双轮铣地连墙施工方法及工艺要求

1、总体施工工序

地连墙采用隔一挖一，每七幅回头一次的施工顺序，如图1-1所示

图1-1 地连墙施工顺序示意图

2、导墙施工

2.1施工工艺

导墙起着锁口、成槽导向、储存泥浆稳定液、维护上部土体稳定和防止土体坍落、槽段分幅定位和承担临时施工荷载等作用，直接关系着连续墙顺利成槽和成槽的精度。

图2-1导墙施工工艺流程图。

2.2施工注意事项

（1）测量放样

导墙是地下连续墙在地表面的基准物，导墙的平面位置决定了地下连续墙的平面位置，因而，导墙施工放样必需正确无误。

1）施工测量坐标采用业主指定的坐标系统，导墙施工测量采用导线测量法。

2）为了保证水准 能得到可靠的起算依据，并能检查水准点的稳定性，在施工现场设置三个以上水准点进行相互复核，点间距离以50～100m为宜。

3）施工测量的最终成果，必须用在地面上埋设稳定牢固的标桩的方法固定下来。

4）导墙施工放样必需以工程设计图中地下连续墙的理论中心线为导墙的中心线。

5）在导墙沟的两侧设置可以复原导墙中心线的标桩，以便在已经开挖好导墙沟的情况下，也能随时检查导墙的走向中心线。

6）放样过程中，如与地面建筑或地下管线有矛盾时，马上与设计部门联系。

8）导墙施工放样的最终成果请施工监理单位验收签证后，才进行浇筑导墙混凝土。

（2）沟槽开挖

采用0.4m3反铲挖掘机开挖，人工修整，按设计导墙深度为2000mm，挖至设计标高以上300mm时，采用人工清底，修理槽壁。导墙沟槽土方开挖设临时排水系统，防止槽坑积水。采用机械开挖时严格控制超挖，欠挖部分采用人工进行修整。

（3）支模钢筋绑扎

导沟开挖完成后，按导墙钢筋、模板按照图7.2-2导墙模板安装图及图7.2-3导墙钢筋图进行绑扎、安装，并在槽底纵向钢筋的下方垫钢筋保护块，以保证保护层厚度，注意纵向钢筋的搭接采取绑扎形式，绑扎长度为500mm。侧壁支模采用组合钢模板，横向、纵向背楞均选用100×100mm木方，并每隔2.0m加设2道横向支撑。施工时应防止泥浆外露和雨水倒灌入导墙。

图2-2导墙模板安装图

图2-3 导墙钢筋图

（4）浇注回填及养护

混凝土浇注之前先清理槽底的渣土和灰尘。浇注混凝土时，使用插入式振捣棒，振捣棒注意避开钢筋，同时离开模板至少100mm。先浇筑导墙下部混凝土，等侧壁浇筑完毕后再浇筑两侧混凝土。导墙浇注完成24小时之后覆盖塑料薄膜养护。导墙强度达到2.5Mpa后进行拆模。拆模后及时沿其纵向每隔2m设上、下两道100mm*100mm木支撑，将两片导墙支撑起来，或回填土至沟槽内，以防导墙壁位移变形。

