靳利安 郭運(yùn)華
文章編號(hào):1006-0081(2019)09-0041-07
摘要:槽壁穩(wěn)定性控制是地連墻施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié),由于傳統(tǒng)基于極限平衡的力學(xué)分析方法具有局限性,目前采用優(yōu)化泥漿配比參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)控制方法,但仍未解決這一關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題?;谀酀{滲透形成抗?jié)B泥皮的試驗(yàn)結(jié)果,從泥漿成皮的滲透壓力條件及時(shí)間演化規(guī)律出發(fā),研究了不同開(kāi)挖階段泥漿有效護(hù)壁壓力的分布規(guī)律。研究結(jié)果表明:泥漿護(hù)壁壓力在槽壁上的“駝峰”型分布規(guī)律是開(kāi)挖面附近泥漿護(hù)壁壓力不足的直接原因,使開(kāi)挖面以上5-10m范圍成為穩(wěn)定性薄弱環(huán)節(jié),通過(guò)降低開(kāi)挖下切速度可有效提高槽壁穩(wěn)定性控制效果。以福州地鐵5號(hào)線建新南路站的中砂一黏土交互地層的穩(wěn)定性控制應(yīng)用為例,對(duì)其進(jìn)行了聲波檢測(cè)成像分析,結(jié)果表明該方法可有效控制富水砂-黏土-卵石富水地層60m深地連墻槽壁的穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞:泥漿護(hù)壁;壓力分布形態(tài);槽壁穩(wěn)定性控制;連續(xù)墻施工;福州地鐵
中圖法分類(lèi)號(hào):TU473.1
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
DOI:10.15974/j.cnki.slsdkb.2019.09.010
1研究背景
地下連續(xù)墻是一種常見(jiàn)的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)型式,由于其施工場(chǎng)地占用小、施工過(guò)程對(duì)周邊環(huán)境影響小且易實(shí)現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)與建筑外墻合一,在建設(shè)場(chǎng)地狹窄的城市重要區(qū)域工程建設(shè)中占有十分重要的地位。但地連墻施工需要開(kāi)挖狹長(zhǎng)的深槽,極易出現(xiàn)槽壁失穩(wěn)的工程事故,導(dǎo)致鄰近建構(gòu)筑物沉降超標(biāo)或機(jī)械設(shè)備被掩埋。當(dāng)前,槽壁失穩(wěn)的問(wèn)題一直未得到很好地解決,成槽開(kāi)挖和施工機(jī)械的使用主要靠經(jīng)驗(yàn)控制為主,而對(duì)開(kāi)挖過(guò)程的科學(xué)預(yù)見(jiàn)性不足。特別是地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)的槽壁穩(wěn)定性控制是成槽施工的關(guān)鍵和技術(shù)難點(diǎn)。
