地下連續(xù)墻技術(shù)在深基坑圍護(hù)中的應(yīng)用

劉永杰,左新明,王建華

(1.河北省地礦局,河北石家莊 050081;2.河北省地礦局國土資源勘查中心,河北石家莊 050081;3.中國地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所,河北廊坊 065000)

地下連續(xù)墻技術(shù)在深基坑圍護(hù)中的應(yīng)用

劉永杰1,左新明2,王建華3

(1.河北省地礦局,河北石家莊 050081;2.河北省地礦局國土資源勘查中心,河北石家莊 050081;3.中國地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所,河北廊坊 065000)

結(jié)合某高層建筑深基坑圍護(hù)的工程實(shí)例,介紹了地下連續(xù)墻施工技術(shù)在深基坑圍護(hù)工程中的具體應(yīng)用,闡述了地下連續(xù)墻施工的工藝流程和技術(shù)要點(diǎn),提出了施工的注意事項(xiàng)和特殊問題的預(yù)防處理方法。

深基坑圍護(hù);地下連續(xù)墻;槽段劃分;接頭管;泥漿

0 引言

地下連續(xù)墻施工技術(shù)從國外引進(jìn)后,最早應(yīng)用于水庫大壩的防滲,后來在高層建筑的深基坑工程中也得到應(yīng)用。目前,地下連續(xù)墻作為深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)已很成熟,在越來越多的建筑工程中將支護(hù)結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合設(shè)計(jì),即在施工階段采用地下連續(xù)墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu),在正常使用階段又將地下連續(xù)墻作為結(jié)構(gòu)外墻使用,承受永久的水平和豎向荷載。在地下水比較活躍的情況下,也有的將地下連續(xù)墻主要作為防滲墻使用,以便于基坑降水,并配合錨桿、土釘墻等手段對深基坑進(jìn)行圍護(hù)。

在深基坑和超深基坑中,當(dāng)其他圍護(hù)手段難以滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),采用地下連續(xù)墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)就是很經(jīng)濟(jì)、安全的選擇。另外,當(dāng)空間狹小、地下室外墻與紅線距離較近時(shí),或者對基坑的防水和變形要求較高時(shí),地下連續(xù)墻就顯現(xiàn)出其優(yōu)越性。

1 工程概況

山西省太原市某高層建筑,擬建地下室 3層,基坑開挖深度為 15.0 m。由于地下水豐富,且水位在-5.0 m,埋深較淺,降水難度較大,設(shè)計(jì)采用地下連續(xù)墻進(jìn)行基坑圍護(hù),以利于基坑降水。地層情況如下:

①粉土、粉質(zhì)粘土,埋深 0～20 m;

②中細(xì)砂、中粗砂,埋深 20～37 m,為透水層;

③粉質(zhì)粘土,埋深37 m及以下,為相對隔水層。

地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)深度為 40 m,即進(jìn)入③粉質(zhì)粘土層不小于 2.0 m,設(shè)計(jì)墻體厚度 600 mm,為塑性混凝土墻,墻體強(qiáng)度 R28≥4 MPa,初始切線模量 E0=750～1500MPa,滲透系數(shù) K<1×10-6cm/s,允許滲透比降 J>60。

2 地下連續(xù)墻施工

根據(jù)本工程的特點(diǎn)和地層情況,采用了“兩鉆一抓”法施工,即先用鉆機(jī)鉆取每個(gè)槽段兩端的先導(dǎo)孔,然后用液壓抓斗抓取槽段中間部位。槽段劃分為一、二期,按兩序施工,先施工一期槽,后施工二期槽。根據(jù)設(shè)備性能和地層條件,單元槽段長度確定為 7.2 m。一、二期槽段的連接采用接頭管法,一期槽段成槽后、澆筑混凝土前,在槽段兩端的先導(dǎo)孔位置下入接頭管,澆筑的混凝土達(dá)到初凝強(qiáng)度后,將接頭管逐步拔出,此孔即作為二期槽段的端孔。二期槽段澆筑后,兩個(gè)槽段即緊密相連。

