王鵬舉 尹秀連
摘要:地下連續(xù)墻是基礎(chǔ)工程在地面上采用特種挖槽機械,沿著開挖工程周邊軸線,開挖出的一種深基坑圍護結(jié)構(gòu),其作用就是為了截水、防滲、承重和擋水。本文以某實際工程為例,研究7地下連續(xù)成槽施工技術(shù),總結(jié)出深基坑地下連續(xù)墻在復(fù)雜地段關(guān)鍵施工技術(shù),結(jié)果表明該工程地下連續(xù)墻施工的墻體垂直度、槽段接縫、槽壁穩(wěn)定性和止水效果均符合設(shè)計要求,為今后類似地下連續(xù)墻的施工技術(shù)提供經(jīng)驗與借鑒。
關(guān)鍵詞:地下連續(xù)墻 成槽 施工技術(shù)
隨著我國城市建設(shè)的不斷發(fā)展,大型深基坑逐漸增多,相應(yīng)的開挖深度也不斷增加。地下連續(xù)墻作為軟土地區(qū)的一種深基坑圍護結(jié)構(gòu),因其具有剛度大、整體性強、耐久性和防滲性好等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于高層建筑地下室、碼頭岸壁、隧道、車站等深基坑中。意大利米蘭的工程師C .Veder于1950年首次開創(chuàng)地下連續(xù)墻的施工工藝,并將此項技術(shù)應(yīng)用于StantaMali大壩的防滲墻中,我國便引入并發(fā)展應(yīng)用于城市發(fā)展各個方面。本文基于某工程實踐,對地下連續(xù)墻關(guān)鍵施工技術(shù)進行系統(tǒng)的分析,為類似軟土地區(qū)連續(xù)墻的設(shè)計與施工提供參考。
1工程概況
某工程的設(shè)計里程為SDK18+864.406——SDK19+175 .390,800mm厚地下連續(xù)121幅,分幅長度為3.6m-8.05m,標(biāo)準(zhǔn)段墻深度為34.5m,端頭井為35.5m,連續(xù)接頭采用工字剛接頭,中心處基坑埋深約為17.45m,基本槽段幅寬6.Om,平均深度大約為27m,大部分需要嵌入中分化巖層,嵌入深度26m,工程地質(zhì)層,抵質(zhì)亞層分別有14和19個,分別有黏土、淤泥、粉質(zhì)黏土、中砂、淤泥質(zhì)、雜填土、圓礫、殘積粉質(zhì)黏土、殘積砂質(zhì)黏土、全風(fēng)化花崗巖、碎塊狀強風(fēng)化花崗巖和中風(fēng)化花崗巖。
2成槽方案
本工程是復(fù)雜式地下連續(xù)墻,其主要施工的關(guān)鍵工藝仍然是成槽。目前,連續(xù)墻形成方法主要包括液壓抓斗成槽,銑槽機開槽,鉆抓結(jié)合法,先抓后銑法,可以根據(jù)工程的地質(zhì)情況和施工單位的裝備情況選擇合適的成槽方法。成槽方法常見的設(shè)備包括:沖擊鉆機、旋挖鉆機、沖擊反循環(huán)鉆機、液壓雙輪銑槽機和抓斗。由于液壓抓斗的成槽能力強,以高效率,高質(zhì)量地挖槽。而沖擊鉆機對于很多地質(zhì)層都能適應(yīng),特別是堅硬的地質(zhì)層、硬巖層都能使用,本工程是復(fù)雜地段施工,地連墻上部建議使用液壓抓斗成槽機,而嵌入中風(fēng)化巖層則可以使用沖擊鉆機施工,泥漿護壁,使用方法是先抓后沖,就是使用液壓機先開槽,直到巖石層不能被挖掘,改用沖樁機沖孔成槽。
3地下連續(xù)墻成槽施工技術(shù)
3.1入巖地下連續(xù)墻
3.1.1水泥漿制備
水泥漿配比:由于開挖巖層成槽時間較長,一般在一個星期左右,因此泥漿性能的好壞直接影響到成槽質(zhì)量的安全。因此根據(jù)在項目現(xiàn)場的三個不同的泥漿比,使用DM-686超聲測試儀來檢測連續(xù)槽的成槽質(zhì)量。比較之后,水泥漿最佳配比為:1000千克水,75千克膨潤土,1.2千克CMC,0.5公斤蘇打灰。
泥漿制備工藝:首先準(zhǔn)備5% CMC溶液,讓它充分溶解,然后根據(jù)配合比例添加水和膨潤土,攪拌約6分鐘,然后添加5%CMC溶液,再攪拌十分鐘左右,最后加入純堿攪拌均勻,倒入儲漿池,并不停的用泥漿泵攪拌,等到一天以后膨潤土充分的吸水膨化,即可以使用。
3.1.2成槽機施工
