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《城市轨道交通土建工程常用施工工艺》.doc6.1 施工现场的安全措施
(1)围护排桩施工范围外的场地要硬化,泥浆池、探沟设防护围栏和明显的警示牌,防止车辆、行人坠落在池、坑内,造成伤害事故。
(2)加强安全检查,实行安全生产承包责任制,施工现场要经常有安全员巡查。
(3)住房、库棚、料场、修理间等消防安全距离应符合《消防法》有关规定,严禁在室内存放易然品厂区围墙管垛工程施工组织设计,严禁在加工棚、料库、修理间等场所吸烟。
(4)施工人员进入施工场地必须佩戴安全帽。高空作业戴好安全绳。
6.2 施工机械的安全措施
(1)进场的钻机要有出厂合格证,年检证证明,进场后,项目部组织相关人员进行验收,验收合格后报监理同意后方可使用。
(2)钻机操作员,必须持证上岗,严禁无证操作,对钻机操作员定期进行安全管理规定的教育。
(3)指挥机械作业的指挥人员,指挥信号必须准确,操作人员必须听从指挥,严禁蛮干作业。
(4)设专人对钻机、泥浆泵等设备进行定期检查、维修和保养,对查出的隐患要及时进行处理,并制定防范措施,防止发生机械伤害事故。
6.3 施工用电的安全技术措施
(1)施工现场临时用电,严格按《施工现场临时用电安全技术规范》中的有关规定办理。
(2)现场临时用电线路的安装、维修、拆除应由取得特殊工种上岗证的专职电工进行操作。
深圳地铁一号线白石洲站全长230m,宽19.1m,共设4个出入口通道,受深南大道及其南北两侧地下管线影响,通道均采用矿山法结合明挖顺作法施工。通通道明挖长度为35~45m,明挖有顶板段采用桩距900mm、φ800的间隔钻孔灌注桩,桩间采用φ550的旋喷桩止水,基坑内侧用喷射混凝土作找平层;明挖敞口段由于基坑开挖深度较浅,采用土钉墙+网喷混凝土支护。
通道明挖段位于深南大道两侧绿化带上,围挡前需完成绿化拆迁、临时用地征用工作;然后进行施工围挡,结合市政管线图查清施工范围内所有的管线或建筑物位置,按时先确定的方案对管线或建筑物实施拆除、改移或保护,如方案有变化,应与管线或建筑物业主、地铁公司、设计院和监理共同商量确定;最后,在确认施工范围无管线或其他建筑物影响后,正式开始围护结构施工。围护结构钻孔灌注桩施工严格按照设计、规范施工。施工中重点对测量放样及复核、钢筋笼的制作、钻孔及终孔、混凝土灌注进行控制。正常情况下,一天能施工2根平均桩长为15m的钻孔灌注桩。
7.3.1 工程经验有关参数
实际混凝土使用量为设计量的1.03~1.08倍;桩顶浮浆厚度为30cm~50cm;抽芯混凝土强度比设计强度高3~8Mpa;
(1) 施工前应清除孔桩位置处所有障碍物,以免钻机施工中无法正常施工,影响钻机施工效率和工程施工进度。如2号通道孔桩施工中,由于孔桩位置为原小区物业用地,地下有较多混凝土基础,孔桩施工前未清除完毕,施工中反复停工清障,造成工期延误10天。
(2)泥浆处理要及时:在城市中施工,在抓好工程质量的同时,做好文明施工就显得尤为重要,钻孔灌注桩施工中会产生大量泥浆,如果处理不及时,对文明施工影响非常大,因此,在施工前要规划好泥浆池,现场存不不了要及时外运。如在1号通道施工中,由于对问题认识不到位,泥浆池规划较小,一到雨天,泥浆不能及时外运,严重影响施工进度和文明施工。
