特殊地下连续墙施工方法.pdf

本发明提供一种特殊地下连续墙施工方法，所述特殊地下连续墙包含嵌有不能清除的障碍物的墙体，所述嵌有障碍物的墙体位于无障碍物的墙体之间，所述施工方法包括以下步骤：a)先施工嵌有障碍物墙体的左右两侧正常的、无障碍物的墙体；b)对所述嵌有障碍物墙体的成槽区域进行槽壁加固，由加固结构与两侧无障碍物的墙体一起构成相对封闭的区间；c)在所述相对封闭的墙体区域内进行特殊成槽工艺施工。采用本方法后，使不能清除的障碍物在地墙墙体中，可与地墙共同工作，保证了地下连续墙作为永久结构或围护结构的整体性和施工的可行性，并能够缩短工时，节省造价。

1.  一种特殊地下连续墙施工方法，所述特殊地下连续墙包含嵌有不能清除的障碍物的墙体，所述嵌有障碍物的墙体位于无障碍物的墙体之间，其特征在于，所述施工方法包括以下步骤：
a)先施工嵌有障碍物墙体的左右两侧正常的、无障碍物的墙体；
b)对所述嵌有障碍物墙体的成槽区域进行槽壁加固，由加固结构与两侧无障碍物的墙体一起构成相对封闭的区间；
c)在所述相对封闭的墙体区域内进行特殊成槽工艺施工。

2.  如权利要求1所述的特殊地下连续墙施工方法，其特征在于：特殊地墙内嵌有多个障碍物，所述障碍物为不能清除的钢管桩或钢桩。

3.  如权利要求1或2所述的特殊地下连续墙施工方法，其特征在于：所述加固包括在所述包含障碍物的墙体区域的两侧槽壁位置处分别形成至少一排加固桩，加固桩为高压旋喷桩或深层搅拌桩。

4.  如权利要求2所述的特殊地下连续墙施工方法，其特征在于：在所述相对封闭的墙体区域内成槽时，对于钢管桩顶部以上的土体，采用成槽机分两抓或三抓挖至顶部标高处；对于钢管桩周边土体，采用牙轮合金钻头密排钻孔，砂石泵反循环清孔；对于钢管桩内的泥土，采用高压水冲洗。

5.  如权利要求1所述的特殊地下连续墙施工方法，其特征在于：成槽过程中的泥浆的造浆材料包含9～10％重量百分比的膨润土，新浆的性能要求为：比重1.05～1.15kg/cm³，粘度25～30s，PH值7～9。

6.  如权利要求1所述的特殊地下连续墙施工方法，其特征在于：在所述相对封闭的墙体区域内成槽后，在槽内放入钢筋笼，随着钢筋笼的下沉将碰桩钢筋切除，钢管桩顶以上的钢筋保留，并且在钢管桩的两侧增设剪刀撑，并通过增设与剪刀撑相交的横向钢筋，在剪刀撑和横向钢筋的交点处设置垂直的补强钢筋。