成槽前泥漿儲備必須滿足現(xiàn)場施工的需求,施工的各方面的機械設(shè)備必須要確保完好無損,場地要注意保持暢通,供漿道和返漿溝需滿足各方面的需求。在形成槽的過程中,根據(jù)地質(zhì)層變化及時調(diào)整泥漿指標(biāo)。例如地質(zhì)層的變化需要不同的泥漿指標(biāo),注重成槽的速度,排土量大小和泥漿的補充,并讓現(xiàn)場施工人員隨時注意槽內(nèi)有無坍塌和漏漿現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)存在的問題要及時處理。成槽時也要注意成槽機的停放位置,停放是成槽機應(yīng)垂直導(dǎo)墻并距離導(dǎo)墻至少3m以上位置。成槽機的起重臂傾斜度要控制在65度到75度之間,并且不能在開槽過程中隨意的擺動成槽機。在7米或更大的范圍內(nèi),當(dāng)開槽時,速度要慢,盡可能的將槽壁垂直度調(diào)整到合適位置,小于7m范圍時,不僅要滿足挖槽軸線的偏差,還應(yīng)保證開挖速度和槽位正確,如果需要停止挖槽,不能將抓斗停放在槽內(nèi),成槽過程中要多進行測量工作,測量槽的深度,以防止超限。在連續(xù)墻施工的過程中,由于砼繞流會導(dǎo)致后開槽段施工不便,所以在連續(xù)墻施工中,要嚴(yán)格按照設(shè)計做好連續(xù)墻接頭,并且在兩側(cè)上的土方應(yīng)壓實。
成槽注意事項和施工要領(lǐng):
(1)垂直槽:在形成槽之前,連續(xù)墻的平整度應(yīng)通過使用車載水平儀在挖掘前進行調(diào)整。與此同時,在開挖過程中要隨時的觀察車載測斜儀的表針變化,發(fā)現(xiàn)有偏差要及時的更正,在遇到較為不平整的地層時或是更正難度較大的底層,可以填補或者重新開挖。
(2)成槽深度:根據(jù)成槽時成槽機的抓土難度,以及沖擊鉆機的鉆進深度來確定需要在什么地方進行開挖。同時在開挖的過程中要根據(jù)地層的變化和現(xiàn)場施工人員提對巖樣和地質(zhì)報告巖樣描述對比情況,對巖層類別和入巖深度進行判斷,然后詳細的記錄備案。
(3)成槽開挖精度:根據(jù)成槽機上垂直度測量儀上的成槽垂直度情況,及時有效的對成槽機的抓斗進行調(diào)整,直到垂直度達標(biāo)為止,要保證隨時更正,確保其垂直精準(zhǔn)度在3/1000以上,當(dāng)然越小越好。
(4)成槽時泥漿面的控制:成槽過程中,應(yīng)該安排專人對泥漿進行放送,根據(jù)槽內(nèi)泥漿液面厚度大小,是否符合要求,適當(dāng)?shù)倪M行補充,并確保泥液面要高出地下水平面Im以上,且不能比導(dǎo)墻頂面的0.5m還低,嚴(yán)禁在泥漿傳遞過程供應(yīng)不足。
3.1.3清槽
槽段在定性后,必需進行清槽換漿。清槽換漿的方法是空氣吸泥方法,,吸泥管應(yīng)使用的是φ125鋼管。在通過壓入壓縮空氣至槽底的吸泥裝置,將槽底的泥沙吸出,并在同一時間,再結(jié)合槽底的吸泥裝置向槽段不斷的放送新泥漿。同時吸泥管在吸泥置換的過程中是平衡移動的,能保持槽底的泥漿厚度小于5cm,才能符合標(biāo)準(zhǔn)。
3 .1.4沖擊鉆
在連續(xù)墻進入地下巖層,采用沖擊鉆成槽施工,首先使用的是φ780沖樁錘分序排孔沖槽,在沖槽的過程中是一邊沖一邊加強返漿,沖好孔之后再用成槽機成槽。在沖擊成孔時,可以采用勤松繩、勤掏渣,要嚴(yán)格的控制松繩長度,并時刻的注意沖錘和提升鋼絲繩之間連接是否可靠。工程在施工的過程中每次挖進0.5-lm,可以測量一次鉆孔的垂直度,結(jié)合導(dǎo)墻的中心線吊測繩來糾正空洞的垂直度。開孔和地質(zhì)層發(fā)生變化的情況下,因采用低沖程進行施工。在沖壓過程中,還應(yīng)注意墻面空間的垂直度,尤其是鎖定管的垂直度。在主孔施工中,首先檢查其垂直度,然后用簡易鋼絲繩沖擊鉆來調(diào)整存在的問題,最后采用CJF-15沖擊鉆施工,在簡易沖擊鉆施工過程中,注意沖程控制,它不能超過1.5 -2m沖程,防止因為放繩過度打空錘,造成槽壁的擾動。
3.2未入巖下連續(xù)槽