根據(jù)總工期要求,共投入液壓抓斗 3部,配回轉(zhuǎn)鉆機(jī)6臺(tái)。

施工工藝流程見圖 1,單元槽劃分見圖 2。

圖1 地下連續(xù)墻施工工藝流程圖

圖2 單元槽段劃分示意圖

2.1 導(dǎo)墻及施工平臺(tái)的構(gòu)筑

地下連續(xù)墻成槽施工前要構(gòu)筑導(dǎo)墻,導(dǎo)墻質(zhì)量的好壞直接影響到地下連續(xù)墻的軸線和標(biāo)高控制。導(dǎo)墻主要有以下作用:

(1)作為測量基準(zhǔn),為成槽設(shè)備作導(dǎo)向;

(2)保護(hù)槽口土體,防止槽口坍塌;

(3)作為施工荷載的支撐平臺(tái),承受鉆機(jī)、拔管機(jī)等施工機(jī)械的壓力。

導(dǎo)墻采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),要準(zhǔn)確控制其頂面高程、導(dǎo)墻垂直度、槽口寬度等。導(dǎo)墻的強(qiáng)度要經(jīng)過計(jì)算,主要考慮拔管機(jī)的最大起拔力。

根據(jù)地表土層的條件,結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況,導(dǎo)墻采用“┓┏”形結(jié)構(gòu) (見圖 3)。導(dǎo)墻采用 C20混凝土澆筑,雙向配筋 “16@200。導(dǎo)墻頂板厚度 300 mm,立墻厚度 400 mm,高度 1.2 m。

鉆機(jī)和液壓抓斗的工作位置鋪墊 200 mm厚的碎石墊層。

導(dǎo)墻及施工平臺(tái)的構(gòu)筑流程為:平整場地→測量定位→挖槽→綁扎鋼筋→支模板→澆筑混凝土→拆模、設(shè)置橫向支撐→鋪設(shè)鉆機(jī)和抓斗工作平臺(tái)。

2.2 泥漿制備

在地下連續(xù)墻成槽施工中,泥漿的作用是支撐孔壁,懸浮、攜帶鉆渣和冷卻鉆具,其中最主要的作用是保持槽孔的孔壁穩(wěn)定。由于地層中砂層較厚,穩(wěn)定性較差,槽孔施工中可能會(huì)出現(xiàn)塌孔、漏漿、涌砂等現(xiàn)象,為保證順利施工,采用優(yōu)質(zhì)膨潤土泥漿,并按照《鉆井液用膨潤土》(SY 5060-85)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

2.2.1 泥漿系統(tǒng)的設(shè)置

圖3 導(dǎo)墻及施工平臺(tái)斷面圖

泥漿制備系統(tǒng)設(shè)在擬開挖基坑的中央,包括制漿機(jī)、泥漿泵、砂漿泵、除砂器等設(shè)備。泥漿池包括2個(gè)儲(chǔ)漿池、1個(gè)凈化處理池和 1個(gè)廢漿池,其中儲(chǔ)漿池和凈化處理池的容積為一個(gè)單元槽段容量的 2倍,約 350 m3(見圖 4)。

圖4 泥漿循環(huán)系統(tǒng)示意圖

膨潤土泥漿的調(diào)制采用臥式攪拌機(jī),新漿經(jīng)水化溶脹 24 h后方可使用。儲(chǔ)漿池泥漿經(jīng)常攪動(dòng),以保持泥漿性能的穩(wěn)定。制備好的泥漿用泥漿泵經(jīng)管道輸送至各施工槽段。使用后的漿液排至回收處理池,經(jīng)過除渣、添加原料及化學(xué)處理劑,達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)后重復(fù)使用。處理后的廢渣運(yùn)送到指定地點(diǎn)。泥漿性能調(diào)整流程如圖 5所示。