特殊地下连续墙施工方法
技术领域
本发明涉及一种特殊地下连续墙的施工方法，尤其涉及一种在地下连续墙施工中不避开障碍物进行成槽成墙施工的方法。
背景技术
在传统地下连续墙施工工艺中，墙体结构内是不允许存在障碍物的。但在某些情况下，这些障碍物的存在可能无法避免。
例如，在上海环球金融中心大厦的主楼深基坑施工中，基坑围护结构设计为直径为100m的正圆形围护结构，不设支撑，利用圆拱效应原理，使深度达18～26m的围护结构，保持整体刚度大和径向变形小的特点。由于该工程基地原设计已打下了2800根钢管桩，桩径700，桩长70m，桩顶埋深-12.00。根据该正圆形基坑围护结构平面布置要求，无论如何不能避开所有钢管桩，最好的情况下，也有6根钢管桩不得不嵌入地下墙结构内。由于既有的钢管桩埋深大，清理难度非常高，且要占用较长的施工工期，整个工程的造价将明显增加。
根据现有的地墙施工技术，在已有的深层钢管桩等障碍物的地方进行成槽和成墙无先例和类似经验。经技术研究实践探索，形成了本“特殊地墙”的施工工艺，使101层主楼深基坑围护结构安全稳定，实现了当时最深最大基坑的安全开挖施工。
发明内容
因此，本发明的所要解决的技术问题在于，不去除墙体结构中的障碍物的情况下，完成地下连续墙的施工方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种特殊地下连续墙施工方法，所述特殊地下连续墙包含嵌有不能清除的障碍物的墙体，所述嵌有障碍物的墙体位于无障碍物的墙体之间，所述施工方法包括以下步骤：a)先施工嵌有障碍物墙体的左右两侧正常的、无障碍物的墙体；b)对所述嵌有障碍物墙体的成槽区域进行槽壁加固，由加固结构与两侧无障碍物的墙体一起构成相对封闭的区间；c)在所述相对封闭的墙体区域内进行特殊成槽工艺施工。
上述特殊地墙内嵌有多个障碍物，所述障碍物为不能清除的钢管桩或钢桩。
上述加固包括在所述包含障碍物的墙体区域的两侧槽壁位置处分别形成至少一排加固桩，加固桩为高压旋喷桩或深层搅拌桩。
较佳地，在所述相对封闭的墙体区域内成槽时，对于钢管桩顶部以上的土体，采用成槽机分两抓或三抓挖至顶部标高处；对于钢管桩周边土体，采用牙轮合金钻头密排钻孔，砂石泵反循环清孔；对于钢管桩内的泥土，采用高压水冲洗。
较佳地，成槽过程中的泥浆的造浆材料包含9～10％重量百分比的膨润土，新浆的性能要求为：比重1.05～1.15kg/cm³，粘度25～30s，PH值7～9。
较佳地，在所述相对封闭的墙体区域内成槽后，在槽内放入钢筋笼，随着钢筋笼的下沉将碰桩钢筋切除，钢管桩顶以上的钢筋保留，并且在钢管桩的两侧增设剪刀撑，并通过增设与剪刀撑相交的横向钢筋，在剪刀撑和横向钢筋的交点处设置垂直的补强钢筋。
本发明具有以下优点：
1、地下连续墙施工遇到无法去除的深层地下障碍物时，采用本施工方法可以顺利完成连续墙的施工，同时可使深层钢管桩与地下连续墙共同受力。即便在可以去除障碍物的情况下，采用本施工方法也可以缩短工时，降低施工成本。
2、本方法通过采用高压旋喷桩进行槽段护壁，钻孔桩机密排反循环钻孔取土，钢筋笼现场定位开槽等施工技术，确保了地下连续墙的顺利施工，使地墙水下混凝土浇筑的连续且密实，形成101层主楼深坑封闭的正圆形地下连续墙结构，利于应力的传递，使围护体自稳定的圆拱效应得到正常发挥，确保了设计意图的实现。
3、本发明的方法通过采用合理的成槽方案，选用适合机械，成功的完成了遇深层钢管桩特殊地下连续墙的施工，确保圆拱效应的实施，在同类工程施工中技术是领先的，为基坑的安全开挖创造了条件，止水效果和整体性较好，为闹市区地下连续墙遇障碍物成槽提供了很好的借鉴作用。
4、本发明的方法通过深层钢管桩与地墙共同工作解决了圆形围护结构施工中，地下墙结构内废弃钢管桩存在问题。同时充分利用了既有的深层钢管桩，增加了地下连续墙的整体刚度。深层钢管桩和地下连续墙共同工作保证了深基坑土体开挖的安全，使无支撑开挖安全顺利进行，充分发挥圆拱效应下结构整体刚度大，径向变形小的特点，基坑开挖后实际墙体最大变形30.1mm，与设计计算变形值30mm基本接近，基坑变形仅为类似开挖深度基坑工程的30％以下，其经济和社会效益十分明显，节省造价约1200万元。
附图说明
图1为采用本发明施工方法的地下连续墙平面图。
图2a和图2b为用于嵌有障碍物墙体成墙的钢筋笼示意图。
