允许中断5 10 分钟最长只允许中断20 30分钟为保持混凝土的均匀性混凝土搅拌好之后以1.5h 内灌筑完毕为原则在夏天由于混凝土凝结较快所以必须在搅拌好之后1h 内尽快浇完否则应掺入适当的凝结剂4） 浇注混凝土速度的控制在槽内混凝土面上升速度不应大于2m/h5） 在浇灌过程中要经常测量混凝土灌注11、量和上升高度测量混凝土上升高度可用测锤。4、质量通病及防治措施4.1、泥浆护壁，挖土成槽是地下连续墙施工中的重要环节，约占工期的一半，成槽的精度决定了墙体精度，而泥浆的优劣是确保地墙顺利施工及墙体质量的关键，但开挖后发现仍有一些墙体鼓包，接缝错台、垂直度超限等问题，增大了墙面凿除量，甚至侵限超标严重而引起质量事故等，制约后续防水施工。其原因有以下几个方面4.2、成槽质量的速度和精度主要靠成槽机司机及机器上的测斜仪来控制，而司机的水平、施工经验、质量意识，直接影响施工质量，有些未培训就上岗，没有掌握一些成槽施工所必备的知识，有时赶工期施工连轴转，护壁泥浆不合格，成槽施工时附近有其他施工荷载或附加12、应力等，这些人为因素和偶然因素造成了难以避免的质量隐患。3.3、防治对策是：4.3.1、在成槽前检验导墙宽度、垂直度及成槽机抓斗尺寸等，发现问题及时处理，在挖槽过程中随时检查成槽机运行状况是否良好。4.3.2、对成槽机司机加强培训，调用素质高、技术熟练、经验丰富、责任心强的人员担当，不得疲劳施工。4.3.3、根据场地内土层的特性、地墙形式、成槽深度，制定相应的成槽方案，使用合适的机械，制备和使用符合现场地质条件和施工条件的泥浆，合理安排挖槽顺序来提高成槽精度和安全性。4.3.4、严格控制泥浆的使用和管理，在现场泥浆箱上搭设防雨遮阳蓬，成槽中全程跟踪取样测试，根据测试结果，对泥浆采取修正配合比、13、再生处理，或废弃处理等措施，对成槽中、成槽后、灌注前分别进行相关指标控制，确保泥浆指标满足施工要求。4.3.5、成槽中加强垂直度控制，按照成槽机上垂直度显示仪上显示的垂直度，及时调整臂杆的角度来调整抓斗的垂直度，利用抓斗自身上下活动刷除不直之处，也可用超声仪每隔35m进行抽查，发现倾斜度超限时及时纠正，尽可能随挖随纠。4.3.6、抓斗每次下放和提起时都要缓慢、匀速进行，使抓斗两侧阻力均衡。减少对槽璧的碰撞及泥浆的振荡。4.3.7、优化施工方案，加强工序间的衔接，对不同厚度的地墙之间相接时应优先考虑施工薄的一幅，尽可能减小对邻幅土体的扰动，对特殊地层，必要时采用两钻一抓法控制垂直度。4.3.8、14、施工过程中严格控制地面的重载，避免槽璧受到施工荷载作用而造成槽璧坍塌，缩短槽璧暴露时间，及时下放钢筋笼和导管、灌注混凝土。5、锁口管施工中质量的问题及对策5.1、验槽结束后进行锁口管下放、刷壁施工，可是锁口管施工却是最脆弱的一个环节，施工中质量控制容易被忽略，会产生管身不稳固、不垂直、偏斜等现象；一旦垂直度超限，很难纠正。造成地墙交错不齐，钢筋笼无法下放到位，若管后填土不足、不密实会导致锁口管在混凝土或邻槽段土侧压力作用下变形、弯曲，造成灌注时绕流、夹泥、窝泥。5.2、防治对策是：5.2.1、下放前，找出导墙上的油漆线，严格控制顶拔机的位置，用水平尺或水准仪控制底座的标高,保证其垂直、稳固, 15、提前检查管身受伤、连接件焊接质量，各节拼装后轴线是否直顺，连接销和各节节间间隙是否影响其他工序。