文/豐學(xué)海 中建三局集團(tuán)有限公司 湖北武漢 430064
特殊地質(zhì)條件下深基礎(chǔ)地下連續(xù)墻施工的應(yīng)用探索
文/豐學(xué)海 中建三局集團(tuán)有限公司 湖北武漢 430064
隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快,地下空間開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)成為了工程建設(shè)的重要內(nèi)容,近年來(lái)深基坑工程也成為了巖土工程領(lǐng)域的熱門話題。為了解決軟土地區(qū)特殊地質(zhì)條件下深基礎(chǔ)地下連續(xù)墻施工中經(jīng)常出現(xiàn)的透水性事故及槽壁塌陷等問(wèn)題,本文主要結(jié)合工程實(shí)例,探討特殊地質(zhì)條件下深基礎(chǔ)地下連續(xù)墻的施工要點(diǎn),從而為以后相關(guān)工程施工提供參考。
特殊地質(zhì)條件;深基礎(chǔ);地下連續(xù)墻施工
地下連續(xù)墻施工法源自歐洲,1985年我國(guó)首次引進(jìn),之后在很多基礎(chǔ)工程施工中得到了廣泛應(yīng)用[1]。地下連續(xù)墻具有耐久性﹑抗?jié)B性﹑整體性﹑結(jié)構(gòu)剛度好的優(yōu)勢(shì),作為永久性承重﹑擋水﹑擋土結(jié)構(gòu),可以適用于各種復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中[2]。在此施工中,基本無(wú)振動(dòng)﹑無(wú)噪聲,對(duì)附近建筑物及地下管線的影響非常小,施工深度可以達(dá)到50m,寬度達(dá)到1.2m[3]。地下連續(xù)墻因?yàn)榫哂幸陨蟽?yōu)勢(shì),在深基礎(chǔ)工程施工中得到了普遍運(yùn)用。
(一)地質(zhì)條件
某工程海拔高程低,地下水豐富,土層由下至上依次為微風(fēng)化粉砂巖層﹑中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層﹑強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層﹑粉質(zhì)粘土層﹑人工填土層。人工填土層較為松散﹑色雜,飽含地下水,為了避免地下水滲入施工區(qū)域,需采取隔水措施。
(二)地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)
本工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)選用地下連續(xù)墻,其寬度為0.8m,長(zhǎng)度為284.5m,深度在16.5-23.4m之間,標(biāo)準(zhǔn)段單幅寬度是5.4m,一共設(shè)置52個(gè)槽段,墻底進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層1m,局部進(jìn)入中風(fēng)化層1m;選用強(qiáng)度為C30的混凝土,抗?jié)B等級(jí)是S8,將槽段設(shè)計(jì)成工字形接頭。要求每一道施工工序均滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
在地下連續(xù)墻施工中,一定要嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,其施工工藝流程詳見(jiàn)圖1所示。
圖1 地下連續(xù)墻施工工藝流程示意圖
(一)修筑導(dǎo)墻
導(dǎo)墻是地下連續(xù)墻挖槽前的一個(gè)臨時(shí)構(gòu)筑物,發(fā)揮著十分重要的作用。在本工程施工中,將導(dǎo)墻設(shè)置成“L型”,高度是1.8m,頂面標(biāo)高高出地面0.1m。選用強(qiáng)度為C20的混凝土進(jìn)行施工。在開(kāi)挖土方施工中,按照自然坡度進(jìn)行放坡。開(kāi)挖后基底回填粘土50-100mm,之后鋪平夯實(shí),再然后進(jìn)行鋼筋綁扎﹑立模等施工。為了提高導(dǎo)墻穩(wěn)定性,可以在導(dǎo)墻中每間隔1.5m設(shè)置上下兩道木橫撐。在導(dǎo)墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的75%時(shí),予以成槽施工。在導(dǎo)墻施工中,可以按照分段方式進(jìn)行,每段約30m。導(dǎo)墻軸線﹑垂直度偏差與頂面水平平整度都要控制在±30mm之內(nèi)。
(二)修筑泥漿溝與泥漿池
在導(dǎo)墻內(nèi)側(cè)修筑泥漿溝,截面尺寸為0.4m×0.5m,將導(dǎo)墻作為泥漿溝的一側(cè),另一側(cè)用水泥砂漿進(jìn)行砌筑,厚度為120mm,高度低于導(dǎo)墻150mm。泥漿溝與就近泥漿池相連,進(jìn)行工字鋼鋪設(shè),為吊車及施工車輛的通行提供便利。在泥漿溝底部鋪設(shè)素混凝土,強(qiáng)度為C15,厚度為50mm,并且保證具有一定的坡度,使其傾向于泥漿池。
在施工區(qū)域內(nèi)設(shè)置兩座泥漿池,每座泥漿池分成三格,一格為儲(chǔ)存漿液,兩格用來(lái)沉淀,砌筑厚度為240mm的加筋磚墻,高出地面0.1m。此外,設(shè)置兩個(gè)造漿箱,專門用來(lái)造漿與儲(chǔ)漿,其總?cè)萘繛?6m3。
(三)泥漿制備與使用
采用膨潤(rùn)土法進(jìn)行泥漿制備。在使用膨潤(rùn)土之前,需要對(duì)泥漿配比進(jìn)行試驗(yàn)與物理分析,必要的情況下,還要給予巖礦鑒定與化學(xué)分析。把合格膨潤(rùn)土放入泥漿攪拌機(jī)中予以攪拌,之后入池靜止24h以上,在充分水化后予以使用[4]。采用膨潤(rùn)土法制備泥漿的時(shí)候,成分主要包括膨潤(rùn)土﹑水﹑摻合物。其中摻合物包括燒堿﹑羧甲基纖維素,分別發(fā)揮增多膨潤(rùn)土表面吸附負(fù)電荷與增強(qiáng)泥漿粘度的作用。在本工程施工中,膨潤(rùn)土法制備泥漿的配比(占水的百分比)為:膨潤(rùn)土10%,燒堿0-30%,羧甲基纖維素0.05-0.10%。