有學(xué)者研究了泥漿護(hù)壁壓力的產(chǎn)生機(jī)制及穩(wěn)定性控制技術(shù)。李建軍等[1]研究了護(hù)壁泥皮的抗?jié)B性能,認(rèn)為壓差越大,泥皮越致密,抵抗?jié)B透破壞的能力越強(qiáng);泥皮形成時(shí)壓差越大,正、反向滲水的臨界水力梯度越大。劉成等[2]研究了添加輕質(zhì)砂的泥漿在砂性地層中侵入成膜的特征,認(rèn)為適量添加粗粒材料可有效縮短成膜時(shí)間,并降低成膜濾失量,改善成膜效率,但添加量達(dá)到一定值時(shí),其改善效果會(huì)降低。同時(shí),可用曲線雙參數(shù)模型量化濾失量曲率、成膜時(shí)間和成膜階段等成膜特征。楊春鳴等[3]在粗粒土入滲面形成泥皮的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了泥漿滲入粗粒土膠結(jié)體、泥皮和混凝土防滲墻體等共同工作的抗?jié)B特性測(cè)試,認(rèn)為粗粒土單粒平均孔隙體積越小,泥漿在土中滲透形成的泥皮越致密,抗?jié)B性能越好。周云等[4]針對(duì)施工中泥漿的性能指標(biāo)與成槽時(shí)的沉渣厚度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)研究。楊光煦[5]分析了槽壁穩(wěn)定機(jī)理,提出了判斷孔壁穩(wěn)定性的實(shí)用計(jì)算公式。葉偉濤等[6]以福州地鐵泥水平衡盾構(gòu)全斷面穿越中粗砂層掘進(jìn)為工程背景,采用析因設(shè)計(jì)綜合分析了不同泥漿相對(duì)密度和黏度下的單位濾水量、成膜時(shí)問(wèn)和泥皮形態(tài),以及泥倉(cāng)壓力和含砂率對(duì)泥漿成膜的影響。陳先威等[7]介紹了一種改進(jìn)的泥漿循環(huán)系統(tǒng)。上述研究闡述了泥漿工作原理的一些方面,揭示了泥漿單參數(shù)對(duì)護(hù)壁效果的作用機(jī)制,但尚未針對(duì)槽段開(kāi)挖過(guò)程的泥漿護(hù)壁壓力在時(shí)間和空間上的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程進(jìn)行研究。
針對(duì)這一現(xiàn)狀,本文結(jié)合開(kāi)挖下切過(guò)程,研究了泥漿護(hù)壁壓力在空間上的分布及隨時(shí)間的演化過(guò)程,揭示了開(kāi)挖面附近為槽壁穩(wěn)定的瓶頸區(qū)域,提出通過(guò)調(diào)整開(kāi)挖速度控制槽壁穩(wěn)定的施工方法,并應(yīng)用在福州地鐵5號(hào)線建新南站60m深地連墻施工中,檢測(cè)結(jié)果證明該方法可有效提高槽壁穩(wěn)定性控制效果。
2工程特點(diǎn)與模型局限
2.1工程背景
福州地鐵5號(hào)線建新南路站為地下三層島式站臺(tái)車(chē)站,車(chē)站內(nèi)凈總長(zhǎng)151.8m,標(biāo)準(zhǔn)段基坑寬度為24.1m,深度約為24.15m。車(chē)站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1m厚地下連續(xù)墻64幅,標(biāo)準(zhǔn)段地連墻頂標(biāo)高5.3m,底標(biāo)高-53.3/-54.3m,墻高58.6/59.6 m。
主要地層分布為:①雜填土。主要為人工堆填的黏性土,夾雜有碎石、磚塊、混凝土塊等建筑垃圾,局部含少量中粗砂和淤泥。②填砂。以礫粗砂、中粗砂同填為主,局部夾有少量填石和黏性土,層頂埋深1m(標(biāo)高5.73m),層底埋深6.8m。③填石。以碎石塊為主,填石粒徑一般為5-35cm,最大粒徑大于130cm,填石含量約60%-90%,空隙由填砂及黏土充填,堆填不均勻。層頂埋深0-0.5m(標(biāo)高6.42-6.97m),層底埋深1-5.7m。④粉質(zhì)黏土。局部夾少量碎石,層頂埋深1.8-3.3m(標(biāo)高3.35-5.47m),層底埋深2.7-4.5m(標(biāo)高1.92 -4.17m),層厚0.2-2.3 m。