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地下连续墙施工过程中,若锁口管被埋,该如何处理?

  • 2019-03-14 16:53
  • 专业分类:土建工程

豆丁施工编辑整理


锁口管在地下连续墙柔性接头工艺中起着至关重要的作用,锁口管安放和顶拔的施工质量的好坏直接影响到地下连续墙施工的进度和接头的防渗漏水效果;然而,实际施工过程中,往往由于导墙混凝土未达到设计强度、顶拔机配备功率过小、锁口管顶拔时间过长、锁口管本身的连接质量不过关,抑或是混凝土绕流严重等原因造成锁口管在顶升过程中无法顺利完全顶出,后续补救措施不及时,以致地下连续墙混凝土强度快速增长,混凝土强大的握裹力紧紧抱住锁口管,导致锁口管被埋。

一、锁口管被埋原因分析

1、技术原因

①由于槽段开挖垂直度不能够满足要求,锁口管在安放过程中偏位严重,在砼浇注结束后,锁口管由于偏位将造成顶拔困难。 

②锁口管底部没有完全插到底,从锁口底部流进砼封管形成真空;或者锁口管插入泥土太深锁口管底部封管从而形成真空;由此将造成顶拔困难。

③初顶时间不及时,一般情况下在砼浇注开始4~6个小时内要进行第一次顶拔。 

④顶拔锁口管过程中间隔时间过长。 

2、环境客观原因

①土质条件差,加固或回填质量差,成槽塌方造成砼绕流。在顶拔过程中导墙大面积损坏下陷造成顶拔困难。

注:锁口管槽壁塌方,锁口管位置形成空洞,混凝土将锁口管完全包裹,导致混凝土与锁口管粘结力和摩擦大大增加;。

②机械设备配备不完全或机械出现故障,未能及时修复。比如油顶箱压力不够,或油顶抱箍抱不紧等现象造成顶拔困难。

③气温反常(高)、砼供应不及时,砼浇注时间过长,顶升架未预先安放好,不能及时顶拔。

④地基承载力低,顶拔时地基破坏; 

⑤接头管在混凝土浇筑过程中发生变形,锁口管顶拔时与变形区域充盈的混凝土相互挤压,增大锁口管起拔阻力;

二、锁口管被埋处理措施

吊车辅助顶拔机进行顶拔

先将外侧土体开挖,然后再使用吊车拔锁口管。

1、当起拔时超过了顶升机或导墙的极限力时

①马上安排抓斗抓空锁口管侧新槽段的土体,深度深于锁口管管底深度。

②用挖掘机撞击混凝土侧的锁口管,松动上部一根管子,外拔量不得超过50cm,防止管接头和焊口断裂。

③在距离导墙顶1.5m处,割平锁口管。管口用60cm长Φ32mm螺纹钢@200mm加固好管口,并提前加工好2.5m×2.5m×0.07m钢板的保护肋板,防止重锤砸下后弹出。

④用10吨重锤锤击保护钢板,直到接头管下沉30cm以上。

⑤回填好已浇混凝土槽段,并回填至与路面平,加固好导墙(在导墙两边上垫各垫一块块2m*6m*0.05m的钢板)

⑥重新架上起拔力达600吨的顶升机,再次起拔。

2.导墙承载力足够大时

①挖空相邻槽段(锁口管背后成槽机一抓的长度)内及绕流的混凝土。如果绕流的混凝土强度过高液压成槽机挖不动采用冲击锤配合处理。

②用吊车履带挤压锁口管(锁口管与吊车履带之间垫好木方)将锁口管剥离混凝土减少混凝土对锁口管的粘结力。

③最后由履带式起重机配合顶升架顶拔锁口管。

三、现场实际处理被埋锁口管案例

某地下连续墙施工项目在完成20#槽段混凝土浇筑后,东侧(靠近21#槽段侧)锁口管顺利顶拔出;西侧(靠近19#槽段侧)锁口管在即将顶拔出第4节时,第4节与第5节接头销钉发生断裂,以致西侧最下部2节(第5节与第6节)共18m锁口管被埋在导墙面以下5~23m处。

通过对现场的施工记录进行分析,认为锁口管被埋的原因,可能是以下3点:

(1)、导墙面以下25m~7m混凝土浇筑较快,约94m3,仅用45min浇筑完毕。以致短时间内,18m范围的混凝土与锁口管表面粘附,而锁口管顶拔的速度无法与混凝土初凝速度同步;随着时间的增加,混凝土粘附力快速增大,以致远远超出顶拔机的顶拔能力;

(2)、锁口管顶拔过程中,再次顶拔间隔时间较长,顶拔工低估混凝土初凝的速度,以致混凝土粘附锁口管的拉力快速增大,随之摩擦力也快速增大,以致顶拔力过大,远远超出现有顶拔机的顶拔能力;

(3)、锁口管背后回填不密实,混凝土浇筑时,混凝土顺着锁口管与槽壁之间的间隙流至锁口管背后,混凝土凝固后将锁口管握裹,导致锁口管与混凝土间的粘附力增大,顶拔时,顶拔力过大导致锁口管接头销钉断裂。

上部锁口管被拔断后,项目立即调派一台液压抓斗成槽机对19#槽段靠近20#槽段进行开挖至25m,暴露出锁口管一侧,减小锁口管顶升力,如照片所示:

然而,250t吊车配合起吊未能完成剩余锁口管的顶拔,故最后放弃直接顶拔,采用其它的方案进行处理。

前后共采用了3套处理方案:

方案一 振动锤法

采用振动锤将弧形钢板沿锁口管靠砼侧慢慢切入,逐步剥离锁口管,然后采用油压顶拔机进行顶拔。具体步骤如下:

第一步:将自制钢套管沿着被埋锁口管内侧下放到位;

第二步:采用振动锤振动钢套管,慢慢切入,逐步剥离被埋锁口管;

第三步:待钢套管切入约15m后,采用顶拔机顶拔锁口管,直至全部顶拔出;

由于20#槽段混凝土完成浇筑已过去较长时间,钢套管在切入40cm以后,无法再下切,随后此方案被排除。

先期90型锤,后期120型锤

方案二 全回转切割法

引进专门清理混凝土障碍的全回转钻机对锁口管外侧的混凝土逐步切除,然后顶拔出锁口管。

本项目拟选用RT-150AⅡ型全回转钻机,套管内径为1.2m。

第一步:首先定位全回转套管的中心位置,防止套管偏差后损坏锁口管,且造成处理效率降低;

定位时,全回转主机顺着锁口管吊放到位后,再将1.2m直径套管沿锁口管吊放到位。吊放时,控制锁口管外壁与套管内壁的间距在10cm左右,严禁过大或过小。

第二步,待套管切入混凝土15m左右,采用吊车稳住锁口管,以免锁口管掉入槽内;

第三步,锁口管松动后,采用吊车起吊锁口管,并放置在空旷的场地上,采用风镐将锁口管内、外侧的混凝土破除。

为了摸清锁口管靠19#槽段侧的混凝土绕流情况,地下连续墙施工项目组聘请了3名专业潜水员潜入槽段内,对锁口管绕流混凝土情况进行了人工排查,排查显示:锁口管外侧5~23m全部被混凝土包裹,混凝土厚为10~18cm。

方案三 柴油锤下锤方案

打桩锤处理原理:通过打桩锤重锤锤击被埋锁口管,促使锁口管与绕流混凝土脱离,待锁口管被锤下1~2m,锁口管松动后,使用250t履带吊配合顶拔机拉出被埋锁口管。

(1)选用设备及其性能参数

本次选用的是D62-22筒式柴油打桩锤,下图是打桩锤图片:

1)桩架就位,确保筒锤中线与锁口管中线对齐,偏差不大于3cm;

2)加工一个桩帽,套在锁口管上;

3)开动筒锤进行锤击;锤击过程中,上活塞最大起跳高度严禁超过设计值;

4)当锁口管被锤击下降1~2m时,撤出打桩锤;

5)顶拔机就位顶拔锁口管,同时250t履带吊起吊;

6)锁口管拉出导墙面;

打桩锤启动后,30击,锁口管下降60cm,并顺利拉出被埋锁口管。

四、锁口管被埋预防措施

1、技术措施

导墙设计应能满足锁口管顶拔的承载要求;顶拔时预先在顶升架底铺好路基板或钢板,以增加油顶与导墙的接触面积,防止导墙被压断,影响顶拔;

锁口管背后回填应密实,从而防止混凝土绕流埋管;

混凝土浇筑之前,应采用顶拔机试顶拔,确定无绕流状态下的压力大小,同时检验顶拔机是否正常工作。

提高锁口管制作精度,确保锁口管安放垂直。锁口管底部要入土30~50cm,防止混凝土扰流堵塞形成真空。

根据同条件养护试块达到自立的硬化时间确定顶拔接头管的时间。严格控制锁口管的初定拔以及全速顶拔时间; 

混凝土开始浇灌4个小时后开始顶拔,第一次顶拔高度不大于10cm,间隔时间5~10分钟。

根据混凝土浇灌上升曲线表和预先留有的混凝土试块判断混凝土是否凝固而确定锁口管逐段拔除的时间。

首开幅接头管起拔时应相互错开起拔,不得同时起拔。针对异型幅地下连续墙,应合押安排施工顺序。异形槽段成槽时由于阴角区塌孔,易造成混凝土绕管;同时由于导墙不连续,导墙在锁口管顶拔过程中易发生破坏。因此,异型幅地下连续墙在条件允许时应按闭合幅处理。

2、管理措施

对班组专职顶拔锁口管人员进行专项技术交底,并认真及时做好顶拔记录(顶拔时间、顶拔压力、顶拔高度及顶拔间隔时间)。 

严格控制槽段垂直度,对看槽工与成槽机司机进行技术交底,发现槽段偏斜应及时纠偏(特别注意是否有二方向的偏差)。 

配备合理、完好的顶拔设备,要求修理工对油顶经常进行保养与检查,以确保顶拔锁口管工序的顺利进行。  

增强工作人员责任心,加强现场管理,注重交底,做好锁口管顶拔记录。 

对于异常情况有预见性,对气温反常要提前与搅拌站沟通,控制砼的初凝时间;

五、发展和地下连续墙施工新工艺

1、扩大的止浆铁皮工艺

2、新型接头的开发-全包防绕流钢筋笼

3、全包防绕流钢筋笼施工工艺

4、预埋钢箱接头

接头钢箱安装示意图

浇注封底混凝土示意图

浇注钢箱混凝土示意图

5、采用铣接头

先行槽段每边外放20-30cm

后行槽段每边铣掉20-30cm

新老混凝土通过铣接头连接

6、预制接头的使用

采用预制接头,完全摒弃了锁口管或接头箱的使用,杜绝被埋。

六、结语

1、锁口管被埋往往人为因素比较大,在地下连续墙锁口管安放之前,应检查导墙被破坏的情况,顶拔机的供油、回油情况,以及锁口管销子的磨损变形情况,严禁带病作业;

2、在锁口管安放结束,背后回填阶段,应派专人旁站,严格控制回填质量,降低混凝土绕流的风险;

3、应安排专职的锁口管顶拔工专门进行锁口管顶升,严禁顶拔机旁无人值守空当。

相信做到了这些,锁口管被埋的概率将会大大降低。


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