施工过程中的关键图片及施工完成后的效果图片见图2。
图2 施工完成效果图
地下连续墙是利用一定的施工设备和机具,在化学泥浆的护壁作用下,向地下钻挖具有一定厚度、长度和深度的沟槽,并在沟槽内吊放加工制作好的钢筋笼,然后灌注水下混凝土筑成一段钢筋混凝土墙段,并逐段连接起来形成一道连续封闭的地下墙体。
1.2地下连续墙的特点
(1)地下连续墙的优点
1)施工振动小,噪声低,非常适合在城市施工。
2)墙体刚度大,目前国内地下连续墙的厚度可达0.6~1.3m(国外已达2.8m)。
3)墙体防渗性好。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。
4)可采用逆作法施工。地下连续墙刚度大,易于设置埋件,很适合于逆作法施工。
5)适用于多种地基条件。地下连续墙对地基的适用范围很广。
6)可作刚性基础,代替桩基础、沉井或沉箱基础,承受更大荷载。
7)工期短,工效高,质量可靠。
(2)地下连续墙的缺点
1)在一些特殊的地质条件下,如很软的淤泥质土、含漂石的冲积层和超硬岩石等,施工难度很大。
2)接头处理要求高,如果施工方法不当或地质条件特殊,可能出现相邻墙段不能对齐和漏水的问题。
3)造价高。地下连续墙如果作为临时的挡土结构,比其他方法所用的费用要高。
4)废浆的处理麻烦。特别是在城市进行施工时,废浆的处理比较麻烦。
1.3地下连续墙的适用范围
目前,地下连续墙不仅用于防渗或者基坑的临时支护,已经可以作为承重的基础桩或者集挡土、承重和防水于一身的“三合一”地下连续墙,还开发了非圆形大断面灌注桩施工技术。
2 地下连续墙施工工艺
2.1 工艺流程(见图 1)
2.2.1 导墙结构形式
导墙可以由以下几种材料做成:
(1)木材。厚5cm的木板和10cm×10cm方木,深度1.7~2.0m。
(2)砖。75号砂浆砌100号砖,常与混凝土做成混合结构。
(3)钢筋混凝土和混凝土,深度1.0~1.5m。
导墙的位置、尺寸准确与否直接决定地下连续墙的平面位置和墙体尺寸能否满足设计要求。导墙间距应为设计墙厚加余量(4~6cm),允许偏差±5mm,轴线偏差±10mm,一般墙面倾斜度应大于1/500。到强的顶部应平整,以便架设钻机机架轨道,并作为钢筋笼、混凝土导管、结构管等得支撑面。导墙后的填土必须分层回填密实,以免被泥浆掏刷后发生孔壁坍塌。常见的导墙结构形式见图2。
2.2.2 导墙施工方法
(1)导墙是保证连续墙精度的首要条件,因此,在施工放线前做好技术交底,严格复合,保证定位放线准确。
(2)导墙施作时放宽40~60mm(沿中轴线向两侧,每边放宽20~30mm),是为了保证抓斗钻头及钢筋网片、锁扣管进出较为顺利。
(3)为保证连续墙既满足设计精度又不侵入车站建筑界限,同时保证内衬墙结构厚度,在放线时将连续墙中轴线向外多放120~130mm(一般连续墙内侧轮廓放宽100mm)。
(4)导墙垂直度控制在±7.5mm内,导墙内墙垂直度控制在±3mm内,导墙顶面平行,全长范围内高差控制在±5mm内,导墙轴向误差控制在±10mm之内。
(6)导墙开挖土方时,如果外侧土体能保持垂直自立时,则以土壁代替外膜板,避免回填土,否则外侧设模板。混凝土强度达到设计要求后,墙背用粘土分层夯填密实,防止地表水渗入槽内,引起槽段塌方。
