復(fù)雜地質(zhì)條件下地下連續(xù)墻成槽施工技術(shù)

胡 濤

(嘉盛建設(shè)集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 210000)

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復(fù)雜地質(zhì)條件下地下連續(xù)墻成槽施工技術(shù)

胡 濤

(嘉盛建設(shè)集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 210000)

以南京市洪武路污水提升泵站地下連續(xù)墻成槽工程為例，從泥漿制備、雜填土層至強(qiáng)風(fēng)化泥巖層成槽、中風(fēng)化泥巖層成槽三方面，闡述了復(fù)雜地質(zhì)條件下連續(xù)墻成槽施工技術(shù)，并提出了預(yù)防地下連續(xù)墻成槽塌方的措施，確保了槽壁的穩(wěn)定性。

地下連續(xù)墻，成槽施工，中風(fēng)化泥巖層，旋挖鉆機(jī)

0 引言

城市地下空間的利用率隨著城市建設(shè)步伐的加快在不斷提高，基坑工程也不斷的出現(xiàn)在市政、建筑等多種工程領(lǐng)域，而地下連續(xù)墻作為一種基坑圍護(hù)形式被越來(lái)越多的工程所采用。本文以洪武路污水主干管提升泵站土建工程為背景，針對(duì)粉細(xì)砂、中風(fēng)化泥巖等多種特殊地質(zhì)條件，特別是針對(duì)中風(fēng)化泥巖，總結(jié)出地下連續(xù)墻安全成槽及入巖的相應(yīng)施工技術(shù)，為類似工程提供一定的參考。

1 工程概況

本工程為洪武路污水提升泵站工程，工程主體結(jié)構(gòu)位于地面以下，包含地下2層污水泵房和地下1層變電所，結(jié)構(gòu)采用全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)。污水處理泵站結(jié)構(gòu)外包尺寸長(zhǎng)26.3 m×寬21.75 m×深20.7 m，基坑采用800 mm厚地下連續(xù)墻+4道內(nèi)支撐的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，最大開挖深度為19.6 m，成槽深度25.6 m，入強(qiáng)風(fēng)化泥巖約4.2 m，中風(fēng)化泥巖6 m～7 m，采用工字鋼接頭，共計(jì)18幅。結(jié)構(gòu)外墻與圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻按疊合墻設(shè)計(jì)，共同受力。

2 工程水文地質(zhì)情況

擬建泵房和變電所場(chǎng)地位于南京市秦淮區(qū)應(yīng)天大街北側(cè)，外秦淮河南側(cè)，鳳臺(tái)路東側(cè)。場(chǎng)地地貌單元為階地和秦淮河漫灘交界帶。根據(jù)勘探揭示的地層結(jié)構(gòu)，場(chǎng)地地下水主要為潛水、弱承壓水和基巖裂隙水。

3 地下連續(xù)墻成槽施工技術(shù)

3.1 泥漿制備

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告及設(shè)計(jì)圖紙，地連墻施工中可能遇到的不利土層有粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂，為保證成槽的安全可靠，根據(jù)式(1)，式(2)及相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，新制膨潤(rùn)土泥漿初步配合比見表1。

表1 新制泥漿配合比(1 m3漿液) kg

每1 m3泥漿所需膨潤(rùn)土量計(jì)算：

(1)

其中，Qn為每1 m3泥漿所需膨潤(rùn)土(風(fēng)干狀態(tài))量,kg；γt為膨潤(rùn)土密度，一般取2.2 kg/m3～2.6 kg/m3；γn為所配泥漿密度,kg/m3；γw為水的密度，一般取1.0 kg/m3。

每1 m3泥漿用水量計(jì)算:

Qw=1-Qn/γt

(2)

其中，Qw為每1 m3泥漿用水量，kg。

施工中泥漿性能應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)情況分別進(jìn)行控制，對(duì)此根據(jù)地質(zhì)情況的不同施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)對(duì)泥漿性能分別進(jìn)行試驗(yàn)，并根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。

3.2 雜填土層至強(qiáng)風(fēng)化泥巖層成槽

在地連墻成槽施工時(shí)可直接采用液壓抓斗成槽機(jī)進(jìn)行雜填土層至強(qiáng)風(fēng)化巖層施工。首開幅采取兩鉆三抓成槽，先用旋挖鉆在標(biāo)準(zhǔn)槽兩邊鉆取兩個(gè)引導(dǎo)孔，再挖兩邊，最后挖中間，閉合幅采用三抓成槽，同時(shí)在槽段拐角處，鉆引導(dǎo)孔時(shí)應(yīng)向外側(cè)多鉆半個(gè)孔位。成槽過程中應(yīng)向槽內(nèi)不斷補(bǔ)充新鮮泥漿，當(dāng)成槽機(jī)抓斗不能進(jìn)尺時(shí)便停止開挖，同時(shí)利用抓斗進(jìn)行收底，使地連墻槽底在中風(fēng)化泥巖層頂部基本保持水平，以免旋挖鉆入巖時(shí)出現(xiàn)斜孔。

3.3 中風(fēng)化泥巖層成槽

在中風(fēng)化泥巖中采用旋挖機(jī)配合液壓抓斗成槽機(jī)器成槽，先用旋挖鉆開挖主副孔，再用刷壁器鑿除槽壁上凸起部位修壁成槽，最后用液壓抓斗抓除槽底鉆渣。

