在挖基槽前先作保護(hù)基槽上口的導(dǎo)墻,用泥漿護(hù)壁,按設(shè)計(jì)的墻寬與深分段挖槽,放置鋼筋骨架,用導(dǎo)管灌注混凝土置換出護(hù)壁泥漿,形成一段鋼筋混凝土墻。逐段連續(xù)施工成為連續(xù)墻。施工主要工藝為導(dǎo)墻、泥漿護(hù)壁、成槽施工、水下灌注混凝土、墻段接頭處理等。
1)導(dǎo)墻
導(dǎo)墻通常為就地灌注的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。主要作用是:保證地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)的幾何尺寸和形狀;容蓄部分泥漿,保證成槽施工時(shí)液面穩(wěn)定;承受挖槽機(jī)械的荷載,保護(hù)槽口土壁不破壞,并作為安裝鋼筋骨架的基準(zhǔn)。導(dǎo)墻深度一般為1.2~1.5米。墻頂高出地面10~15厘米,以防地表水流入而影響泥漿質(zhì)量(圖1)。導(dǎo)墻底不能設(shè)在松散的土層或地下水位波動(dòng)的部位。
2)泥漿護(hù)壁
通過(guò)泥漿對(duì)槽壁施加壓力以保護(hù)挖成的深槽形狀不變,灌注混凝土把泥漿置換出來(lái)。泥漿材料通常由膨潤(rùn)土、水、化學(xué)處理劑和一些惰性物質(zhì)組成。泥漿的作用是在槽壁上形成不透水的泥皮,從而使泥漿的靜水壓力有效地作用在槽壁上,防止地下水的滲水和槽壁的剝落,保持壁面的穩(wěn)定,同時(shí)泥漿還有懸浮土渣和將土渣攜帶出地面的功能。
在砂礫層中成槽必要時(shí)可采用木屑、蛭石等擠塞劑防止漏漿。泥漿使用方法分靜止式和循環(huán)式兩種。泥漿在循環(huán)式使用時(shí),應(yīng)用振動(dòng)篩、旋流器等凈化裝置。在指標(biāo)惡化后要考慮采用化學(xué)方法處理或廢棄舊漿,換用新漿。
3)成槽施工
中國(guó)使用成槽的專用機(jī)械有:旋轉(zhuǎn)切削多頭鉆、導(dǎo)板抓斗、沖擊鉆等。施工時(shí)應(yīng)視地質(zhì)條件和筑墻深度選用。一般土質(zhì)較軟,深度在15米左右時(shí),可選用普通導(dǎo)板抓斗;對(duì)密實(shí)的砂層或含礫土層可選用多頭鉆或加重型液壓導(dǎo)板抓斗;在含有大顆粒卵礫石或巖基中成槽,以選用沖擊鉆為宜。槽段的單元長(zhǎng)度一般為6~8米,通常結(jié)合土質(zhì)情況、鋼筋骨架重量及結(jié)構(gòu)尺寸、劃分段落等決定。成槽后需靜置4小時(shí),并使槽內(nèi)泥漿比重小于1.3。
4)水下灌注混凝土
采用導(dǎo)管法按水下混凝土灌注法進(jìn)行,但在用導(dǎo)管開(kāi)始灌注混凝土前為防止泥漿混入混凝土,可在導(dǎo)管內(nèi)吊放一管塞,依靠灌入的混凝土壓力將管內(nèi)泥漿擠出。混凝土要連續(xù)灌注并測(cè)量混凝土灌注量及上升高度。所溢出的泥漿送回泥漿沉淀池。
5)墻段接頭處理
地下連續(xù)墻是由許多墻段拼組而成,為保持墻段之間連續(xù)施工,接頭采用鎖口管工藝,即在灌注槽段混凝土前,在槽段的端部預(yù)插一根直徑和槽寬相等的鋼管,即鎖口管,待混凝土初凝后將鋼管徐徐拔出,使端部形成半凹榫狀接狀(圖2)。也有根據(jù)墻體結(jié)構(gòu)受力需要而設(shè)置剛性接頭的,以使先后兩個(gè)墻段聯(lián)成整體。
1)導(dǎo)墻
導(dǎo)墻通常為就地灌注的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。主要作用是:保證地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)的幾何尺寸和形狀;容蓄部分泥漿,保證成槽施工時(shí)液面穩(wěn)定;承受挖槽機(jī)械的荷載,保護(hù)槽口土壁不破壞,并作為安裝鋼筋骨架的基準(zhǔn)。導(dǎo)墻深度一般為1.2~1.5米。墻頂高出地面10~15厘米,以防地表水流入而影響泥漿質(zhì)量(圖1)。導(dǎo)墻底不能設(shè)在松散的土層或地下水位波動(dòng)的部位。
2)泥漿護(hù)壁
通過(guò)泥漿對(duì)槽壁施加壓力以保護(hù)挖成的深槽形狀不變,灌注混凝土把泥漿置換出來(lái)。泥漿材料通常由膨潤(rùn)土、水、化學(xué)處理劑和一些惰性物質(zhì)組成。泥漿的作用是在槽壁上形成不透水的泥皮,從而使泥漿的靜水壓力有效地作用在槽壁上,防止地下水的滲水和槽壁的剝落,保持壁面的穩(wěn)定,同時(shí)泥漿還有懸浮土渣和將土渣攜帶出地面的功能。
在砂礫層中成槽必要時(shí)可采用木屑、蛭石等擠塞劑防止漏漿。泥漿使用方法分靜止式和循環(huán)式兩種。泥漿在循環(huán)式使用時(shí),應(yīng)用振動(dòng)篩、旋流器等凈化裝置。在指標(biāo)惡化后要考慮采用化學(xué)方法處理或廢棄舊漿,換用新漿。
