地連墻套銑接頭施工工藝及建議
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摘要：目前，地下連續(xù)墻施工多采用雙輪銑槽機(jī)進(jìn)行施工，雙輪銑槽機(jī)對于套銑接頭有著絕對的優(yōu)勢。筆者結(jié)合地連墻施工的經(jīng)驗(yàn)，對地下連續(xù)墻二期槽套銑接頭的施工工藝、效率等作出簡要分析，并提出一些建議供業(yè)內(nèi)人士參考。
關(guān)鍵詞：地下連續(xù)墻；雙輪銑槽機(jī)；成槽；套銑接頭工藝
引言
“十九世紀(jì)是橋的世紀(jì)，二十世紀(jì)是高層建筑的世紀(jì)，二十一世紀(jì)是開發(fā)利用地下空間的世紀(jì)”。進(jìn)入二十一世紀(jì)后，我國很多大中城市面臨人口上漲、交通擁擠、生活工作空間緊張等現(xiàn)實(shí)問題。如何大力開發(fā)利用地下空間，拓展城市發(fā)展空間；如何建設(shè)具有中國特色的資源節(jié)約型環(huán)境友好型城市，以及具有高防災(zāi)減災(zāi)水平的城市，成為我國城市建設(shè)面臨的重大問題。鑒于上述原因，由于具有施工振動小、噪聲低，墻體剛度大，防滲性能好，對周圍地基擾動小等特點(diǎn)，越來越多的地下連續(xù)墻被用于工程項(xiàng)目建設(shè)中。雙輪銑槽機(jī)作為一種先進(jìn)的地下連續(xù)墻施工設(shè)備，它對地層的適應(yīng)范圍廣，通過更換不同類型的銑刀輪及銑齒，可以滿足不同地層的成槽銑削。連續(xù)墻接頭可以直接用銑槽機(jī)套銑，接頭施工工藝簡單、快速、可靠，是目前最先進(jìn)的地下連續(xù)墻施工設(shè)備。筆者結(jié)合上海科技大學(xué)硬X射線自由電子激光裝置地連墻項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn)，對地下連續(xù)墻二期槽套銑接頭的施工工藝、效率等作出簡要分析和介紹，并提出了自己的建議，供各位同仁參考，希望對今后的工作能有所幫助。
1地連墻接頭
1．1地連墻接頭方法
針對地連墻二期槽成槽接頭方法較多，目前國內(nèi)常用的接頭方法大致包括：接頭管（鎖口管）接頭、接頭箱接頭、工字鋼型接頭、套銑接頭等。
1．2常用接頭方法的對比
（1）接頭管（鎖口管）接頭。將表面光滑的鋼管放置于已施工完成的二期槽端頭處，用來阻擋混凝土并形成半圓弧形端頭。接頭管是一種應(yīng)用較多，具有抗剪及防滲的作用，但是其抵抗彎矩能力較弱。（2）接頭箱接頭。接頭箱的使用與接頭管相類似，在已施工完成的二期槽段端頭放置鎖口管與敞口的接頭箱。接頭箱的主要目的是保護(hù)一期槽外延鋼筋接頭，使其與二期槽接頭相互連接成墻。（3）工字鋼型接頭。即一期槽鋼筋籠側(cè)面與工字鋼焊接成一個整體，一期槽鋼筋籠下放后在工字鋼側(cè)面超挖處投放沙袋，起到扶正及防止混凝土繞流的作用，在沙袋上部安放接頭板。工字鋼接頭造價較高，銑削沙袋易堵管，二期槽銑削效率較高。（4）套銑接頭。在一期槽施工時，距離鋼筋籠端頭超挖600mm左右，整體澆筑成墻，當(dāng)左右兩側(cè)一期槽段施工澆筑完畢后，進(jìn)行二期槽的銑削成槽，二期槽寬度一般與銑槽機(jī)寬度相等且左右兩側(cè)各銑削已澆筑混凝土300mm。套銑接頭的優(yōu)點(diǎn)是可以節(jié)約工字鋼等鋼材的消耗，減輕鋼筋籠的重量，降低施工成本；灌注時可以全速灌注，不存在繞流問題，確保接頭質(zhì)量和施工安全性；銑削二期槽時，雙輪銑可以銑削掉兩側(cè)已經(jīng)凝固的混凝土，形成新鮮且粗糙的混凝土面，接頭質(zhì)量及水密性良好等，但套銑接頭的施工效率較低。套銑接頭的工作原理見圖1。
2套銑接頭的施工工藝
2．1銑槽機(jī)的開槽準(zhǔn)備