⑤淤泥夾砂。以黏粒為主,部分夾少量薄層細(xì)砂或混有少量砂,層厚2.8-16.0m。⑥(泥質(zhì))中細(xì)砂。以(泥質(zhì))粉砂和(泥質(zhì))中砂為主,均含有少量淤泥,級(jí)配較差,層厚0.7-13.4m。⑦粉質(zhì)黏土。黏性較好,部分粉粒含量較高,土質(zhì)不均,局部含少量砂。層厚1.4-6.4m。⑧(含泥)中粗砂。粒徑不均勻,上部以中粗砂、礫粗砂為主,局部夾有粉細(xì)砂透鏡體及混有少量的淤泥,下部多含礫石、圓礫,層厚2.1-20.1m。⑨卵石。中密為主,飽和,卵石多呈橢球狀,磨網(wǎng)度較好,中等風(fēng)化,粒徑一般為3-20cm,最大粒徑大于-50cm,含量為55%-85%。該層上部黏性土和礫石含量較高,下部主要為卵石,間隙主要南中粗砂充填。層厚14.6-24m。⑩強(qiáng)風(fēng)化花崗巖(砂土狀)。風(fēng)化強(qiáng)烈,巖石堅(jiān)硬程度屬極軟巖,巖體完整程度屬破碎,巖體基本質(zhì)量等級(jí)分類(lèi)屬V類(lèi)。層頂埋深55.6-59.5m(標(biāo)高-52.83 -48.91 m),層底埋深60.34-65.03m(標(biāo)高-58.37--53.66In),層厚3.1-6.13m,平均厚度4.42m。
初見(jiàn)水位埋深為0.90-3.90m,穩(wěn)定水位埋深為1.50-4.70m。主要含水層為中粗砂和卵石地層,現(xiàn)場(chǎng)鉆孔提水試驗(yàn)表明砂卵石層為強(qiáng)透水層。
研究區(qū)域的主要地質(zhì)特點(diǎn)是黏土-砂地層交互層疊,垂直方向分布不均勻,且富含地下水。
2.2經(jīng)典分析模型應(yīng)用局限性
常用的槽壁穩(wěn)定性計(jì)算一般采用極限平衡分析方法[8],一般分為整體穩(wěn)定性分析模型與局部穩(wěn)定性分析模型。
圖1為常用的整體穩(wěn)定性破壞分析模型,基于半網(wǎng)柱體模型的滑動(dòng)面上極限平衡計(jì)算公式[9]為
γc=mz2γw/nz2+(P+W)(sinα-cosαtanφ)-2hc(b/3cosα+z-1htanα/2)/1nz2b(cosα+sinαtanφ) (1)式中,γc為泥漿重度,kN/m3;mz為地下水位到槽底的高度,m;nz漿液面到槽底的高度,m;yw為地下水重度,kN/m3;P為破壞體范圍內(nèi)的地面荷載;W為自重,kN;α為滑動(dòng)面與水平面的夾角,(°);φ為滑面摩擦角,(°);b為泥漿槽段長(zhǎng)度,m;h為破壞體厚度,m;z為破壞體高度,m。
槽壁局部穩(wěn)定性分析模型如圖2所示。槽壁的抗局部失穩(wěn)坍塌安全系數(shù)等于泥漿的人滲滲透壓力作用在槽壁面上所產(chǎn)生的土體摩擦力與土顆粒的有效重度之比,有穩(wěn)定性系數(shù):
Fs=γwi0tanφf(shuō)/γf-γs
(2)式中,φf(shuō)為泥漿滲入后土體內(nèi)摩擦角,(°);in為泥漿滲入到土體中的滯留臨界水力梯度;yf為泥漿滲入后土體容重,kN/m3;γn為泥漿容重,kN/m3。
上述分析模型并未考慮泥漿失水成膜逐步形成抗?jié)B力的時(shí)間過(guò)程,式(1)將泥漿與地下水自重分量的合力當(dāng)做護(hù)壁壓力,實(shí)際上是假設(shè)泥皮的抗?jié)B力為兀窮大;式(2)則是簡(jiǎn)單地將滲透壓力等同丁護(hù)壁壓力,實(shí)際上除滲透壓力外,還與泥漿通過(guò)泥皮的抗?jié)B作用提供的護(hù)壁壓力存在一定差異,且研究區(qū)域的富水非均值地層不滿足經(jīng)典模型的假設(shè)條件。
3泥漿有效護(hù)壁壓力的空間-時(shí)間效應(yīng)
