一种采用变截面的地下连续墙支护基坑的施工方法与流程

1.本发明涉及基坑开挖支护工程领域，具体涉及一种采用变截面的地下连续墙支护基坑的施工方法。


背景技术：

2.地下连续墙是基坑工程中常用的一种支护结构，在泥浆护壁条件下，在地面开挖出一条狭长的深槽，清槽后吊放钢筋笼，用导管法灌筑水下混凝土从而形成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁。
3.目前国内地铁车站施工较为常用的方法有：明挖顺作法、盖挖顺作法、盖挖逆作法和暗挖法四种。这四种施工方法各有其适用条件和优缺点，主要根据车站的周边环境、地质条件、工期、造价、施工难度等而定。
4.盖挖逆作法的围护体系具有刚度大、变形小、安全性高、对地面功能的干扰小、管线改迁较容易、可大幅节省临时支撑体系的安拆等优点，该工法的主要缺点是工艺较复杂、工期较长，在软弱地层、中心街区、商业繁华地段等对环境文明、变形控制要求程度高的地区优先选用。
5.地下连续墙作为盖挖逆作的一种支护结构，在软弱地层、高承压水的地质条件时，凭借着刚度大、止水好常作为支护结构方案首选。
6.常规的盖挖逆作结构顶板施工方法有三种：
7.a.放坡开挖
8.当场地条件开阔时，可在结构顶板(标号3)开挖深度范围内采取放坡开挖，以便结构顶板施工时，结构顶板搭接在围护结构冠梁上。该方法工艺简单，但对场地条件有要求，土方开挖回填量大，工程投资中等，详见图1(a)。
9.b.增设围护结构
10.当场地条件受限时，放坡不允许，可在既有地下连续墙外侧增设一排钻孔桩(标号4)，钻孔桩形成的悬臂结构挡土挡水，从而确保结构顶板施工时，结构顶板搭接在围护结构冠梁上。该方法工艺简单，但需要增设围护结构，工程投资高，详见图1(b)。
11.c.榫槽围护结构
12.当场地条件受限，不允许设置钻孔桩时，可在结构顶板高度范围内，通过在地下连续墙内侧凿除一定范围，从而在结构顶板施工时，结构顶板嵌固在地下连续墙上，形成榫槽(标号5)结构。该方法工艺复杂，施工难度高，工程投资小，详见图1(c)。
13.常规的盖挖逆作结构顶板施工工艺各有优缺点，因此有必要研究一种工艺简单、施工难度小、工程投资小的工艺。


