CN109610439A - 地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法。该地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法包括以下步骤：步骤一，对施工场地范围地下原始资料进行整理分析，并对地下连续墙施工区段进行间隔钻孔取样，了解地下障碍物具体的分布情况和分类，然后对实际影响地下连续墙成槽施工范围进行划定；步骤二，在泥浆护壁条件下，液压抓斗成槽机开挖深槽，遇到地下障碍物后，根据障碍物类型分别进行处理；步骤三，清槽后在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法浇筑水下混凝土，筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁。该施工方法能够节省遇到复杂地层的开挖时间，而且使用机器开挖能够节省费用。

Description

地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法

技术领域

本发明是关于建筑施工领域，特别是关于一种地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法。

背景技术

随着建筑业蓬勃发展，城市中心地段的建筑工程施工地层趋于复杂，施工场地趋于狭小，施工工期紧张，地下连续墙的施工深度不断加深；地下连续墙具有施工机械化程度高、精度高、速度快、振动小、噪声低等特点；适用于多种地质条件，也适用于城市密集建筑群间施工。因此，近年来采用地下连续墙进行基坑支护的深大基坑工程日益增多。另外，地下连续墙施工处于工程建设中的关键线路，对总工期影响较大。但在地下墙施工中特别是在既有场地改造或特殊地层中，经常会遇到各种地下障碍物，诸如桩基、地下既有基础、既有临近建筑基坑支护结构留置的锚杆等障碍物，对地下连续墙施工造成很大影响，同时在坚硬致密卵石地层中开挖成槽也一直是地下连续墙施工中的难点。

综上，上述地下连续墙具有以下缺点：

1、施工工期紧张，遇到地下环境复杂的场景时，耗费时间。

2、施工难度非常大，遇到地下有相邻基坑锚杆或混凝土块时，需要人工开挖，费用非常高。

3、施工技术要求高，无论是造槽机械选择、槽体施工、泥浆下浇筑混凝土、接头、泥浆处理等环节，均应处理得当，不容疏漏。

4、在遇到地下卵石地层时，采用地质钻机钻孔时易对钻机造成损坏。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单合理的地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法，该地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法能够节省遇到复杂地层的开挖时间，而且使用机器开挖能够节省费用。

为实现上述目的，本发明提供了一种地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法，包括以下步骤：步骤一，对施工场地范围地下原始资料进行整理分析，并对地下连续墙施工区段进行间隔钻孔取样，了解地下障碍物具体的分布情况和分类，然后对实际影响地下连续墙成槽施工范围进行划定；步骤二，在泥浆护壁条件下，液压抓斗成槽机开挖深槽，遇到地下障碍物后，根据障碍物类型分别进行处理；步骤三，清槽后在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法浇筑水下混凝土，筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁。

在一优选的实施方式中，步骤二中遇到超深地层中障碍物在成槽过程中处理为：首先进行土层成槽；然后处理成槽中遇到的锚索或锚杆；最后，处理成槽中遇到的岩层或混凝土块状物。

在一优选的实施方式中，处理成槽中遇到的锚索或锚杆的方法包括：首先成槽设备改装及试件试剪切试验；然后抓斗加焊钨钢片，加焊在成槽机液压抓斗两侧向板上；最后，地下连续墙槽段采用跳段施工，成槽采用先两侧后中间抓法开挖锚杆上层土方，再剪切锚杆或锚索。

在一优选的实施方式中，处理成槽中遇到的岩层或混凝土块状物的方法包括以下步骤：①确定成槽机抓土停止节点；②地质钻机钻孔；③根据冲钻机锤头的特性进行对比分析，确定冲钻机锤头的选型；④对于有倾斜角的地下障碍物采取先填筑片石再高频低幅冲击；⑤确定冲钻机数量；⑥确定冲孔方向；⑦确定冲钻轮数；⑧确定冲孔方式；⑨冲击破碎，扫孔后再辅以液压抓斗清除岩屑。

