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以卵击石

以卵击石范文第1篇

关键词:高层建筑,天然地基稳定性,评价

 

0引言

地基稳定性评价是民用建筑工程地质勘察中最主要的任务,为了保证建筑物的安全稳定和正常使用,必须地基对的稳定性进行评价。[1]对地基的评价包括[2]:1)场地和地基的整体稳定性;2)地基均匀性评价;3)地基变形性评价(估计建筑物的沉降,倾斜,差异沉降);4)提出地基承载力标准值,根据岩土工程条件,提出基础和结构的设计施工措施及监测工作的建议。文章以成都某拟建大楼为实例,对高层建筑场地的天然地基进行评价。

1工程概况

拟建大楼位于成都市南延线东侧,地形平坦,交通便捷。该大楼由一座24F办公楼(主楼)和一座3F的员工餐厅(附楼)组成,大楼带三层地下室(-11.5m)。其中办公楼高99.20m,平面尺寸75.6m×30.79m;员工餐厅高22.40m, 47.3m×43.15m。

2地层岩性

根据现场钻探取芯鉴别,主要地层与地层描述如下:

①生活填土层:疏松,欠固结,均匀性极差,厚约2m。②粘土(Q3al+pl):灰黄色,可塑,干强度中等,厚0.7~2.9m。 ③粉质粘土(Q3al+pl):褐黄色,硬塑为主,干强度中等,层厚0.7~3.8m。 ④粉土(Q3al+pl):褐黄色,稍湿,稍密~中密,干强度中等,厚0.5~2.4m。⑤淤泥质粉土(Q4al+pl):黑褐色,软塑,主要为淤泥质粉土,含有机质,高压缩性,抗剪强度很低,厚0.6~0.7m。⑥砂土(Q3al+pl):灰色,稍湿~湿,以细砂为主,局部地段含有少量粉土,厚1.1~5.0m。⑦卵石土(Q3al+pl),厚 5.0~9.7 m,此层分为四个亚层。松散卵石:⑦1卵石含量小于55%,排列混乱,绝大部分不接触,N120≤4击/dm,场区内主要分布于卵石层顶部⑦2稍密卵石:卵石含量55~60%,排列混乱,大部分不接触,N120=4~7击/dm;⑦3中密卵石:卵石含量60~70%,呈交错排列,大部分接触,N120=7~10击/dm;⑦4密实卵石:卵石含量大于70%,呈交错排列,连续接触,N120>10击/dm。⑧白垩系灌口组泥岩层(K2g),按风化成度分为:⑧1强风化泥岩,紫红色,中厚层状构造,岩层风化强烈,沿裂隙带夹薄层全风化泥岩,取芯多呈碎块状、土状,易钻进。论文参考网。⑧2中等风化泥岩,棕红色,主要由粘土矿物组成,裂隙稍发育,岩芯呈短柱状~长柱状,采取率85%以上。⑨白垩系灌口组粉砂质泥岩层(K2g):棕红色,为场地基岩的主要岩性,裂隙稍发育,岩芯呈短柱状~长柱状,采取率85%以上。

3地基土物理力学指标

根据现场原位测试成果、室内土工试验结果结合现场钻探取芯鉴别,测出各岩土层的物理力学性质指标。表1为各地基土承载力特征值,极限承载力标准值为承载力特征值的两倍。

表1 各地基土承载力特征值

以卵击石范文第2篇

关键词:振冲碎石桩;砂土地基;可液化;处理

Abstract: water vibro-replacement stone column for the construction is simple, time is short, the cost low characteristic, is widely used in powder sand ground treatment engineering. Based on the specific engineering example, the paper introduces the vibro-replacement stone column used in the sand foundation treatment of the principle of liquefaction, its construction process are discussed.

