超深地下连续墙在复杂地质环境下的成槽施工技术

发表时间:2021/6/29   来源:《城镇建设》2021年6期   作者:   黄桑伊凡
[导读] 在建筑施工项目中基坑是最为关键也是最为基础的环节,相关技术手段内容也非常关键,加强对地下连续墙的分析和研究是现阶段的重点内容。
        黄桑伊凡
        中交第三公路工程局有限公司,福建 福州 350200
        摘要:在建筑施工项目中基坑是最为关键也是最为基础的环节,相关技术手段内容也非常关键,加强对地下连续墙的分析和研究是现阶段的重点内容。而成槽施工技术的是保证地下连续墙质量的核心施工工艺,在复杂的地质环境下,成槽施工工作面临诸多挑战,基于此,本文围绕着超深地下连续墙在复杂地质环境下的成槽施工技术展开分析。从实际工程项目案例入手,分析施工中遇到的问题,明确成槽施工技术的具体落实方式,以期为同类型问题提供参考和帮助。
        关键词:超深地下连续墙;复杂地质;成槽;施工技术
        引言
        相比较常规工程项目而言,地下工程本身施工难度相对加大,如果地质条件较为复杂,那么施工难度会进一步提高。基坑施工是地下施工的核心关键,而地下连续墙作为重要的围护手段,应用范围非常广泛,成槽是控制质量的关键手段,占据了二分之一的工期,直接决定了工程整体的质量。在实际施工过程中,必须要结合施工环境的实际情况,展开施工处理,从而最大程度解决困难,展开系统的施工处理,选择出最恰当的开挖成槽方式,让工程得到稳定有序的落实。
        1 工程概况
        以某地铁一号线工程为例,该工程为于当地经济开发区,周边建筑物较多,地下管线复杂,综合整体现场情况后,最终选择用双层双跨的箱形框架结构展开施工,基坑深度在16.5m范围内。作为标准的站台岛式车站,对基坑施工有着极高的要求,而且该车站为地下两层,开挖深度达17m,属于超深地下基坑,施工难度较大。最终,确定以800mm地下连续墙为围护结构,采用明挖顺筑法展开实际施工。而且本工程所处位置的主要开挖的土层是粉砂性土层,地下水丰富。该地质条件对地下连续墙的施工质量控制非常不利。尤其是在该地铁线路中的A站、B站站台中地下连续墙的深度参差不同,端头井深度分别为32.06m和34.61m,施工难度较大。图1为地下连续墙施工工艺流程图。
        
        图 1 地下连续墙施工工艺流程图
        总的来看,该工程中地下连续墙施工工艺难点、特点主要表现在以下几个方面:地质条件较差、地下水较多、建设范围内含有诸多管线。在这样的情况下,成槽施工存在较大的难点,塌孔风险较大,另外接缝处理上难度较大,接缝质量无法保证,很容易引发安全事故。
        2 成槽施工技术分析
        2.1 前期准备环节
        在成槽施工正式开展落实前,需要对各项参数数据进行检测,确保数据没有问题,包括:导墙顶标高、墙垂直度、墙间距、轴线位置等多个指标内容。这其中导墙混凝土的强度非常重要,只有达到70%的强度以上,才可以进行成槽作业,在强度没有达到相应指标之前,车辆和起重机等重型机械不能够靠近导墙。成槽开始前,明确具体的开挖位置、宽度位置等,需要根据不同的槽段测定不同的宽度。完成准备工作后,就可以正式拆除导墙内的支撑,并且清除槽段内垃圾、杂物,需要注意的是支撑拆除工作需要循序渐进的展开,拆除的同时还要在两侧筑坝,确保基坑的稳定性。相应的机械设备就位后,开始泥浆输送,在开始前需要进行以此试送,避免出现漏浆问题,直到泥浆达到液面控制高度。以该工程项目为例,其中存在很多转角位置,为了保证断面完成,减少土体残留,额外增加了30cm的外放,确保成槽顺利。不仅如此,在导墙上做出了定位标志,避免错位倾斜等情况的发现。该工程的外放宽度确定结合了抓斗宽度和形状,最大程度确保数据的精确性。
        2.2 正式施工环节
        ①成槽工艺。该工程中使用的是SG70液压抓斗成槽机,相比较其他成槽机而言,该机械设备能够自动测斜、纠正偏移,可以高效率、高质量的完成成槽施工工作。其抓斗质量达到了32t,成槽厚度为800mm,最大成槽深度为80000mm。该工程安排了专门的值班人员,对成槽进尺情况进行监控,一旦出现大量挖土而土面深度不变的问题,立即停止开挖,并且采用相应的措施进行处理。不仅如此,还在槽段两侧设置沉降测点对施工进行持续性监控,最大程度保证施工质量。

