浅析长江漫滩复杂地质条件下地下连续墙施工质量控制措施

发表时间:2020/7/1   来源:《城镇建设》2020年第3月第9期   作者:郭敏 冯敏 蒋青松 廖莉娜 张正
[导读] 详细地介绍了南京地铁2号线西延工程土建施工D2W-TA01标施工长江漫滩复杂地质条件下施工地下连续墙的质量控制措施。
        [摘要]:详细地介绍了南京地铁2号线西延工程土建施工D2W-TA01标施工长江漫滩复杂地质条件下施工地下连续墙的质量控制措施。
[关键词]:地下连续墙;长江漫滩复杂地质;施工;质量控制
       
一、工程概况

        鱼嘴停车场位于2号线西延工程线路西端,扬子江大道、规划秦新路和秦淮新河包夹的三角绿地范围内,属于长江漫滩地貌。停车场由下沉广场和地上两部分组成,其中下沉广场基坑总长526.2m,宽13~91.4m,深约15m~17m,基坑平面分三期施工,基坑围护结构主要采用地下连续墙支护+三道混凝土支撑形式,下沉广场主体结构为单层箱形框架结构,地上部分为2~3层现浇钢筋混凝土框架结构,总建筑面积44636平方米。
        根据工程地质、水文情况及停车场周边条件,基坑规模等条件,停车场采用“地连墙入岩、全封闭疏干”方案,地连墙墙厚800mm,墙底插入[k2p]-3中风化泥岩、粉砂质泥岩1m,总共178个槽段,其中一字型槽段161个,“C”型槽段8个,“L”型槽段5个,“Z”型槽段1个,“T”型槽段2个。地连墙长度为59.4~64.7m,最宽为6米,钢筋笼厚度为660mm,钢筋笼取最长65.15m,最重为63吨,由于钢筋笼整体长度较长,考虑分节吊装,将整幅钢筋笼分为下半部分钢筋笼(1)31.7m重20t和上半部分钢筋笼(2)33.45M重43t,且考虑到接头率不大于50%的技术要求(其余钢筋笼参照此笼分节,一般上节比下节至少长2m)。

二、现状调查

        经过勘察,停车场场址范围属于长江漫滩地貌,基坑开挖范围土层主要为填土、淤泥质粉质黏土及粉质黏土与砂互层、砂土层,地层富水性好,透水性较强,基岩以泥岩、粉砂质泥岩为主,从强度上看,属于极软岩,水的软化作用差异明显。
        根据地质勘察报告,停车场深度范围内地质复杂,抗剪强度低、结构性差、易触变而使强度急剧降低;潜水及承压水分布广,地下水丰富。施工过程中易出现地墙渗漏、漏筋等质量问题。
        通过对长江漫滩地貌环境下施工的地铁Q号线、E号线车站超深地下连续墙围护结构进行质量缺陷调查。发现都存在表观平整度差、漏筋、基面渗水、以及局部倾限和墙体夹层问题。
        针对这一系列的问题,我们对已施工的地铁Q号线DQS站82幅地下连续墙、YCL站80幅地下连续墙以及E号线QLJ站90幅、TBJ站150幅共计402幅地下连续墙(厚800mm,长度约60m,入中风化岩1m)施工质量未达到要求的问题进行统计,统计结果如下:
表1-1表2-1地下连续墙施工中存在问题统计表







        梳理调查数据,分析得出以下结论:
        1、现状地连墙质量合格率仅为88.3%;
        2、影响地连墙合格率的主要症结为:墙体渗漏,漏筋;
        针对上述问题,影响长江漫滩地质条件下超深地下连续墙质量合格率的原因进行综合分析,对已施工的地下连续墙的钢筋笼尺寸、钢筋笼吊放位置是否偏位、成槽质量以及混凝土浇筑质量等进行随机抽查,均符合规范及设计要求;
        通过对现场土密度进行检测,发现基坑开挖范围内上部土层密度小于标准值,土体自立性差;
        通过对成槽过程中的泥浆进行随机检测,发现泥浆指标不能完全满足标准要求;
        通过随机在地下连续墙取样10个点,对计算其砼实际用量与理论用量的比值,有6个点混凝土扩散系数超过标准最大值1.2,不符合标准要求 ;开挖后继幅时,发现成槽机在靠型钢侧难以挖进,判定上幅地下连墙在砼浇筑过程中存在绕流现象。
        通过对上述的抽样调查中确认,导致地连墙漏筋,渗漏的三点主要因素,分别为:“土体自立性差”、“泥浆不合格”、“砼扩散系数大”。

