中銀大廈地下連續(xù)墻及錨桿的施工-trd

1、中銀大廈地下連續(xù)墻及錨桿的施工劉華鄭連平摘要本工程地下連續(xù)墻作為地下室外墻，集支護(hù)、擋水、承重為一體。介紹地下連續(xù)墻和錨桿的施工技術(shù)，特別是可拆性錨桿的應(yīng)用。關(guān)鍵詞高層建筑地下連續(xù)墻錨桿可拆性錨桿施工方法中國(guó)銀行總行大廈工程位于北京復(fù)興門內(nèi)大街與西單北大街交叉口的西北角，占地13158m2，總建筑面積174869m2；地下4層，地上15層。本工程由美國(guó)貝氏建筑事務(wù)所總設(shè)計(jì)，美國(guó)著名建筑大師貝聿銘任設(shè)計(jì)顧問，中國(guó)建筑科學(xué)研究院綜合所配合設(shè)計(jì)。本工程地下室外墻因緊貼建筑紅線，故設(shè)計(jì)采用地下連續(xù)墻(簡(jiǎn)稱地連墻)作為地下室外墻，集支護(hù)、擋水、承重為一體。1地下工程概況地連墻總長(zhǎng)502m，墻厚800mm

2、，底板下嵌固深度一般為4m，分別為-25.2m、-27.0m、-29.2m。共完成抓槽面積12900m2，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45，抗?jié)B等級(jí)為S10，混凝土用量約9800m3，鋼筋用量約1500t，一般槽段鋼筋籠重約1315t，單片鋼筋籠最重達(dá)22t。根據(jù)地連墻深度和地質(zhì)條件、現(xiàn)場(chǎng)條件，在地連墻上分別打35層錨桿，總計(jì)1185根，約35300m，其中西、南、北三側(cè)為普通摩擦型錨桿，東側(cè)為可拆型錨桿。本工程特點(diǎn)如下：場(chǎng)區(qū)地面下，平均1217m左右有1層細(xì)砂膠結(jié)層(又稱鐵板砂)，厚約25m，由于硬度大，對(duì)成槽造成速度慢，影響質(zhì)量；墻體深度大，成槽鋼筋制作、吊運(yùn)都較難；地下障礙物多，必須進(jìn)行處理后才可

3、施工；地下部分全部壓紅線建設(shè)，而且紅線外的鄰近地下管網(wǎng)全部建成，并有部分構(gòu)筑物已進(jìn)入紅線；東側(cè)緊靠西單北大街，在規(guī)劃中有永久性地下構(gòu)筑物，故要求東側(cè)錨桿要在地下結(jié)構(gòu)完成后拆除。2地下連續(xù)墻施工2.1導(dǎo)墻因地連墻深度較深、寬度較厚，混凝土強(qiáng)度等級(jí)較高，因此接頭管起拔阻力較大，導(dǎo)墻埋深一般采用-1.5m。故導(dǎo)墻設(shè)計(jì)成型，以增大地基的承壓面積，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。2.2泥漿制備泥漿配合比采用(鈉土)膨潤(rùn)土，摻適量纖維素。采用泥漿攪拌機(jī)，充分?jǐn)嚢韬笊淙肽酀{罐，存放充分水化后待用。抓槽時(shí)通過泥漿管輸送到施工槽段；澆注混凝土?xí)r，通過泥漿泵將槽段中的泥漿回儲(chǔ)漿罐。舊泥漿通過篩砂處理，新舊漿混合使用。一般

4、舊漿循環(huán)使用34次后，即廢棄不用。2.3成槽抓槽機(jī)以利渤海爾和土力為主，高峰時(shí)達(dá)5臺(tái)(含備用)一般23臺(tái)輪流操作。利渤海爾機(jī)附有電腦測(cè)斜，通過屏幕顯示；另外抓槽機(jī)采用靠尺測(cè)鋼絲繩垂直度或用鋼尺測(cè)鋼絲繩下降前后與導(dǎo)墻的距離，求出垂直度的偏差，比較直觀。我們?cè)囉眠^超聲波測(cè)量法，比較正確，但要求泥漿沉置時(shí)間較長(zhǎng)，測(cè)量時(shí)間亦較長(zhǎng)，影響施工進(jìn)度。利渤海爾機(jī)的抓斗能在±2°范圍內(nèi)調(diào)整，從而達(dá)到糾偏的目的。我們?cè)赒-21、Q-62兩槽中，由于槽壁偏斜較大(超過10)，糾偏困難。采用摻粉煤灰的低強(qiáng)度混凝土(C5)填槽。在初凝時(shí)即用利渤海爾機(jī)抓槽，有一定的效果，但采用混凝土回灌方法，風(fēng)險(xiǎn)較