圖5 泥漿性能調(diào)整流程圖

施工現(xiàn)場設(shè)泥漿試驗(yàn)室,配備粘度儀、密度秤、含砂量儀、失水量儀、天平等試驗(yàn)儀器,由泥漿試驗(yàn)員專門負(fù)責(zé)泥漿的配制以及回收泥漿的性能指標(biāo)調(diào)配工作。

泥漿試驗(yàn)室對原材料及新、舊泥漿的控制內(nèi)容主要包括:

(1)原材料的檢測;

(2)泥漿配比的試驗(yàn)確定;

(3)新制泥漿性能指標(biāo)的測定;

(4)儲(chǔ)漿池泥漿性能指標(biāo)的測定;

(5)施工槽段泥漿性能指標(biāo)的監(jiān)控;

(6)回收泥漿性能指標(biāo)的調(diào)整。

2.2.2 特殊地層泥漿性能指標(biāo)的控制

在不同的地層鉆進(jìn)(或抓斗施工)時(shí),對泥漿性能指標(biāo)的控制應(yīng)有所側(cè)重,應(yīng)抓住每個(gè)階段的主要矛盾。根據(jù)已有的地質(zhì)資料,在不同的地層采用了不同的泥漿性能指標(biāo)。

(1)在表層粉質(zhì)粘土/粘質(zhì)粉土層中施工時(shí),發(fā)生槽口坍塌或淺層坍塌的可能性較大。此時(shí),著重控制泥漿的粘度和失水量。這是因?yàn)?①由于此時(shí)孔深較淺,若靠提高泥漿的密度來提高液柱壓力,從而達(dá)到平衡地層壓力、防止坍塌的目的,其作用并不明顯;②如果泥漿向粉質(zhì)粘土/粘質(zhì)粉土層中失水過多,會(huì)導(dǎo)致地層飽和、液化,再加上施工機(jī)具的震動(dòng),很容易誘發(fā)坍塌。

(2)在中粗砂和中細(xì)砂層中施工時(shí),發(fā)生涌水、涌砂、坍塌的可能性較大,所以必須保持泥漿具有合適的粘度和較高的密度,以形成致密的泥皮,并保持較高的液柱壓力。

對于泥漿性能指標(biāo)的控制,我們重點(diǎn)劃分了兩個(gè)階段(即上部土層和下部砂層),對泥漿的主要指標(biāo)進(jìn)行分別控制。

不同施工地層泥漿性能指標(biāo)的控制參數(shù)見表1。

表1 不同施工地層泥漿性能指標(biāo)控制參數(shù)表

2.2.3 泥漿使用中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

(1)施工平臺(tái)清理廢漿、沖洗倒?jié){平臺(tái)或泥漿溝時(shí),都要盡量少加清水,否則產(chǎn)生的廢漿過多、過稀,導(dǎo)致泥漿處理費(fèi)用過高或者根本無法處理使用,會(huì)大大增加泥漿成本;

(2)經(jīng)過凈化處理的漿液,在重新投入使用前,一定要嚴(yán)格控制其各項(xiàng)性能指標(biāo),要嚴(yán)格按照技術(shù)要求調(diào)整泥漿的性能指標(biāo)參數(shù),防止不合格泥漿投入使用,造成嚴(yán)重后果;

(3)利用廢漿沉淀后的稀漿液拌制泥漿,可以節(jié)約一定的制漿成本,但必須隨時(shí)測定其含砂量,防止由此導(dǎo)致新制泥漿含砂量超標(biāo)。

2.3 槽段施工

先用鉆機(jī)鉆進(jìn)每個(gè)槽段兩端的先導(dǎo)孔。開孔鉆進(jìn)時(shí),向孔內(nèi)填入一定量的紅粘土,以擠密孔口和導(dǎo)墻下端,防止坍塌。同時(shí),及時(shí)向槽孔內(nèi)添加泥漿,以保持槽孔內(nèi)泥漿液面高度。如此反復(fù),直至鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度。