技术实现要素：

14.针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种采用变截面的地下连续墙支护基坑的施工方法。本发明在盖挖逆作的基坑支护结构的地下连续墙上部截面采取泡
沫板填充方式，待浇筑水下混凝土时在地下连续墙上部形成变截面，截面变化处搭接盖挖逆作法的结构顶板，从而达到地下连续墙的“一墙双用”，即作为水平挡土结构又作为竖向顶板承载结构，具有工艺简单、施工难度小、工程投资小的特点，适用于场地条件紧凑、施工工期紧张的工程。
15.为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：
16.一种采用变截面的地下连续墙支护基坑的施工方法，包括如下步骤：
17.s1、按照施工要求顺次进行导墙施工、成槽开挖、泥浆护壁、槽底清孔，得到施工完成的槽孔；
18.s2、在预制好的地下连续墙的钢筋笼至少部分上段固设有泡沫板，使得带有泡沫板的钢筋笼整体在宽度方向上的截面大小一致；
19.s3、将带有泡沫板的钢筋笼下放至槽孔内，然后向钢筋笼内放置导管，沿导管向槽孔中注入混凝土，直至形成变截面的地下连续墙；
20.s4、开挖基坑至地下连续墙的截面变化处，并同步拆除泡沫板，然后在地下连续墙顶部以及截面变化处分别浇筑冠梁和结构顶板，直至施工完成。
21.优选的是，所述步骤s2中，与泡沫板对应的钢筋笼区段上增设构造钢筋。
22.为满足地下连续墙冠梁施工时，上部地下连续墙结构的构造要求，由于地下连续墙上部变截面区段的厚度变薄，因此在与泡沫板对应的钢筋笼区段上增设构造钢筋，以确保上部地下连续墙结构的整体稳定和刚度要求。
23.进一步优选的是，构造钢筋包括临近泡沫板一侧的竖向加强钢筋和水平加强钢筋，竖向加强钢筋和水平加强钢筋焊接在一起。
24.构造钢筋临近泡沫板一侧设置，可以作为绑扎泡沫板的基础结构，进一步降低在地下连续墙浇筑过程中泡沫板上浮对钢筋笼结构稳定性的影响。竖向加强钢筋和水平加强钢筋交叉焊接在一起，可确保上部地下连续墙结构的整体稳定和刚度要求。
25.优选的是，所述步骤s2中，泡沫板的布置范围为钢筋笼临近基坑方向的钢筋笼顶部至其截面变化处。泡沫板的布置有助于地下连续墙临近基坑一侧的上部形成变截面。
26.进一步优选的是，泡沫板通过拼接成块，并采用铁丝绑扎在钢筋笼上。泡沫板分为多个拼接块，便于施工人员采用钢丝绑扎，同时也便于后期的拆除。
27.优选的是，所述步骤s2中，在钢筋笼的长度方向两侧均焊接若干定位垫块，定位垫块纵向间隔布置。定位块的设置可以确保钢筋保护层的厚度。
28.优选的是，所述步骤s2中，钢筋笼顶部宽度方向上填充有泡沫板。可满足地下连续墙顶部需设置沟槽以穿过排水管线的需要，避免人工后期破除钢筋混凝土结构。
29.优选的是，所述步骤s3中，开始浇筑混凝土时速度加快，使槽底沉渣随着混凝土表面一起上升，待混凝土的顶标高临近泡沫板时，应缓慢浇筑。刚开始浇灌时速度要快，使槽底沉渣随着混凝土表面一起上升，待混凝土的顶标高临近泡沫板时，应缓慢浇筑，以确保泡沫板底部混凝土浇筑密实，并防止水下混凝土的上升影响泡沫板的固定。
30.优选的是，所述步骤s4中，泡沫板在基坑开挖期间，采取人工破除的方式，将其与地下连续墙剥离。
31.优选的是，所述步骤s4中，在地下连续墙截面变化处先浇筑冠梁再浇筑结构顶板。地下连续墙截面变化处浇筑冠梁，可进一步增强结构顶板与地下连续墙截面变化处的结构
稳定性。
32.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
33.本发明仅采用在钢筋笼上部绑扎易拆除、成本低的泡沫板，一次浇筑即可形成变截面的地下连续墙，工艺简单、施工难度小、工程投资小(以一幅平面长6000mm、厚1200mm、高4000mm的地连墙为例，当设置的泡沫板厚500mm时，一幅地连墙可节省浇筑和拆除混凝土12.0m3，节约工程投资1.2万元)。
34.本发明采用一次浇筑成型的变截面地下连续墙，即可满足施工冠梁和结构顶板的条件，同时还用于阻挡基坑外部的土进入基坑内，无需另外搭建围护结构，适用于场地条件紧凑、施工工期紧张(可节约拆除时间7d)的工程。
35.本发明可在地下连续墙宽度方向填充泡沫板，可满足地下连续墙顶部需设置沟槽以穿过排水管线的需要，避免人工后期破除钢筋混凝土结构。
附图说明
36.图1是背景技术中的常规的盖挖逆作结构示意图，其中(a)为放坡开挖结构，(b)为增设围护结构，(c)为榫槽围护结构；
37.图2是本发明的典型剖面结构示意图；
38.图3是本发明的带有泡沫板的地下连续墙的结构示意图；
39.图4是图3中a
‑
a向剖面图；
40.图5是图3中b
‑
b向剖面图；
41.图6是图3中c
‑
c向剖面图；
42.图7是本发明的地下连续墙及管线的平面布置图；
43.图8是本发明的地下连续墙及管线的立面结构示意图。
44.附图标记：1
‑
地下连续墙；11
‑
钢筋笼；2
‑
冠梁；3
‑
结构顶板；4
‑
钻孔桩；5
‑
榫槽；6
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泡沫板；7
‑
构造钢筋；71
‑
竖向加强钢筋；72
‑
水平加强钢筋；8
‑
导管；9
‑
管线。
具体实施方式
45.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
46.下面结合附图2～8和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
47.本实施例提供一种采用变截面的地下连续墙支护基坑的施工方法，包括如下步骤：