二期槽施工時，上部6m左右因接頭板保護(hù)為原土層，采用抓斗開槽至6m左右，因要保證刀架下部泥漿泵完全進(jìn)入泥漿面，且泥漿可以對齒輪箱馬達(dá)進(jìn)行冷卻。抓斗開槽時要控制開槽質(zhì)量，保證垂直度。銑槽機(jī)就位后要在槽口安放導(dǎo)承框，對銑槽機(jī)刀架起到扶正作用。銑槽機(jī)開槽作業(yè)時要控制銑削進(jìn)尺速度在3m／h以下，開槽時刀架上部位于地面以上，會產(chǎn)生較大的晃動，所以要嚴(yán)格控制銑削速度，保證開槽質(zhì)量。
2．2銑槽參數(shù)的選擇及功效
雙輪銑銑削二期槽段時，建議選用錐齒輪進(jìn)行銑削，既可以保證銑削效率又可以節(jié)約成本。錐齒的銑削原理主要為先進(jìn)行擠壓破裂再進(jìn)行銑削作業(yè)。銑槽機(jī)銑削速度控制在100mm／min以下，壓力50～100kN，左右銑輪轉(zhuǎn)速維持在17～23r／min，泵量維持在220m3／h左右，根據(jù)刀架傾角儀顯示數(shù)據(jù)隨時進(jìn)行糾偏操作。因左右兩端頭處為較硬混凝土，所以銑削過程中刀架始終處于不斷擺動狀態(tài)，銑削成槽時要時刻注意傾角儀顯示角度變化，且注意刀架各方向擺動的極值，根據(jù)正負(fù)極值的平均值判斷刀架目前傾斜情況，然后進(jìn)行糾偏板操作。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)二期槽的成槽效率一般在6m3／h左右，銑槽截齒消耗約0．5～0．8個／m3。
2．3成槽的后續(xù)工作
（1）一次清底換漿。銑削至設(shè)計(jì)深度后，進(jìn)行清底換漿作業(yè)，根據(jù)槽段泥漿量，結(jié)合刀架泥漿泵泵量，大致計(jì)算清底換漿時間，并在后臺除砂機(jī)處檢測泥漿性能。泥漿參數(shù)要求為：漏斗黏度25～30s，密度1．03～1．10g／cm3，含砂量＜5％，濾失量＜10mL／30min。當(dāng)達(dá)到清底換漿時間且后臺泥漿參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求時，清底換漿結(jié)束提銑至地面。（2）進(jìn)行超聲波垂直度檢測。分別于槽段兩側(cè)進(jìn)行兩次垂直度檢測，測量槽段迎土面、開挖面及左右端頭的垂直度情況。超聲波測槽之前要保證槽段內(nèi)泥漿為新漿，保證泥漿清潔，否則會影響超聲波測槽數(shù)據(jù)；如果垂直度達(dá)不到要求需進(jìn)行修槽作業(yè)，達(dá)到要求即進(jìn)行下步作業(yè)，見圖2。（3）刷壁作業(yè)。在銑槽機(jī)（或抓斗）的側(cè)面安裝預(yù)制的鋼絲刷，分別沿槽段的左右端頭進(jìn)行多次刷壁，每次均需控制刀架兩側(cè)刷子緊貼槽壁，下銑勻速且緩慢，下至槽底后，緩慢上提刀架，時刻注意鋼絲繩拉力變化，直至鋼絲刷干凈且無泥皮等雜質(zhì)。銑槽機(jī)刀架質(zhì)量約30t，極易損壞兩側(cè)刷子，刷壁效果并不理想，施工過程中當(dāng)銑槽機(jī)刷壁結(jié)束后可以適當(dāng)增加一次抓斗刷壁，即在抓斗一側(cè)安裝自制刷子，同銑槽機(jī)刷壁操作相同，進(jìn)行刷壁作業(yè)，直至刷子干凈無泥皮等雜質(zhì)，結(jié)束刷壁作業(yè)進(jìn)入下一工序，見圖3。（4）二次清底換漿。進(jìn)行二次清底換漿，方法同一次清底換漿方法相同，檢測后臺除砂機(jī)處泥漿性能。泥漿參數(shù)要求為：漏斗黏度25～30s，密度1．03～1．10g／cm3，含砂量＜5％，濾失量＜10mL／30min。當(dāng)達(dá)到清底換漿時間且后臺泥漿參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求時，清底換漿結(jié)束提銑至地面。（5）鋼筋籠下放及澆筑。鋼筋籠沿端頭線下放至預(yù)定位置，于槽段中部下放導(dǎo)管，進(jìn)行混凝土澆筑成墻。鋼筋籠的制作需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，且宜布置合適吊點(diǎn)，現(xiàn)場配備履帶吊兩臺（主吊＋副吊），起吊過程要緩慢平穩(wěn)進(jìn)行。
