CN110159190A - 地下连续墙成槽遇地下搅拌桩处理施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下连续墙成槽遇地下搅拌桩处理施工方法，该施工方法括以下步骤：（1）判定搅拌桩侵限范围及引孔位置；（2）冲击锤就位及泥浆制备；（3）圆形钻头引孔及填充块石；（4）方形钻头修边及填充块石；（5）搅拌桩深度范围以下槽段成槽。本发明利用碎石回填，先行使用圆形冲击钻冲击侵限搅拌桩，方形冲击钻刷壁控制垂直度，然后再使用成槽机成槽的方法，解决了地下连续墙施工过程中因搅拌桩侵限造成的成槽范围地层软硬不均，成槽机成槽速度慢、成槽质量难以控制的问题，在节约了成本的同时，保证了车站施工进度按期完成，取得了良好的社会效益。

Description

地下连续墙成槽遇地下搅拌桩处理施工方法

技术领域

本发明涉及地下连续墙成槽施工技术领域，具体涉及一种地下连续墙成槽遇地下搅拌桩处理施工方法，适用于基坑围护结构地下连续墙施作范围内遇搅拌桩等硬质障碍物导致成槽机无法直接成槽情况下的地下连续墙成槽施工。

背景技术

目前国内城市地铁工程建设如火如荼，明挖法作为安全的施工方法，常常为基坑围护结构的首选方法。在明挖法的施工中，地下连续墙做为三层站的围护结构形式最为常见，而随着明挖车站的增多，车站周边环境越来越复杂，地下连续墙成槽过程遭遇既有搅拌桩而无法成槽的现象时有发生。目前市场处理常用方法成槽机硬抓对成槽机抓斗损坏较大，上部护壁易坍方，多需对基槽两侧加固后方可实现，且对设备损伤严重、较硬部位的搅拌桩无法实现抓槽，同时成槽机抓槽，槽壁垂直度无法控制；旋挖钻机引孔效率较慢，成孔之后孔位偏位较大，往往会侵入结构内。而且在地下连续墙成槽施工过程中遇到搅拌桩，会造成地下连续墙成槽范围半软半硬地质状况，地下连续墙成槽过程发生偏移倾斜，产生地下连续墙成槽质量及施工进度影响较大等问题。

因此，研究快速、高效的解决侵入地下连续墙范围内的搅拌桩处理施工方法，社会意义重大。

公告号CN102561361A的发明专利公开了一种用于上软下硬土层的超深T形槽壁桩及其成槽施工方法，其中施工步骤包括：(1)对T形槽壁的每个阳角处进行软弱土体的预加固处理；(2)开挖导墙基坑，并对导墙底部区域存在的极软弱土层进行处理，使导墙基底的承载力≥100kPa；(3)采取“钻抓结合”的成槽施工方式。采用本发明的方法可较大幅度地提高成槽施工效率，降低成本，具有显著的经济性。

公告号CN105386458A的发明专利公开了一种嵌入式塑性搅拌桩加固地下连续墙槽壁施工方法，包括以下步骤：原料配比：将水泥-膨润土浆液各种原料的组成及质量百分比调配好；现场施工放样：将沿地下连续墙（1）两侧相对应设置的搅拌桩墙（2）的轴线向地下连续墙（1）一侧移动105mm，当地下连续墙（1）宽度为H、搅拌桩墙（2）一侧的宽度为2R时，则两侧相对应搅拌桩墙（2）的中心距为（R-105）×2+H；搅拌桩（3）施工；地下连续墙（1）成槽施工：挖去搅拌桩墙（2）中侵入到地下连续墙（1）墙内部分（5），即完成地下连续墙（1）的成槽施工，保证了地下连续墙的施工质量；减少了地下连续墙施工混凝土超方量；有效的保证了防水层施工质量。