Keywords: vibro-replacement stone column; The sand foundation; Can be liquefied; processing

中图分类号:TU441+.4文献标识码:A文章编号:

一、工程概况

拟建某住宅小区高层楼A、B 栋,框架剪力墙结构, 地上17 层,地下1层。场地长102.3m,宽44.4m。

场地地层从上至下依次为:第四系全新统人工填土层(Q4ml)、第四系全新统冲积层(Q4al),代表性地质剖面见图1。拟建86号楼A,B栋均设1层地下室,地下室埋深4.0m,基底处地基土以细砂为主,厚0.5―3.0m。其下部卵石土多以松散卵石为主,卵石层中间夹有一定厚度的中砂,稍密及以上密实度卵石埋藏较深,在现地面下7.0m以上,且不稳定。

图1建筑区地质剖面图

各地基土层主要物理力学指标见表1。

场地土层等效剪切波速(Vse)为281―342m/s,覆盖层厚度不大于5m,建筑场地类别为Ⅱ类,场地卓越周期为0.17-0.22S,场地内细砂为可液化土,为建筑抗震不利地段。地区抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.1g,设计特征周期为0.35s。0

表1地基土主要物理力学指标

土名 /(kN/m3) /kPa /(0) c/kPa E/ MPa Eo/MPa

素填土 19.0 90 10 20 3.5 -

细砂 19.0 90 20 - 7.0 -

中砂 20.0 110 20 - 9.0 -

松散卵石 20.0 160 32 - 16.0 15

稍密卵石 21.0 330 35 - 23.0 20

中密卵石 22.0 580 38 - 30.0 30

密实卵石 23.0 900 40 - 45.0 40

二、振冲碎石桩加固地基的设计

1、基础形式和地基加固方式的选择

若采用天然地基、柱下独立基础,以稍密及以上密实度卵石作基础持力层,基坑开挖深度较大;且场地开挖需考虑降水措施,地下水受河水补给影响较大,地下水渗透性能好,降水难度大,综合考虑该方案欠合理。

若采用筏板基础,其基底埋深处为砂层及松散卵石层,承载力不能满足上部荷载要求。

若采用预应力管桩基础,局部地段密实卵石埋深较浅,难以满足桩身及桩长的要求。

若采用人工挖孔桩,场地需降水,降水范围及降水深度均较大,且需进行一桩一孔的施工勘察。

若对地基土进行水振冲碎石桩加固处理,以处理后的复合地基作筏板基础持力层,场地不需降水,且排污较方便,施工措施简单易行,该方案较合理。根据勘察资料分析,拟建建筑物基底地基土层(细砂、中砂层)承载力特征值不能满足设计要求,需进行地基加固处理。根据拟建建筑物性质、场地工程地质及水文地质条件及地区地基加固处理经验,本着技术可靠、施工可行和经济合理的原则。经比较,对该工程采用水振冲碎石桩地基加固处理方案。

2、振冲碎石桩方案设计

本次地基处理采用等边三角形大面积满堂布桩,并在建筑物基础边线外布置2排保护桩设计采用电机功率为55kW的ZCQ-55型振冲器进行施工。振冲处理深度至稍密卵石层,并进入该层500mm处理深度在1.50~4.70m之间。桩身材料采用卵石,含泥量小于5%,粒径30~100mm。褥垫层采用天然级配砂石(最大粒径≤8cm)。厚度30cm。

3、复合地基承载力特征值计算

振冲桩复合地基承载力特征值通过现场复合地基载荷试验确定,初步设计时也可用单桩和处理后桩间土承载力特征值按下式估算[1]:

(1)

式中:――复合地基承载力特征值,取300kPa;

――桩体承载力特征值,取500kPa;

――处理后桩间土承载力特征值,取90kPa;

――面积置换率。

经计算得m=51.2%。

根据面积置换率公式

(2)

式中:――桩的直径,取0.90m

――等效圆影响半径,计算得=1.258m。

按等边三角形布置:桩间距s=/1.05=1.198m;根据施工经验,实际按1.20m等边三角形满堂布置。

再根据式(1)计算得=306kPa>I300kPa,满足设计要求。

振冲桩复合地基变形模量按下式计算:

(3)

式中:――复合地基土层压缩模量(MPa);

――桩间土压缩模量,取10Mpa

――桩土应力比,取3:

――面积置换率。取0.5l2。

计算得=20.24MPa>20MPa。满足设计要求。

4、液化判别标贯击数临界值计算

液化层在地面下15m深度范围内,其液化判别标贯击数临界值计算公式为:

(4)

(5)

式中――液化判别标贯击数临界值;

――液化判别标贯击数临界值,按《建筑抗震设计规范》[GB50011-2001(2008)]取值;

――饱和土标贯点深度(m);

――地下水位深度(m)

