一種通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法，此通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法通過旋挖機成槽，可達到更高的自動化程度，且旋挖機成槽施工步驟的鉆進能力強、取土速度快，可適用于更多地況環(huán)境下，特別是密集的城市建筑群中和毗鄰地鐵隧道旁施工的地下連續(xù)墻工程，此發(fā)明用于建筑施工領域。
【專利說明】一種通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑施工領域，特別是涉及一種通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法。

【背景技術】
[0002]隨著城市高速發(fā)展，城市土地日趨緊張，高層和超高層建筑大量涌現(xiàn)，深基坑在當今的城市高層建筑中已經(jīng)比較普遍，二層至五層地下室的設計，大大節(jié)約了城市建設用地。由于基坑周圍環(huán)境和施工場地的限制，地下連續(xù)墻因其剛度大、整體性好等優(yōu)點被廣泛應用于大型深基坑施工中。
[0003]地下連續(xù)墻開挖技術起源于歐洲。它是根據(jù)打井和石油鉆井使用泥漿和水下澆注混凝土的方法而發(fā)展起來的，1950年在意大利米蘭首先采用了護壁泥漿地下連續(xù)墻施工，20世紀50?60年代該項技術在西方發(fā)達國家及前蘇聯(lián)得到推廣，成為地下工程和深基礎施工中有效的技術。
[0004]經(jīng)過幾十年的發(fā)展，地下連續(xù)墻技術已經(jīng)相當成熟，其中以日本在此技術上最為發(fā)達，目前地下連續(xù)墻的最大開挖深度為140m，最薄的地下連續(xù)墻厚度為20cm。
[0005]1958年，我國水電部門首先在青島丹子口水庫用此技術修建了水壩防滲墻，到目前為止，全國絕大多數(shù)省份都先后應用了此項技術。地下連續(xù)墻已經(jīng)并且正在代替很多傳統(tǒng)的施工方法，而被用于基礎工程的很多方面。在它的初期階段，基本上都是用作防滲墻或臨時擋土墻。通過開發(fā)使用許多新技術、新設備和新材料，現(xiàn)在已經(jīng)越來越多地用作結構物的一部分或用作主體結構，更被用于大型的深基坑工程中。
[0006]地下連續(xù)墻施工設備主要包括成槽挖掘機械，泥漿制配、處理機具，混凝土灌筑設備，槽段接頭機具等四部分，其中最重要的就是成槽挖掘機械。
[0007]目前地下連續(xù)墻成槽挖掘機械常采用的有以下幾種設備:
抓斗式成槽挖掘機是當前國際及國內(nèi)得到最普通應用的主要成槽機類型，結構簡單，易于操作維修，運轉費用低，廣泛應用在較軟弱的沖積地層。機械式鋼絲繩抓斗和伸縮桿式液壓抓斗是目前最常使用的兩種抓斗式成槽挖掘機。但是，抓斗式成槽挖掘機不適用于大塊石、漂石、基巖等工況施工，當標準貫入度值較大時，效率很低。
[0008]沖擊式成槽機是在兼有排土功能的鉆筒端部安裝上沖擊鉆機，操作各種形狀的沖擊鉆頭，可以反復挖掘，橫向移動，適用于中等規(guī)模的地下連續(xù)墻的施工，設備簡單，操作容易，對地質(zhì)條件適應性良好，適用一般軟土地層，也可使用砂礫石、卵石、基巖，設備低廉。但工效低，成槽質(zhì)量差，國際及國內(nèi)采用此種方法進行地下連續(xù)墻施工的已越來越少。但是，沖擊式成槽機的功效低，成槽時的振動波向四周傳播，會給周圍設施造成危害。
[0009]液壓滾銑式成槽機是為適應于極堅硬地層和巖石中的構筑深部地下連續(xù)墻的需要而開發(fā)的一種新型挖掘機。液壓滾銑式成槽機挖槽深度可達100m，并確保槽的垂直度在2%。以下，其特點是工效快，適用不同地質(zhì)條件，包括基巖。但此類設備昂貴，成本高，不適用漂石、大孤石等地層。
[0010]多頭鉆成槽機是一種以潛水電動機為動力，通過多軸旋轉鉆頭的無鉆桿的鉆機。這種鉆機由于無需安裝鉆桿節(jié)省了時間，動力靠近鉆頭，所以功率消耗小，利用重力定向，鉆孔垂直精度高。其特點是挖掘速度快，機械化程度高，但是此類成槽機不適用卵石、漂石地層，更不能用于基巖，且設備體積自重大。
[0011]我國現(xiàn)在最常使用的抓斗成槽機適用于較松軟的土質(zhì)，土層N值超過30則挖掘速度會急劇下降。在進入巖石層或堅硬地層施工時，需要沖孔機配合作業(yè)。沖孔機是靠樁錘的自由落體產(chǎn)生的沖擊力進行挖掘，故對巖層的挖掘速度遠遠比對土層的低，所以在入巖階段，沖孔機工效會大大降低。