具体实施方式
本发明为一种特殊地下连续墙的施工方法，该地下连续墙由多幅墙体连接而成，在较佳实施例中，该地下连续墙为圆拱形结构。在该地下连续墙中的至少一幅墙体结构保留有障碍物，例如，钢管桩或钢桩。在本实施例中，有六根钢管桩2保留在四幅墙体1中，如图1所示。
在施工之前，首先进行深层既有钢管桩的实际位置测定，并根据深层既有钢管桩的实际位置，划分地墙槽段，并确定槽壁加固范围。划分地墙槽段时，使碰桩槽段两侧为正常地下墙槽段。即，碰桩槽段处于两幅正常地下墙槽段之间，施工完成后，每幅嵌有钢管桩的墙体都位于两幅正常墙体之间。为此，在槽段划分时暂不受成槽模数的限制，为此也需相应调整钢筋笼的设计。
施工时，先按照传统方法施工非碰桩地下墙，然后对碰桩区地下墙的两侧槽壁进行加固，使碰桩区形成一个四周牢固的相对封闭区间，使碰桩区槽段在相对封闭的环境成槽取土。
加固方法采用加固桩3，如图1所示，每侧槽壁位置处形成两排加固桩3。在本较佳实施例中，采用两排高压旋喷桩3加固，桩径1000mm，设计排距、行距均为1000mm。加固深度要与地下墙同深，水泥掺量15～20％，垂直度不大于1/100，水灰比1.0。该加固桩3也可以为深层搅拌桩(三轴搅拌桩)。
碰桩区地下墙施工，由于受钢管桩2影响，不能象常规方法一样成槽取土，只能利用成槽机、钻孔机、及高压水枪相结合的方法进行取土，砂石泵反循环清底。
首先要控制导墙的精度。导墙是地下连续墙施工质量控制的基准，在导墙施工放样中，导墙的内圆半径偏差要控制在±1.0cm以内。钢管桩2的桩顶以上土体，采用成槽机分两抓或三抓挖至钢管桩桩顶标高处。钢管桩2的桩身周围土体，采用Φ600～Φ800牙轮合金钻头密排钻孔，钻孔的定位、垂直度是成槽的关键，砂石泵反循环清孔，在槽壁受控状态下反循环工艺有利于槽底沉渣的排除。钢管桩2内的泥土，采用高压水冲洗，利用测绳和测偏仪确定钢管内冲泥情况，判断冲泥深度和质量。
成槽过程中的泥浆材料选用含砂量低、造浆率高的优质Ga+膨润土，各造浆材料所占比例为：膨润土为9～10％重量百分比，新浆的主要性能要求为：比重1.05～1.15kg/cm³，粘度25～30s，PH值7～9。循环泥浆的质量控制是地下连续墙施工质量的关键一环，施工前储备不低于单元槽段体积的1.5～2倍的泥浆量，施工过程中应跟踪检查泥浆的各项指标，保证泥浆各项指标处于最佳状态；在成槽过程中每抓测试送浆口、中部，底部泥浆指标三次，严防指标不合格泥浆进入槽段，确保泥浆液面不低于导墙300mm。成槽垂直度不大于1/400。
刷壁是接缝防渗效果的重要保证，刷壁采用与锁口管断面配套的钢丝刷壁器进行，刷壁至刷壁器表面无泥为止。对钢管桩侧采用沿壁高压水冲洗，然后开始清槽，采用泵吸反循环进行一次清孔，第一次清孔在成孔结束时利用钻杆清孔，调制性能好的泥浆替换孔内泥浆与钻屑，时间一般控制在60分钟左右。第二次清孔是在下好钢筋笼和导管后利用导管进行，清孔时经常上下窜动导管，以便能将孔底周围虚土清除干净。清孔后沉渣控制100mm以内，用泥浆比重仪和漏斗粘度计测定泥浆比重和粘度，二次清孔泥浆比重≤1.25，粘度<30s符合要求后方可进行水下混凝土灌注。
碰桩区的钢筋笼4如图2a和图2b所示，图2a显示为包括一个钢管桩2的钢筋笼4，图2b显示为包括两个钢管桩2的钢筋笼4。在碰桩区的钢筋笼4中，需将处于钢管桩2位置的管桩顶部以下的主筋和水平筋割除，顶部以上的保留。在钢管桩2的两侧增设剪刀撑41，并通过增设与剪刀撑41相交的横向钢筋42共同形成整体，在剪刀撑41和横向钢筋42的交点处设置垂直的补强钢筋43。此外，钢筋笼内须留出放置两根砼导管5的空间。
加强剪刀撑和横向钢筋与笼子的连接，必须采用焊接，安装时随着钢筋笼的下沉，将碰桩钢筋割除，钢管桩顶以上的保留，桩顶以下钢筋笼呈“Π”型。
地下连续墙砼浇捣时，钢筋笼4内放两根导管5的空间一定要留出，要保证导管能够插入槽底，确保水下混凝土的连续浇筑。用导管完成水下砼浇筑，浇筑前必须进行导管密闭性试验，防止在浇筑过程中漏水，影响混凝土的浇筑质量，浇筑时严格控制混凝土坍落度，避免出现堵管现象。
上述实施例中，尽管是针对圆拱形的地下连续墙，但本发明并不限于此结构，对于矩形、正方形、多边形或任何其他形状的地下连续墙也适用。本领域的技术人员可以根据上述的教导，在不脱离本发明权利要求的范围的情况下，作出各种修改、变形和改进。