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1冲抓工艺地下连续墙施工工法1前言地下连续墙围护结构由于对周围环境影响小，墙体刚度大，止水性能好，是深基坑工程常用的围护方法之一。在实际施工过程中还可根据设计要求，地下连续墙既可作为施工阶段的围护结构，亦可做结构正式复合墙体的一部分，因此在深基坑工程施工中具有较为广泛的应用范围。根据基岩的坚硬程度和不同的设备组合，地下连续墙的成槽施工常采用三种施工工艺：纯钻法，先由冲击反循环钻进主孔，副孔采用钻劈法或平打法，该法较适合中等强度的基岩；钻凿法，该法用冲击反循环钻机与机械式抓斗配重凿联合作业，即由冲反钻机钻主孔，副孔由重凿多点破碎，排渣方法可由抓斗直接抓取或用泵吸反循环，该法较适合坚硬的基岩；凿铣法，即用重凿对基岩多点破碎后用液压铣削，每一循环进尺15~20cm，该法适合各种基岩，成槽质量高，但成本亦高。在广州地铁五号线科韵路站的地下连续墙施工中，针对本工程地层软硬互生、微风化入岩的情况，我们采用了钻—抓—钻—冲—抓的成槽施工工艺，最大限度的利用了大型成槽的的机械使用率，加快了连续墙的成槽速度，最快实现了一台成槽机单个槽段六天成槽、一天一个槽段进行灌注的施工进度，三个多月完成本项目的全部地下连续墙的施工，取得了较好的社会效益和经济效益。2工法特点（1）围岩适应性广：针对不同的岩层，采用抓、抓冲抓、钻抓冲抓等不同的施工工艺，在软质~硬质岩层的地层施工中均可实现连续墙的成槽施工。（2）机械化程度高：本工法的施工过程中，充分发挥关键大型机械设备的使用，尽量减少人工或成孔效率相对较低的钻孔作业，尽量利用关键设备——槽壁机，提高作业效率。（3）成槽速度快：针对软硬互生岩层，采用导抓孔进行抓槽施工，解除了硬岩夹层对抓斗作业的限制，由于充分发挥了关键设备槽壁机的使用效率，加快了成槽进度。（4）成槽质量好：由于采用抓斗进行槽段成型，成型质量较好，较传统的2冲孔成槽及方锤冼槽成型好，保证了槽段成型质量；连续墙的墙面平整度较好。（5）大型吊装设备进行钢筋笼吊放，减少钢筋笼的现场焊接作业，保证连接质量。（6）双导管法进行水下混凝土灌注，保证连续墙水下混凝土灌注质量。3适应范围本工法较适宜于中硬以下的各类地层的地下连续墙施工，包括土层，全风化岩层、强风化岩层、中风化岩层及以上各种地质的互生岩层的成槽施工。特别是对软硬互生的岩层的成槽施工，本工法更有其适用性，可极大拓展成槽机的施工适用性，提高连续墙施工成槽效率和进度。特别注意，本工法不太适宜于坚硬以上的岩层（如微风化的花岗岩等）的成槽施工，对该类地层的连续墙成槽，可采用其它的成槽施工工艺。4工艺原理本工法根据围岩的情况不同，采取不同的成槽施工工艺，主要针对入岩后的中硬以下岩层，采取冲抓工艺进行成槽施工。针对中硬以下互生岩层的力学性能，结合机械施工能力及充分发挥机械施工性能，采取先冲导抓孔及进行抓槽施工，提高机械成槽效率。对中硬岩层先冲击成孔破坏原有岩层，利用冲抓工艺施工的关键设备——抓斗成槽机的机械切削能力进行入岩部分的槽段成形施工。5技术难点该工法的基本原理是在拟建地下连续墙的地面上，先构筑导墙，液压抓斗沿导墙壁挖土，并以倾斜仪测定抓斗的垂直度．然后通过操作纠偏液压推板调整液压抓斗的垂直状况，以控制成槽精度。在挖槽同时用泥浆护壁，防止壁面土体坍落。在成槽结束后，通过扫孔清孔工序，清除槽底浮渣，提高墙体承载力。最后放入钢筋笼，进行水下混凝土浇筑。采用冲抓工艺的地下连续墙施工存在以下技术难点：⑴槽孔建造方面：基于复杂的地质条件和墙体在开挖过程中要起围护和封水双重作用，槽孔建造要解决的难题有：在土砂层中保证槽壁的稳定；钻挖硬岩(不允许爆破)所需的机具和工艺；提高成槽精度（孔斜率，超、欠挖率），确保钢筋笼下设到位；提高清孔换浆质量，保证混凝土浇筑质量，减少接缝夹泥。⑵墙体防水方面：3选择合理可靠的墙段连接方法是地下连续墙防水和结构稳定的关键，为保证相邻槽段的无缝可靠连接，常规采用的方法是工字钢连接法和锁口管连接法。