3)成槽施工
中國(guó)使用成槽的專用機(jī)械有:旋轉(zhuǎn)切削多頭鉆、導(dǎo)板抓斗、沖擊鉆等。施工時(shí)應(yīng)視地質(zhì)條件和筑墻深度選用。一般土質(zhì)較軟,深度在15米左右時(shí),可選用普通導(dǎo)板抓斗;對(duì)密實(shí)的砂層或含礫土層可選用多頭鉆或加重型液壓導(dǎo)板抓斗;在含有大顆粒卵礫石或巖基中成槽,以選用沖擊鉆為宜。槽段的單元長(zhǎng)度一般為6~8米,通常結(jié)合土質(zhì)情況、鋼筋骨架重量及結(jié)構(gòu)尺寸、劃分段落等決定。成槽后需靜置4小時(shí),并使槽內(nèi)泥漿比重小于1.3。
4)水下灌注混凝土
采用導(dǎo)管法按水下混凝土灌注法進(jìn)行,但在用導(dǎo)管開(kāi)始灌注混凝土前為防止泥漿混入混凝土,可在導(dǎo)管內(nèi)吊放一管塞,依靠灌入的混凝土壓力將管內(nèi)泥漿擠出。混凝土要連續(xù)灌注并測(cè)量混凝土灌注量及上升高度。所溢出的泥漿送回泥漿沉淀池。
5)墻段接頭處理
地下連續(xù)墻是由許多墻段拼組而成,為保持墻段之間連續(xù)施工,接頭采用鎖口管工藝,即在灌注槽段混凝土前,在槽段的端部預(yù)插一根直徑和槽寬相等的鋼管,即鎖口管,待混凝土初凝后將鋼管徐徐拔出,使端部形成半凹榫狀接狀(圖2)。也有根據(jù)墻體結(jié)構(gòu)受力需要而設(shè)置剛性接頭的,以使先后兩個(gè)墻段聯(lián)成整體。
地下連續(xù)墻支護(hù)施工簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是先沿建筑物地下室軸線或周?chē)┕さ叵逻B續(xù)墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu),同時(shí)建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支承樁和柱,作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu),作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐,隨后逐層向下開(kāi)挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu),直至底板封底。同時(shí),由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成,為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件,所以可以同時(shí)向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地面上、下同時(shí)進(jìn)行施工,直至工程結(jié)束。
(1)可使建筑物上部結(jié)構(gòu)的施工和地下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工平行立體作業(yè),在建筑規(guī)模大、 上下層次多時(shí),大約可節(jié)省工時(shí)1/3。
(2)受力良好合理,圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形量小,因而對(duì)鄰近建筑的影響亦小。
(3)施工可少受風(fēng)雨影響,且土方開(kāi)挖可較少或基本不占總工期。
(4)最大限度利用地下空間,擴(kuò)大地下室建筑面積。
(5)一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺(tái),不必另外架設(shè)開(kāi)挖工作平臺(tái)與內(nèi)撐,這樣大幅度削減了支撐和工作平臺(tái)等大型臨時(shí)設(shè)施,減少了施工費(fèi)用。
(6)由于開(kāi)挖和施工的交錯(cuò)進(jìn)行,逆作結(jié)構(gòu)的自身荷載由立柱直接承擔(dān)并傳遞至地基,減少了大開(kāi)挖時(shí)卸載對(duì)持力層的影響,降低了基坑內(nèi)地基回彈量。
(7)逆作法存在的不足,如逆作法支撐位置受地下室層高的限制,無(wú)法調(diào)整高度,如遇較大層高的地下室,有時(shí)需另設(shè)臨時(shí)水平支撐或加大圍護(hù)墻的斷面及配筋。 由于挖土是在頂部封閉狀態(tài)下進(jìn)行,基坑中還分布有一定數(shù)量的中間支承柱和降水用井點(diǎn)管,目前尚缺乏小型、靈活、高效的小型挖土機(jī)械,使挖土的難度增大。但這些技術(shù)問(wèn)題相信很快會(huì)得到解決。