[0012]為解決目前抓斗成槽機械入巖功效低、環(huán)境污染大等缺點，本發(fā)明利用旋挖鉆機成槽自動化程度高、鉆進能力強、取土速度快等特點，用于土層為填土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、各類風化巖等巖土層的深基坑地下連續(xù)墻工程，特別是密集的城市建筑群中和毗鄰地鐵隧道旁施工地下連續(xù)墻工程。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種自動化程度更高且施工效率更快的通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法。
[0014]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
一種通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)、通過挖掘機進行連續(xù)墻導墻施工；
2)、沿連續(xù)墻導墻的墻壁覆蓋泥漿進行護壁；
3)、采用旋挖機沿連續(xù)墻導墻跳挖成槽，形成連續(xù)墻體；
4)、通過泵吸反循環(huán)進行槽底清孔換漿；
5)、制作鋼筋籠，并在所述鋼筋籠上焊接工字鋼接頭，然后將鋼筋籠對準單元槽段中心插入成槽內(nèi)；
6)、進行水下混凝土的施工。
[0015]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，步驟3)中，通過旋挖機施工成槽鉆孔時，位于成槽中段的孔均與兩側的孔相交，施工順序為先施工中間間隔一孔的相鄰的兩孔，再施工相鄰的所述兩孔間的連接孔。
[0016]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，步驟I)中，所述連續(xù)墻導墻的深度為Im?2m間，所述連續(xù)墻導墻均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，所述連續(xù)墻導墻的沿成槽長度方向的橫截面為正“L”型和倒“L”型。
[0017]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，步驟2)中，進行護壁的泥漿的比重為1.05g/cm3?1.25g/cm3，漏斗粘度為18s?35s,失水量小于25ml/30min,含砂率小于6%。
[0018]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，步驟4)中通過泵吸反循環(huán)進行槽底清孔換漿，清孔時間大于或者等于30分鐘，清孔泵底離槽底距離為200mm?500mm，泥漿比重應小于或者等于1.2，含砂率小于或者等于8%，粘度小于或者等于28S。
[0019]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，步驟6)中，成槽長度小于4米時，采用一根導管澆筑混凝土 ；成槽長度大于4米且小于6米時，采用兩根導管澆筑混凝土 ；成槽長度大于6米時，采用三根導管澆筑混凝土。
[0020]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，各所述導管間的距離不大于3米。
[0021]本發(fā)明的有益效果:此通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法通過旋挖機成槽，可達到更高的自動化程度，且旋挖機成槽施工步驟的鉆進能力強、取土速度快，可適用于更多地況環(huán)境下，特別是密集的城市建筑群中和毗鄰地鐵隧道旁施工的地下連續(xù)墻工程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
圖1是本發(fā)明實施例步驟3)成槽順序示意圖。

【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明為一種通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)、通過挖掘機進行連續(xù)墻導墻施工；