因此，做好工字钢接头防水（或锁口管接头防水）是墙体防水的关键。6工艺流程及操作要点6.1冲抓工艺连续墙施工工艺流程结合以上工艺原理，采用冲钻工艺施工地下连续墙的施工工艺流程如下：地下连续墙施工工艺流程图调试就位成槽机械组装材质检验钢筋笼制作地质勘察报告导墙施工槽段定位软质岩土层抓槽施工软硬互生岩层沉渣池泥浆池泥浆排放渣土外运冲导抓孔冲击钻机就位冲击钻机拼装冲切线孔抓槽施工方锤铣槽抓槽施工槽段清槽钢筋笼入槽锁口箱安装砼导管安装水下砼灌注拔除导管转入下一槽段配合比设计混凝土拌制试件检测试件制作泥浆制备及处理泥浆输入泥浆输入泥浆输入泥浆输入泥浆输入是否是否场地平整硬岩成槽46.2操作要点：6.2.1导墙施工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，严格复核，保证定位放线准确；2）导墙施做时放宽50mm，是为了保证抓斗、钻头、钢筋笼及锁口箱进出较为顺利；3）为保证连续墙因为成槽精度而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偏移100mm。4）导墙上口高出地面140mm，以防止垃圾和雨水冲入导槽内污染或稀释泥浆；5）导墙开挖土方时，如果外侧土体能保持垂直自立时，则以土壁代替外模板，避免回填土。否则外侧设模板。砼强度达到设计要求后，墙背用粘土夯填密实，防止地表水渗入槽内，引起槽段塌方；6）导墙施工完成后，在槽底铺上40mm厚50＃水泥砂浆，在槽段未开挖前可作临时储浆或换浆沟用。7）拆模后每隔2米安设上下两道支撑，支撑采用≥80mm直径的圆木与［10槽钢支撑。同时严禁重型机械在砼未达到设计强度之前靠近导墙行走，防止导墙变形。导墙结构如下图：导墙结构图1050200250425Ф10@2002001800800Ф12@200［10槽钢支撑夯填粘土50mm厚C20砼Φ80木轴支撑间距200020002300基坑内侧基坑外侧42585056.2.2泥浆制造1）新制泥浆配合比根据施工实际情况作调整，一般相对密度为1.06t/m3，由于材料性质的变动，每批新制的泥浆要对其性能，如粘度、相对密度、PH值、胶体等进行测试，符合技术要求的泥浆才允许使用。2）泥浆由泥浆搅拌机送入新浆池,再由新浆池流入循环浆池，在新浆池内静止24小时后，放入循环池，从循环池送入开挖槽段。从槽段中置换出来的泥浆流入沉淀池进行重力沉淀，重力沉淀16小时稳定后，用水泵抽走表面清稀部份浆水到循环池，并通过四层滤网过滤，将废渣排掉，余下的浆体再生重复利用，废浆由泥浆运输车弃置指定地点。3）成槽过程中，及时根据地层变化情况对泥浆参数进行检验、调整。泥浆的储备量为挖槽最大单元体积的1.5～2倍。泥浆质量控制的试验项目、取样时间与位置见下页表：泥浆检验时间、位置及试验项目序号泥浆取样时间和次数取样位置试验项目1新鲜泥浆搅拌泥浆达100m3时取样一次，分为搅拌时和放24h后各取一次搅拌机内及新鲜泥浆池内比重、粘度、含砂率、PH值2供给到槽内的泥浆在向槽段内供浆前优质泥浆池内泥浆送入泵收入口比重、粘度、含砂率、PH值3槽段内泥浆每挖一个槽段，挖至中间深度和接近挖槽完了时，各取样一次在槽内泥浆的上部供给泥浆影响之处同上在成槽后，钢筋笼放入后，砼浇灌前取样槽内泥浆的上、中、下三个位置同上4砼置换出泥浆判断置换泥浆能否使用开始浇注砼时和砼浇注数米内向槽内送浆泵吸入口PH、粘度、比重、含砂率再生处理处理前、处理后再生处理槽同上再生调制的泥浆调制前、调制后调制前、调制后同上6.2.3成槽施工1）成槽是地下连续墙施工中的关键工序，约占地下连续墙工期的一半时间，因此是提高工效缩短工期关键，同时成槽精度又是保证地下连续墙质量关键之一。针对不同地质情况，连续墙主成槽可采用不同的施工工艺方法，施工中一般采用冲抓工艺施工，即钻—抓—钻—冲—抓的方法，成槽工艺流程如下：62）施工方法（1）钻导孔槽壁机挖槽前先钻Φ800的导孔，用钻机从地面钻至岩面标高。