5.2.2、当墙体不深，整体起吊接头管时不得使管子弯曲，吊放时应小心匀速轻放,专人用水平尺检查管体垂直度情况，确保管身自由而又垂直的插入到槽底。5.2.3、吊放到位后，及时检验管体是否在预定的位置上，是否达到了规定的深度，是否满足了接头施工所要求的条件。5.2.4、管后填土尽可能用人工将挖出的新鲜粘土回填,用自制捣固棒或钢钎分层捣实,避免灌注砼时绕流。4.2.5、锁口管拔出后要将其拆开，然后将其冲洗干净，堆放在指定位置，留备下次再用。6、对基坑开挖后墙面暴露出来的通病的反思及防治6.1、地墙钢筋笼施16、工近年来呈现出长度长、重量大、柔性大、接点多、技术要求高的特点。钢筋骨架在胎膜上施焊成型，采用双机多点抬吊，空中回直，抬吊过程中不可避免的产生了晃动和振颤，稍有大意，便会脱焊、变形、扭曲、散架造成损失。6.2、开挖后常见的通病有露筋、保护层不够、下沉；骨架扭曲、变形错位；预埋件偏位，接驳器错位；内侧分布筋上、接驳器上、预埋件处夹泥、保护层脱焊掉落等。对结构造成不易根治的病害。 6.3、针对以上现象可以发现有些是钢筋骨架制作时产生的，有些是钢筋骨架起吊时产生的，有些是下放时产生的，有些是下放后产生的。6.4、防治措施是：6.4.1、为了有利于钢筋受力、施工方便和加快成墙速度，钢筋笼尽量整体加工和17、吊装，起吊前用专业软件对钢筋骨架整体刚度及吊点受力进行模拟验算，对施工人员进行详细的技术交底，道路不平时要用钢板铺平，钢筋骨架在胎膜上制作时，每隔2.0米布置一道闭合的水平箍筋，以加强其整体性和刚度，每个焊点要焊接牢固，对于起吊点处更要加强，焊缝长度，饱满度要达到规范要求。6.4.2、起吊时钢筋笼顶部设置一根扁担横梁，为避免钢筋笼在空中晃动，在底部系两根麻绳，用人力控制，起吊时不允许在地面上拖引。6.4.3、吊放过程中要小心平稳，不得强行冲放，防止钢筋笼晃动而引起槽璧坍塌。6.4.4、钢筋笼入槽时吊点中心必须对准槽段中心，然后徐徐下降，吊放过程中随时用吊线陀或经纬仪检查、控制钢筋笼的位置、偏斜18、情况，及时纠正，钢筋笼接长时，必须避免钢筋笼横向摆动，将下段支撑横梁两端垫平，保持笼体铅直，确保上下段垂直对齐。如果槽璧凹凸不平、弯曲，导致钢筋笼不能入放，用抓斗、刷壁器修整槽璧直至可以入放。6.4.5、下放到位后及时用水准仪精确复测其顶面标高，确保和设计一致，偏差控制在规范范围内。7、砼灌注的施工质量问题分析、防治7.1、基坑开挖后地墙表面有鼓包、泛砂、蜂窝、气孔、孔洞、夹层、夹泥、接缝处有渗水、漏水、钢筋笼上浮、地墙下沉等现象，见下列施工图片，这些通病的出现直接影响下步施工，甚至会造成质量事故引起经济损失。7.2、分析其原因主要是成槽过程中泥浆不能起到护壁效果，槽壁局部坍塌，而坍塌的部位只19、能由混凝土来填充，从而形成了鼓包。其次砼质量差、和易性和工作性能不好，里面的气泡不能及时排除，形成蜂窝、孔洞、泛沙、气孔，直接影响墙体的强度和抗渗性能，混凝土若置换不了槽底沉渣，会使地墙承载力降低，沉降量加大，过多沉渣影响钢筋笼插到预定位置，影响结构及预埋件、接驳器标高。