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含水砂层中地下连续墙的施工技术
摘要:在含水砂层中确保围护地下连续墙既挡土又止水防渗是较为复杂的施工技术。结合广州地铁三号线赤岗塔站工程实践,详细叙述了含水砂层地下连续墙的施工技术,并提出了具体的防备措施。
关键词:地下连续墙;含水砂层;泥浆
广州地铁三号线赤岗塔站位于广州市海珠区艺苑西路,该站为地下三层结构,紧邻珠江。车站长为148.2m,标准段宽为25.5m,埋深为23.5m。起点里程为YCK5+418.4,终点里程为YCK5+576.6。由于紧邻珠江,该场地地下水丰富,地下水位埋深2.0m,整个地下三层车站结构完全“泡”在水里,围护结构地下连续墙墙深约24.5~25.5m,总长约362m,墙厚800mm,共分为61个槽段,连续墙接头为接头管形式。由于围护结构连续墙能够起挡土、挡水的作用,因此,该施工在项目中显得尤为重要。因地层中砂层较厚,为9~12m,而且分布连续,给连续墙的施工造成一定的困难。
1 施工技术
本工程地下连续墙的施工工艺流程如图1所示,其中修筑导墙、泥浆制备与处理、槽段开挖、钢筋笼制作与吊装以及混凝土浇筑是地下连续墙施工中的主要工序。
1.1 槽段划分和导墙施工
针对分布连续、较厚的含水砂层,为了保证槽壁的稳定和考虑液压抓斗作业宽度,槽段宽宜控制在4~6m,标准槽段宽宜为6m。为减少因开挖时土压力使连续墙变形增加含水砂层渗漏途径和确保地下墙有较好的整体性,槽段划分时须避免接头设在转角处,且在转角处其中一边导墙向外延长400mm。
连续墙施工时,不应忽略导墙施工。因为导墙起着连续墙平面位置控制、垂直导向、挡土与稳定泥浆液面护槽的作用,并防止地表土的坍塌,从而保证成槽精度[1]。
1.2 泥浆制备与使用
泥浆的正确使用是保证地下连续墙挖槽和成槽的关键。结合本工程含水砂层厚的土质特点,采用膨润土和优质粘土进行泥浆制备。泥浆沟和泥浆池应便于泥浆的流动和清理,泥浆池设置要满足施工进度要求,以保证循环泥浆的施工质量。
1.2.1 泥浆的配制
拌制泥浆前,应根据地质条件、成槽方法等进行泥浆配合比,并进行泥浆配比试验和物理分析。将选定的优质粘土放入泥浆搅拌机中进行搅拌,制作泥浆。本工程泥浆的主要成分为优质粘土和水,泥浆配比(占水的百分比)如表1所示。
1.2.2 泥浆的使用
含水砂层连续墙施工,泥浆的施工使用尤为重要[2]。必须注意:新制备的泥浆必须在泥浆池存放24小时以上,粘土充分水化后才能使用;泥浆拌制和使用前,必须检查两次,适当提高泥浆比重和粘度;施工期间,槽内泥浆液面必须高于地下水位1.0m以上。在含水砂层施工时,为避免槽壁塌方,应增加泥浆储备量。
1.2.3 泥浆处理
采用重力沉淀处理的方法比较经济。从槽段中置换出来的泥浆流入沉淀池,经重力沉淀16h稳定后,用水泵抽走表面清稀部分浆水到过滤池,并通过滤网过滤,将废水排除,余下的浆体试验合格后再重新利用。
1.3 成槽施工
含水砂层连续墙施工,成槽的方法、清槽、槽段接头清刷在施工中必须要十分注意施工质量,因为这直接影响到连续墙的止水防渗效能。
1.3.1 成槽的方法
根据工程地质,自上而下有土层、砂层、强风化层、中风化岩和微风化岩,成槽应采用跳跃抓冲开挖的方法。在成槽的施工过程中,必须先施工转角处“L”型槽段之后,才能施工其相邻的槽段。
(1)导向孔控制成槽垂直度。成槽时用冲桩机成导向孔控制槽垂直度。标准槽段为2个导向孔,“L”型槽段为3个导向孔(在转角处多设置一个导向孔)。
(2)根据含水砂层厚的地质情况,成槽采用“抓冲结合”的方法,即“抓砂层、冲岩层”。土层、砂层、强
风化层采用液压抓斗成槽;部分强风化岩、中风化岩、微风化岩、二期槽段接头管位置及地下障碍物、旧
基础采用冲孔成槽。
(3)特制方锤修槽段。达到设计深度后,再用特制方锤在槽内上下来回多次切削修整,使槽壁垂直平整。
(4)“L”型槽段成槽。用液压抓斗先成槽如抓斗开挖顺序图2的①处,再用液压抓斗先成槽,如抓斗开挖顺序图2的②③处,然后进行槽段冲岩,使“L”型槽段成槽。注意在转角处设置一个导向孔,接头管安放的位置须冲孔,兼作导向孔。图2中1表示接头管的孔(导向孔);L或(A+B)表示单元槽段长度;①②③表示抓斗的开挖顺序。
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