三、施工控制措施

         (一)、针对“土体自立性差”制定措施
        地下连续施工前槽壁加固采用三轴搅拌桩,加固深度自地表至基底以下2m,水泥掺入量不小于被加固土体的18%,水泥浆水灰比1.2~1.5,施工时,停浆面应高于设计标高300~500mm,成桩直径和桩长不小于设计值。
        通过上述措施实施后,对槽壁加固后的土体密度进行现场检测,现场结果显示,实施后土层密度大于1.89g/cm3,28d土体无侧限抗压强度达到标准要求,分项目标“土体密度大于1.89g/cm3,28d土体无侧限抗压强度大于0.8MPa”得以实现。

         (二)、针对“泥浆不合格”制定措施

        1.通过采用高性能原材,提高新泥浆各项指标
        新泥浆采用性能指标优良的新型复合钠基膨润土、高浓度CMC和自来水作原材料,现场设置泥浆箱,通过清浆冲拌和混合搅拌拌合而成。采用了钠基膨润土,其水化后的膨胀倍数为钙基膨润土的5-10倍以上。大大降低了泥浆的滤失,使泥浆的失水量减少,从而降低了对周边地层含水量的扰动,使孔壁周边的地层尽量保持原状,防塌性能增强。
        2.选用“黑旋风” 除砂机,应用气举反循环法除砂排渣,泥砂分离直至基本无泥砂为止。
        清槽换浆采用气举反循环降低泥浆中含砂量,气压0.75~0.8Mp。如果槽底泥浆比重超过1.30、粘度低于25s、含砂率高于15%将废弃部分泥浆约30m3,补充高粘度(40~45s)新鲜泥浆,清理槽底沉渣。将对地连墙可能出现的夹泥夹渣、露筋风险降到最低。
        清槽换浆正常用时8-10小时,分离泥沙60m3-70m3。

图1槽内泥浆检测
        通过上述措施落实后,随机抽取地下连续墙14个位置的泥浆进行检测,同时对槽壁三个断面进行超声波侧壁仪器检测槽壁垂直度及塌孔情况,槽壁垂直度满足要求,平整完好,分项目标“循环泥浆比重1.05~1.25,粘度(砂性土)30~40s,含砂率:<7%;”,泥浆指标合格,能够满足护壁及排渣除砂效果。

图2槽壁超声波检测

         (三)、针对“砼扩散系数大”制定措施

        1)采用钢筋笼外侧增加50cm宽铁皮、工字钢外侧增加3cm扩边钢板等防扰流措施保证接头止水效果。
        2)将原设计接头H型钢钢板厚度由10mm厚改为12mm厚,H型钢对接采用Z型接口对焊,降低H钢施工过程中变形带来接缝处渗漏的风险。

图3防绕流铁皮设置
        上述措施落实后,对实施后30幅墙混凝土系数进行验算,检测结果显示:未发生绕流,混凝土扩散系数在1.05~1.2范围内,分项目标“H型钢后背无绕流、无砼附着”,得以实现。

四、结束语

        通过长江漫滩复杂地质条件下超深地下连续墙的施工实践,成功既解决了在长江漫滩复杂地质条件下的地下连续墙施工质量合格的难题,节约了工程费用,加快了施工进度,其成果可为类似工程提供借鉴。


        参考文献
       
        [1] GB50202-2018,建筑地基基础工程施工质量验收标准[S].
        [2] GB/T50299-2018,地下铁道工程施工质量验收标准[S].
        [3] JGJ120-2012,建筑基坑支护技术规程[S].
        [4] DGJ32/TJ117-2011,钻孔灌注桩成孔、地下连续墙成槽质量检测技术规程[S].
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