7.3、产生墙身和墙顶夹泥的原因是刷壁、清底不彻底，松动的泥块、沉淀物、不合格的泥浆等加速了泥浆变质，使混凝土上部不良部分增加，影响了流动性，降低了灌注速度、接头部位的凝结强度和防渗性能，还容易使钢筋笼上浮。7.4、灌注时导管与导管的间距过大，摊铺面积不够，两个管灌注混凝土时不同步，导致灌注速度不一致，上升的速度也不一致，浮在20、最顶部的泥浆被挤向慢的一边，有块状的稀泥块或混合物被钢筋、锁口管接头销及接驳器，预埋件、钢片保护层拦住，从而夹泥、窝泥。7.5、灌注速度太快、导管埋入过深，混凝土上升浮力大于钢筋笼自重使笼体上浮。太快时砼来不及下泄，从料斗内溢出，洒落到槽内，污染泥浆，悬浮物易于沉淀并吸附于钢筋上，时间越长，吸附量越大，影响裹握力，形成了渗水通道。7.6、施工对策是：7.6.1、施工过程中及时测量混凝土面的高度，做好第一手资料的记录、整理工作，详细记录各项技术参数，算出导管埋置深度，决定导管拆除节数，勤测勤拆，最大埋深不得超过6米。7.6.2、确保混凝土的供应，使灌注连续进行。灌注速度不低于2m/h，正常灌注时21、须匀速进行，不得左右提拉导管。7.6.3、严格泥浆的管理，对比重、粘度、含砂量大的被污染的泥浆坚决废弃，防止因泥浆质量问题造成夹层现象。8、墙体及支护结构变形问题及防治8.1、后期墙址压浆不及时及质量不达标时会增大墙体的沉降，开挖后，地墙的墙背受土压力、水压力及施工动载的作用，接缝处易形成活铰，随着基坑的暴露及坑底附加压力的释放，会产生一定的侧向变形，支护结构的位移与坑内土体的状况有很大关系，受自然温度变化，支撑混凝土徐变、坑内加固、降水和时空效应的影响，大多数情况下坑内土体不能保持原状性质，与设计取用的参数存在一定的差异，同时现场通常的作法是先挖土后支撑施工，而设计工况为先撑后开挖，加上支撑22、不及时和预应力损失，致使设计工况与施工工况严重不符，导致地墙变形过大，增大了渗漏的可能。8.2、治理措施是：8.2.1、严格按照设计方案来施工，合理组织安排，尽可能缩短基坑暴露的时间。开挖后若遇到渗漏，根据渗漏程度的大小、部位选择适合的堵漏方式，对于可见的墙身夹泥，露筋部位，先其将清除干净，用高一级的砼（微膨胀）进行修补。8.2.3、当裂隙、蜂窝、孔眼处、接缝处有微量漏水而渗水面积不大时，采用填堵法，先将漏水部位凿出,凿出深度510cm,冲洗干净后将细麻丝用扁錾子塞入缝内，然后用掺入防渗剂的水泥浆或速凝型(堵漏剂)水不漏腻子对凿出部位进行封堵。8.2.4、漏水较严重、面积较大时采用先排后堵法，23、先将漏水部位凿出,及时安装排水管, 用软管引流，将水汇集于排水管内排除,这时再将其它部位用掺入防渗透剂的水泥浆进行封堵,使渗漏面积逐渐缩小,最后再堵塞排水管。 8.2.5、在漏水严重的部位,由于水压高、水量大, 漏水洞眼有可能产生大量土砂漏入出水口无法封堵时,先清理漏水孔，及时用木楔堵住，并用快速水泥封堵，然后采用打孔注浆法堵漏，用电锤在漏水处周围钻孔，安装针头，压注化学胶水封堵。 8.2.6、当漏水严重时用棉被、土袋等封堵漏水点，阻水后尽快用钢板将漏水点焊死，然后在地墙迎土面用水泥或化学浆液灌浆封堵，当漏水点漏砂严重，封堵无效，有可能导致基坑周围环境破坏时，用土方、砂或混凝土等材料回填基坑。