（5）导墙施工注意要点

1）在导墙施工全过程中，都要保持导墙沟内不积水。

2)横贯或靠近导墙沟的废弃管道封堵密实，以免成为漏浆通道。

3)导墙沟侧壁土体是导墙浇捣混凝土时的外侧土模，将对其严格控制，以防止导墙沟宽度超挖或土壁坍塌。

4)导墙的墙趾插入未经扰动的原状土层中,保证导墙在连续墙施工全过程的稳定性。

5)现浇导墙分段施工时，水平钢筋预留连接钢筋与邻接段导墙的水平钢筋相连接，预留钢筋和邻接段导墙的水平钢筋采用焊接的方式连接。

6)导墙是液压抓斗成槽作业的起始阶段导向物，导墙施工必须按有关规范的要求保证导墙的内净宽度尺寸与内壁面的垂直精度。

7)导墙立模结束之后，浇筑混凝土之前，对导墙放样成果进行最终复核，并请监理单位验收签证。

8)导墙混凝土浇筑完毕，拆除内模板之后，在导墙沟内设置上下两档、水平间距2m的对撑，并向导墙沟内回填土方，以免导墙产生位移。

9)在导墙混凝土浇注时，预留砼抗压试块，导墙混凝土自然养护到设计强度70％以上时，方才进行成槽作业。在此之前禁止车辆和起重机等重型机械靠近导墙5m以内。

3、连续墙施工

3.1双轮铣设备的构造、功能

所采用双轮铣型号为德国宝俄BC36，双轮铣设备主要由三部分组成:起重设备、铣槽机、泥浆制备及筛分系统等。

主要工作部位为铣刀架,高12m、重36t带有液压和电气控制系统的钢制框架,下部安装3个液压马达,水平向排列,两边马达分别驱动两个装有铣齿的铣轮。铣槽时,两个铣轮低速转动,方向相反,其铣齿将地层围岩铣削破碎,中间液压马达驱动泥浆泵,通过铣轮中间的吸砂口将钻掘出的岩渣与泥浆混合物排到地面泥浆站进行集中除砂处理、然后将净化后的泥浆返回槽段内,如此往复循环,直至终孔成槽。

双轮铣槽机的铣头部分安装了一定数量的、用于采集各类数据的传感器,操作人员可以通过触摸屏,很直观地看到双轮铣槽机的工作状态(铣头的偏直状况、铣削的深度、铣头受到的阻力),并进行相应的操作。操作员可以针对不同土层设定铣头的下降速度,通过控制铣头所受的压力来减少在铣头沿高度的左右两侧各安装2块导向板,前后两侧各安装4块纠偏板。在地层多变地区,铣头在铣削时,往往会使前后、左右的刮刀产生受力不同的情况,造成铣头倾斜,从而引起槽孔的偏斜。此时,操作员通过触摸屏,控制液压千斤顶系统伸出或缩回导向板、纠偏板,调整铣头的姿态,并调慢铣头下降速度,从而有效地控制了槽孔的垂直度。

双轮铣槽机可以在任何地层中开挖槽孔,不仅开挖槽孔的速度比液压抓斗快,而且槽孔的垂直度高;它还带有电子指示仪,可自动记录孔深、孔斜等情况,并通过触摸屏显示出来,在槽孔施工完成后,自动保存的测斜记录可全部打印出来,即可作为工程测斜资料。因此,液压双轮铣槽机是在硬土层中构筑地下连续墙的先进设备。

3.2双轮铣优点

（1)对地层适应性强,更换不同类型的刀具即可在淤泥、砂、砾石、卵石及中硬强度的岩石、混凝土中开挖。

（2)钻进效率高,在松散地层中钻进效率20m3/h~40m3/h,在中硬岩石中钻进效率1m3/h~2m3/h。

（3)孔形规则(墙体垂直度可控制在3‰以下)。

（4)运转灵活,操作方便。双轮铣的履带式起重机可自由行走,不需要轨道,在控制室可方便安全操作。

（5)排碴同时即清孔换浆,减少了混凝土浇筑准备时间。

（6)自动记录仪监控全施工过程,同时全部记录。

（7)低噪音、低振动,可以贴近建筑物施工。

3.3双轮铣与统施工工艺设备的施工进度对比

双轮铣设备施工进度与传统的抓槽机和冲孔机在土层、砂层等软弱地层中优势并不十分明显,大约为抓槽机的2倍~3倍,抓槽机成孔效率约在10m3/h,双轮铣成槽速度在此种地层中效率在20m3/h~30m3/h。一旦进入岩段,双轮铣就显出其优势,在岩层段选择合适刀具,在中风化岩层中(60MPa以下),施工效率可达10m3/h,在微风岩层(60MPa~120MPa)中可达1m3/h~2m3/h。在此种地层中抓槽机基本无法使用,必须采用冲桩机来完成,冲孔速度在中风化岩层中约每台班4m~6m,效率在0.3m3~0.5m3,若在微风化地层中钻进就异常困难,每台班进尺仅能维持在几十公分上下,效率极低。