公告号CN105735236A的发明专利提供了一种厚淤泥层中地下连续墙成槽施工的土体预加固方法，步骤包括：一、对施工现场地质勘测，确定土层划分信息；二、确定厚淤泥层加固方法，即采用水泥搅拌桩与CFG桩相结合的方法隔离加固淤泥土；三、确定地下连续墙槽壁两侧的最小加固宽度；四、水泥搅拌桩和CFG桩加固地下连续墙槽壁两侧的厚淤泥。本发明通过计算地下连续墙槽壁两侧厚淤泥的最小加固宽度保证成槽施工时槽壁的稳定性；采用水泥搅拌桩和CFG桩相结合的方法加固厚淤泥土，克服了现有技术中存在的施工工期长、造价高、甚至不能加固的缺点和不足，实现了厚淤泥土的高效加固施工。

但上述技术方案仍然不能解决地下连续墙成槽施工过程中遇到搅拌桩，造成的地下连续墙成槽范围半软半硬地质状况，地下连续墙成槽过程发生偏移倾斜，所产生的地下连续墙成槽质量及施工进度影响较大等问题。

发明内容

本发明的目的提供一种地下连续墙成槽遇地下搅拌桩处理施工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

地下连续墙成槽遇地下搅拌桩处理施工方法，按以下步骤进行：

（1）判定搅拌桩侵限范围及引孔位置；

根据既有结构基坑围护竣工图，初步确定侵限搅拌桩位置深度，后采用成槽机抓除搅拌桩顶以上槽段土方，通过搅拌桩头确定侵限搅拌桩侵入基坑的范围，依此制定充填块石大小及冲击钻圆形钻头引孔位置；

（2）冲击锤就位及泥浆制备；

冲击锤就位：待地下连续墙成槽机离开后，在相应幅地下连续墙位置按照设定的冲击钻圆形钻头引孔位置测量放线，吊装冲击钻机；

泥浆制备：根据成槽机抓土过程所用泥浆效果及土样取样，试验取样，确定泥浆配比，制作冲击钻机成孔护壁泥浆；

（3）圆形钻头引孔及填充块石；

安装圆形冲击钻头进行引孔施工，圆形钻头引孔采用从一侧顺序推移引孔方式；同时圆形钻头引孔施工过程中，需边冲击边向软土侧充填块石，以减小基槽内地质的硬度差异；圆形钻头引孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持导墙内应有的水头；

（4）方形钻头修边及填充块石；

整幅槽段圆形钻头引孔完成后，更换方形冲击钻头进行修边施工，方形钻头修边采用从一侧顺序推移引孔方式；方形冲击钻头宽度与地下连续墙宽度同宽，修边布孔间距以两次冲孔相互搭接；同时方形钻头修边施工过程中，需边冲击边向软土侧充填块石，以减小基槽内地质的硬度差异；方形钻头修边施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持导墙内应有的水头；

（5）搅拌桩深度范围以下槽段成槽；

方形钻头修边处理完毕，检测槽段垂直度及净空情况，在确认已成槽深度范围达标后，冲击钻机移位，搅拌桩深度范围以下槽段改用成槽机继续成槽，直到达到设计成槽深度为止，该幅地下连续墙成槽结束。

所述步骤（3）中圆形钻头引孔以两次冲孔相互搭接不少于0.2m为宜。

所述步骤（3）中，圆形钻头直径与地下连续墙成槽宽度一致，圆形钻头安装完毕后，圆形钻头中心要与地下连续墙设定引孔位置槽段横断面中心重合，以保证引孔中心与地下连续墙中心重合。