其目的是：①使泥浆充分渗入孔周一定范围的砂层，增加砂层的粘结力，减少挖槽时槽壁的坍塌性和透水性；②槽壁机挖槽时抓斗有临空面，速度可提高；③探明地质情况，可提前选择施工工艺和安排工作顺序。钻导孔时，需随时检测钻杆的垂直精度，保证精度达到1/200～1/300。（2）抓槽施工钻完导孔后，用槽壁机进行挖槽，槽壁机上有垂直最小显示装置，当偏差大于1/500时，则进行纠偏工作。抓斗工作宽度2.7m，连续墙预埋工字钢槽段的开控长度为7.0米，一个标准槽段需要三幅抓才能完成，通过砂层时，挖槽速度不宜太快。对较硬的中风化岩和微风化岩，抓斗刃切削不动，需进行钻或冲槽，单元槽段成槽见下页图。211钻导孔槽壁机抓槽钻切线孔槽壁机抓槽冲锤冲槽槽壁机抓槽21连续墙成槽施工工艺流程图7（3）钻切线孔从中风化岩面开始，在槽段导孔之间补切线钻孔，钻至墙底标高下0.1m深，然后用槽壁机挖槽，能挖到底标高时则进行换浆工作，否则需冲槽（孔）。（4）冲槽冲槽采用国产ZP-3冲击钻机施工，配备方形冲锤，冲锤平面尺寸为0.76m×1.2m，整体铸钢，重量在钻机牵引功能限制下尽量选用重锤。对一个槽段，平面上从一端冲到另一端，每冲0.5m厚的一层岩，用槽壁机清一次沉碴，这样可提高冲击效率。冲槽至设计底标高下0.1m，用槽壁机抓斗清完沉碴后即可换浆。6.2.4连续墙接头施工连续墙接头是极其重要的施工环节，施工难度大，处理不好，将会给主体开挖及结构施工带来很多麻烦和困难，也会给围护结构留下长期质量隐患。1）接头形式选定根据设计要求选定，连续墙接头一般采用预埋工字钢接头。2）接头施工方法当槽段开挖、清槽完成后，接头工字钢焊接在钢筋笼上，与钢筋笼吊装一起8006000单元槽段成槽示意图标准槽段抓槽顺序3127002700227002800“Z”型槽段抓槽顺序132290010002700123泥浆液面导墙“L”型槽段抓槽顺序3134002700210008吊装入槽，工字钢外侧贴塑料泡沫，吊装到位后，工字钢背面回填砂包或粘土包压住。工字钢接头塑料泡沫要绑扎牢固，因槽段深浮力较大，在下钢筋笼过程中，如有泡沫松脱上浮，要取出钢筋笼，重新固定泡沫再吊放。工字钢接头示意图如下图所示意。3）接头处理连续墙施工最难处理的就是接头刷除泥皮，因为人眼看不到接头面，整个处理过程只能靠经验。连续墙接头采用工字钢形式，设计专用刷壁器，钢丝刷毛长40mm，刷壁器用钢板、型钢制作，刷毛用钢丝制作，毛长40mm。刷壁时用吊机吊起刷壁器，紧贴接头面从上至下刷壁。刷壁器每使用一次，都要立即用清水冲洗干净，及时更换损坏的钢丝。刷壁器大样见下图：6.2.5钢筋笼制作与安装钢筋笼采用整体制作、采用QUY-50型履带吊车整体吊装入槽，缩短工序时间。1）钢筋加工平台为保证地下连续墙特殊的工艺和精度要求，制做专门的钢筋网片加工平台，平台的平整度≤10mm。刷壁器刷壁器大样图连续墙工字钢接头示意图92）钢筋笼加工（1）钢筋笼一般尽寸均较大，重理较重，加工时应严格控制好质量；钢筋笼保护层用320×100×5mm钢板纵横1.8m间距布置一块焊在钢筋网片外侧。同时为保证加工和起吊时钢筋网片不变形，有一定刚度，在网片内设四组纵向钢筋桁架。钢筋笼结构见下图。（2）钢筋笼加工符合设计图纸和施工规范要求，钢筋笼加工按以下顺序；先铺设横筋，再铺设纵向筋，并焊接牢固。焊接低层保护垫块，然后焊接中间桁架。再焊接上层纵向筋和面层横向筋，然后焊接锁边筋，后焊接吊筋。（3）钢筋笼制作过程中，预埋件、测量元件位置要准确，并保留出导管位置，钢筋保护层定位块用5mm厚钢板，焊于水平筋上。起吊点附近的水平筋100%点焊，其于部位50%点焊。（4）为保证砼灌注导管顺利插入，纵向主筋放在内侧，横向钢筋放在外侧；（5）纵向钢筋的底端距离槽底10cm，同时钢筋底端稍向内弯折；（6）纵向钢筋搭接采用搭接双面焊，搭接长度5d，且钢筋轴线在一条直线上；（7）制作网片时，在制作平台上焊上定位钢筋桩，以提高工效和保证制作质量；3）钢筋笼吊放10（1）钢筋笼的起吊、运输和吊放应周密地制订施工方案，不允许在此过程中产生不能恢复的