3.1泥皮成型環(huán)境與最大抗?jié)B力關(guān)系
泥皮在成型過(guò)程中,其可承受的最大抗?jié)B力與兩個(gè)外部因素直接相關(guān):①形成泥皮時(shí)的滲透壓力;②泥皮靜置時(shí)間,即隨著時(shí)間增長(zhǎng),泥皮可承受的抗?jié)B壓力會(huì)逐漸增長(zhǎng)直至極限值。根據(jù)粗泥土泥皮抗?jié)B性能試驗(yàn)結(jié)果[10],不同泥漿滲透壓下形成泥皮的最大抗?jié)B力滿足以下冪函數(shù)規(guī)律:
Pmax= -0.0057D-0.92+0.35 (3)式中,Pmax為泥皮可承受的最大抗?jié)B力,MPa;D為泥皮成型滲透壓力,MPa。
粗砂地層在100kPa壓力下不同靜置時(shí)間泥皮可承受的最大抗?jié)B壓力滿足以下冪函數(shù)規(guī)律:
Pt=-0.366t-0.17+0.49 (4)式中,Pt為泥皮可承受的最大抗?jié)B力,MPa;t為泥皮成型時(shí)間,h。當(dāng)t取無(wú)窮大時(shí),Pt≈Pmax(Pmax=0.45)。在不同成皮條件下,泥皮抗?jié)B能力隨時(shí)間的增長(zhǎng)曲線在形態(tài)上具有相似性,可將式(4)寫(xiě)為
Pt=-0.366t-0.17+0.49/0.45*Pmax
(5)
泥皮的抗?jié)B力是成型滲透壓力D與靜置時(shí)間t的函數(shù):
Pt=(1.08-o.81t-0.17)(0.35-o.0057D-0.92) (6)
3.2泥漿容重垂直遞增分布的影響
根據(jù)福州地鐵5號(hào)線工程不同槽段36個(gè)取樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),由于泥漿的沉淀效應(yīng),沿深度方向每20m泥漿容重增加2%。假設(shè)地下水埋深2m,泥漿槽內(nèi)液面高度在地面以下0.5m,則沿槽深不同高程泥皮成型滲透壓力分布見(jiàn)圖3。
由圖3可知,槽內(nèi)泥漿滲透壓力隨深度增加而增大;泥漿配制容重在10.5-12.5kN/m3范圍內(nèi),同一深度泥漿的滲透壓力隨著泥漿容重的增加而增大,且深度越深,影響越明顯。這說(shuō)明泥漿配制容熏差異對(duì)控制淺層槽壁穩(wěn)定性影響不大,但對(duì)于控制深層槽壁穩(wěn)定意義重大。
3.3開(kāi)挖下切速度的影響
由式(6)可知,Pt的大小與泥皮成型時(shí)間長(zhǎng)短相關(guān),若開(kāi)挖下切速度快,則泥皮成型時(shí)間相對(duì)較短,初始階段可提供的抗?jié)B力就較小。隨著靜置時(shí)間增長(zhǎng),開(kāi)挖面以上部位泥皮的抗?jié)B強(qiáng)度逐漸增加。同時(shí),泥皮成型滲透壓力D與槽內(nèi)深度有關(guān),越深的部位,泥皮成型滲透壓力越大,初始階段可提供的抗?jié)B力就越大,但能提供的護(hù)壁壓力不會(huì)超過(guò)泥漿的靜液壓力。因此,槽內(nèi)泥漿提供的護(hù)壁壓力隨開(kāi)挖過(guò)程動(dòng)態(tài)演化。
圖4、圖5給出了泥漿容重為10.5kN/m3與11.5kN/m3時(shí)泥漿護(hù)壁壓力沿深度的分布規(guī)律(忽略滲透壓力),總體呈“駝峰”型分布。槽壁頂部附近護(hù)壁壓力直線增加,為泥漿容重的函數(shù);以下部位受泥皮抗?jié)B強(qiáng)度的影響,成弧形分布形態(tài);開(kāi)挖面附近則迅速衰減,護(hù)壁壓力大小受開(kāi)挖速度控制。開(kāi)挖速度由1m/h變化到5m/h時(shí),開(kāi)挖面上1m處的有效護(hù)壁壓力隨開(kāi)挖速度的衰減規(guī)律如圖6所示。