――粘粒含量百分率,当小于3或为砂土时,应采用3。

由此计算基底下15m范围内标贯击数临界值见表2

表2标贯击数临界值

1 3 5 7 9 11

10 12 14 16 18 20

三、水振冲碎石桩施工

本工程采用的工艺流程见图2。

1、施工过程

(1)根据轴线及施工图放样,用木桩标明桩位。

(2)人工在桩位处开挖,并布设排污水系统。

图2振冲碎石桩工艺流程

(3)钻机就位,并将振冲器对准桩位标记。

(4)将振冲器徐徐沉入土中,造孔速度控制在1.0~2.0m/min,直至设计深度。造孔后边提升振冲器边冲水直至孔口,再放至孔底,重复2~3次扩大孔径,最终形成桩径应大于或等于800mm,并使孔内泥浆变稀。

(5)确认造孔合格后,采用粒径30~100mm的卵石填料。每次填料高度不宜大于50am,将振冲器沉入填料中进行振密制桩,激振力为16kN,振动频率为

1450r/min,振幅为10mm。当电流达到密实电流值55A持续至留振时间,将振冲器提升30~50cm重复造孔填料,振密直至桩顶标高以上不小于0.30m。

(6)采用人工清土、截桩至设计标高(褥垫层底标高1,并保证桩顶平整。

(7)褥垫层厚30cm,材料为天然级配砂石,用振动碾压实,压实后的夯填度应不大于0.90。

2、技术措施

(1)严格控制填料量、密实电流值和留振时间。

(2)施工中发现当地质条件与地勘报告不符时,应及时通知业主采取补勘等措施,并及时修正加固方案确保加固的地基达到设计要求。

(3)对杂填土层用砂卵石换填。

四、处理效果检测与评价

处理完工后7d,对水振冲碎石桩处理效果进行检测。在处理区内随机抽取l10根桩进行动力触探测试,在桩间土内抽取55点进行标贯测试,在建筑物主体区内抽取9组点位进行单桩复合地基载荷试验。

1、动力触探试验

在桩体中心进行超重型(N120)动力触探测试,试验成果见表3。孔的最低击数为3~4击,最高击数超过30击,平均击数为9~20击,整个场地比较一致。根据《岩土工程勘察规范》(GB 50021―2001)判断,检测的水振冲碎石桩密实度绝大多数为中密,处理效果较好。

表3N120超重型动力触探试验成果统计

样本

容量 最大值

/击 最小值

/击 平均值

/击 标准

差 标准

差数 统计修

正系数 标准值

/击

110 20 9 15.4 1.27 0.33 0.91 14

2、标贯试验

加固前细砂层的平均击数在45击,临界击数在8~10击,液化等级为中等。基坑开挖后,经振冲碎石桩加固处理,在原钻孔附近做了4孔共10组桩间土标贯试验,标贯击数在8 15击,平均值11.2击,均大于液化116界击数,加固后的地基判定为非液化土,可见本工程地基土经水振冲碎石桩加固处理,消除液化效果很好。

3、平板载荷试验

根据布桩形式及桩间距,承压板选用直径1230mm的圆形钢板,采用慢速维持荷载法,分8级加载,4级卸载。最大荷载值738kN。9组平板载荷试验的压力一沉降(p-s)曲线见图3。

图3压力一沉降关系曲线

由图3可见,9组试验加载段的P-s曲线均比较平缓,无比例极限点,也未出现陡降段。根据文献4,当p-s曲线是平缓的光滑曲线时,可按相对变形值确定复合地基承载力特征值;当为以粉土或砂土为主的地基时,可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力;按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载压力的一半。因此,这9个试验点的复合地基承载力特征值均大于305kPa,达到设计要求。根据p-s曲线上线性关系阶段的力值和沉降值可算出复合地基的变形模量。经计算,9个试验点复合地基的变形模量均大于20MPa,达到了设计的要求。

五、结束语

工程实践表明,对松散砂土及卵石地基采用水振冲碎石桩处理,对提高砂土密实度,消除地基液化,提高地基承载力效果较理想,本处理方案是成功的。

(1)水振冲碎石桩工艺成熟,施工简便,工期短,质量较易控制,且桩体可就地取材,造价低。在成都地区较普遍存在的松散砂土、卵石地基上建造高层建筑(l7层左右)地基加固处理中,水振冲碎石桩具有较好的推广应用前景。

(2)振冲密实电流、填料量、留振时间等施工参数应根据振冲器型号、地质条件、填料性质等,在施工前通过现场试验确定。

(3)目前对碎石桩复合地基的工作性状、沉降计算方法等还没有统~的观点。结合建筑物沉降观测资料,还可以做进一步的深入研究。

参考文献:

[1 ] J G J 7 9―2002,建筑地基处理技术规范[ S ].