槽段兩端的先導(dǎo)孔終孔后,用液壓抓斗抓取槽段中間部位。此時(shí)泥漿的補(bǔ)充一定要及時(shí),以保持槽孔內(nèi)泥漿液面高度,平衡地層壓力,防止槽孔坍塌。在中細(xì)砂、中粗砂等易坍塌地層,液壓抓斗在提取過程中,一定要保持合理的提升速度,防止因提升速度過高對槽孔產(chǎn)生負(fù)壓,從而誘發(fā)槽孔坍塌。

成槽施工是整個(gè)地下連續(xù)墻工程最關(guān)鍵的工序之一,要在確保槽孔穩(wěn)定的前提下,盡可能地加快施工進(jìn)度,就必須注意以下事項(xiàng):

(1)槽孔開孔前,鉆機(jī)就位要準(zhǔn)確,鉆機(jī)固定要牢靠;

(2)鉆機(jī)開孔時(shí),鉆頭中心與主孔中心要對正,偏差值要在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。參照《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》(SL 174-96)要求,孔位允許偏差≯3 cm;

(3)開孔時(shí),隨著鉆孔深度的增加,要及時(shí)補(bǔ)充泥漿;

(4)鉆進(jìn)過程中,必須做好防斜措施,《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》(SL 174-96)要求孔斜率≯0.4%,一、二期槽孔接頭套接孔的兩次孔位中心在任一深度的偏差值,不得大于設(shè)計(jì)墻厚的 1/3,以保證防滲墻的設(shè)計(jì)墻厚;

用液壓抓斗施工時(shí),要密切注意抓斗的工作狀態(tài),以傾斜儀測定抓斗的垂直度,若發(fā)現(xiàn)有偏斜趨向,要及時(shí)通過操作糾偏液壓推板來調(diào)整液壓抓斗的垂直狀況,以控制成槽垂直度;

(5)保證鉆頭直徑,磨損后要及時(shí)補(bǔ)焊;

(6)隨時(shí)掌握孔內(nèi)泥漿性能,孔內(nèi)泥漿在使用一段時(shí)間后,其性能指標(biāo)會(huì)降低,當(dāng)不能保證所處地層所必需的性能指標(biāo)時(shí),要及時(shí)更換部分新漿液,在易坍塌地層,這一點(diǎn)尤為重要;

(7)在漏失地層施工時(shí),應(yīng)提前采取預(yù)防措施,比如操作人員要隨時(shí)觀察孔內(nèi)泥漿液面變化,在孔口準(zhǔn)備一定量的粘土、纖維物質(zhì)等堵漏材料,供漿系統(tǒng)要保持正常運(yùn)轉(zhuǎn),裝載機(jī)等設(shè)備要處于良好狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)泥漿漏失,應(yīng)立即將鉆頭 (或抓斗)提出,向孔內(nèi)填入粘土、纖維物質(zhì)等堵漏材料,同時(shí)迅速補(bǔ)充泥漿。

2.4 槽孔深度、地層鑒定

先導(dǎo)孔在孔深達(dá)到預(yù)計(jì)深度前 1.0 m時(shí)開始取樣,每 0.2～0.3 m取一次,由設(shè)計(jì)地質(zhì)工程師和監(jiān)理工程師確認(rèn),鑒定后按要求終孔。液壓抓斗施工深度參照兩端先導(dǎo)孔深度取樣鑒定。特殊情況下難以確定終孔地層,或?qū)Φ貙影l(fā)生懷疑時(shí),采用巖心鉆機(jī)取樣,加以確定和驗(yàn)證。

終孔地層土樣是槽孔嵌入設(shè)計(jì)地層的主要依據(jù),必須真實(shí)可靠,并按順序、深度、位置編號(hào),填好標(biāo)簽,裝箱,妥善保管。