針對(duì)再生利用泥漿,需要添加適量的燒堿,約0.10-0.15%。在成槽﹑清孔后,均要對(duì)新制備泥漿﹑再利用泥漿﹑混凝土澆筑前泥漿予以物理性能檢測(cè),其檢測(cè)指標(biāo)主要包括含砂率﹑比重﹑粘度。
對(duì)于被污染的惡化泥漿而言,需要進(jìn)行相關(guān)的處理后才可以使用。如果泥漿污染比較嚴(yán)重難以處理,或者處理不經(jīng)濟(jì),可以予以舍棄。在處理泥漿的時(shí)候,主要采用重力沉降法與機(jī)械處理聯(lián)合的方式。
(四)成槽﹑清槽施工
根據(jù)本工程地質(zhì)條件與槽段深度,地下連續(xù)墻只需要進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層1m,為此,其成槽方式一般以液壓抓斗形式為主,沖樁機(jī)入巖為輔。在實(shí)際施工過(guò)程中,充分發(fā)揮這兩種施工的優(yōu)勢(shì),從而有效減少施工工期。此外,采取現(xiàn)澆水下混凝土的方式進(jìn)行泥漿護(hù)壁施工,以此提高泥漿護(hù)壁的穩(wěn)定性與安全性。
在成槽過(guò)程中,采用泥漿循環(huán)法進(jìn)行清渣,即把皮管通向孔底,同時(shí)泵進(jìn)新的泥漿,促使泥渣上??;針對(duì)粗顆粒巖渣而言,可以運(yùn)用抽渣筒進(jìn)行清理;最后進(jìn)行清孔的時(shí)候,可以選取空氣吸泥法進(jìn)行反循環(huán)清孔。在完成清孔施工之后,需要確保沉渣厚度小于0.1m,1h內(nèi)槽底泥漿比重小于1.2,槽孔垂直度維持在±0.5%之內(nèi)。
(五)制作及吊放鋼筋籠
在制作鋼筋籠的時(shí)候,一定要嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,保證鋼筋籠偏差符合設(shè)計(jì)要求。為了確保鋼筋籠足夠平直,在制作以前,需要建設(shè)專門的焊接平臺(tái),從而保證鋼筋籠平直度符合設(shè)計(jì)要求[5]。在焊接過(guò)程中,需要對(duì)鋼筋籠骨架及四邊各交點(diǎn)進(jìn)行焊接,其它各點(diǎn)給予梅花形交叉點(diǎn)焊。在吊運(yùn)過(guò)程中,為了保證鋼筋籠剛度符合施工要求,需要在主筋平面與縱向鋼筋桁架吊點(diǎn)間焊接斜向拉筋。
在實(shí)際施工中,對(duì)鋼筋網(wǎng)制作順序予以合理設(shè)計(jì),確保清槽之后,就可以進(jìn)行鋼筋網(wǎng)的吊放,避免槽孔停置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。在鋼筋網(wǎng)起吊與入槽過(guò)程中,一定要保證鋼筋網(wǎng)不會(huì)出現(xiàn)不可逆變形,所以,需要用兩臺(tái)吊機(jī)進(jìn)行吊放。
(六)水下混凝土澆筑
在本工程地下連續(xù)墻施工中,主要采用水下混凝土澆筑方式。在澆筑混凝土的時(shí)候,一定要保證澆筑及時(shí),以免鋼筋網(wǎng)浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng),影響工程施工質(zhì)量。在水下混凝土澆筑的過(guò)程中,需要使用兩根導(dǎo)管,一根從提升架開(kāi)始提升,一根從沖樁機(jī)或者另一臺(tái)提升架開(kāi)始提升,導(dǎo)管與槽底之間的距離為0.4m,從而確保導(dǎo)管埋設(shè)深度符合施工要求。為了確保地下連續(xù)墻施工質(zhì)量達(dá)標(biāo),需要求混凝土澆筑頂面標(biāo)高高出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5m。
綜上所述,本工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜﹑地下水水位較高﹑易出現(xiàn)透水事故,在進(jìn)行深基礎(chǔ)地下連續(xù)墻施工的時(shí)候,難度相對(duì)較大。為此,要想保證施工質(zhì)量,一定要嚴(yán)格控制施工材料質(zhì)量,并且對(duì)每道施工工序質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制,保證各施工工序質(zhì)量達(dá)標(biāo),從而保證工程整體施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。由此可以看出,特殊地質(zhì)條件下深基礎(chǔ)地下連續(xù)墻施工的應(yīng)用是一個(gè)值得深入探索的問(wèn)題,能夠?yàn)橐院笙嚓P(guān)工程施工提供可靠參考。
[1]肖桂元,郭維君,陳學(xué)軍,等.特殊地質(zhì)條件深基礎(chǔ)地下連續(xù)墻施工應(yīng)用研究[J].地下空間與工程學(xué)報(bào),2012,08(03):615-620.
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[3]郭偉.地下連續(xù)墻施工中的難點(diǎn)及解決措施分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2012,(23):198.
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[5]孫士國(guó),張凡,王金璽,等.不良地質(zhì)條件下地下連續(xù)墻成槽技術(shù)淺析[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2014,(01):1293-1294.
豐學(xué)海(1986年—),男,湖北黃岡人,技術(shù)員,學(xué)士,研究方向:施工技術(shù)。