在一优选的实施方式中，步骤二中遇到富水卵石地层中障碍物在成槽过程中处理为：先采用液压抓斗抓取上部较软的土层，剩余部分则采用铣槽作业。

与现有技术相比，根据本发明的地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法具有如下有益效果：

1.“抓铣结合”成槽工艺比传统“两钻一抓”成槽效率提高近1倍，对于在致密卵石地层的成槽效果，有显著优势。

2.“抓铣结合”工艺的成槽垂直度明显好于“两钻一抓”成槽工艺。

3.在成槽过程遇到锚索或锚杆时通过改装成槽设备以及抓斗加焊钨钢片能加快施工进度，减少工期延误的风险。

4.遇到混凝土块时采用冲击钻钻头先冲击破碎再取出的方式能够节省人工挖槽的时间及费用，为项目节省成本。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法的剪切锚杆上层中间锚杆结构示意图。

图2是根据本发明一实施方式的地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法的试件单根剪切结构示意图。

图3是根据本发明一实施方式的地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法的试件两根剪切结构示意图。

图4是根据本发明一实施方式的地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法的抓铣结合施工步序图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

根据本发明具体实施方式的地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法的工艺原理是对遇到有地下障碍物的复杂地层，通过对施工场地范围地下原始资料进行整理分析，对地下连续墙施工区段进行间隔钻孔取样，了解地下障碍物具体的分布情况和分类。对实际影响地下连续墙成槽施工范围进行划定。在泥浆护壁条件下，液压抓斗成槽机开挖一条狭长的深槽，遇到地下障碍物后，根据障碍物类型分别进行处理，清槽后在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法浇筑水下混凝土，筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁。

一、遇到超深地层中障碍物在成槽过程中处理：

(1)土层成槽

液压抓斗的冲击力和闭合力足以抓起地下障碍物以上各层，在成槽过程中，严格控制抓斗的垂直度及平面位置，尤其是开槽阶段。仔细观察监测系统，x，y轴任一方向偏差超过允许值时，立即进行纠偏。抓斗贴临基坑侧导墙入槽，机械操作要平稳；并及时补入泥浆，维持导墙中泥浆液面稳定

(2)成槽中遇到锚索或锚杆处理

①成槽设备改装试件试剪切试验：如图2和图3所示，确定钨钢板的合理剪切位置(单根在1/3处，2根在1/2处)。

②抓斗加焊钨钢片，加焊在成槽机液压抓斗两侧向板上。

③地下障碍物为锚杆的成槽工艺地下连续墙槽段宜相隔1～2段跳段施工。同一槽段内槽底开挖的深度宜一致，先挖较深槽段，后挖较浅槽段。

单元槽段有锚杆的上层土方开挖，成槽采用先两侧后中间抓法即“三抓法”，开挖锚杆上层土方。剪切锚杆上层中间锚杆1，如图1所示。

(3)成槽中遇岩层或混凝土块状物处理

①成槽机抓土停止节点的确定

根据地质勘察结合实际，在发现地下障碍物槽段，现场实际抓斗无法继续下抓时成槽机停止抓土，使槽底基本持平。

②地质钻机钻孔

钻孔采用地质钻机，配以牙轮钻头，以钻铤加压钻进，采用泵吸反循环出渣，岩屑随泥浆直接排到振动筛和旋流器处理。在导墙上标出各钻孔位置，孔距1.2m，在地下连续墙转角部位向外多钻半个孔位，以保证其完整性。

③冲击钻钻头选型

根据冲钻机锤头的特性进行对比分析，确定冲钻机锤头的选型，如表1所示。

对圆锤与方锤进行改良，圆锤尽可能减少底部截面积，用合金制作圆锤垫块。改良后方锤底部尺寸为800mm×1500mm，圆锤底部直径800mm。

表1冲钻机锤头的特性对比分析

④地下障碍物层向斜的处理

对于有倾斜角的地下障碍物采取先填筑片石再高频低幅冲击：现场储备一定量的优质片石。严格控制冲钻机冲击速度和冲程，采取高频低幅的方法处理交界面。

⑤冲钻机数量确定

施工现场需多次冲孔引槽，因1台冲钻机只能施工1个孔位，故需合理安排冲钻机台数以便高效完成成槽施工。安排2台冲击钻操作空间基本满足要求，合理安排钻孔顺序可有效避免施工发生干涉。