所述步骤（3）中，圆形钻头引孔在冲孔到一定深度后，要及时复核冲孔垂直度效果情况，发现倾斜，及时加大块石投入量，重新冲孔。

所述步骤（4）中，冲孔速度不宜较快，一般控制在2～3m/h，同时按一定深度分次检查垂直度情况，如发现孔位偏移，必须对偏移部位进行填充碎石重新锤孔。

所述步骤（4）中，修边布孔间距以两次冲孔相互搭接不少于0.2m为宜。

所述步骤（3）和步骤（4）中，块石填充后，钻头初期冲击以低冲击为主，待块石挤入软土地层后，恢复高冲击方式进行正式冲孔。

所述步骤（3）和步骤（4）中，吊装冲击钻头上的钢丝绳要做好标记，及时掌握锤击深度。

在进行步骤（1）之前，需进行施工准备；

施工准备包括：对应侵限搅拌桩和冲击钻机、成槽机的占地面积，平整施工场地，修建沉渣池及泥浆池，设警示标志，同时做好作业场地排水工作，在施工范围内挖设好临时排水沟，确保施工场地不积水。

本发明的有益效果是：

1、本发明利用碎石回填，先行使用圆形冲击钻冲击侵限搅拌桩，方形冲击钻刷壁控制垂直度，然后再使用成槽机成槽的方法，解决了地下连续墙施工过程中因搅拌桩侵限造成的成槽范围地层软硬不均，成槽机成槽速度慢、成槽质量难以控制的问题，在节约了成本的同时，保证了车站施工进度按期完成，取得了良好的社会效益。

2、本发明利用地下连续墙成槽过程的成槽机抓提力的变化，准确判断搅拌桩的具体深度，待搅拌桩以上位置土方清除后，再通过冲击锤对底部搅拌桩进行处理。

本发明充分考虑地下连续墙在搅拌桩侵限出现的半软半硬状态下易向软土侧偏移的特点，搅拌桩处理过程向软土侧充填块石，减小地层强度差异，保证地下连续墙成槽的垂直度。冲击钻施工过程先利用圆形钻头引孔，以减小方钻头的冲击面积，有利于保证地下连续墙边壁平整，并提高整体冲击速度。

本发明在保证上部槽壁垂直前提下，对搅拌桩以下部分再采用成槽机抓土成槽，保证槽壁整体垂直度。

3、本发明的钻头冲击过程保持圆形钻头引孔、方钻头修边的原则，各钻头冲击过程从一侧向另一侧连续逐孔进行，每孔搭接不小于0.2m，从而可以避免出现漏冲漏修现象。

4、本发明在搅拌桩深度范围冲击成槽后，经垂直度检测合格后，方可进行搅拌桩以下范围成槽机成槽施工，避免因上部槽段倾斜，导致下部成槽倾斜度进一步加大，地下连续墙侵占主体结构墙体事件发生。

5、本发明施工采用冲击锤设备对搅拌桩进行处理,因该设备体积较小及轻便，且费用较低,同时可以3～4台冲击锤同时施工，大大提高了工作效率。

6、本发明在钻头冲击搅拌桩过程中，在搅拌桩之外软土部分空间充填块石，加大软土侧强度，从而解决冲击锤施工过程出现向软土侧偏移情况，保证槽孔垂直度。

7、本发明采用圆冲击钻头引孔、方冲击钻头修边方式处理侵限部分搅拌桩方式，可大幅提高成槽效率，同时为搅拌桩以下部分成槽机成槽的垂直度奠定基础。

8、本发明可以有效解决城市地铁明挖车站地下连续墙成槽时遇搅拌桩或其他硬质障碍物成孔困难问题，且处理速度较快，操作方便简洁，施工效果大大提升。

附图说明

图1是本发明实施例的施工工艺流程图；

图2是本发明实施例中冲击锤就位后的施工示意图；

图3是本发明实施例中圆形钻头引孔的施工示意图；

图4是本发明实施例中圆形钻头引孔的平面示意图；

图5是本发明实施例中方形钻头修边的施工示意图；

图6是本发明实施例中方形钻头修边的平面示意图。

具体实施方式

如图1至图6所示，本发明的地下连续墙成槽遇地下搅拌桩处理施工方法，按以下步骤进行：

（1）施工准备；

对应侵限搅拌桩和冲击钻机、成槽机的占地面积，平整施工场地，修建沉渣池及泥浆池，设警示标志，同时做好作业场地排水工作，在施工范围内挖设好临时排水沟，确保施工场地不积水。