2.5 槽段驗(yàn)收

按照《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》(SL 174-96)要求,槽孔孔壁應(yīng)平整垂直,不應(yīng)有梅花孔、小墻等。在整個(gè)槽段達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,要用抓斗對整個(gè)槽壁進(jìn)行清除,以保證整個(gè)槽段周正、平順。

終孔驗(yàn)收主要采用懸吊法進(jìn)行測量,測量的基本項(xiàng)目包括:槽形、垂直度、深度、槽段寬度、嵌入設(shè)計(jì)地層深度等。

2.6 清孔換漿

終孔驗(yàn)收合格后,進(jìn)行清孔工作。采用泵吸反循環(huán)法進(jìn)行清孔換漿,抽取孔底的淤積,同時(shí)從孔口不斷注入新制泥漿,直至孔底淤積、含砂量及泥漿密度都符合要求為止。

按照《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》(SL 174-96)要求,清孔換漿結(jié)束后 1 h,應(yīng)達(dá)到下列清孔標(biāo)準(zhǔn):

(1)孔底淤積厚度≯10 cm;

(2)當(dāng)使用粘土泥漿時(shí),孔內(nèi)泥漿的密度≯1130 g/cm3,粘度≯30 s,含砂量≯10%;當(dāng)使用膨潤土泥漿時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況另行確定。

在實(shí)際施工時(shí),我們執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為:密度≯1.20 g/cm3,粘度≯40 s,含砂量≯5%。

清孔換漿合格后,方可進(jìn)行下道工序。

二期槽孔清孔換漿結(jié)束前,還要清除接頭孔混凝土孔壁上的泥皮,用鋼絲刷子鉆頭進(jìn)行分段刷洗。刷洗的合格標(biāo)準(zhǔn)是:刷子鉆頭上基本不帶泥屑,孔底淤積不再增加。

清孔合格后 4 h內(nèi)開澆混凝土。

2.7 槽段混凝土澆筑

2.7.1 準(zhǔn)備工作

地下連續(xù)墻澆筑前要做好充分的準(zhǔn)備工作。檢修好混凝土運(yùn)輸車輛、澆筑設(shè)備、接頭管等,保證設(shè)備狀況良好,檢查導(dǎo)管的連接密封質(zhì)量,計(jì)算澆筑方量,確定混凝土供應(yīng)強(qiáng)度,繪制槽孔的縱剖面圖等。

2.7.2 導(dǎo)管布置

混凝土澆筑采用水下導(dǎo)管法,導(dǎo)管內(nèi)徑 200 mm。導(dǎo)管距孔端一期槽不大于 1.5 m,二期槽不大于 1.0 m,兩根導(dǎo)管的間距最大不超過 3.5 m。導(dǎo)管中心與地下連續(xù)墻中心線相吻合。導(dǎo)管底口距孔底的距離控制在 15～25 cm之間,當(dāng)孔底高差大于 25 cm時(shí),將導(dǎo)管中心放置在該導(dǎo)管控制范圍內(nèi)的最低處。用吊車依次將連接后的導(dǎo)管吊入槽段的規(guī)定位置,然后設(shè)置混凝土機(jī)架。

根據(jù)槽段長度,采用 3套導(dǎo)管澆筑。在每套導(dǎo)管的頂部和底節(jié)管以上,設(shè)置數(shù)節(jié)長度為 0.3～1.0 m的短管。

2.7.3 混凝土澆筑

混凝土的初始坍落度控制在 18～22 cm,并且保持 15 cm以上的時(shí)間≮1.5 h,初凝時(shí)間≥6 h,終凝時(shí)間≤24 h(每個(gè)單元槽段應(yīng)做好混凝土試塊,用以測試混凝土凝結(jié)時(shí)間及混凝土強(qiáng)度),澆筑前先于現(xiàn)場測試坍落度,滿足要求后方可澆筑。