⑥冲孔方向确定

采用BIM模拟施工工艺，合理安排冲钻方向，能有效避免机械设备发生干涉，使机械设备得到高效利用，冲钻前再导墙上标注冲孔主、副孔位置，从槽段两端向中间冲钻，先冲钻两侧能有效确保槽幅宽度，同时能确保相邻槽段间牢固衔接。

⑦冲钻轮数确定

根据地下障碍物分布、类型、硬度、入土深度，需经过多轮冲钻才能确保成槽达到要求，通过对比分析，采用3轮圆锤冲钻+1轮方锤施工。

⑧冲孔方式确定

施工现场地下连续墙幅宽6m左右，远大于钻锤直径，故需进行多孔冲钻，需合理安排冲孔方向岩层成槽，采用跳打法施工能保证锤击力全部垂直落在花岗岩上，施工效率高。

⑨冲击破碎

破碎时，以每两钻孔位中点作为中心下钻，以免偏锤。冲击过程中控制冲程在1.5m以内，并注意防止打空锤和放绳过多，减少对槽壁扰动。扫孔后再辅以液压抓斗清除岩屑。

二、遇到富水卵石地层中障碍物在成槽过程中处理：

如图4所示，当遇到致密卵石地层，应采用“抓铣结合”工艺成槽。先采用现有液压抓斗抓取上部较软的土层，剩余部分则采用铣槽作业。该组合工艺保证地下连续墙施工顺利进行，最终完成地下连续墙成槽作业。

遇到卵石层、卵石板结合，在强度极高、成槽施工难度特别大的情况，采取“抓铣结合”成槽工艺，按照地下连续墙分幅开挖，挖土过程分两段进行，先用抓斗抓取卵石层以上的土体，再使用铣槽机开挖剩余土体。

综上，该地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法能够节省遇到复杂地层的开挖时间，而且使用机器开挖能够节省费用。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (5)

1.一种地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，对施工场地范围地下原始资料进行整理分析，并对地下连续墙施工区段进行间隔钻孔取样，了解地下障碍物具体的分布情况和分类，然后对实际影响地下连续墙成槽施工范围进行划定；

步骤二，在泥浆护壁条件下，液压抓斗成槽机开挖深槽，遇到地下障碍物后，根据障碍物类型分别进行处理；

步骤三，清槽后在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法浇筑水下混凝土，筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁。

2.如权利要求1所述的地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法，其特征在于，所述步骤二中遇到超深地层中障碍物在成槽过程中处理为：首先进行土层成槽；然后处理成槽中遇到的锚索或锚杆；最后，处理成槽中遇到的岩层或混凝土块状物。

3.如权利要求2所述的地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法，其特征在于，所述处理成槽中遇到的锚索或锚杆的方法包括：首先成槽设备改装及试件试剪切试验；然后抓斗加焊钨钢片，加焊在成槽机液压抓斗两侧向板上；最后，地下连续墙槽段采用跳段施工，成槽采用先两侧后中间抓法开挖锚杆上层土方，再剪切锚杆或锚索。

4.如权利要求2所述的地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法，其特征在于，所述处理成槽中遇到的岩层或混凝土块状物的方法包括以下步骤：①确定成槽机抓土停止节点；②地质钻机钻孔；③根据冲钻机锤头的特性进行对比分析，确定冲钻机锤头的选型；④对于有倾斜角的地下障碍物采取先填筑片石再高频低幅冲击；⑤确定冲钻机数量；⑥确定冲孔方向；⑦确定冲钻轮数；⑧确定冲孔方式；⑨冲击破碎，扫孔后再辅以液压抓斗清除岩屑。

5.如权利要求1所述的地下障碍物超深地下连续墙成槽的施工方法，其特征在于，所述步骤二中遇到富水卵石地层中障碍物在成槽过程中处理为：先采用液压抓斗抓取上部较软的土层，剩余部分则采用铣槽作业。