（2）判定搅拌桩侵限范围及引孔位置；

根据既有结构基坑围护竣工图，初步确定侵限搅拌桩位置深度，后采用成槽机抓除搅拌桩A顶以上槽段土方，通过搅拌桩头确定侵限搅拌桩侵入基坑的范围，依此制定充填块石大小及冲击钻圆形钻头引孔位置，圆形钻头引孔间距以钻头直径减0.2m为宜。

（3）冲击锤就位及泥浆制备；

冲击锤就位：待地下连续墙成槽机离开后，在相应幅地下连续墙位置按照设定的冲击钻圆形钻头引孔位置测量放线，吊装冲击钻机；

泥浆制备：根据成槽机抓土过程所用泥浆效果及土样取样，试验取样，确定泥浆配比，制作冲击钻机成孔护壁泥浆。

（4）圆形钻头引孔及填充块石；

安装圆形冲击钻头1进行引孔施工，圆形钻头引孔采用从一侧顺序推移引孔方式，两次冲孔相互搭接0.2m为宜，避免引孔遗漏情况；圆形钻头直径要与地下连续墙B成槽宽度一致，圆形钻头安装完毕后，圆形钻头中心与地下连续墙设定引孔位置槽段横断面中心重合，以保证引孔中心与地下连续墙中心重合，参照附图2、3；

为保证孔位在搅拌桩与软土半软半硬不良状态下垂直下沉，圆形钻头引孔施工过程中，需边冲击边向软土侧充填块石，以减小基槽内地质的硬度差异；块石填充后，钻头初期冲击以低冲击为主，待块石挤入软土地层后，恢复高冲击方式进行正式冲孔；同时在冲孔到一定深度后，要及时复核冲孔垂直度效果情况，发现倾斜，及时加大块石投入量，重新冲孔；

圆形钻头引孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持导墙C内应有的水头，防止孔壁坍塌；吊装冲击锤上的钢丝绳要做好标记，及时掌握锤击深度。

（5）方形钻头修边及填充块石；

整幅槽段圆形钻头引孔完成后，更换方形冲击钻头2进行修边施工，以保证地下连续墙内部净空及平整度，方钻头宽度与地下连续墙B宽度同宽，方形钻头修边采用从一侧顺序推移引孔方式，修边布孔间距以两次冲孔相互搭接0.2m为宜，避免出现漏修导致地下连续墙内净空不足、甚至出现钢筋笼无法下放情况，参照附图4、5；

同时方形钻头修边施工过程中，需参照步骤（4）边冲击边向软土侧充填块石，以减小基槽内地质的硬度差异；方形钻头冲孔速度不宜较快，一般控制在2～3m/h，同时按一定深度分次检查垂直度情况，如发现孔位偏移，必须对偏移部位进行填充碎石重新锤孔；

方形钻头修边施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持导墙C内应有的水头；

（6）搅拌桩深度范围以下槽段成槽；

方形钻头修边处理完毕，检测槽段垂直度及净空情况，在确认已成槽深度范围达标后，冲击钻机移位，搅拌桩深度范围以下槽段改用成槽机继续成槽，直到达到设计成槽深度为止，该幅地下连续墙成槽结束。

上述步骤（4）和（5）中，使用冲击钻施工时冲程不要过大，尽量采用二次成孔，以保证成孔的垂直度。

本发明利用碎石回填，先行使用圆形冲击钻冲击侵限搅拌桩，方形冲击钻刷壁控制垂直度，然后再使用成槽机成槽的方法，解决了地下连续墙施工过程中因搅拌桩侵限造成的成槽范围地层软硬不均，成槽机成槽速度慢、成槽质量难以控制的问题，在节约了成本的同时，保证了地铁车站施工进度按期完成，取得了良好的社会效益。