3.4成孔施工

3.4.1施工工艺流程

双轮铣施工工艺如下：

图3-1双轮铣成槽施工流程

图3-2双轮铣成槽施工工艺

图3-3双轮铣槽机施工示意图

3.4.3护壁泥浆的制备与使用

（1）泥浆的组成

地下连续墙工程采用膨润土配制护壁泥浆，主要配置材料有：

1)膨润土：商品膨润土。

2)水：自来水。

（2）泥浆配合比

1）新鲜泥浆的各项性能指标如表3-1所示。

表3-1 新鲜泥浆性能指标表

项目	粘度	比重	PH值	失水量(cc)	滤皮厚(mm)
指标	粘性土：19～25 砂性土：30～35	1.03～1.10	8～9	≤30ml/30min	≤1

2）新鲜泥浆的基本配合比如3-2所示。

表3-2 新鲜泥浆配合比表

土层类型	膨润土（%）	CMC（%）	纯碱（%）
粘性土	8～10	0～0.02	0～0.5
砂性土	8～10	0～0.05	0～0.5

（3）泥浆配制

泥浆配制流程图如图3-4所示。

图3-4泥浆配制流程图

（4）泥浆的循环使用

1）护壁泥浆必须循环使用，并及时检测其性能指标，泥浆循环系统图见图6.3-5所示。

图7.3-5 泥浆循环示意图

2）泥浆循环

随着地下连续墙开挖的完成，所用的膨润土泥浆将被加以循环，泥浆循环见下图，部分更换或是完全用新鲜的膨润土泥浆置换依需要所定，以达到浇注砼之前所需的性能标准。是否更换或循环的决定以所用的泥浆条件为准。除砂作业用利用泥浆箱上面的滤砂机进行。

（5）泥浆系统的布置

现场安装1台3m3立式高速泥浆搅拌机，并配备两台泵将新鲜泥浆送到施工槽孔，用输浆管沿导墙附近送浆。场地内设置储浆池储备泥浆，泥浆池设置在场地一侧，容积应不少于设计混凝土方量的1.5倍。槽段排出的泥浆经除砂净化或沉淀理后返回泥浆池。泥浆池容量计算如下：

最大的槽段是W10 T型墙4.1m（2.8+2.3-1）槽段，其单幅槽段体积为：

V0 =槽宽×槽厚×槽深=4.1×1.0×56.5=231.65m3

由于现场同时成槽数量为1幅，则所需泥浆池容量至少为：

V1=V0 ×1.5 =231.65×1.5=347.475m3

因此，结合现场实际情况以及工期要求，现场设置1个350m3的泥浆池，并设置防护栏杆，采用密目 封闭，高度不小于1.2m。

（6）泥浆的拌制

泥浆采用泥浆拌浆机进行拌制。配料要严格按配合比、准确进行计量和按投料顺序进行投料。

（7）泥浆的使用与管理

1）泥浆拌制好后，送入贮浆池，在贮浆池内静止不小于24h，以使膨润土充分水化、膨胀，确保泥浆质量。

2）新拌制的泥浆比重控制在1.03-1.10，循环中的泥浆控制在1.05-1.25，松散地层可适当加大；灌注砼前，泥浆密度控制在1.05-1.1。

3）在施工中，要加强泥浆管理，经常测试泥浆性能和调整泥浆配合比。对新拌制的泥浆要测试除含砂率外的全部项目，成槽过程中，每进尺2-3m或每3h测定一次泥浆密度和粘度，在清槽前后，各测一次密度、粘度和含砂率；在灌注砼前测一次密度。取样位置在槽段底部、中部及上部；失水量、泥皮厚度和pH值，在每个槽段的中部和底部各测一次。发现不合格，及时进行调整。

4）泥浆回收及再生

在成槽过程中，通过循环与砼置换而排出的泥浆，由于膨润土等主要材料的消耗，以及土渣和电解质离子的混入，泥浆质量显著降低。为了节约和减少公害，对泥浆采用通常的重力沉渣法进行处理。经过处理的泥浆，根据检验后的结果，补充相应的材料，进行泥浆再生调制，达到合格的泥浆标准，送入贮浆池待新掺入材料与泥浆完全溶合后再使用。

