本站原创摘 要：某地区水电站导流明渠原本设计为“十”字形的框格式地下连续墙,但其存在着事故多、效率低、工作稳定性差等缺陷,工程设计及施工单位经过客观讨论分析,结合实际情况在现有基础上,对该水电站的框格式地下连续墙进行优化设计和各种问题的处理措施,提出改进意见,不仅成功解决了水电站建筑结构缺陷,并达到了工程设计要求,也为框格式地下连续墙的成功实践应用开创了先例.
关 键 词：框格式地下连续墙水电站节点施工
该水电站地下连续墙施工处理部分的地质状况为：上部覆盖层厚度约8～37m,基本上为上部含漂砂卵砾石层（厚8～13m）和中部青灰色粉砂质黏土层承载力低,具中等压缩性,但抗流水冲击能力很差,不具备较大承载能力,故不适合作为地基持力层.其底部构成为砂页岩.
鉴于其表面覆盖层不能满足建筑物结构基础的基本要求,设计单位层考虑过进行放坡开挖换填、沉井和地连墙围井等常规工程措施.但是由于现场地质结构、工期紧张等条件的制约,计划设计的方案难以实施.经多次专家咨询论证后,最终决定对该水电站实施框格式地下连续墙深基础,以代替深基坑开挖的基础施工方案.
一、主要技术难点
招标设计阶段采用的是墙厚均为1.2m的框格式地下连续墙.它的节点也是等厚的地连墙,断面有十、T、L三种形式,墙底入岩1～2m.处理好这些节点的连续墙施工决定是本项目成败的关键和施工技术难点,即使采用改善泥浆性能或者采用高喷方法对地基先进行加固,都无济于事.
“十”字地连墙是一种轴对称结构,它的任何一点的位置需要两个尺度（坐标）来确定.即使改变节点墙施工的先后顺序,也会出现钢筋笼与街头钢板在两坐标轴线相互垂直方向的难以精确定位问题.并且,由于入岩1～2m的设计要求,以目前现有的施工技术手段必须采用冲击钻机挖槽.在开挖沟槽过程中,在冲击钻头的巨大冲击力下,会造成十字交叉处架空的槽壁塌陷和破坏,因此这样不仅增加了施工难度,并且会导致混凝土在浇筑时发生严重的扰流,造成接头钢板空间的堵塞,使二期槽无法顺利施工.
二、结构优化
针对上述存在的问题,通过与设计单位的沟通协调,对节点设计进行了优化和改进.其中之一的做法是在节点处做厚墙.
当把X轴或Y轴方向的墙厚加大1.8m后,对中精度相应提高,但并未有从根本上解决两轴线对中精度难度高的问题.并且,当对一字形连续墙首先施工、十字形连续墙后施工时,十字形连续墙则要在四个方向进行对中,精度要求仍然很大；槽壁坍塌的风险也随之很大,目前施工方也没有解决此类施工问题的相配套设备,因此此办法无法实现.
为了最终解决好上述问题,通过与设计单位反复研究论证,提出了用大直径关注桩来代替节点处地连墙的方案,即在节点处采用大桩,两桩之间仍采用地连墙.这是基于以下原因而采用的代替方案：
（1）圆是一种点堆成的结构,当圆的半径确定以后,点的定位可由一个尺度（即圆心角）来确定.
（2）圆桩在挖空时,由于地层土体拱的作用,使土体减少了坍塌可能；另外,由于采用冲击钻机挖孔,钻头会把桩孔周围的土体冲击、挤压密实,也减少了坍塌可能.总之,圆桩挖孔可减少坍塌,大大减少混凝土扰流的不良影响.
采用大直径灌注桩,加大了接头钢板在圆断面内的空档,可以使二期地连墙的钢筋笼更顺利地吊放,使一期、二期混凝土的摩擦接触面更大些.这对提高结构强度和顺利施工都有利.