(7)导墙施工完成后,在槽底铺上40mm厚M5号水泥砂浆,在槽段末开挖前可做临时储浆或换浆沟用。
(8)拆模后每隔2m设上下两道木支撑,支撑采用80mm直径的圆木。抓槽之前不拆内撑,并及时回填土方,同时严禁重型机械在混凝土未达到设计强度之前靠近导墙行走,以防止导墙变形。
2.3.1 泥浆池设计
为了发挥泥浆的功能,最好在泥浆充分膨润之后再使用。在一般情况下,使用泥浆沉淀池使挖槽过程中混入泥浆里的土渣沉淀,同时该池又作为新鲜泥浆的储浆池使用,但这种方法在泥浆循环速度快的情况下,泥浆会得不到充分的水花膨润时间。考虑到漏浆等事故时会紧急需要大量的泥浆,所以最好设置新鲜泥浆的专用储浆池,见图3。
根据膨润土的膨润特性,泥浆应在储浆池内至少储存12h,最好24h。
一般泥浆储浆池采用钢制储浆罐,若在地下挖坑作为储浆池使用,必须防止地面水流入池内。
2.3.2 泥浆材料选择
在使用地下水、河水或海水等时,要对水质进行检查。对于膨润土泥浆,最好使用钙离子浓度不超过100ppm、钠离子浓度不超过500ppm和pH值为中性的水。超出这个范围时,应考虑在泥浆中增加分散剂和使用耐盐性的材料或改用盐水泥浆。
钠膨润土与钙膨润土相比,其湿胀度较大,但容易受阳离子影响。对于水中含有大量的阳离子或在施工过程中可能有显著阳离子污染时,最好采用钙膨润土。膨润土的种类不同,泥浆的混合浓度、外加剂的种类及掺加浓度、泥浆的循环使用次数等会有很大的差异,所以在选用时要充分考虑成本因素。
预计有海水混入泥浆时,应选用耐盐性CMC。当溶解性有问题时,要使用颗粒状的易溶性CMC。一般CMC的黏度可分为高、中、低三种,越是高黏度的CMC价格越高,但它的防漏效果好。
为使泥浆在沉淀槽内容易产生泥水分离,应使用能够减少泥浆凝胶强度及屈服值的分散剂。对于工程泥浆来说,应首选使用纯碱(Na2CO3),但在透水性高的地基内,如果对已经变质的、过滤水量增多的泥浆再使用不适当的分散剂,就会进一步增大槽壁坍塌的危险性,所以在这种情况下,最好使用尽管泥浆变质也不会增加失水量的分散剂(碳酸钠或三磷酸钠等分散剂)。
一般来说,除重晶石外,其它加重剂较难获取。
泥浆的漏失通常分大、中、小三种情况,选用防漏剂时要根据漏失的空隙大小而定。一般认为防漏剂的粒径相当于漏浆层土砂粒径的10%~15%最好。
2.3.3 泥浆循环和再生
泥浆循环方式:掘槽时采用正循环,清槽时采用反循环。如图3所示。
泥浆的再次利用采用重力沉降处理和机械处理并用。目前,机械处理的方法通常是使用振动筛,利用振动筛来分离土渣和泥浆。由所有的筛孔大小来决定可分离土渣的粒径,筛孔越小,可分离的比率越高,但效率越低,一般用以除去20目(0.77mm)以上的砂或黏土块。
振动筛是通过强力振动将土渣与泥浆分离的设备,其形式有两种:一种是双层单轴园振动倾斜筛,筛网倾斜度一般为15°~20°,这种形式适用于大块状土渣;另一种是双层双轴单向振动倾斜筛,筛网倾斜度一般为5°,上下振动,振幅较小。
2.3.4 泥浆处理及外运