單元槽使用順序是先兩側(cè)后中間。首先,單孔挖凹槽部分的兩端,也可采用在挖好第一孔后,間隔一段距離在進行第二孔的方法,讓兩個單孔之間未形成連通,存在一定的隔墻,這樣可以保證是抓斗在挖單孔時吃力是一樣的,這樣可以有效地更正偏差,保證成槽
垂直度。先挖單孔后挖隔墻,因此孔間隔墻的長度不能太長,要小于抓斗開挖長度,抓斗能套住隔墻進行施工,這樣的受力也是均衡的。其次,等到單孔和孔間隔墻開挖到設(shè)計深度后,如果再次沿溝槽的長度進行挖掘,則會形成整體表面不平整,并且不均勻。因此抓斗挖一個單孔和分隔墻時,要把握好成槽的垂直度,這樣可以有效地校正凹凸的平面,以確保槽段橫向良好的直線性。在抓斗沿著槽段橫向開挖的同時,需要把抓斗放在槽段設(shè)計的深度,能將槽底的深渣挖除。在開槽過程中,抓斗在人槽或出槽時需要謹(jǐn)慎,避免損壞槽段,其次要根據(jù)槽機的垂直儀表及時的糾偏,最后在挖槽時,還應(yīng)穩(wěn)當(dāng)防止槽段失穩(wěn)造成局部的塌陷。
3.3軟弱富水砂層中的成槽
軟弱富水砂中的成槽難度較大,結(jié)構(gòu)地段復(fù)雜。同時,由于打樁機的振動,塌陷現(xiàn)象嚴(yán)重。為了避免這種現(xiàn)象,采用以下措施進行控制:將上部富水砂層地段2m位置埋深,并且用泥土和水泥填實。對于在槽段中部富水砂層,在導(dǎo)墻兩側(cè)進行雙管旋噴樁加固。成槽的過程中要及時的檢測泥漿的比重和技術(shù)參數(shù)的變化。要對泥漿實施動態(tài)化的管理,并定時對泥漿的質(zhì)量進行抽查式檢測,應(yīng)將泥漿的比重控制在1.2-1.3g/ml。
4結(jié)束語
復(fù)雜地段地下連續(xù)墻成槽的關(guān)鍵是施工技術(shù),但是在條件復(fù)雜地段施工技術(shù)難度較大,可以通過成槽前的雙管旋噴樁加固、泥漿控制、成槽垂直度過程進行檢查和成槽后檢查,讓連續(xù)墻垂直度符合設(shè)計的要求,同時也為以后的類似的復(fù)雜地段連續(xù)墻成槽技術(shù)提供了寶貴的經(jīng)驗。
參考文獻
[1]龔斌.地下墻連續(xù)成槽施工技術(shù)研究,施工技術(shù),2015.9
[2]李會民,王士川,地下連續(xù)墻槽壁穩(wěn)定性分析及護臂泥漿性能指標(biāo)的確定[J].工業(yè)建筑,1993,(8):9-11.
[3]王中軍.復(fù)雜地質(zhì)地下連續(xù)墻槽壁穩(wěn)定性研究[J].石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2010,23(1):58-6l
[4]黃曉東.復(fù)雜地段地下連續(xù)墻成槽施工技術(shù).低溫建筑技術(shù),2019.3
[5]劉國彬,王衛(wèi)東.基坑工程手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.
[6]余暄平,朱衛(wèi)杰,上海市軌道交通四號線修復(fù)工程綜述[J].建筑機械,2008 (3):l6-20.
[7]李榮智,仲生星.南水北調(diào)中線穿黃工程超深豎井施工技術(shù)[J].人民長江,2011,42 (8):63-69.
[8]鄭宏,傅金棟,宋凱,等,天津濱海新區(qū)6lm深異形地下連續(xù)墻施工技術(shù)[J].施工技術(shù),2010,39 (10):50-5259.
[9]王軒,矩形地下連續(xù)墻槽壁失穩(wěn)機理及分析方法研究[D].南京:河海大學(xué)土木工程學(xué)院,2005.
[lO]王立彬,燕喬,深厚覆蓋層防滲墻槽壁穩(wěn)定影響因素及提高穩(wěn)定性措施[J].災(zāi)害與防治工程,2008(2):27-31.
[11]劉海卿,于海峰,于波.深層地下連續(xù)墻槽壁穩(wěn)定機理研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2006,6(8):lO11-1013.
[12]雷國輝,王軒,雷國剛.泥漿護壁開挖穩(wěn)定性的影響因素及失穩(wěn)機理綜述[J].水利水電科技進展,2006,26(1)82-86