開澆前,每套導(dǎo)管內(nèi)均置入可浮起的隔離塞球。開澆時(shí),先注入水泥砂漿,隨即澆入足夠的混凝土,擠出塞球并埋住導(dǎo)管底端。

澆筑要連續(xù)進(jìn)行,最長中斷時(shí)間≯40 min。

混凝土終澆頂面高于設(shè)計(jì)高程 50 cm。

澆筑過程需遵守下列規(guī)定:

(1)導(dǎo)管埋入混凝土的深度≮1 m,不大于 6 m;

(2)槽孔內(nèi)的混凝土上升速度要大于 2 m/h;

(3)混凝土面應(yīng)均勻上升,各處高差應(yīng)控制在0.5 m以內(nèi);

(4)至少每隔 30 min測量一次槽孔內(nèi)混凝土面深度,至少每隔 2 h測量一次導(dǎo)管內(nèi)混凝土面深度,并及時(shí)填繪混凝土澆筑指示圖,以便核對澆筑方量;

(5)不符合質(zhì)量要求的混凝土嚴(yán)禁澆入槽孔內(nèi);

(6)防止入管的混凝土將空氣壓入導(dǎo)管內(nèi)。

2.8 槽段連接

槽段連接采取接頭管法。一期槽段開挖完成、清孔換漿結(jié)束后、混凝土澆筑前,在一期槽兩端孔位置下設(shè)外徑為 600 mm的鋼制接頭管。此時(shí)兩端的接頭管就相當(dāng)于模板,把將要澆筑的混凝土與尚未開挖的二期槽段的土體隔離開。在混凝土澆筑過程中,根據(jù)混凝土的初凝時(shí)間以及混凝土面的上升速度和上升高度,間斷性地起拔接頭管?；炷翝仓?接頭管部位就形成了二期槽段的端孔,待二期槽段成槽澆筑后即可將一、二期槽段連接成墻。

采用接頭管法連接兩期槽段,與鉆鑿法相比,可以縮短施工時(shí)間,也節(jié)省了地下連續(xù)墻接頭部分的混凝土用量。

接頭管分節(jié)制作,插銷連接,采用液壓拔管機(jī)起拔。

2.8.1 接頭管下設(shè)

按槽孔深度配置接頭管。下設(shè)前檢查接頭管底閥是否正常,底管淤積泥砂是否清除,接頭管接頭的卡塊、蓋板是否齊全,鎖塊活動(dòng)是否自如等。

采用 25 t吊車起吊接頭管,對準(zhǔn)端孔中心,逐節(jié)連接,垂直徐徐放入端孔內(nèi)。連接前要將接頭結(jié)合面清洗干凈,并涂抹潤滑油或脫模劑。

接頭管下設(shè)前一定要對接頭孔進(jìn)行嚴(yán)格檢測,保證接頭孔的垂直度。下放過程中不能強(qiáng)拉硬放,防止破壞孔壁。

2.8.2 接頭管拔出

采用 450 t液壓拔管機(jī)拔管,用 25 t吊車配合。

拔管法施工的關(guān)鍵是要準(zhǔn)確掌握起拔時(shí)間。起拔時(shí)間過早,混凝土尚未達(dá)到一定強(qiáng)度,很容易出現(xiàn)接頭孔縮孔或垮塌現(xiàn)象;起拔時(shí)間過晚,接頭管表面與混凝土粘結(jié)使摩阻力增大,增加了起拔難度,甚至接頭管被鑄死拔不出來,造成事故。為了取得混凝土初、終凝時(shí)間及拔管的參數(shù),事前需要進(jìn)行混凝土拔管的模擬試驗(yàn),取得拔管時(shí)間的合理參數(shù)。

在混凝土尚未完全硬化之前 (一般 1～2 h),先試探性地將接頭管拔起 100 mm左右,或?qū)⒔宇^管轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈,目的是為了防止接頭管被混凝土固死。當(dāng)混凝土達(dá)到初凝后,要每隔 30 min將接頭管拔起0.5～1.0 m,并根據(jù)起拔時(shí)的阻力大小逐漸加快起拔速度和起拔高度,直至將整個(gè)接頭管拔出。

