復雜地質條件下采用射水法建造地下連續(xù)墻作為止水帷幕的應用

【摘 要】 射水法建造地下連續(xù)墻技術為我國地下連續(xù)墻的施工開辟了一條新的途徑。本文以湛江市廣州灣時代廣場基坑止水帷幕施工為案例，探討了復雜地質條件下采用射水法建造地下連續(xù)墻作為止水帷幕的應用。

【關鍵詞】 射水法；地下連續(xù)墻；施工工藝；質量控制；應用

前言

近年來，我國運用了較多的地下連續(xù)墻新工法作為軟土層（粘性土、砂土以及沖填土等）基礎和地下工程止水、防滲、承重、擋土的鋼筋混凝土墻體結構，其發(fā)展日臻完善。地下連續(xù)墻具有強度、剛度大，防滲止水性能好，耐久，無噪聲，震動小，成墻垂直精度高、施工布置靈活。其既可用作臨時性施工圍護措施，又可作永久性結構，既可獨立受力，也可與后澆混凝土結構結合共同受力，適應地層范圍廣，可作為各種大型基坑支護及地下結構；造墻性價比高等顯著優(yōu)點。將該新技術應用于基坑工程可縮短工期，確保安全，有其特殊的意義。本文結合湛江市廣州灣時代廣場基坑工程中的射水法地下連續(xù)墻施工，研究探討該項技術的施工工藝原理等一系列技術問題，為類似工程提供借鑒和參考。

1.工程應用

1.1 工程概況

廣州灣時代廣場基坑支護工程中攪拌樁+高壓旋噴樁止水帷幕施工完成后，根據抽檢結果發(fā)現(xiàn)旋噴樁上半部大部分膠結較好，進但入粘土層后水泥量偏少、膠結較差及水泥分布不均勻或間夾大小2～8cm粘土塊，成型樁長達不到設計的深度等的施工缺陷，基坑施工的止水帷幕可能達不到理想的止水效果。

據鉆探揭露，鉆探深度范圍內地基土層劃分為13個工程地質層（亞層）：① 素填土分布于場地地表，層厚0.30～3.00m。② 粉砂頂板埋深0.30～3.00m，層厚0.70～4.80m。③中砂、粗砂頂板埋深2.50～5.20m，層厚2.20～10.30m。④ 粘土、粉質粘土頂板埋深5.60～12.00m，層厚0.50～5.75m。⑤ 中砂頂板埋深8.50～13.70m，層厚0.50～5.00m。⑥ 薄層狀粘土頂板埋深8.50～15.60m，層厚21.80～40.80m。⑥-1 中砂、粗砂頂板埋深33.40～44.20m，層厚1.80～15.00m。⑦ 中砂、粗砂頂板埋深40.30～57.90m，層厚1.80～19.90m。⑧ 粘土、粉質粘土頂板埋深51.10～60.20m，層厚4.90～14.45m。⑨ 中砂、粗砂頂板埋深62.50～67.10m，層厚2.55～6.50m。⑩ 粘土頂板埋深64.70～71.80m，層厚4.10～15.50m。（11）中砂頂板埋深75.60～80.10m，層厚3.20～6.00m。（12）粘土、粉質粘土頂板埋深81.50～85.90m，層厚1.80～4.20m。⒀ 中砂、粗砂頂板埋深83.30～88.00m，層厚12.20～16.90m。場地地下水主要賦存于各松散土層孔隙內。鉆探范圍內賦存的地下水類型有潛水、承壓水，潛水主要分布于淺層②、③、⑤層砂土中，水量較豐富，承壓水分布于⑥層之下各層砂土中，水量豐富。地下水主要受大氣降水滲入補給，以及地下水側向逕流補給。野外勘察期間，于各鉆孔測得混層穩(wěn)定水位埋深為3.70～4.10m；水位受季節(jié)性影響。

針對本工程的實際施工情況和地質情況，為了使基坑的止水帷幕達到理想的止水效果，決定改用射水法建造地下混凝土連續(xù)墻對基坑周邊的止水帷幕進行加固?；炷练罎B墻設于基坑周邊混凝土攪拌樁外側，設計墻厚220mm，分兩個流水段進行施工，Ⅰ工序、Ⅱ工序間隔時間大于24小時，每個流水段長度2.6m，設計墻頂標高-6.0m，墻底標高為-18.0m。

射水法造墻機工作原理射水法造墻機利用高速泥漿水流來切割、破壞土層結構，成型器設置兩條管道，采用水土混合回流，用管道將泥漿用高壓水泵送入（正循環(huán)）槽底成型器噴嘴，再用抽漿管管道將槽底泥漿抽吸出孔槽（反循環(huán)）的方式清除槽內泥土渣。同時，利用卷揚機帶動成型器上下往返運動進一步破壞土層、并由成型器下沿刀具切割、修整孔壁，形成具有一定規(guī)格尺寸的槽孔。槽孔由一定濃度的泥漿固壁。溢出或抽吸出與泥漿混合一起的土、砂、卵石，并流人沉淀池，待土、砂、卵石沉淀后，泥漿水循環(huán)使用。其施工工藝包括：槽段劃分、泥漿制備和使用、成槽及清孔、鋼筋籠制作及吊放、水下混凝土澆筑等，主要概括為造孔成槽和水下砼澆筑兩大技術部分。造孔成槽主要包括破土、固壁（維持孔壁穩(wěn)定）、出渣和槽孔的連接等四個關鍵要素。破土要根據土體強度確定水壓力等指標，固壁則通過控制泥漿性能質量指標和水流流速來實現(xiàn)，出渣主要采用正、反循環(huán)兩種方法來實現(xiàn)，槽孔的連接就是接縫連接。