2)、沿連續(xù)墻導墻的墻壁覆蓋泥漿進行護壁；
3)、采用旋挖機沿連續(xù)墻導墻跳挖成槽，形成連續(xù)墻體；
4)、通過泵吸反循環(huán)進行槽底清孔換漿；
5)、制作鋼筋籠，并在所述鋼筋籠上焊接工字鋼接頭，然后將鋼筋籠對準單元槽段中心插入成槽內(nèi)；
6)、進行水下混凝土的施工。
[0024]此通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法通過旋挖機成槽，可達到更高的自動化程度，且旋挖機成槽施工步驟的鉆進能力強、取土速度快，可適用于更多地況環(huán)境下，特別是密集的城市建筑群中和毗鄰地鐵隧道旁施工的地下連續(xù)墻工程。
[0025]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，步驟3)中，通過旋挖機施工成槽鉆孔時，位于成槽中段的孔均與兩側的孔相交，施工順序為先施工中間間隔一孔的相鄰的兩孔，再施工相鄰的所述兩孔間的連接孔。
[0026]參照圖1，連續(xù)墻采用旋挖鉆機跳挖成槽，按1、3、2、5、4、7、6、8順序鉆孔。
[0027]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，步驟I)中，所述連續(xù)墻導墻的深度為Im?2m間，所述連續(xù)墻導墻均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，所述連續(xù)墻導墻的沿成槽長度方向的橫截面為正“L”型和倒“L”型。
[0028]連續(xù)墻導墻內(nèi)凈寬度的設計比墻厚大30mm，導墻頂面比施工道路高10mm?200mm,深度一般在Im?2m之間。連續(xù)墻導墻落在原土層上,連續(xù)墻導墻開挖采用挖掘機，人工配合清底、夯填、整平。在混凝土強度達到70%時拆除模板，連續(xù)墻導墻拆模后，必須立即在兩片導墻間加設橫向木枋對撐，水平間距為1.5m，上下兩道，連續(xù)墻導墻的施工接縫位置必須與連續(xù)墻接頭位置錯開。
[0029]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，步驟2)中，進行護壁的泥漿的比重為1.05g/cm3?
1.25g/cm3，漏斗粘度為18s?35s，失水量小于25ml/30min，含砂率小于6%。泥漿制備宜采用膨潤土，當用粘土代替時，其含砂率不大于4%，造漿率不小于5m3/t，塑性指數(shù)不小于25，泥漿用水的PH值宜為中性，鈣離子濃度小于lOOPPm。
[0030]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，步驟4)中通過泵吸反循環(huán)進行槽底清孔換漿，清孔時間大于或者等于30分鐘，清孔泵底離槽底距離為200mm?500mm，泥漿比重應小于或者等于1.2，含砂率小于或者等于8%，粘度小于或者等于28S。
[0031]使用接頭鋼刷對接頭進行刷洗，清除槽段工字鋼表面附著的泥皮，以保證接頭處鋼板與混凝土的有效粘結，以防接頭處漏水。
[0032]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，步驟6)中，成槽長度小于4米時，采用一根導管澆筑混凝土 ；成槽長度大于4米且小于6米時，采用兩根導管澆筑混凝土 ；成槽長度大于6米時，采用三根導管澆筑混凝土。
[0033]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，各所述導管間的距離不大于3米。
[0034]鋼筋籠在鋼平臺上制作，鋼筋的連接方式采用焊縫焊接，同一截面的接口率不大于50%，為保證起吊過程中不發(fā)生變形或扭曲，在鋼筋籠內(nèi)部配置2?4榀縱向桁架，桁架主筋宜采用HRB400級鋼筋，鋼筋直徑不小于20mm。較長的鋼筋籠可分段制作，分段起吊，上下段鋼筋籠采用幫條焊連接，搭接長度為60倍鋼筋直徑，鋼筋接頭位置設在墻體彎矩較小處。
[0035]插入鋼筋籠時，使鋼筋籠對準單元槽段的中心，垂直而又準確的插入槽內(nèi)。鋼筋籠進入槽內(nèi)時，吊點中心必須對準槽段中心，然后徐徐下降，此時必須注意不要因起重臂擺動或其他影響而使鋼筋籠產(chǎn)生橫向擺動，造成槽壁坍塌，安放鋼筋籠后及時用測繩測量沉渣厚度，若孔底沉渣厚度不滿足要求，則通過導管壓入清漿，進行第二次清孔。