接頭管拔出后,所形成的半圓形槽壁上會(huì)有沉渣和泥皮,在二期槽段清底時(shí),要用鋼絲刷子鉆頭對半圓形槽壁進(jìn)行清除。

3 墻體質(zhì)量檢驗(yàn)

(1)地下連續(xù)墻成墻后,將全套施工資料報(bào)監(jiān)理工程師審核并由監(jiān)理工程師根據(jù)施工資料指定檢查的位置、數(shù)量和方法。檢查方法包括鉆孔取心試驗(yàn)、鉆孔壓(注)水試驗(yàn)、心樣室內(nèi)物理力學(xué)性能試驗(yàn)。

(2)墻體檢查在成墻 28天后進(jìn)行。

(3)沿軸線平均每 50 m布置一個(gè)檢查孔,每孔均做壓(注)水試驗(yàn)。鉆孔取心為每一孔取三組心樣進(jìn)行。室內(nèi)物理力學(xué)性能試驗(yàn),試驗(yàn)項(xiàng)目為 90%的樣品做抗壓、抗折強(qiáng)度試驗(yàn),10%的樣品做滲透系數(shù)、允許滲透比降和初始切線模量試驗(yàn)。具體測試分配由監(jiān)理工程師指示。

(4)合格標(biāo)準(zhǔn):混凝土物理力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)和抗?jié)B標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)值,合格率達(dá) 90%以上,不合格部分的物理力學(xué)指標(biāo)必須超過設(shè)計(jì)值的 70%以上,且不得集中在相鄰槽孔中;壓 (注)水檢查的標(biāo)準(zhǔn)為滲透系數(shù) K<1×10-6cm/s。

(5)檢查孔按機(jī)械壓漿封孔法進(jìn)行封孔。

4 施工中的特殊問題處理

4.1 槽孔穩(wěn)定

槽孔的穩(wěn)定是保證順利施工的必備前提。造成坍塌的原因,從施工角度來說主要有 2個(gè)方面:一是發(fā)生漏漿時(shí)處理不及時(shí),使槽孔失去漿液支撐,導(dǎo)致孔內(nèi)坍塌;二是泥漿性能指標(biāo)不合理,尤其是失水量過大,久而久之造成地層飽和,由于上部地層受到鉆機(jī)強(qiáng)烈而頻繁的沖擊振動(dòng),導(dǎo)致槽口坍塌。

開孔前,應(yīng)往導(dǎo)向槽內(nèi)填入部分紅粘土,以擠密導(dǎo)墻底部的土層。當(dāng)鉆進(jìn)至易坍塌地層前,要在孔口附近備足堵漏材料,如紅粘土、膨潤土、纖維材料等,裝袋或團(tuán)成球狀備用。一旦發(fā)現(xiàn)漏漿,要立即提出鉆具(或抓斗),迅速向孔內(nèi)投擲堵漏材料并補(bǔ)充泥漿。施工過程中要注意保持槽孔內(nèi)泥漿液面的高度,當(dāng)泥漿液面較低時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充新漿,嚴(yán)禁往槽孔內(nèi)加清水。鉆機(jī)施工平臺(tái)應(yīng)做得牢固,并把鉆機(jī)固定牢靠以降低振動(dòng),同時(shí)還需要嚴(yán)格控制泥漿的性能指標(biāo)。

在使用液壓抓斗施工易坍塌地層時(shí),一定要控制抓斗的提升速度,以防止過快提升對槽孔形成負(fù)壓而誘發(fā)坍塌事故的發(fā)生。

4.2 成槽精度

鉆機(jī)就位一定要準(zhǔn)確,鉆頭中心與孔位中心要對正,孔位允許偏差≯3 cm。要保證開孔的垂直度。鉆進(jìn)過程中要隨時(shí)測量孔斜,發(fā)現(xiàn)偏斜及時(shí)糾斜,并找出孔斜原因以防再次偏斜。