工程选择了“三抓法”开挖成槽,图2为槽段开挖顺序示意图,正常的槽段按照想两边后中心的方式,直到达到槽底标高的要求位置,转角槽段按照先短边后长边的方式进行开挖成槽。
        ②泥浆控制。泥浆的性能也需要得到良好的控制,以此确保成槽后槽壁的稳定性,避免出现坍方情况,该工程采用了综合性的循环管路完成灌注工作,借助集装式泥浆箱、泥浆材料仓库、泥浆拌制机械、泥浆分离设备、泥浆输送泵等设备实现了泥浆输送。从材料配比的情况来看,配比为:950:116:1.3:4.5,分别为水、膨润土、外加剂和纯碱,单位为kg。在成槽过程中可能会随时补入泥浆,需要根据出土量决定,只要保证泥浆液面控制在规定高度既可。需要注意的是不同环节的泥浆比重、黏度、含砂率、pH值等都会发生变化,表1为具体的数据配比。
        表 1 不同阶段泥浆配比数据
阶段    泥浆比重    黏度    含砂率    pH值
新配置泥浆    1.03-1.10    19s-25s    <4%    8-9
循环泥浆    1.05-1.25    19s-30s    <7%    8-10
清底换浆后泥浆    1.03-1.15    25s-35s    <4%    8-10
废弃泥浆    >1.25    >50s    >10%    >13
        ③刷壁。在浇灌泥浆的过程中,即便布置了防绕流措施,也依然会有少量水泥浆液绕流到空隙内,给清除工作带来挑战,进而引发渗水问题,在成槽过程中,必须要落实刷壁这一关键性环节,常见的方式包括抓斗刮刀、反力箱重力铲刀、强制刷壁机。在该工程中选择了强制刷壁机这一方式,先清除浮上的沉渣或泥皮,然后上下刷壁>20次,直到刷壁器毛刷上无泥为止。需要注意的是,为了确保清刷效果,采用偏心吊刷的方式,最大程度确保刷壁机的刷面和鸡头面紧密结合。
        ④清底换浆。成槽后,要尽快去除掉槽底残留的泥浆,补入新的泥浆,最常见的方式为置换法,该工程借助了吸泥装置和再生装置,完成清底工作,需要注意的是,清底后,槽底泥浆密度要<1.15,沉渣厚度<50mm。
        2.3 其他施工技术
        在该工程中面临着极大的塌孔风险,因此除了提高成槽施工质量之外,在实际施工过程中,还采取了针对性的措施,来确保槽壁的稳定性。该工程借助厚度为20mm的钢板,来减轻成槽机带来的载荷,成槽机工作过程中只进行回转动作,并且严格把控角度控制在65°-75°。为了保证成槽质量,同时提高施工效率,采用了交叉间隔施工的方式,不同时对相邻的两个槽段进行施工,让两个槽段之间可以空出≥24h。另外,成槽机的掘进速度也被严格控制,确保整个过程中不会因为成槽机问题引发槽壁坍塌。在该工程中还面临着转角成槽的问题,不仅是开挖顺序,还需要借助交替搭接的方式完成成槽施工,确保转角处的土壁满足要求。
        总结
        综上所述,超深地下连续墙在复杂地质环境下的成槽施工技术非常关键,直接关系到整体的施工质量,需要引起工程团队的注意。该工程的地下连续墙施工历时一个月,从最终成果来看,质量满足相关标准要求。在成槽施工中,对各项施工环节展开了严格的质量控制,有效避免了多种不良风险发生。但除了本文提出的问题之外,槽段垂直度、新旧地下连续墙接缝处理等环节也应该达到相应的标准,在整体成槽施工完成后,还需要对槽段进行全面的检验。
        参考文献:
        [1]邓文涛.复杂地层地铁超深基坑地连墙成槽施工技术[J].铁道建筑技术,2020,No.329(09):141-145+172.
        [2]杜在松.超深地下连续墙在复杂地质环境下的成槽施工技术[J].建设监理,2019(4):81-84.
        [3]张晓鹏.复杂地质环境下超深地下连续墙成槽施工技术简述[J].北方建筑,2020.
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