[ 2 ] GB50007―2002,建筑地基基础设计规范[ S ].

以卵击石范文第3篇

关键词:地基处理;注浆法;施工工艺;施工控制

中图分类号:TU47 文献标识码:A

1工程概况

江油南玻矿业小块料仓和选矿车间为混凝土框架结构,小块料仓为筏板基础,选矿车间为柱下条形基础,其±0.00相当于绝对高程776.80m;浓缩池为现浇混凝土结构,采用独立柱基础,其±0.00相当于绝对高程769.50m;尾矿处理车间为框架结构,采用独立柱基础,其±0.00相当于绝对高程768.80m。

拟建小块料仓、选矿车间和浓缩池场地均已采用强夯法对素填土进行了加固处理(受场地的影响,1#浓缩池西南侧未进行强夯)。根据强夯检测报告:"处理后的地基其承载力特征值满足设计要求,但沉降量及变形模量差异较大,应注意不均匀沉降的影响"。实际情况为:在荷载未达到全部恒荷载的1/3时,在小块料仓临河道侧及1#浓缩池漏夯处出现了不均匀沉降。为了保障拟建工程的安全以及正常使用,受业主委托,我公司对选矿车间、小块料仓、浓缩池及其东侧道路区域场地进行地基处理方案设计。

2.场地岩土工程地质条件

2.1.地质岩性

根据《岩土工程勘察报告(详细勘察)》及《施工勘察报告》,对场地内素填土及其下卵碎石层的分布、物质组成、工程特性情况等分述如下:

2.1.1素填土(Q4ml):暗褐色,主要由粘性土和砂岩、页岩碎块等混杂组成,为新建厂区时边坡开挖物质回填而成,堆积年限约1年。其均匀性较差,未经分层碾压夯实,按其物质组成以及N63.5重型动力触探试验成果,素填土可分为以下四个亚层:

2.1.1.1素填土1亚层:成分以粘土、粉质粘土为主,含少量砂岩、页岩碎块及岩屑。粘土和粉质粘土含量大于80%,湿~饱和,可塑~软塑状态。砂岩、页岩碎块及岩屑小于20%,块度一般2~8cm,少量超过20cm。顶板埋深0.0~2.3m,层厚0.5~4.2m,呈透镜体状分布于场地内ZK11、ZK14、ZK21、ZK35、ZK36及ZK37号孔一带。N63.5修正后击数一般为1.0~2.0击,平均击数为1.6击。

2.1.1.2素填土2亚层:成分以粘土、粉质粘土为主,含少量砂岩、页岩碎块及岩屑。粘土和粉质粘土含量约为60%~80%,湿~饱和,可塑~软塑状态。砂岩、页岩碎块及岩屑约占20%~30%,块度一般2~10cm,少量超过20cm。顶板埋深0.0~4.2m,层厚0.7~6.3m,呈层状、透镜体状分布于场地内ZK1~ZK4、ZK11~ZK12、ZK14~ZK15、ZK22~ZK22、ZK26~ZK32以及ZK34~ZK37号孔一带。N63.5修正后击数一般为2.0~3.5击,平均击数为2.8击。

2.1.1.3素填土3亚层:成分以粘土、粉质粘土、砂岩及页岩碎块(屑)为主,含少量卵石和砂土。粘土和粉质粘土含量约为40%~60%,湿~饱和,可塑~软塑状态。砂岩、页岩碎块及岩屑约占30%~40%,块度一般2~20cm,少量超过40cm。其余为卵石及砂土。顶板埋深0.0~6.3m,层厚0.5~7.3m,呈层状、透镜体状分布于场地内大部分地段,仅在ZK11、ZK21、ZK30及ZK35号孔一带缺失。N63.5修正后击数一般为3.5~5.0击,平均击数为4.1击。