5）泥浆性能指标

泥浆性能指标如表3-3所示。

表3-3 泥浆主要性能指标

泥浆指标 泥浆类型	漏斗粘度(秒)	比重(g/cm3)	酸碱度(PH值)	失水量(cc)	含沙量(%)	滤皮厚(mm)
新鲜泥浆	20～24	1.05～1.10	8.0～9.0	＜10	＜3	＜1.5
再生泥浆	30～40	1.08～1.15	7.0～9.0	＜15	＜4	＜2.0
挖槽时泥浆	＜25	1.05～1.25	＜8	＜20	＜4	可不测
清孔后泥浆	22～30	1.05～1.15	7.0～10	＜25	＜4	＜2.0
废弃泥浆	＞50	＞1.30	＞14	＞30	＞10	＞3.0

⑥泥浆废弃与处置。废弃泥浆采用泥浆输送罐车运送至经相关部门批准的弃置场地。

3.4.4铣槽机开挖槽段

铣槽机是一个带有液压和电气控制系统的钢制框架，底部安装 3 个液压马达，水平向排列，两边马达分别带动两个装有铣齿的滚筒。铣槽时，两个滚筒低速转动，方向相反，其铣齿将地层围岩铣削破碎，中间液压马达驱动泥浆泵，通过铣轮中间的吸砂口将钻掘出的岩渣与泥浆排到地面泥浆站进行集中处理后返回槽段内,如此往复循环,直至终孔成槽。铣槽机的垂直度应与槽段轴线一致，并由两个独立的测斜仪监测，其数据由驾驶室内的电脑处理并显示在液晶屏上，从而驾驶员可随时监控并通过改变铣槽机的转速来实现对铣槽机垂直度的调整。

铣接头长度为250mm。开槽前核对槽段编号、分界线，并做好详细记录，槽段施工时根据顺序分“一期槽段”和“二期槽段”，施工时采用跳跃开挖的方法。槽段分期见下图：

图3-6 槽段划分图

3.4.5接头处理

二期槽段的开挖沿两相邻一期槽段中间区段进行，在开挖过程中对一期槽段的混凝土进行少部分切削，形成槽段间优质“混凝土－混凝土”的接头；二期槽段开挖中，铣轮会在两侧的一期槽段混凝土表面切割出沟槽；浇筑混凝土后槽段接头能获得高强度、高密封性能的连接，而无需传统附加的接口连接装置。

单元槽两侧设置限位块，限位块设置钢筋笼两侧，采用φ400PVC管，竖向间距为4m。

图3-7铣接头做法

3.4.6刷壁

刷壁工具使用特制刷壁器，刷壁必须在清孔之前进行。为提高接头处的抗渗及抗剪性能，在连续墙接头处对先行幅墙体接缝进行刷壁清洗；反复刷动五至十次，直到刷壁器上无泥为止。

3.4.7成槽

（1）双轮铣成槽垂直精度满足1/500，接头处相邻两槽段的中心线在任一深度的偏差不得大于60mm。

（2）成槽后认真清槽，槽底沉淀物淤积厚度不大于100mm,槽底200mm处泥浆密度不大于1.15，相邻已浇筑完成的混凝土槽段接头上附贴的浆皮灰渣应清除干净。

（3）槽段施工精度要求

1）槽长误差50mm，槽段沿竖向相邻槽段偏移不大于30mm。

2）槽宽误差不大于±10mm，墙面突出部分应凿平，凿平后墙面高差应小于50mm。

3）墙顶标高误差±30mm。

3.5钢筋笼加工及吊装

3.5.1钢筋笼加工

（1）钢筋笼制作

1) 在施工现场搭设钢筋笼加工平台，平台采用20#工字钢制作，间距2m一道，下铺20cm厚素C20砼垫层，平面尺寸为60m×8m，平台标高用水准仪超平，为便于钢筋放样布置和焊接，在平台上根据钢筋间距的设计位置画出控制标记，以保证钢筋笼各种钢筋的布设精度。钢筋笼制作按照设计图纸要求在加工平台上铺设底层 片钢筋，点焊成型后，铺设上层主筋及水平钢筋并加工固定成型。

2) 连续墙钢筋笼加工符合设计图纸和施工规范要求，钢筋加工按以下顺序：先铺设横向筋，再铺设纵向筋，并焊接牢固，焊接底层保护垫块，然后焊接中间桁架，再焊接上层纵向筋中间连接筋和面层横向筋，吊筋，最后焊接预埋件，及上层保护垫块。注意钢筋笼制作过程中，预埋件、监测元件位置要准确，根据吊筋位置，测出吊筋处导墙高程，确定出吊筋长度，以此作为基点，控制预埋件位置和砼浇筑高度。