由圖4-6可得出:
(1)開(kāi)挖面的護(hù)壁壓力隨開(kāi)挖速度的提高而迅速降低,且開(kāi)挖速度的影響遠(yuǎn)大于泥漿容重的影響。
(2)增大泥漿容重可以有效提高開(kāi)挖面10m以上范圍泥漿的有效護(hù)壁壓力,但對(duì)開(kāi)挖面附近的護(hù)壁壓力影響不大。
(3)槽段頂部以下5m范圍內(nèi)的泥漿護(hù)壁壓力取決于泥漿容重,基本不受泥漿靜置時(shí)間影響。
3.4抓斗運(yùn)動(dòng)速度的影響
在開(kāi)挖過(guò)程中,挖斗的形狀、循環(huán)往復(fù)的提升和下降速度會(huì)影響挖槽中泥漿的流動(dòng),使槽壁周?chē)鼗馏w的孔隙水應(yīng)力上升,當(dāng)泥漿的流動(dòng)從層流過(guò)渡為湍流時(shí),槽壁上的泥皮或土顆粒將會(huì)受到?jīng)_蝕,增加局部破壞的可能,甚至有整體失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)挖斗的操作速度Vw、開(kāi)挖槽口的面積Ak和挖斗所占面積Aw,可以計(jì)算出赫斯特羅姆數(shù)為[9]
Hc=tsρs/μs2(4(Ak-Aw)/Pkw)2
(7)式中,(Ak-Aw)為泥漿流的斷面面積,m2; Pkw為泥漿流的濕潤(rùn)周長(zhǎng),即泥漿與槽壁和挖斗接觸的邊界線周長(zhǎng),m;ρs為泥漿密度,t/m3;t泥漿剪切屈服應(yīng)力,kN;μs2為泥漿黏滯度系數(shù),N.S/m2。雷諾數(shù)為
Re=4Awvwρs/μsPkw (8)
將赫斯特羅姆數(shù)相對(duì)應(yīng)的臨界雷諾數(shù)與式(8)對(duì)比,即可確定挖斗操作的極限速度。一般來(lái)說(shuō),直徑為1m的挖斗的操作速度大于1m/s時(shí),就可能發(fā)生湍流,從而影響槽壁穩(wěn)定。
4超深地連墻槽壁穩(wěn)定控制方法
4.1黏土-中砂交互地層失效機(jī)制分析
地層中粉質(zhì)黏土、淤泥夾砂、中細(xì)砂層的淤泥層、黏土層、砂層呈軟硬交互層疊形態(tài),且中粗砂和卵石地層為含水強(qiáng)透水地層,埋藏深,厚度大。采用FLAC3d模擬槽段三維開(kāi)挖,研究槽壁穩(wěn)定性破壞模式。模擬槽段長(zhǎng)8m,寬0.8m,模型以槽段短邊中點(diǎn)連成的矩形為對(duì)稱(chēng)面,取一半的槽段及周邊地層,短邊外側(cè)延伸6m,長(zhǎng)邊外側(cè)延伸19.6m,槽段深60m,模型深度方向取70m。采用摩爾-庫(kù)倫本構(gòu)模型,槽壁節(jié)點(diǎn)上按深度方向施加“駝峰”型護(hù)壁壓力,采用剪切應(yīng)變率分析潛在的深層滑移帶,以分析黏土一砂互層層條件下的潛在破壞模式。計(jì)算參數(shù)取值見(jiàn)表1。
采用摩爾一庫(kù)倫模型,地下水位以下采用浮重度計(jì)算槽壁內(nèi)部剪切應(yīng)變,根據(jù)剪切應(yīng)變分布判斷土體深層滑移帶形態(tài)。當(dāng)泥漿護(hù)壁壓力不足時(shí),計(jì)算的槽壁潛在失穩(wěn)模式見(jiàn)圖7。潛在的破壞存在3個(gè)區(qū)域:①頂部的滑移破壞模式;②中砂一黏土交互層區(qū)域,首先出現(xiàn)在淤泥夾砂層,逐漸擴(kuò)展到中砂層,剪切滑移帶頂部被粉質(zhì)黏土層隔斷;③卵石層,剪切滑移帶被粉質(zhì)黏土層隔斷。計(jì)算剪切位移大小依次為區(qū)域①>區(qū)域②>區(qū)域③。
4.2護(hù)壁泥漿參數(shù)指標(biāo)