（3）采用大直径灌注桩以后,大大改变了基础的受力形态；使整个结构变成了上部的厚6m的底板以及导墙构成的L形结构和下部由大直径灌注桩组成的受力体系,而地连墙则起着加固大桩之间的刚度、防渗、抗冲刷的作用.要特别说明的是,采用大直径灌注桩与低廉后期相结合的框格式地连墙深基础方案,比全部采用等厚地连墙的框格式方案要好.采用大直径桩,便于桩与地连墙的连接,而且连接质量较有保证.
（4）圆桩先施工（一期）,一字形地连墙后施工（二期）.这样做的好处是,后施工的地连墙钢筋笼,只需对准圆柱上的一个方向搭接钢板就可以了；施工占地少,不影响场区内地面交通.这也是保证整个深基础工程能够顺利完成的关键点之一.
三、墙桩组合框格式地下连续墙施工
1.桩孔、槽孔施工.
桩凿孔采用JKL10型手把式冲击钻机和CZ-6E工程冲击钻机成孔,开孔前钻头中心与节点桩中心对症,由专业测量人员采用全站仪校核合格后,测量监理工程师进行复查.钻头中心与设计孔位中心满足要求后签发钻孔开孔作业许可后方可开孔,钻孔出渣方式采用泥浆正循环出渣.一字槽段成槽施工主要采用ZZ-8D冲击钻机配合GB-30型冲击钻机破碎嵌岩,部分槽段直接采用ZZ-8D冲击钻机钻孔成槽.
2.护壁泥浆.
本工程覆盖层为粉砂质黏土,其自造浆能力较好.因此在冲击钻凿孔过程中,以自造泥浆为主,辅助加膨润土泥浆.抓斗成槽过程中采用膨润土浆.制浆设备选用2台NJ-1500型高速膨润土泥浆搅拌机.在抓斗成槽过程中不断注入槽段内,使槽段内浆液面不低于导墙下50cm.在混凝土浇筑施工中置换出来的性能达到标准的泥浆,回收到储浆池后重复使用.
3.清孔.
清孔采用气举法,清孔根据单元槽段内各孔孔深不同,清孔次序为先浅后深.节点桩完成终孔验收后,采用正循环法进行初清,然后采用气举法进行泥浆净化清孔.一字槽成槽以后,先用抓斗抓起槽底余土及沉渣,再用“气举法”吸取孔底沉渣,经泥浆净化机净化后的泥浆返回槽内,并用刷壁器和钢丝钻头清除已浇筑墙段接头处的凝胶物和泥皮.清槽后泥浆性能及淤积等指标暗组规范、设计要求.
4.钢筋笼制作及吊装.
钢筋笼制作采用现场加工方式,在施工现场设置钢筋加工场和钢筋笼组装场,钢筋笼及接头钢板制作完成后,采用整体吊装入槽.
钢筋下料成型在钢筋加工场进行,现场设置钢筋笼加工平台,平台具有足够的刚度和稳定性,并保持水平.
钢筋加工符合设计图纸和施工规范要求,钢筋加工按一下顺序：先铺设水平筋,再铺设纵向筋,并焊接牢固.然后焊接中间桁架,再焊接上层纵向筋中间联结筋和面层横向筋.然后焊接锁边筋,吊筋,最后焊接预埋件,保护层焊接采用边下设边焊接的方式.
钢筋笼制作过程中,预埋件、测量元件位置要准确,并留出导管位置.钢筋保护层定位块用4mm厚钢板,焊于水平筋上.起吊点满焊加强.竖筋结肠采用单面搭焊接.
接头钢板焊接采用CQ2保护焊焊接.接头钢板按连续墙槽段深度确定其长度后在现场组装场地接长,与钢筋笼同步组装后编号存放备用.
四、结束语
通过设计与施工的紧密配合,通过对设计结构型式的优化,将原设计优化成地下连续墙和大直径灌注桩的组合框格式地连墙深基础,采用大直径灌注桩作为节点,使设计和施工更加完善、更加顺利,更具可操作性,是覆盖层地基处理技术的又一创新.