2.1.1.4素填土4亚层:成分以粘土、粉质粘土、砂岩及页岩碎块(屑)为主,含少量卵石和砂土。粘土和粉质粘土含量约为30%~40%,湿~饱和,可塑~软塑状态。砂岩、页岩碎块及岩屑约占40%~50%,块度一般2~20cm,少量超过40cm。其余为卵石及砂土。顶板埋深0.0~8.1m,层厚0.6~7.8m,呈层状、透镜体状分布于场地内大部分地段,仅在ZK14、ZK33及ZK35号孔一带缺失。N63.5修正后击数一般为5.0~8.0击,平均击数为6.2击。

2.1.2卵石(Q4al+pl):灰色,成分以花岗岩、闪长岩为主,次为石英岩、灰岩、砂岩、泥岩等。顶板埋深为3.6~10.2m,全场地分布。按其颗粒组成,充填物含量,密实程度,卵石可分为以下二个亚层:

2.1.2.1稍密卵石:卵石含量55%~60%左右,一般直径2~8cm。被中粗砂充填,并含少量泥质成分。颗粒交错排列,部分接触。厚度为0.5~1.7m。以层状、透镜体状分布于场地内部分地段。N63.5修正后击数一般为5.0~10.0击,平均击数为8.3击。

2.1.2.2中密卵石:卵石含量占60%~70%左右,一般直径4~8cm,含少量漂石,被中粗砂和砾砂充填,并含10%左右的圆砾。颗粒交错排列,大部分接触。最大揭示厚度为2.7m,全场地分布。N63.5修正后击数一般为10.0~20.0击,平均击数为14.8击。

2.2.地基土物理力学性质

根据《施工勘察报告》,基础主要持力层的物理力学性质见表1:

岩土的工程特性指标建议值 表1

3.设计方案分析

根据规范及相关资料,结合地基处理经验以及现场强夯成果,我公司认为小块料仓基础产生倾斜的原因为:临河道侧素填土厚度变化较大,部分地段素填土底板坡度大于20°,其分布为由中雁公路向河道处倾斜;且由于地形原因,强夯处理范围未满足规范要求的大于建筑物基础的范围,即每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2~1/3,并不宜小于3m的要求。

综合分析各种因素,我公司决定采用在选矿车间、小块料仓、浓缩池以及浓缩池临河道区域进行灌浆处理的方式,以提高地基土的承载力,改善其变形性质,增强其均匀性。故本地基处理方案为采用"纯压式"注浆法。

4. 地基处理注浆施工方案设计

以卵击石范文第4篇

一、工程概况

本桥基桩总计为160根,全部为摩擦桩。桩基础采用φ1.0m、φ1.5m两种直径的钻孔灌注桩,长度分别为30m、35m、65m三种。

二、地质特征

根据地质钻孔资料,桥址地处黄土丘陵区,地形较复杂,沟谷发育,为黄土沟谷地貌特征,地表以第四纪新世冲积地层,下部为第四纪中更新世冲积地层,桥址地层以粘土层、泥卵石,砾石层及砂层交错分布,且含较多漂石,属黄河古老的沉积地层。河床部位分布砂、砾石层,砾石成分为灰岩,厚度变化大,分选及滚圆度极差,但密实、强度较大。

三、成孔施工方法

由于实际地质状况复杂,地层中粘土层、泥卵石,砾石层及砂层交错分布,且泥卵石中含较多漂石,故在钻孔过程中不同墩位选择的钻孔方式有所不同。主墩基桩采用钻机成孔,过渡墩基桩采用人工挖孔,12#桥台基桩采用机械挖孔。现将我部在成孔过程中

1、冲击钻成孔

施工初期主要采用这种成孔方式,单纯用冲锤钻进,在护筒以下40米范围内卵石和砂含量较高,进尺较快,但是在40多米以后进入粘土层,进尺缓慢,吸锥严重,导致成孔周期长,平均达到25天,且材料损耗严重,超方较多,单桩平均超10方左右。

2、回旋钻成孔

采用回旋钻正循环钻进成孔,在卵石层钻进时,钻头磨损严重,钻杆所受扭矩较大,憋车严重,钻进十分困难,且在20~50m深度范围内,间歇性有巨石出现,经常需要起钻加焊合金,材料损耗及其巨大,成本过高。该成孔方式开工初期在7#墩采用过,平均成孔周期为22天。