根據(jù)以上研究,確定福州地鐵5號(hào)線泥漿配制應(yīng)以中砂一黏土交互層的穩(wěn)定性控制為依據(jù)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料[11],不同土質(zhì)條件下的泥漿參數(shù)選用范圍見(jiàn)表2。
泥漿黏度對(duì)泥皮抗?jié)B強(qiáng)度的增加類(lèi)似于泥漿靜置滲透時(shí)間的效果,但黏度大于30s之后,泥皮抗?jié)B能力增加效果逐漸降低。泥漿相對(duì)密度可參考表3選用。
泥漿含砂率可按砂性地層小于5%、黏土地層小于3%的標(biāo)準(zhǔn)配制。參照上述選用及本工程實(shí)踐,最終擬定指標(biāo)為:比重1.06-1.08g/cm3、黏度25-30s、含砂率小于4%、pH值8-9。
4.3開(kāi)挖速度的控制
控制開(kāi)挖速度是槽壁穩(wěn)定控制的關(guān)鍵。抓斗作業(yè)過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)速度不得大于1m/s,砂一黏土地層開(kāi)挖下切速度不宜大于1m/h,必要時(shí)可采用靜置1-2h后再繼續(xù)開(kāi)挖的調(diào)控方法,其他地層可加快下切速度,但也不宜高于3m/h。
4.4強(qiáng)滲透卵石層應(yīng)急預(yù)案
對(duì)于強(qiáng)滲透卵石層,在成槽過(guò)程中,可能出現(xiàn)泥漿大量漏失、引起槽孔坍塌的情況??刹捎靡韵?種應(yīng)對(duì)措施:①預(yù)灌濃漿。根據(jù)強(qiáng)漏失地層分布情況,預(yù)先布置灌漿孔,灌注黏土水泥漿或黏土水泥砂漿,封閉強(qiáng)漏失地層滲漏通道。②投放堵漏材料。準(zhǔn)備好黏土、碎石土、鋸末、水泥等堵漏材料,一旦發(fā)現(xiàn)漏漿較大,應(yīng)及時(shí)堵漏。③投放單向壓力封閉劑。單向壓力封閉劑對(duì)孔隙及微裂隙漏失,堵漏速度快,效果好,能迅速形成具有一定強(qiáng)度的非滲透性帶,阻止泥漿進(jìn)入孔壁地層,顯著降低泥漿濾失量,又不影響泥漿流變性能。④在泥漿中添加重晶石粉。重晶石粉能夠增大泥漿密度,并且具有較強(qiáng)的封閉孔壁功能,而且不易沉淀。
5工程應(yīng)用效果
建新南路站直型墻56幅,L型墻4幅,Z型墻4幅,設(shè)計(jì)地連墻寬0.8m。選取A-15、A-19、B-30進(jìn)行工藝試驗(yàn),各槽段長(zhǎng)分別為5.4m、5.4m、6m。采用傳統(tǒng)的三抓依次成槽一次到底施工工藝,成槽機(jī)定位抓斗平行于導(dǎo)墻面,抓斗的中心線與導(dǎo)墻的中心線熏合,抓斗靠其白熏緩速下放,并避免放空沖放。每槽段成槽挖土過(guò)程中,抓斗中心每次對(duì)準(zhǔn)放在導(dǎo)墻上的孔位標(biāo)志物,以保證挖土位置準(zhǔn)確。抓斗閉斗下放,開(kāi)挖時(shí)再?gòu)堥_(kāi)。控制抓斗升降速度小于1m/s,每斗進(jìn)尺深度控制在0.3m左右。根據(jù)地層地質(zhì)條件,在深20-35m范圍內(nèi),控制下切速度不得超過(guò)1m/h。同時(shí)在槽孔混凝土未灌注之前嚴(yán)禁重型機(jī)械在槽孔附近行走產(chǎn)生振動(dòng)。對(duì)已經(jīng)實(shí)施的64個(gè)槽段全部進(jìn)行超聲波檢測(cè),聲波檢測(cè)結(jié)果表明:由于控制了下切速度,雖然在20-35m范圍內(nèi)部分泥漿滲入中砂地層,該段泥皮成型密實(shí),槽段穩(wěn)定性及垂直度均得到有效控制。64幅地連墻無(wú)塌孔現(xiàn)象,且地連墻垂直度均不大于1/300,合格率100%。