[0036]工字鋼接頭具有整體性、抗?jié)B性好等優(yōu)點，為確保連續(xù)墻的質(zhì)量，采用工字鋼接頭施工工藝。在加工鋼筋籠時，將工字型鋼接頭與鋼筋籠整體焊接，工字鋼板底部為連續(xù)墻底面標高上250mm，頂部為連續(xù)墻頂面標高上500mm。工字鋼板上焊接寬為200mm、厚度為Imm的鋼板，下籠后接頭處回填砂袋防止混凝土繞流。.為確?；炷恋馁|(zhì)量符合設計要求及滿足施工工藝要求的需要，混凝土采用雙摻技術，摻入適量的磨細粉煤灰及外加劑，提高混凝土的和易性，混凝土的坍落度控制在180mm?220mm，初凝時間彡4h，水灰比彡0.55，水泥用量彡370kg/m3，含砂率控制在409^50%。
[0037]單兀槽段長度L < 4m米用一根導管燒筑,4m < L ^ 6m米用兩根導管，L > 6m米用三根導管，防止混凝土液面不均勻上升。同時使用多根導管灌注時，其間距不應大于3m，距槽段端部不得超過1.5m。各導管處的混凝土表面的高差不宜大于0.3m，混凝土應在終凝前澆筑完畢，終澆混凝土高程應高于設計要求0.5m，以保證墻頂質(zhì)量。
[0038]混凝土初灌量應確保導管下口一次埋入混凝土澆筑面以下不少于800mm。導管埋入混凝土深度宜為2m?4m，澆筑液面上升速度不宜小于3m/h，不將導管提出混凝土澆筑面。
[0039]當然，本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于上述實施方式，熟悉本領域的技術人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)、通過挖掘機進行連續(xù)墻導墻施工； 2)、沿所述連續(xù)墻導墻的墻壁覆蓋泥漿進行護壁； 3)、采用旋挖機沿連續(xù)墻導墻跳挖成槽，形成連續(xù)墻體； 4)、通過泵吸反循環(huán)進行槽底清孔換漿； 5)、制作鋼筋籠，并在所述鋼筋籠上焊接工字鋼接頭，然后將鋼筋籠對準單元槽段中心插入成槽內(nèi)； 6 )、進行水下混凝土的施工。
2.根據(jù)權利要求1所述的通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法，其特征在于:所述步驟3)中，通過旋挖機施工成槽鉆孔時，位于成槽中段的孔均與兩側的孔相交，施工順序為先施工中間間隔一孔的相鄰的兩孔，再施工相鄰的所述兩孔間的連接孔。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法，其特征在于:所述步驟I)中，所述連續(xù)墻導墻的深度為Im?2m間，所述連續(xù)墻導墻均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，所述連續(xù)墻導墻的沿成槽長度方向的橫截面為正“L”型和倒“L”型。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法，其特征在于:所述步驟2)中，進行護壁的泥衆(zhòng)的比重為1.05g/cm3?1.25g/cm3,漏斗粘度為18s?35s,失水量小于25ml/30min,含砂率小于6%。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法，其特征在于:所述步驟4)中通過泵吸反循環(huán)進行槽底清孔換漿，清孔時間大于或者等于30分鐘，清孔泵底離槽底距離為200mm?500mm，泥漿比重應小于或者等于1.2，含砂率小于或者等于8%，粘度小于或者等于28S。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法，其特征在于:所述步驟6)中，成槽長度小于4米時，采用一根導管澆筑混凝土 ；成槽長度大于4米且小于6米時，采用兩根導管澆筑混凝土 ；成槽長度大于6米時，采用三根導管澆筑混凝土。
7.根據(jù)權利要求6所述的通過旋挖機進行地下連續(xù)墻施工的方法，其特征在于:各所述導管間的距離不大于3米。
【文檔編號】E02D5/18GK104314071SQ201410577804
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權日:2014年10月24日
【發(fā)明者】江涌波 申請人:廣州市第四建筑工程有限公司