4.3 貼孔

一期槽段澆筑完成后,若閑置時(shí)間過久,接頭孔就容易發(fā)生貼孔事故。就是在接頭孔的孔壁上形成堅(jiān)硬的堆積層,難以消除。若清除不徹底,將直接影響槽段之間的緊密連接。

造成貼孔的主要原因,一是槽內(nèi)泥漿性能較差,失水量大,在孔壁上形成的泥皮較厚;二是因?yàn)槎丝组L期閑置,同時(shí)還有大量鉆渣附著在孔壁上。

針對這種情況,在施工中,若槽段端孔已經(jīng)終孔,而其他部位因種種原因遲遲不能終孔時(shí),也要不定期地用鉆頭沿端孔上下提拉,并保持孔內(nèi)泥漿具有較好的性能指標(biāo)。

一旦發(fā)現(xiàn)貼孔現(xiàn)象,可在鉆具側(cè)面橫向、縱向焊上一些舊鋼絲繩頭,做成鋼絲刷子,貼緊端孔孔壁上下提拉,以清除附著在孔壁上的泥皮和鉆渣。

5 結(jié)語

在這種開挖深度較大,且地下水豐富的高層建筑深基坑工程中,地下連續(xù)墻的優(yōu)越性得到了充分體現(xiàn),既保證了施工安全,縮短了工期,節(jié)約了成本,還較好地保證了工程質(zhì)量,為后續(xù)工序的施工奠定了良好的基礎(chǔ)。

[1] JGJ 120-99,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[2] 劉國彬,王衛(wèi)東.基坑工程手冊(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.

[3] 編寫組.巖土工程施工方法[M].沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社, 1990.

[4] 編寫組.基礎(chǔ)工程施工手冊 (第二版)[M].北京:中國計(jì)劃出版社,2002.

[5] 高獻(xiàn)計(jì),劉永杰.黃壁莊水庫副壩砼防滲墻工程槽孔施工防漏防塌措施[J].探礦工程,2001,(6).

[6] 易智宏,李小剛.地下連續(xù)墻施工技術(shù)難點(diǎn)探討[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2004,31(4):10-12.

Application of D iaphragm Wall Technology in Deep Foundation Pit Support

LIU Yong2jie1,ZUO Xin2m ing2,WANG Jian2hua3(1.HebeiBureau of Geology andMineral Exploration,ShijiazhuangHebei050081,China;2.The CenterofLand and Recourse Exploration,HebeiBureau of Geology andMineral Exploration,Shijiazhuang Hebei 050081,China;3.The Institute of Exploration Techniques,CAGS,Langfang Hebei 065000,China)

W ith an engineering case of deep foundation pit support of high building,the paper introduced the actual appli2 cation of diaphragm wall construction technology in deep foundation pit support,discussed the technological process and technical points,put forward the construction attentions and prevention treatment for special problems.

deep foundation pit support;diaphragm wall;groove segment division;joint pipe;drillingmud

TU473.2

A

1672-7428(2010)07-0044-06

2009-12-25;

2010-06-20

劉永杰(1964-),男(漢族),河北人,河北省地礦局勘查技術(shù)研究中心高級(jí)工程師,探礦工程專業(yè),從事工勘施工技術(shù)、管理及研究工作,河北省石家莊市工農(nóng)路 410號(hào),liuyongjie999@126.com;左新明(1963-),男(漢族),河北人,河北省地礦局國土資源勘查中心副主任、高級(jí)工程師,探礦工程專業(yè),從事工勘施工技術(shù)與管理工作,河北省石家莊市中山西路 800號(hào),lcnj201@163.com;王建華(1963-),男(漢族),河北人,中國地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所高級(jí)工程師,探礦工程專業(yè),從事勘探技術(shù)研究工作,河北省廊坊市金光道 77號(hào),wjh@cniet.com。