在施工点设置一套由制浆机、旋流器、振动筛和泥浆罐组成的泥浆处理系统,泥浆的制备、储存、输送、循环、分离等均由泥浆处理系统完成。此外,在现场修建存土坑和泥浆沉淀池及污水池等,保证泥浆不落地,以减少对环境的污染。经检查不能再生的泥浆和混凝土浇筑置换出的劣质泥浆经沉淀池、旋流器、振动筛分离处理后,用罐车将、固化物运至指定地点废弃,施工污水经沉淀并达到排放标准后,排入城市下水道管道。
一般情况下,地下连续墙都不是一次就能做成的,而是把它分隔成很多不同长度的施工段,用1台或是多台挖槽机,按不同的施工顺序,分段建成。而且一个槽段,也是用1台挖槽机分几次开挖出来的,每次完成的工作量叫做一个单元,它的长度就叫单元长度。通常,使用抓斗时,它的单元长度就是抓斗斗齿开度(2~3m),习惯上把这种抓斗单元叫做“一抓”,通常一个槽段由2~3抓组成。一般来说,加大槽孔长度,可以减少结构数量,提高墙体的整体防渗性和连续性,还可以提高工作效率,但是泥浆和混凝土用量及钢筋笼重量也随着增加,给泥浆和混凝土的生产和供应、钢筋笼的吊装带来困难,所以必须根据设计、施工和地质条件等,综合考虑后确定槽孔长度。
(2)影响槽段划分的因素
① 地下连续墙的使用目的、构造(同柱子及主体结构的关系)、形状(拐角、端头和圆弧等)。
②墙的厚度和深度。一般来说,墙厚和深度增大时,槽孔稳定可能有问题,
①对相邻建筑物或管线的影响;
②槽宽不应小于挖槽机的最小挖槽长度;
③钢筋笼和预埋件的总重量和尺寸;
④混凝土的供应能力和浇筑强度(上升速度应大于2m/h);
⑤泥浆池的容量应能满足清孔泥浆和回收泥浆的要求(通常泥浆池容量不小于槽孔体积的2倍);
⑥在相邻建筑物作用下,有附加荷载或动荷载时,槽长应短些;
⑦必须在规定时间内完成一个槽段时,槽长应短些。
挖槽的最关键问题是槽壁的稳定性,而这种稳定性取决于地质和地形等条件。遇到极软的地层、极易液化的砂土层、预计会有泥浆急速漏失的地层、极易发生塌槽的地层时,槽长应采用较小数量值。此时,最小槽孔长度可小些,可只有一个抓斗单元长度(约为2~3m)。实际上,槽孔最大长度主要受3个因素制约:钢筋笼(含预埋件)的加工、运输和吊装能力,混凝土的生产、运输和浇筑能力,泥浆的生产和供应能力。一般槽长为5~8m,也有更长或更短的,目前大多数标准都在6m左右。
槽段划分时应考虑以下几个原则:
DB44/T 994-2012 建筑用芯层发泡硬聚氯乙烯(U-PVC)隔热板 瓦.pdf1)应使槽段分缝位置远离墙体受力(弯矩和剪力)最大的部位。
2)在结构复杂的部位,分缝位置应便于开挖和浇筑施工。
3)在某些情况下,可采用长短槽段交错配置的布置方式,以避开一些复杂结构节点(墙与柱、墙与内隔墙等)。把短槽作为二期槽段,便于处理接缝。
4)墙体内有预留孔洞和重要埋件,不得在此处分缝。
5)槽段分缝应与导墙(特别时预制导墙)的施工分缝错开。
6)在可能得条件下,一个槽段的单元应为奇数,如为偶数,挖槽时可能造成斜坡。
2.4.2 软土成槽施工
在软土地基中,地下连续墙采用液压成槽机直接进行开挖公路局办公大楼空调安装工程施工组织设计,开挖的土方直接存放于场内的临时存土坑内,及时用槽车运至指定弃土场。
(1)按槽段成槽划分,分副施工,标准槽段(6m)采用三抓成槽法开挖成槽,即每幅连续墙施工时,先抓两侧土体,后抓中心土体,防止抓斗两侧受力不均而影响槽壁垂直度,如此反复开挖直至设计槽底标高为止。异性槽段严格按分副分段一次开挖成型。