3、冲击与回旋配合成孔

根据地质勘测资料及前期施工过程中所遇到的实际情况发现:从地面以下40米左右地层均以卵石层为主,粘土较少,采用冲击钻施工既能保证施工质量,又有效控制了材料消耗,降低了成本;40米以下地层以粘土为主,含少量砾石和砂,冲击困难,适合采用回旋钻施工。

主墩基桩在成孔过程中多采用了先冲击后回旋的成孔方式,冲击钻8天左右即可钻至粘土层,然后更换钻机,采用回旋钻施工,7-8天可钻到位,完成一根基桩周期大约为16天,比单纯冲击钻或回旋钻明显缩短,材料损耗明显减少,成本得到有效控制。

4、磕头钻成孔

5、挖孔成孔

4#、11#墩基桩桩长较短,桩身范围内未见地下水,适宜采用人工挖孔施工。各孔同时开挖,有效提高了生产效率,机械设备投入少,成孔后可直观检查孔内土质情况,有效保证了桩的质量。

12#桥台基桩采用机械挖孔,成孔速度快,两天即可完成一根。

6、施工经验 总结

在钻孔施工过程中,对不同类型的基桩要视不同的地质情况,认真 分析 ,选择 科学 合理的成孔方式,不仅能有效保证基桩质量,更能提高生产效率,加快施工进度,减少成本投入。钻孔时应注意以下几点:

6.1、泥浆调制关系到成孔护壁效果,并对成桩后桩周摩阻力值有一定程度的 影响 ,泥浆相对密度的大小与排渣效果关系密切,排渣效果的好坏直接影响到钻孔进尺速度。特别是卵石层中桩基施工更应调制好泥浆的性能,且施工速度不宜过快。

6.3、施工过程中应视进尺情况按时检测泥浆含砂率,及时做好捞渣换浆工作,以免影响进度。

以卵击石范文第5篇

【关键词】旋挖成孔技术;地下连续墙施工;应用

1 引言

地下连续墙施工具有强度高、刚度大、抗渗能力强,并对环境影响小,可兼作地下室外墙等优点,被公认为是深基坑或复杂基坑工程中最佳的挡土结构之一。成槽工艺是地下连续墙施工中最重要的工序,做好挖槽工作是提高地下连续墙施工效率及保证工程质量的关键环节。不同地层有不同的成槽工艺,目前,基本成槽工法主要有三类: 抓斗式成槽工法、冲击式钻进成槽工法、回转式钻进成槽工法。其中,回转式旋挖钻进工法是一种比较先进、高效、适用地层广的钻进工法,被广泛应用于桩基施工领域,但其在地下连续墙领域的应用实践还比较少。笔者结合实例,详细分析回转式旋挖钻进工法在卵砾石地层中的应用。

2 工程概况

2.1 基本概况

某高层住宅楼基坑工程距河流较近,周围有多栋建筑物和一条铁路线,基坑面积约为22000m2。基坑深5m,连续墙墙体厚度0.7m,深度15m,嵌入中风化泥岩,基本槽段宽度3.1m,混凝土强度C30。连续墙采用旋挖成孔,大孤石或坚硬岩层采用冲击钻配合施工。

2.2 工程及水文地质概况

拟建场地地貌属于汾河河漫滩,根据勘察报告揭露地层情况为第四纪全新统近期的填土( )和第四纪全新统( )早期冲积形成的粉土、粉砂、中砂、砾砂,第四纪全新统( )早期冲洪积形成的圆砾及卵石,二叠系下石盒子组( )的灰色、青灰色、灰黄色泥岩,局部为砂质泥岩。施工前局部填土及粉土已被甲方挖除、整平,整平后地面地层为粉土或卵砾石层,岩层埋深13m~14.5m。粉土c=10kPa,φ=19°;卵石φ=35°。

勘察期间初见水位在1.20m~3.50m,实测稳定水位埋深1.50m~4.10m,场地地下水类型为孔隙潜水,孔隙潜水含水层主要为第③层圆砾和第④层卵石,主要由大气降水补给。整平后挖探水位埋深在0.5~2.5之间。