48.首先：按照施工要求顺次进行导墙施工、成槽开挖、泥浆护壁、槽底清孔，得到施工完成的槽孔。
49.其中，地下连续墙成槽技术参数如下：
50.1)地下连续墙1槽段在开挖过程中，槽内应始终充满泥浆，以保持槽壁稳定；2)槽
段开挖应加强稳定性的观测，如槽壁发生较严重局部坍塌时应及时回填并妥善处理；3)施工中泥浆漏失应及时补浆，始终保持所必须的液面高度。定期检查泥浆质量，及时调整泥浆指标；4)槽段开挖完毕，应检查槽位，槽深、槽宽及槽壁垂直度，合格后方可进行清槽换浆工作；5)槽段终槽深度的控制应符合下列要求：a.槽段终槽深度必须保证设计深度，同一槽段内，槽底开挖深度一致并保持平整；b.同一槽段内加长段地下连续墙1的槽底需与一期槽段的槽底开挖深度一致；6)槽段的长度、厚度、倾斜度等应符合下列要求：a.槽段长度允许偏差
±
2.0％；b.槽段厚度允许偏差
±
10mm；c.槽段垂直度允许偏差
±
1/300；d.墙面局部突出不应大于100mm；e.墙面上预埋件的位置偏差不应大于100mm；f.墙顶中心线偏差：≤30mm；g.孔洞、露筋、蜂窝的面积不得超过单元槽段裸露面积的5％；h.槽段接缝处无夹泥，无漏水现象；7)挖槽结束后应将槽底的沉渣等杂物清理干净，槽底清理和置换泥浆结束1小时后，槽底500mm高度以内的泥浆比重不大于1.15，沉渣厚度不得大于100mm。
51.其次：在预制好的地下连续墙1的钢筋笼11至少部分上段固设有泡沫板6，使得带有泡沫板6的钢筋笼11整体在宽度方向上的截面大小一致，如图3至6所示。
52.其中，泡沫板6的布置范围为钢筋笼11临近基坑方向的钢筋笼11顶部至其截面变化处。泡沫板6通过拼接成块，并采用铁丝绑扎在钢筋笼11上。由于泡沫板6密度小，需绑扎牢固以防止泡沫板6在钢筋笼11下放、水下混凝土浇筑过程中上浮。泡沫板6在基坑开挖期间，直接采取人工破除的方式，将其与地下连续墙1剥离。
53.其中，钢筋笼11的制作如下：
54.1)为满足地下连续墙1冠梁2施工时，上部地下连续墙1结构的构造要求。与泡沫板6对应的钢筋笼11区段上增设构造钢筋7，构造钢筋7包括临近泡沫板6一侧的竖向加强钢筋71和水平加强钢筋72，竖向加强钢筋71和水平加强钢筋72焊接在一起。
55.2)钢筋笼11的主筋应采用焊接或机械连接，同一连接区段内的接头数量不得大于50％，接头应尽量放在受力较小的位置。纵横钢筋桁架的交点及其与钢筋笼11的交点应全部点焊，主筋与分布筋交点可间隔点焊。地下连续墙1单元槽段的钢筋笼11宜装配为一个整体；必须分段时，采用机械连接，接头应相互错开。
56.3)为保证钢筋保护层厚度，在钢筋笼11的两侧应焊接定位块，钢筋笼11宽度方向每侧设两列，每定位块纵向间距为4m。
57.再者：将带有泡沫板6的钢筋笼11下放至槽孔内，然后向钢筋笼11内放置导管8，沿导管8向槽孔中注入混凝土，直至形成变截面的地下连续墙1。为顺利浇筑水下混凝土，导管8布置需调整到地下连续墙1的变截面中部，如图4所示。
58.钢筋笼11的吊装及预埋件埋设：
59.1)钢筋笼11入槽至设计标高时，用槽钢穿入钢筋笼11竖向桁架上端的吊环内将其搁置在导墙上。
60.2)钢筋笼11制作与吊装偏差控制要求：
61.竖向主筋间距偏差不宜大于10mm，水平主筋间距偏差不宜大于20mm；预埋件位置偏差不宜大于10mm；钢筋笼11吊入槽内中心位置不宜大于10mm；钢筋笼11吊入槽内垂直度不宜大于2
‰
；钢筋笼11吊入槽内标高偏差不宜大于10mm。
62.混凝土浇筑：
63.1)混凝土导管8直径、间距、位置，应错开泡沫板6的平面布置。
64.2)混凝土配合比应满足设计强度要求，采用导管8在泥浆中浇筑的混凝土应和易性好、流动度大、缓凝；混凝土与泥浆密度差应大于1.1。
65.3)混凝土浇灌前，可利用导管8进行约15min以上的泥浆循环，以改善槽内泥浆质量。
66.4)钢筋笼11入槽6h内应开始浇灌混凝土，刚开始浇灌时速度要快，使槽底沉渣随着混凝土表面一起上升，待混凝土的顶标高临近泡沫板6时，应缓慢浇筑，以确保泡沫板6底部混凝土浇筑密实，并防止水下混凝土的上升影响泡沫板6的固定。
67.此外，在钢筋笼11顶部宽度方向上还可以填充泡沫板6，可满足地下连续墙1顶部需设置沟槽以穿过排水管线9的需要，避免人工后期破除钢筋混凝土结构，如图7和8所示。
68.最后：开挖基坑至地下连续墙1的截面变化处，并同步拆除泡沫板6，然后在地下连续墙1顶部以及截面变化处均浇筑冠梁2，再在截面变化处的冠梁2上浇筑结构顶板3，直至施工完成。泡沫板6在基坑开挖期间，直接采取人工破除的方式，将其与地下连续墙1剥离，地下连续墙1的变截面形成挡土支挡结构，如图2所示。
69.本发明的地下连续墙1上部变截面采取泡沫填充的方式，在水下混凝土浇筑时，可在地下连续墙1上部形成变截面，截面变化处可设置钢筋混凝土冠梁2、盖挖逆作法的结构顶板3，从而达到“一墙双用”的目的，避免在地下连续墙1外单独另设钻孔桩4、钢板桩等支护结构。
70.依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的一种采用变截面的地下连续墙支护基坑的施工方法，并且能够产生本发明所记载的积极效果。
71.如无特殊说明，本发明中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
72.除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
73.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。