5、大。所以在整個(gè)成槽過程中，應(yīng)隨時(shí)測(cè)斜，并隨時(shí)糾偏為宜。2.4槽段劃分本工程的墻體埋置較深，鋼筋籠較長(zhǎng)較重，所以我們采用了4.5m的標(biāo)準(zhǔn)槽段。但在分段時(shí)要考慮到結(jié)構(gòu)的其他特點(diǎn)，如壁柱位置、管線進(jìn)入預(yù)留孔位置和梁節(jié)點(diǎn)、墻節(jié)點(diǎn)位置和整體性等，適當(dāng)調(diào)整槽段的尺寸。2.5鋼筋籠制作與吊裝根據(jù)起重設(shè)計(jì)的起吊能力，鋼筋籠長(zhǎng)度方向一次成型，基本上采用綁扎，集中加工。在綁扎鋼筋的同時(shí)，設(shè)置了與底板連接的接駁器鋼筋、與樓板連接的預(yù)埋筋、預(yù)應(yīng)力錨桿的張拉孔和有關(guān)的預(yù)留孔，預(yù)埋件以及底部壓漿時(shí)預(yù)留壓漿管和有關(guān)觀測(cè)設(shè)施。在預(yù)留筋、預(yù)留接駁器等需要以后剔鑿的部位，覆蓋了20mm厚聚苯板和20mm厚木板，并通過16鋼筋與主

6、筋綁牢，不致脫落。鋼筋籠起吊時(shí)采用50t履帶吊雙機(jī)抬吊，單機(jī)運(yùn)到使用地點(diǎn)入槽。本工程有多處拐角鋼筋，若一次成型則拐角(非直角)角度不易保證且一次起重量太大，故將其分成2片制作，由2臺(tái)吊車吊起同步緩緩落下，及時(shí)插入連結(jié)2個(gè)鋼筋片的U形筋，在入槽過程中連成整體。鋼筋的保護(hù)層采用預(yù)制的圓形混凝土塊。2.6接頭處理根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工單位的經(jīng)驗(yàn)，選擇了圓形接頭；采用接頭刷對(duì)已完成槽段進(jìn)行反復(fù)刷洗，以保證接頭處的質(zhì)量。接頭管的加工必須嚴(yán)格按照鋼結(jié)構(gòu)加工的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，由于埋置深、混凝土強(qiáng)度高，拔管阻力很大，要防止接頭管接頭焊縫處在拔管過程中發(fā)生斷裂現(xiàn)象。2.7混凝土澆筑采用商品混凝土C45，抗?jié)B等級(jí)為S10。

7、采用導(dǎo)管法澆筑混凝土，在導(dǎo)管入槽前必須嚴(yán)格檢查是否滲漏，防止?jié)仓^程中泥漿進(jìn)入。為了保證導(dǎo)灰管的正確位置，將底部底板連接筋(預(yù)埋40的接駁器)取消，日后采用鉆孔法補(bǔ)孔。3錨桿施工錨桿總數(shù)1185根，采用615.2及715.2鋼絞線。一般錨桿長(zhǎng)2534.8m(含錨固段、自由段、張拉段)。3.1鉆孔采用水沖法套管跟進(jìn)的施工工藝。3.2桿體加工根據(jù)設(shè)計(jì)、錨桿桿體采用615.2及715.2鋼絞線。注漿管采用耐壓膠管。桿體通過夾緊環(huán)和隔離架的交替設(shè)置而呈波浪形；隔離架使鋼絞線分離，使壓漿時(shí)有足夠的水泥漿粘附。圖1標(biāo)準(zhǔn)錨桿3.3安放桿體及注漿、養(yǎng)護(hù)、張拉鎖定等均按常規(guī)施工(圖1)。4地下連續(xù)墻監(jiān)測(cè)我們?cè)O(shè)置