3 施工工艺分析

3.1 目前常用的成槽工法及特点

(1)抓斗式成槽工法。抓斗式成槽机已成为目前国内地下连续墙成槽的主力设备。它是以履带式起重机来起吊抓斗,抓斗以其斗齿切削土体,切削下的土体收容在斗体内,从槽段内提出后开斗卸土,循环操作,完成槽体施工。地层适应性较广,但遇硬层时受限,如卵砾石及基岩层。(2)冲击式钻进成槽工法。冲击式成槽工法最早应用于地下连续墙,目前已不占主导地位。主要是利用钢丝绳悬吊冲击钻头进行提升和下落运动,依靠自身重力反复冲击破碎硬质地层,然后采用掏渣筒将破碎的土渣、石屑捞出成孔。先施工主孔,后施工副孔,相连成为一个槽段。适用于各种土、石地层,目前主要在复杂的杂填、卵砾石地层使用,但成槽效率低、成槽质量较差,卵砾石层易塌孔。(3)铣槽机工法。铣槽机是目前最先进的地下连续墙成槽机械,主要是以动力驱使铣轮向相反方向旋转来切削岩土体并进行破碎,利用机架配置的泵吸反循环系统将其吸出排倒,循环往复成槽。对地层实施性强,不适用于孤石及较大卵石地层。设备费用较高,成本大,目前国内只在重大项目中进行使用。(4)回转旋挖成槽工法。旋挖成孔是采用特制的斗筒式钻头或短螺旋钻头,将切削的土屑“刮入”斗筒内,提升斗筒至孔外,借助斗筒的特殊机构卸土,循环作业,形成桩孔。根据槽段长度编制主副孔,相连成为槽段。适用地层较广,一般岩层也能适用,效率高,成孔质量好,造价相对低,但目前应用的较少,没有经验可循。

3.2 采用旋挖成槽工法的优势分析

根据本工程的地质条件特点及成槽工艺特点,进行对比分析,旋挖成槽工法有如下优点:(1)旋挖成槽适用于各种地层,对坚硬岩层也可以克服;(2)效率高,卵砾石层旋挖成孔效率是冲击成孔效率的3倍~5倍;(3)排浆少,旋挖采用泥浆不循环的工法,污染少;(4)造价低,随着旋挖钻进的广泛使用,单价成本已大大降低。对应用经验少的缺点,可以借鉴冲击成槽工法,同时采用后压浆工法对接缝处进行补强。

4 旋挖成槽关键施工方法

针对本工程的特点与难点,根据地下连续墙及旋挖成孔灌注桩的施工经验,对地下连续墙施工的成槽、修孔、泥浆制备、清孔等主要工序进行阐述。

4.1 成槽

成槽是地下连续墙施工的关键工序,成槽质量关系到地下连续墙的成败。划分槽段后,采用全站仪测放地连墙的分幅线,同时在定位出成孔位置,验收合格后采用跳打法进行施工。先施工一期槽,再施工二期槽,槽段划分如图1所示。

根据槽段长度确定主副孔位置,先施工主孔,再施工副孔,然后对主副孔间隙位置采用嵌岩筒钻进行扩边,形成槽段。一期槽1,2,3为主孔,4,5为副孔;二期槽1为主孔,2,3为副孔,见图2成槽顺序示意图。

4.2 修孔

旋挖成孔过程中,由于钻杆的垂直度偏差槽段下部易形成三角锥形残留柱和孔壁局部孤石,影响后续下放钢筋笼和成墙质量,必须对施工完成的槽段进行修孔。冲击钻采用方锤修孔,旋挖采用与成槽直径相同的嵌岩筒钻“之”字形扫孔,发现阻断,采用垂直旋转冲击把孤石或残留土柱冲击完,见图3所示。

4.3 泥浆制备

泥浆是地下连续墙施工中槽壁稳定的关键,成槽时采用膨润土泥浆护壁。根据经验及有关技术标准,泥浆配合比为: 水∶膨润土∶CMC∶纯碱=100∶10~15∶0.1~0.3∶0.3~0.5。制备泥浆的投料顺序为:水、膨润土、CMC、纯碱。搅拌机加水旋转后缓慢均匀地加入膨润土,几分钟后再加入CMC、纯碱及一定量的水充分搅拌后,静置6h,倒入膨润土溶液再搅拌均匀。泥浆的储备量按最大单元槽段体积的2倍储备。

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