本工程所選CSF-40射水成墻機，其成型器長度為2.60m，寬度0.22m，防滲墻采用跳槽施工。

2. 施工工藝原理及質量控制

2.1 槽段劃分

地面清障后，按槽段間距進行測量放樣。槽段劃分結合目前配備的成型器長度、地下混凝土連續(xù)墻軸線長度、I工序和II工序槽孔間預留縫寬值進行確定。

2.2 泥漿制備

泥漿在地下連續(xù)墻射水造孔過程中起到護壁攜渣、冷卻機具和切土潤滑等。作用根據地下混凝土連續(xù)墻所處位置的地質條件并結合前期降水井施工過程中的經驗，在地下混凝土連續(xù)墻造孔過程中根據本地質情況擬定采用自然泥漿固壁，循環(huán)泥漿比重在1.15～1.25之間靈活調整，粘度18～25s，含砂量≤5%。

2.3 造孔

移機對中、定位找平：射水造墻機沿軌道就位、要求造槽機的機下定位指針對準槽孔標記線，緊固定位器，用千斤頂調平機架，調校造槽機平臺水平并固定。精調成槽機導向架的垂直度，用水平尺橫豎兩方向測定氣泡居中，以確保垂直度控制在0.3%以內。達到設計孔深后，沖洗孔底5～10分鐘、清孔換漿；起鉆后及時向槽孔內補滿泥漿，以保證槽孔內水頭壓力，穩(wěn)定孔壁。

2.4 水下混凝土澆筑

采用商品混凝土，混凝土強度等級為C20；商品砼加入緩凝劑，使砼初凝時間延長到6小時左右。按水下混凝土要求砼塌落度為16～22cm。商品混凝土在進場前，均通過檢驗合格后才能使用

①混凝土澆筑導管的鋪設：混凝土澆筑導管采用Φ190mm的鋼管，長度2.5m左右，在每套導管的上部和底管以上部位設置數(shù)節(jié)長度為0.3～1.0m的調節(jié)短管。導管接頭采用圓形螺旋快速接頭。導管安裝前根據現(xiàn)場實際情況按規(guī)范要求進行進行配管設計，導管安裝按照配管設計依次安裝，槽段內布設1套導管，置于槽孔中間部位；混凝土開澆前，導管底口距槽底應控制200mm～300mm范圍內。②混凝土澆注：混凝土由商品混凝土站生產、采用混凝土攪拌罐車運輸至射水造墻機附近，將混凝土用混凝土泵輸送至射水造墻機混凝土進槽口儲料罐，采用導管法水下澆筑混凝土成墻。③澆筑過程的控制a.導管埋入混凝土內的深度保持在2～4m之間，以免泥漿進入導管內。b.槽孔內混凝土面保持均勻上升，高差控制在0.5m以內。每車混凝土澆注完測量一次混凝土面，在開始和結束階段適當增加測量次數(shù)，根據每次測得的混凝土表面上升情況，填寫澆筑記錄，核對澆筑方量，指導導管拆卸。c.澆筑混凝土時，孔口設置蓋板，防止混凝土散落到槽孔內?；炷翝仓戤吅蟮捻斆鎽蒙惩吝M行填埋至地面。④墻體接縫處理：墻體接縫在II工序槽段間進行處理，采用安裝在成型器側面的專用噴嘴及刷子，沖刷、清洗Ⅰ工序槽板側面的泥漿，以保證接縫可靠。進行II序槽孔施工時，打開成型器的側向噴嘴，依靠側向射流反復沖刷接頭墻面；在成型器肩部對稱安裝一副鋼絲刷，對接縫墻面進行刷洗，增強接縫處理效果。⑥混凝土墻體檢測：采用超聲波檢測方法對混凝土墻整體性進行檢測，抽檢率為5%。本工程共埋設做10個槽段超聲波管。

結束語

射水法建造的混凝土地下連續(xù)防滲墻具有施工速度快，墻的厚度薄，槽孔壁穩(wěn)定好，防滲效果好，應用廣泛等顯著優(yōu)點。在本工程射水法建造地下連續(xù)墻的施工過程中，克服了工程工期緊等困難，通過有效的施工組織管理和質量控制措施，保證接縫的質量，使地下連續(xù)墻成型的槽孔孔壁穩(wěn)定，澆筑的混凝土墻面平整，垂直偏差小，整體防滲性能好，有效地遏制基坑開挖時出現(xiàn)涌水及流砂，使基坑施工安全得到保證。