6結(jié)語(yǔ)
地連墻成槽施工的技術(shù)關(guān)鍵是槽壁穩(wěn)定性控制,其中護(hù)壁泥漿的質(zhì)量控制是核心,目前主要依靠工程經(jīng)驗(yàn)。研究了開(kāi)挖過(guò)程泥漿成皮條件及泥皮抗?jié)B強(qiáng)度的演化規(guī)律,揭示了泥漿護(hù)壁壓力作用與槽壁的空間分布、時(shí)間演化規(guī)律,對(duì)提高槽壁穩(wěn)定控制技術(shù)水平具有熏要意義。研究了槽壁不同高程泥皮抗?jié)B強(qiáng)度隨開(kāi)挖過(guò)程的演化規(guī)律,結(jié)果表明,由于泥漿成皮效果受滲透壓力與時(shí)間雙重影響,沿槽壁深度方向,泥漿護(hù)壁壓力呈“駝峰”型分布,與傳統(tǒng)的三角形護(hù)壁壓力的假設(shè)完全不同。研究還發(fā)現(xiàn),槽壁穩(wěn)定性的薄弱環(huán)節(jié)位于開(kāi)挖面以上5-10m范圍內(nèi),主要受開(kāi)挖下切速度影響,對(duì)于危險(xiǎn)地段,采用降低開(kāi)挖下切速度的方法能有效提高泥漿護(hù)壁壓力。研究結(jié)果表明,開(kāi)挖下切速度是控制開(kāi)挖面附近槽壁穩(wěn)定的關(guān)鍵。
參考文獻(xiàn):
[1]李建軍,邵生俊,楊扶銀,等.防滲墻粗粒土槽孔泥皮的抗?jié)B性試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué),2012,33(4):1087-1093.
[2]劉成,寇偉,陸楊,加砂泥漿在砂性地層中成膜效率試驗(yàn)[J].林業(yè)工程學(xué)報(bào),2017,2(6):121-126.
[3]楊春鳴,邵生俊,粗粒土地層防滲墻泥皮的形成機(jī)制及其抗?jié)B性能試驗(yàn)研究[J].水力發(fā)電學(xué)報(bào),2013,32(6):208-215.
[4]周云,關(guān)永康,楊立志.泥漿指標(biāo)控制與沉渣厚度的關(guān)系研究[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2012,8(12):218-220.
[5]楊光煦,混凝土防滲墻造孑L期槽壁穩(wěn)定分析[J].水力發(fā)電學(xué)報(bào),1986(4):48-63.
[6] 葉偉濤,王靖禹,付龍龍,等,福州中粗砂地層泥水盾構(gòu)泥漿成膜特性試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2018. 37(5): 1260-1269.
[7]陳先威,石輝.地連墻施工中泥漿的應(yīng)用研究[J].港工技術(shù),2018,55(1):68-71.
[8]張厚美,夏明耀,地下連續(xù)墻泥漿槽壁穩(wěn)定的三維分析[J].土木工程學(xué)報(bào),2000,33(1):73-76.
[9]王軒,矩形地下連續(xù)墻槽壁失穩(wěn)機(jī)理及其分析方法研究[D].南京:河海大學(xué),2005.
[10]邵生俊,楊春鳴,粗粒土泥漿護(hù)壁防滲墻的抗?jié)B設(shè)計(jì)方法研究[J].水利學(xué)報(bào),2015( S1):46-53.
[11]王士川,李會(huì)民,地下連續(xù)墻槽壁穩(wěn)定性分析及護(hù)壁泥漿性能指標(biāo)的確定[J].工業(yè)建筑,1993(8):35-39.
收稿日期:2019-04-08
作者簡(jiǎn)介:靳利安,男,高級(jí)工程師,主要從事城市軌道交通工程技術(shù)及項(xiàng)目管理等方面的工作。E-mail: 361381292@qq.com