一种用于海域复杂混合地层条件下连续墙成槽的综合施工
方法
技术领域
本发明属于建筑工程施工技术领域,具体涉及一种用于海域复杂混合地层条件下连续墙成槽的综合施工方法。
背景技术
近年来,随着国家交通工程的快速发展,越来越多采用盾构机进行穿江越海的工程进行实施,位于江海两侧的基坑工程是作为盾构机始发和到达的首要条件,而基坑工程围护结构的地下连续墙是施工的第一步关键。随着地下连续墙广泛应用,地质条件愈发变得复杂。尤其在海域段存在上部为软弱淤泥质土、中部为风化岩层并分布孤石,下部为完整性好的岩层的条件下,地连墙施工一次成槽难度很大,目前的施工方法主要有一是采用铣槽机施工的方法,该设备数量少,价格昂贵;另一种是采用抓斗成槽机结合钻孔机或冲孔机成槽施工的方法,对上部的软土采用抓斗成槽机施工,速度较快且经济合理,但对下部的硬质岩层成孔时,采用钻孔机或冲孔机则施工速度较慢,工效不高。
因此,如何提供一种在软土、风化岩层与完整性岩层综合地质条件下,既能保证施工进度和质量,又能降低施工成本的地下连续墙成槽的施工方法是建筑工程领域技术人员函待解决的一个技术难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种用于海域复杂混合地质条件下连续墙成槽的综合施工方法,该方法能够有效解决海域复杂混合地质段条件下地下连续墙成槽的施工进度和质量,节约施工成本,并为后续工程的施工和运营安全提供保证。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是,该施工方法包括如下:
步骤A、测量定位:测量定位连续墙槽的位置和连续墙顶部标高;
步骤B、槽壁加固:采用单轴或三轴水泥搅拌桩对槽壁进行加固处理,利用水泥掺入土体内进行搅拌固结成;在成槽开挖施工前对槽壁周围地层的软土进行加固,搅拌桩加固深度不小于软土层厚度;
步骤C、导墙(5)施工:进行地下连续墙两侧上部导墙施工,导墙采用现浇整体式钢筋混凝土结构;
步骤D、槽段分幅:进行槽段分幅,各幅槽段之间采取的是锁口板接头,槽段划分后标出各幅槽段位置,并制备泥浆;
步骤E、软土地层(1)抓挖:分别在各幅槽段内灌入泥浆,使得槽段内的泥浆面保持在导墙顶面标高以下;然后,开始抓挖槽段内的上部软土地层,在抓挖过程中泥浆随着出土补入槽孔内,使槽段内的泥浆面始终保持在导墙顶面标高以下;同时,在抓挖过程中,定时检测孔内泥浆性能指标;
步骤F、孤石(2)破除:对槽段内露出的孤石采用冲锤破除,冲锤破除中,使得槽段内的泥浆面始终保持在导墙顶面标高以下28~32cm;
步骤G、强风化岩层(3)钻取:对槽段内孤石下方的强风化岩层采用旋挖钻挖出,钻取过程中泥浆随着出土补入槽孔内,使得槽段内的泥浆面始终保持在导墙顶面标高以下;
步骤H,钻孔:对硬质斜面岩进行牙轮钻钻芯,取出基岩,钻取过程中泥浆随着出土补入槽孔内,使得槽段内的泥浆面始终保持在导墙顶面标高以下;完成钻孔;
步骤I、修槽:采用方形冲锤冲孔机具进行修槽,方形冲锤宽度尺寸与地下连续墙槽段的宽度尺寸一致;
步骤J、使用泥浆管向槽孔的底部泵入泥浆,使泥渣上浮,将槽段中悬浮泥渣的泥浆抽出;
步骤K、再用成槽机进行修槽;
步骤L、对泥浆指标、槽底的成渣厚度指标进行检测,计算连续墙底部标高,标准为:槽底清理和置换泥浆结束1h后,槽底500mm高度内的泥浆比重不大于1.25,沉渣厚度不大于200mm;如不满足上述标准,则重复步骤A-K,直至符合标准为止。
进一步地,该步骤E中的挖槽的平面顺序是沿着槽段的长度方向,每个槽段先抓挖两侧,后抓挖中间;采用抓斗成槽机抓挖本槽段内的上部软土地层,不同编号的槽与槽采用间隔开挖。
进一步地,该步骤E中抓斗成槽机的抓挖要求为:抓斗成槽机的抓斗对准两侧导墙之间的中心线并与该中心线成垂直状态,抓斗沿着导墙挖土,并通过测斜仪器不断调整抓斗在挖槽过程中的垂直度,保持垂直。
进一步地,该步骤E、F、G和H中,槽段内的泥浆面始终保持在导墙顶面标高以下28~32cm。
进一步地,该步骤B中搅拌桩采用Φ650@400的规格,加固深度15m,搅拌速度为“四搅两喷”。
本发明一种用于海域复杂混合地质条件下连续墙成槽的综合施工方法具有如下优点:在保证了地下连续墙成槽施工质量的要求下,对软土采用抓斗成槽施工,孤石采用冲锤破除,对风化岩层通过旋挖钻成槽施工,对硬质岩层和斜坡岩通过牙轮钻成槽施工,最后通过方形冲锤修孔,充分利用各类机械的施工能力,大大提高了成槽的施工进度和质量,降低冲对周边环境的影响。由于本方法根据地层分布情况,采取相对应的机械和措施,形成了流水作业,大大提高了施工效率和成槽质量,有效降低施工成本。
附图说明
图1是本发明的成槽机挖取软土正视示意图;