8、了墻體傾斜監(jiān)測(cè)、墻頂水平位移監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)、墻外孔隙水壓力監(jiān)測(cè)、墻體鋼筋應(yīng)力監(jiān)測(cè)和周圍已有建筑物沉降觀測(cè)等各種測(cè)點(diǎn)，隨工程進(jìn)展及時(shí)觀測(cè)。5在施工中遇到的一些問題的處理5.1回填土區(qū)的土體加固5.1.1建筑物的西、北兩側(cè)，均已埋設(shè)了永久性的市政管網(wǎng)如上水、雨水、污水、煤氣、通訊和熱力、電力管溝等，埋深-4-7m左右，這些管線大部分都在運(yùn)行，管網(wǎng)離地連墻邊線最少的僅500600mm，都是在0.51年前施工完成的，在管網(wǎng)附近全是新回填土。我們采用水泥土樁加固至管線底部下500mm，高度至-1.5m(導(dǎo)墻底標(biāo)高)。水泥土樁直徑400mm，相互重疊(交圈)50mm，進(jìn)入地連墻100mm。為保證抓槽時(shí)

9、土體的穩(wěn)定性，在樁幕外側(cè)跳打1排D=300mm水泥土樁。5.1.2在南側(cè)西端有一舊房進(jìn)入紅線，有2層地下室并有樁基，在拆除這些舊建筑物后，形成1個(gè)20m×20m,深12m大坑。有長(zhǎng)約20m的地連墻要建在這個(gè)大坑內(nèi)，采用大面積回填夯實(shí)水泥土方案進(jìn)行施工。5.2原有城防拆除后的處理在本工程北側(cè)中部，有一修建不到1年的1座永久性(現(xiàn)澆鋼筋混凝土)城防工程侵入紅線4.6m，埋深-12.6m，頂部標(biāo)高-6.5m，長(zhǎng)40.4m；在城防頂部紅線外已建成永久性電信、煤氣等線路。為了保證本工程的建設(shè)，決定將侵入紅線內(nèi)的城防構(gòu)筑物拆除。由于埋置較深，且在城防施工中采用了護(hù)坡樁等，所以在南側(cè)采用了大面積開

10、挖的措施，這樣造成40.4m(長(zhǎng))×15m(寬)×12.6m(深)的大坑。在留存城防一側(cè)留有7m×3m和1.5m×2.5m 2個(gè)門洞(作為正式工程的安全通道)。采用先回填，再施工地連墻的方案。5.3南側(cè)鄰近1座半永久性建筑物的地連墻施工在5.1.2節(jié)中已提到的侵入紅線的舊房已拆除，但壓紅線外剩留的4層框架建筑物應(yīng)是拆遷戶，但由于種種原因，在地連墻施工期間，未能及時(shí)拆除，既要保護(hù)地連墻的正常施工，又要保證該4層舊房的安全。該舊房距南側(cè)地連墻外8m，有1層地下室深3m，有埋深14m的混凝土樁基，布置不規(guī)則，地連墻的上2層錨桿無法通過樁基。采用內(nèi)格構(gòu)墻法進(jìn)行施

11、工，在南側(cè)地下4層有水箱間墻位置，做4道格構(gòu)墻與地下連續(xù)墻共同作用(圖2)，抵抗土壓力。圖2南側(cè)格構(gòu)加強(qiáng)示意5.4可拆性錨桿5.4.1本工程?hào)|側(cè)緊靠西單北大街，在規(guī)劃中有永久性構(gòu)筑物通過，此處的錨桿必須拆除?？刹鹦藻^桿是京冶大地公司的專利技術(shù)，由大地公司負(fù)責(zé)二次設(shè)計(jì)并施工。共有錨桿340根，分4層布置。5.4.2錨桿是利用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線加工成U形，與承載頭和承載體綁扎成一體，根據(jù)設(shè)計(jì)承載力的需要，將數(shù)個(gè)這樣的綁扎體按照一定的間距配置加工成錨桿體。在錨桿體工作時(shí)(即鋼絞線張拉時(shí))張拉力通過鋼絞線和承載體以壓力的形式作用于水泥漿體，形成壓縮分散型錨桿體。5.4.3錨桿鉆孔、注漿、張拉等與前述相

