随着建筑物的高度不断攀升,建筑物的基础也是越打越深,与之相配套的技术手段也得到了不断发展与完善。比如118层的上海中心大厦,总高度为632米,基坑深约达32米,地墙深50米。南京世贸中心高度达到328米,塔楼基坑深约24米,地墙深51米。它们在施工中,均采用了较高的技术和工艺,克服了特有的困难,从而保证了工程的顺利竣工。
当今超高层建筑已成为势不可当的发展趋势,所面临的关键技术问题不外乎三点,一是在复杂地层条件下的成槽技术;二是槽底沉渣控制技术;三是免锁口管地下连续墙接头技术。
一、成槽工艺
在超深地下连续墙施工中,基本上都会遇到“上软下硬”的地层,即上部为相对较软的土壤,下部为坚实的砂层和基岩。所以在施工中一定要有针对性地采取对应的措施。
1、设备维护保养及时到位。在准确掌握深地下连续墙成槽时间的情况下,针对长时间作业,对液压油管、抓斗缸体等部件磨损很大的问题,要经常检查。机械师要24小时值班。对成槽机磨损部位、液压系统、润滑系统进行检查,填写记录,发现问题及时处理。
2、成槽垂直度控制。比如对于“折线型”型槽段,在满足规范要求的同时,注意切勿出现两抓的偏位不在同一侧、即出现通常所说“迈步”情况,否则会对后序预制接头及钢筋笼安装施工产生不利影响。所以在成槽过程中必须加强垂直度控制,施工时成槽设备必须具有自动纠偏装置,操作员必须严格遵守操作规程。
3、槽壁劈裂注浆加固。根据工程土质资料,自然地坪绝对标高约+4.44m左右,表层为杂填土,二层为粉质粘土,三层为淤泥质粉质粘土,均具有高含水量,高灵敏度,大孔隙比,高压缩性,是某地区典型的饱和软弱地基地,是场区内强度及工程性能最差的土层,并具有触变和蠕变等不良特性,也是地下连续墙最易塌方的土层范围,且单幅地下墙成槽时间长,对槽壁稳定均有很大的影响,根据类似土质工程的施工经验,采用劈裂注浆对地面下-1.9~-10.0m以内土体予以改良,确保地下墙成槽时槽壁稳定,以减小对周围环境和地下墙成墙质量的影响。-10.0~-20.0m为淤泥质粘土层,但此时护壁泥浆压力能够确保地下墙成槽时槽壁稳定。
4、劈裂注浆孔位布置。沿地下墙槽壁两侧各做两排劈裂注浆,间距1000mm,两排排距1000mm。孔深入18.0m加固孔位约366个浆液充填率20~25%注浆孔。 5、注浆配比及参数。由于普通注浆加固体养护期较长,为使注浆后能够尽快安排成槽施工,采用劈裂注浆加固。劈裂注浆采用的主要材料有普通硅盐水泥、粉煤灰和模数为3.9的水玻璃等;每立方米土水泥掺量取为土体重量12~15%左右,水玻璃掺量1~2%,注浆压力控制在0.2~0.5MPa,浆液水灰比控制在0.5,浆液注浆配合比: 靠近加热炉一侧,由于新近回填土均在3~7m厚,对土体加固提出了更高的要求,为确保加固效果,先安排施工最外排和最内排,并进行了跳孔施工,一般情况“跳两孔或三孔”,在出现“冒浆”或“串浆”,时停止注浆,清洗孔位,待24h后进行二次劈浆,直至注浆量满足设计要求。
5、采用劈裂注浆加固槽壁两侧土体具有以下几个特点:①采用劈裂注浆加固槽壁两侧土体,不仅起到改良土体的目的,而且较其他加固方法,如深层搅拌桩、高压旋喷桩相比,对地下墙的施工不会产生影响,尤其地下墙成槽垂直度均能满足施工规范要求;②采用劈裂注浆加固槽壁两侧土体,所用的设备不仅轻便,移动灵活,施工区域占地小,且能加快施工进度,缩短工期。
6、常用成槽设备
液压抓斗,适用于N<30的粘土和砂土;重型抓斗,适用于N<40的粘土、砂土或软岩;铣槽机,地层适应性强,砂土、粘砾石、卵石软硬石均适用。
在“上软下硬”地层中的成槽方式:钻抓结合、冲抓结合、抓铣结合。
二、在粉土及砂层中成槽沉渣的控制技术
首先要通过试成槽试验确定合适的泥浆参数,然后通过泥浆循环过滤装置(除砂机),降低槽内泥浆的含砂率。常用的两款机器:BE250除砂机和 BE375除砂机。
1、钻孔灌注桩桩底沉渣厚度控制。
根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008),对于钻孔灌注桩,不同承载类型(端承桩、摩擦桩、端承摩擦及摩擦端承)在灌注前,其桩底沉渣厚度控制标准分别为:端承型桩,不应大于50mm;摩擦型桩,不应大于100mm;抗拔、抗水平力桩,不应大于200mm。
2、旋流池与冲渣沟地下连续墙相连处的处理。
旋流池与冲渣沟地下连续墙相连处预留一道500mm间距的空隙,在旋流池地下连续墙施工完毕后,冲渣沟与旋流池接口处及外侧各设直径1000mm、深25m高压旋喷桩5根,将冲渣沟与旋流池的地下连续墙相连。
三、免锁口管接头技术
常见的有工字型型钢接头和V型钢板接头,免锁口管接头技术有些关键技术处于专利保护当中,现尚未大范围使用。
地下连续墙接头在某公司多项工程实践中,都是在施工现场预制的,为便于吊装接头分上、中、下三段制作。成槽结束后由150T履带吊进行预制接头的安装。预制接头分三段进行安装,上下接头用钢板焊接连续,预制接头应完全插入槽底固定,预制接头的背侧空隙应用土加石回填,且回填要密实,以预防混凝土“绕流”。桩顶用Φ16钢筋对拉连续,桩顶与导墙间间隙用木楔楔死,以防止接头在混凝土浇灌过程中外移。相邻槽段开挖后利用特制测壁器清测预制接头槽,采用特制刷壁器进行刷壁,清刷次数不少于5次,以防止夹泥,确保接头防水效果。