3套銑接頭施工的一些建議
在實(shí)際生產(chǎn)中，地連墻施工現(xiàn)場大型設(shè)備較多，場地相對比較緊湊，需要合理選擇槽段施工順序。進(jìn)行二期槽套銑接頭施工時，因左右一期槽段澆筑時間過長，混凝土凝固后強(qiáng)度升高，直接影響二期槽施工效率，增大了施工難度及材料消耗。建議以后進(jìn)行套銑接頭地連墻施工時，合理規(guī)劃場地布置及施工槽段的順序，及時的進(jìn)行二期槽段施工。建議待混凝土初凝后即進(jìn)行二期槽段的施工，提高銑削效率。施工現(xiàn)場配備兩臺雙輪銑槽機(jī)，分別進(jìn)行一期槽、二期槽段的施工，其中一臺配備標(biāo)準(zhǔn)齒進(jìn)行一期槽段施工，另一臺配備錐齒進(jìn)行二期槽套銑接頭施工，可以在避免錐輪銑削泥層時的泥包現(xiàn)象的同時減少標(biāo)準(zhǔn)齒銑削二期槽的消耗。銑槽機(jī)施工前，導(dǎo)承框擺放一定要嚴(yán)格按照槽段中線布置，且保證導(dǎo)承框液壓缸支撐牢穩(wěn)。刀架前后、左右分別與槽邊緣平行且中心點(diǎn)與槽段中心重合。施工過程中進(jìn)行糾偏操作時，要根據(jù)刀架傾斜情況及時調(diào)整，耐心觀察正負(fù)角度變化規(guī)律。當(dāng)槽段發(fā)生傾斜時，及時上提刀架1～2m進(jìn)行修槽掃孔作業(yè)?？梢钥紤]使用專用接頭清洗工具進(jìn)行刷壁作業(yè)，左右端頭同時進(jìn)行刷壁操作，且保證鋼絲刷與左右端頭均有足夠的接觸面積，保證刷壁質(zhì)量。
4雙輪銑槽機(jī)施工優(yōu)勢
利用雙輪銑槽機(jī)進(jìn)行地下連續(xù)墻工程施工是未來的發(fā)展方向，其優(yōu)越性主要有幾個方面：（1）成槽速度快。雙輪銑槽機(jī)在軟地層成槽施工速度比液壓抓斗至少要高2～3倍，而在堅(jiān)硬的巖層中，液壓抓斗不能施工，銑槽機(jī)仍可以高效成槽。盡管設(shè)備購置成本高，但成槽速度快是液壓抓斗無法比擬的。（2）成槽精度高。銑槽機(jī)配有側(cè)斜糾偏系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確且實(shí)時地檢測抓斗在槽內(nèi)的偏斜狀態(tài)，并及時進(jìn)行糾偏，成槽精度可以達(dá)到1∶300甚至更高。（3）防滲效果好。雙輪銑槽機(jī)可以直接銑接頭，而無需采用鎖扣管的輔助設(shè)備，墻體剛度好，墻體防滲效果好，大大降低基坑抽水費(fèi)用。（4）可以嵌入硬巖。雙輪銑槽機(jī)在國內(nèi)完成過大量入硬巖的工程，許多項(xiàng)目的巖石強(qiáng)度超過100MPa，而在國外已經(jīng)有嵌入200MPa巖石的施工記錄。為了保證工期，越來越多的項(xiàng)目使用雙輪銑槽機(jī)施工。（5）成槽深度大。雙輪銑槽機(jī)采用泵吸反循環(huán)的工作原理，成槽過程中除了檢查設(shè)備不用將銑槽機(jī)提出槽外，更適合大深度成槽施工，而且垂直度控制得非常好。（6）環(huán)境保護(hù)好。相對于沖擊鉆施工，銑槽機(jī)采用泥漿系統(tǒng)循環(huán)作業(yè)，泥漿可以反復(fù)使用，現(xiàn)場棄漿量少。特別是銑槽機(jī)施工中沒有沖擊振動，不會對臨近的建筑物造成危害，確保周圍居民的生活不受大的影響。
5結(jié)論
隨著雙輪銑槽機(jī)地下連續(xù)墻施工工藝的完善和改進(jìn)，地下連續(xù)墻不斷向超厚、超深、超硬地層方向發(fā)展，越來越多的地下連續(xù)墻被用于城市軌道交通、高鐵車站、機(jī)場、城市大型建筑物、隧道豎井、大橋錨定塊、大型水庫等的地下連續(xù)墻，江河湖泊堤壩防滲和圍堰防滲、高層建筑的地下室基坑、地鐵基坑以及各種建筑的矩形樁的施工工程中，應(yīng)用前景非常廣闊。
參考文獻(xiàn)：
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作者：高智 單位：山東省魯南地質(zhì)工程勘察院