12、同。5.4.4當(dāng)上一層樓板結(jié)構(gòu)施工完畢并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，可以拆除這一層樓板下的錨桿，汽割錨具墊片，然后利用卷揚(yáng)機(jī)依次逐組的將鋼絞線割1根、抽1根。本工程僅有16根錨桿未能抽出(容許遺留5%以內(nèi))。 5.5地下連續(xù)墻底壓漿5.5.1由于地連墻底的沉渣不能完全清除并多少不一，為了減少地連墻在受荷過程中產(chǎn)生過多的不均勻沉降，所以采取在墻底壓漿的措施。5.5.2在地連墻鋼筋籠制作時(shí)，每間距2m在鋼筋籠內(nèi)外側(cè)各進(jìn)入壓漿管(38mm黑鐵管)1根，其中1根為備用管，壓漿時(shí)2根都?jí)?，至少保證1根有效。5.5.3壓漿采用純水泥漿，水灰比0.6，水泥理論用量800kg/根，理論壓力2MPa，壓漿指標(biāo)按照壓力和用量

13、雙控，以壓漿量為主。5.5.4壓漿應(yīng)在至少一側(cè)地連墻體施工完畢且連續(xù)時(shí)，一端向另一端壓漿，以避免跳壓，水泥漿流動(dòng)至未壓漿槽段，并且硬化后，使未壓漿槽段壓不進(jìn)漿。壓漿應(yīng)在降水開始前全部完成，以免抽水導(dǎo)致水泥漿流入降水口，而堵死降水井。中銀工程在土方開挖完成后，對(duì)地連墻進(jìn)行測(cè)量，垂直偏差在45左右(設(shè)計(jì)要求6)，槽段接口處和墻面基本上不漏水，個(gè)別滲水處經(jīng)修補(bǔ)后未出現(xiàn)再滲現(xiàn)象；地連墻頂在土方開挖過程中，位移30mm，墻面平整度除極個(gè)別部位外，都在設(shè)計(jì)要求75mm以內(nèi)(個(gè)別鼓包經(jīng)剔鑿后，修補(bǔ)完好)，至1998年7月中結(jié)構(gòu)封頂完畢，整個(gè)建筑物沉降僅20mm，整體來說，地連墻和錨桿的質(zhì)量是優(yōu)良的。

14、0;    TRD工法（水泥加固土地下連續(xù)墻澆筑施工法）是一種把插入地基中的鏈鋸式刀具主機(jī)連接，沿著橫向移動(dòng),切割及灌注凝結(jié)劑，混合、攪拌、固結(jié)原來位置上的泥土，在地下形成連續(xù)墻的施工方法。此工法較其它機(jī)械施工具有以下特點(diǎn)：     機(jī)械總高度低（施工刀具始終處于地下），穩(wěn)定性好。     連續(xù)墻厚度均勻，具有橫向連續(xù)性。     連續(xù)墻深度方向的質(zhì)量均勻。一、TRD施工設(shè)備：日本TRD施工法協(xié)會(huì)株式會(huì)社神戶制鋼所現(xiàn)生產(chǎn)3種型號(hào)TRD施工設(shè)備，如

15、左圖所示右圖為刀桿底端部結(jié)構(gòu)圖。二、現(xiàn)場(chǎng)施工示意圖：TRD施工機(jī)械可通過改變刀具寬度，來形成不同寬度防滲墻，可在450-850mm調(diào)節(jié)，設(shè)計(jì)成墻深度35m,實(shí)際施工達(dá)到47m, 適用于土層、砂層、砂礫石層地基，固結(jié)體單軸抗壓強(qiáng)度： 0.5-3MPa，滲透系數(shù)2.36×10-8cm/s, 施工效率： 30(礫石粒徑50以上)700m2(砂層N值為10)/8hr。 三、成墻圖例：        TRD施工法，施工效率高，成墻效果好，地層適應(yīng)性好，但機(jī)器        售價(jià)太高(RMB2000萬左右)，難以推廣，但其成