图2是本发明的圆形冲锤冲破孤石正视示意图;
图3是本发明的旋挖机挖取风化岩层正视示意图;
图4是本发明的牙轮钻机钻取硬质斜坡岩层正视示意图;
图5是本发明的方形冲锤修槽纵剖面示意图;
图中:1、软土地层;2、孤石;3、强风化岩层;4、硬质斜面岩;5、导墙;6、连续墙槽;7地连墙顶标高;8、地连墙底标高;9、成槽机;10、圆形冲锤;11、旋挖钻;12、牙轮钻;13、方形冲锤。
具体实施方式
本发明一种用于海域复杂混合地层条件下连续墙成槽的综合施工方法,该施工方法包括如下步骤:
步骤A、测量定位:平整场地,测量定位连续墙槽6的位置和连续墙顶部标高7;
步骤B、槽壁加固:采用单轴或三轴水泥搅拌桩对槽壁进行加固处理,利用水泥掺入土体内进行搅拌固结成;在成槽开挖施工前对槽壁周围地层的软土进行加固,搅拌桩加固深度不小于软土层厚度;搅拌桩采用Φ650@400的规格,加固深度15m,到风化岩层,搅拌速度为“四搅两喷”。采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥,掺入自来水作为浆液材料,水泥掺量15%。
步骤C、导墙(5)施工:进行地下连续墙两侧上部导墙5施工,导墙5采用现浇“┑┍”型整体式钢筋混凝土结构;地下连续墙两侧上部的导墙5的底面位于地下约深2.0m,导墙5顶面标高与地面高一致。导墙5的作用如下,作为地下连续墙在地表面的基准物;用于确定地下墙单元槽段在实地的位置;用于作为地表土体的挡土墙;用于防止泥浆流失用于作为容纳和储蓄泥浆的沟槽;用于作为挖槽机挖槽起始阶段的导向物用于作为检测槽段形位偏差的基准物;用于作为钢筋笼入槽吊装时的支承物以及用于作为顶拔接头管时的支座。
步骤D、槽段分幅:进行槽段分幅,各幅槽段之间采取的是锁口板接头,槽段划分后标出各幅槽段位置,并制备泥浆;
步骤E、软土地层(1)抓挖:分别在各幅槽段内灌入泥浆,使得槽段内的泥浆面保持在导墙顶面标高以下;然后,开始抓挖槽段内的上部软土地层1,在抓挖过程中泥浆随着出土补入槽孔内,使槽段内的泥浆面始终保持在导墙顶面标高以下28~32cm;抓斗挖槽的深度范围是从地面标高向下至风化岩层的顶面。如图1所示。同时,在抓挖过程中,定时检测孔内泥浆性能指标,如发现指标参数有变化则应立即进行换浆调整。
挖槽的平面顺序是沿着槽段的长度方向,每个槽段先抓挖两侧,后抓挖中间;采用抓斗成槽机9抓挖本槽段内的上部软土地层1,不同编号的槽与槽采用间隔开挖。所述E中抓斗成槽机9的抓挖要求为:所述抓斗成槽机9的抓斗对准两侧导墙之间的中心线并与该中心线成垂直状态,抓斗沿着导墙挖土,并通过测斜仪器不断调整抓斗在挖槽过程中的垂直度,保持垂直。
步骤F、孤石(2)破除:对槽段内露出的孤石2采用圆形冲锤10破除,如图2所示,在导墙5位置安装好冲锤支架,定位冲锤位置,对中槽内孤石,把孤石2冲击破碎。冲锤破除中,使得槽段内的泥浆面始终保持在导墙顶面标高以下28~32cm;
步骤G、强风化岩层(3)钻取:对槽段内孤石2下方的强风化岩层3采用旋挖钻11挖出,如图3所示,旋挖钻沿槽段长度方向间隔钻孔并取出部分岩层,旋挖钻施工过程中保证旋挖钻机的垂直度,钻取过程中泥浆随着出土补入槽孔内,使得槽段内的泥浆面始终保持在导墙顶面标高以下28~32cm;
步骤H、钻孔:对硬质斜面岩4进行牙轮钻12钻芯,取出基岩,钻取过程中泥浆随着出土补入槽孔内,使得槽段内的泥浆面始终保持在导墙顶面标高以下28~32cm;完成钻孔;过程中首先对旋挖钻钻筒钻头更换成可旋转的牙轮钻头,采用牙轮钻头钻取硬岩。如图4所示。采用的牙轮钻是对普通旋挖钻进行了改装,把原有钻头更换为牙轮钻头,能够很好地处理斜坡岩和基岩。
步骤I、修槽:达到连续墙设计深度后,如图5所示,采用方形冲锤13冲孔机具进行修槽,方形冲锤13宽度尺寸与地下连续墙槽段的宽度尺寸一致;采用方形冲锤13修槽时,下一个锤位与上一个锤位应重叠,以保证成槽质量。
步骤J、使用泥浆循环法清孔,即通过泥浆管向槽孔即空的槽段底泵入新泥浆,使泥渣上浮,将槽段中悬浮泥渣的泥浆抽出。
步骤K、再用成槽机进行修槽;
步骤L、对泥浆指标、槽底的成渣厚度指标进行检测,计算连续墙底部标高8,标准为:槽底清理和置换泥浆结束1h后,槽底500mm高度内的泥浆比重不大于1.25,沉渣厚度不大于200mm;如不满足上述标准,则重复步骤A-K,直至符合标准为止。
由于本发明中的方法根据地层分布情况,采取相对应的机械和措施,形成了流水作业,大大提高了施工效率和成槽质量,有效降低施工成本。因此,本发明是一种针对于在海域段软土、孤石、风化岩层和完整性岩层的多种复杂地质结合的条件下的比较安全且经济合理的地下连续墙成槽施工的方法。