3.3.1 布孔

在導(dǎo)墻上標(biāo)注出主孔與副孔的位置，主孔中心距在1.0 m～1.2 m，間距應(yīng)根據(jù)槽段長(zhǎng)度具體進(jìn)行布置。相鄰主孔中心連線的中點(diǎn)為副孔中心，如圖1所示。另需特別注意在地連墻拐角處鉆孔時(shí)應(yīng)向外側(cè)多鉆半個(gè)孔位，以確保整個(gè)槽段的完整性，見圖2。

3.3.2 地連墻槽段主副孔施工

主孔施工時(shí)采用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔施工，由于上部土層至強(qiáng)風(fēng)化泥巖已成槽，鉆頭直徑采用800 mm，副孔是在相臨兩主孔施工完畢后，采用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)。同時(shí)應(yīng)注意在旋挖鉆開挖過程中不斷向槽內(nèi)補(bǔ)充新鮮泥漿，確保泥漿的性能指標(biāo)和液面標(biāo)高。

3.3.3 刷壁器掃孔

在主、副孔施工結(jié)束后，用刷槽器從主、副孔連線的中點(diǎn)下鉆，修整槽壁，聯(lián)孔成槽，并用液壓抓斗抓除槽底鉆渣。

3.3.4 清孔

當(dāng)槽深大于設(shè)計(jì)深度100 mm～200 mm時(shí)開始清槽，采用吸泥機(jī)清槽，確保清槽后及澆筑混凝土前槽底沉渣厚度不大于50 mm，同時(shí)應(yīng)保證槽底以上0.2 m～1 m范圍內(nèi)的泥漿比重小于1.15，含砂率不大于5%，粘度不大于28 s。

3.3.5 注意事項(xiàng)

1)旋挖法成槽時(shí)，嚴(yán)格控制主孔垂直度，嚴(yán)防偏槽。

2)嚴(yán)格控制成槽過程中護(hù)壁泥漿的質(zhì)量，加強(qiáng)護(hù)壁，泥漿比重增大至1.3左右，減少因中風(fēng)化泥巖段成槽時(shí)間過長(zhǎng)而引起槽壁坍塌情況發(fā)生。

3)在地下連續(xù)墻成槽過程中，槽內(nèi)泥漿應(yīng)一直處于循環(huán)狀態(tài)，

同時(shí)要嚴(yán)格對(duì)泥漿性能進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)補(bǔ)充新鮮泥漿，確保槽壁穩(wěn)定。

4)當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏槽時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行糾偏，如遇半軟半硬地質(zhì)，必要時(shí)回填石塊進(jìn)行糾偏。

4 地下連續(xù)墻成槽塌方預(yù)防措施

槽段開挖作為地下連續(xù)墻施工的中心環(huán)節(jié)也是施工過程中的關(guān)鍵工序，而預(yù)防槽段坍塌作為確保槽壁穩(wěn)定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)貫穿于整個(gè)地連墻施工的全過程，因此為確保槽壁穩(wěn)定需要采取以下措施：

1)地下連續(xù)墻開槽時(shí)速度應(yīng)放緩，應(yīng)確保護(hù)壁泥漿在槽壁上形成一層致密的泥皮。

2)地連墻施工前應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況的不同分別通過試驗(yàn)確定各土(巖)層泥漿性能指標(biāo)，在施工過程中應(yīng)嚴(yán)格按照檢驗(yàn)結(jié)果對(duì)泥漿性能進(jìn)行監(jiān)控。

5 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)洪武路污水提升泵站工程地下連續(xù)墻成槽施工情況的研究分析，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下地下連續(xù)墻成槽施工有以下幾點(diǎn)體會(huì)：1)對(duì)于在中風(fēng)化泥巖層，采用旋挖鉆機(jī)配合液壓成槽機(jī)的連續(xù)墻成槽施工技術(shù)是可行的，效率遠(yuǎn)優(yōu)于沖孔機(jī)配合成槽機(jī)成槽施工。2)由于旋挖機(jī)的使用噪聲大、設(shè)備投入相對(duì)較高，因此施工過程中是否選用旋挖機(jī)要根據(jù)周邊環(huán)境及工期計(jì)劃來(lái)進(jìn)行決定。3)在中風(fēng)化泥巖段加強(qiáng)護(hù)壁可減少因中風(fēng)化泥巖成槽時(shí)間過長(zhǎng)而引起槽壁坍塌情況發(fā)生。4)在粉細(xì)砂層施工時(shí)提高泥漿重力密度可以有效的防止坍塌。

[1] 江正榮.建筑施工計(jì)算手冊(cè)[M].第3版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013:320-323.

[2] 宋占峰.上海地鐵曲陽(yáng)路車站施工關(guān)鍵技術(shù)[D].天津：天津大學(xué)，2004．

[3] 劉樹山.深圳地鐵福民站地下連續(xù)墻入巖成槽技術(shù)[J].城市軌道交通研究，2003，6(3)：87-88．

The trench construction technology of underground continuous wall under complex geological condition

Hu Tao

(JiashengConstructionGroupLimitedCompany,Nanjing210000,China)

Taking the underground continuous wall trench engineering of sewage pumping station in Nanjing Hongwu Road as an example, from the slurry preparation, miscellaneous fill soil to strong weathering mud-stone layer trench, weathered mud-stone layer trench three aspects, elaborated the continuous wall trench construction technology under complex geological conditions, and put forward the measures prevention of underground continuous wall trench collapse, ensured the stability of slot wall.

underground continuous wall, trench construction, weathered mud-stone layer, rotary drilling rig

1009-6825(2016)27-0099-02

2016-07-15

胡 濤(1985- )，男，工程師

TU476.3

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