3) 工字钢板、钢筋运至现场，使用400t汽车吊进行吊放及安装。钢筋必须按型号、类别分别堆放整齐。使用前必须调直除锈，并具备出厂合格证和复试 告，方可使用。

4) 纵向筋连接采用直螺纹套筒连接，横向筋采用搭接焊接，焊缝厚度10mm，水平筋与主筋连接采用点焊焊接，桁架钢筋与主筋采用搭接焊接，搭接焊及直螺纹组装前必须取样进行试验，合格后方可成批加工。搭接双面焊的焊接长度为5d，单面焊接长度为10d。

5) 迎土侧钢筋净保护层厚度为70mm，基坑侧钢筋净保护层厚度为70mm。

6) 钢筋笼纵向主筋放在内侧，横向钢筋放在外侧，纵底端应稍向内侧弯折，但向内弯折程度不应影响插入混凝土导管。

7) 钢筋连接除四周两道钢筋的交点需全部点焊外，其余可采用50％交错点焊。主筋与支架筋的交点及两侧2m范围内交点需全部点焊，点焊咬肉应小于0.5mm。

8) 为保证钢筋笼在存放、运输和吊装过程中具有足够的强度和刚度，能顺利入槽就位。要对钢筋笼进行加固：

9) 钢筋桁架，每个槽段钢筋笼内横向间距1.5m，竖向间距为5m设横向桁架，横向桁架及横向桁架加强筋均采用C22钢筋。同时设纵向桁架，纵向桁架筋采用C22钢筋，竖向沿钢筋笼通长设置，横向间距1.5m，与主筋连接。桁架是钢筋笼的骨架，在起吊运输过程中，承受较强拉力和得力，极易产生变形，为了确保钢筋笼的刚度，减少变形，桁架筋呈45°弯角，与主筋呈三角形连接，以保证桁架具有最大的稳定性。

10)每一单元槽段的钢筋笼水平间距2.0m，竖直间距3.0m设置保护层定位钢板，定位块采用5mm厚Q235钢板制作，并焊接在钢筋笼上。

3-9定位块做法

11)为砼导管预留空间。在钢筋笼施工图中要预先确定导管的位置并留有足够的空间，通道内净尺寸大于导管外径5cm，导管导向钢筋必需焊接牢固，导向钢筋搭接处焊接成平滑过渡，避免产生搭接台阶卡住导管。

12)加工好的钢筋笼应进行检查标识，以利吊放。

13)钢筋笼加工期间按设计要求安放声测管及测斜管。

14)钢筋笼制作时，吊点处采取加固措施，防止钢筋笼在起吊过程中发生扭曲变形，作业钢筋笼最终吊装环的竖向钢筋，必须同相关的水平钢筋自上至下的每一个交点都焊接牢固。横向桁架位置需根据吊点设置情况进行调整。

15)对于顺做槽段吊点横向位置需根据钢筋笼重心、横向力矩情况经计算确定，采取非对称设置，以控制钢筋笼起吊变形。导型墙由于钢筋分布的原因，存在局部偏重的问题，安装吊点前，需对其进行着重计算，保证异型墙吊起后不发生扭曲。

（2）直螺纹连接要求

连续墙钢筋纵向主筋连接采用直螺纹连接方式。为保证工程质量，特制定以下要求：

1）对于钢筋直螺纹连接，接头的性能应符合《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ107-2010)中I类接头的要求。连接套材料使用性能不低于45号优质碳素结构钢或低合金结构钢，供货单位应提供质量保证书，并符合现行相应国家标准、规程的规定。连接套筒屈服承载力和抗拉承载力应不小于被连接钢筋屈服承载力和抗拉承载力标准值的1.1倍。

2）连接套筒要求：钢筋连接套筒尺寸应满足产品设计要求，钢筋连接筒表面不得有裂纹，表面及螺纹不得有锈蚀。连接套筒进场时应有产品合格证；连接套筒不能带有油脂等影响混凝土质量的污物。连接套筒螺纹精度为6H级，并符合规范要求；尺寸允许误差：长度：0.1mm；外径：±0.4mm。

3）丝头加工要求：钢筋丝头尺寸应满足设计要