本发明利用地下连续墙成槽过程的成槽机抓提力的变化，准确判断搅拌桩的具体深度，待搅拌桩以上位置土方清除后，再通过冲击锤对底部搅拌桩进行处理。

本发明充分考虑地下连续墙在搅拌桩侵限出现的半软半硬状态下易向软土侧偏移的特点，搅拌桩处理过程向软土侧充填块石，减小地层强度差异，保证地下连续墙成槽的垂直度。冲击钻施工过程先利用圆形钻头引孔，以减小方钻头的冲击面积，有利于保证地下连续墙边壁平整，并提高整体冲击速度。

本发明在保证上部槽壁垂直前提下，对搅拌桩以下部分再采用成槽机抓土成槽，保证槽壁整体垂直度。

本发明的钻头冲击过程保持圆形钻头引孔、方钻头修边的原则，各钻头冲击过程从一侧向另一侧连续逐孔进行，每孔搭接不小于0.2m，从而可以避免出现漏冲漏修现象。

本发明在搅拌桩深度范围冲击成槽后，经垂直度检测合格后，方可进行搅拌桩以下范围成槽机成槽施工，避免因上部槽段倾斜，导致下部成槽倾斜度进一步加大，地下连续墙侵占主体结构墙体事件发生。

本发明施工采用冲击锤设备对搅拌桩进行处理,因该设备体积较小及轻便、操作较为简单，且费用较低，冲击钻机设备可多个工作面同时开展施工（可以3～4台冲击锤同时施工），对场地要求较小，从而使搅拌桩及硬质障碍物处理工期实现可控同时，大大提高了工作效率。

本发明在钻头冲击搅拌桩过程中，在搅拌桩之外软土部分空间充填块石，加大软土侧强度，从而解决冲击锤施工过程出现向软土侧偏移情况，保证槽孔垂直度。

本发明采用圆冲击钻头引孔、方冲击钻头修边方式侵限部分搅拌桩方式，可大幅提高成槽效率，同时为搅拌桩以下部分成槽机成槽的垂直度奠定基础。

本发明可以有效解决城市地铁明挖车站地下连续墙成槽时遇搅拌桩或其他硬质障碍物成槽困难问题，且处理速度较快，操作方便简洁，施工效果大大提升。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.地下连续墙成槽遇地下搅拌桩处理施工方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）判定搅拌桩侵限范围及引孔位置；

根据既有结构基坑围护竣工图，初步确定侵限搅拌桩位置深度，后采用成槽机抓除搅拌桩顶以上槽段土方，通过搅拌桩头确定侵限搅拌桩侵入基坑的范围，依此制定充填块石大小及冲击钻圆形钻头引孔位置；

（2）冲击锤就位及泥浆制备；

冲击锤就位：待地下连续墙成槽机离开后，在相应幅地下连续墙位置按照设定的冲击钻圆形钻头引孔位置测量放线，吊装冲击钻机；

泥浆制备：根据成槽机抓土过程所用泥浆效果及土样取样，试验取样，确定泥浆配比，制作冲击钻机成孔护壁泥浆；

（3）圆形钻头引孔及填充块石；

安装圆形冲击钻头进行引孔施工，圆形钻头引孔采用从一侧顺序推移引孔方式；同时圆形钻头引孔施工过程中，需边冲击边向软土侧充填块石，以减小基槽内地质的硬度差异；圆形钻头引孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持导墙内应有的水头；

（4）方形钻头修边及填充块石；

整幅槽段圆形钻头引孔完成后，更换方形冲击钻头进行修边施工，方形钻头修边采用从一侧顺序推移引孔方式；方形冲击钻头宽度与地下连续墙宽度同宽，修边布孔间距以两次冲孔相互搭接；同时方形钻头修边施工过程中，需边冲击边向软土侧充填块石，以减小基槽内地质的硬度差异；方形钻头修边施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持导墙内应有的水头；

（5）搅拌桩深度范围以下槽段成槽；

方形钻头修边处理完毕，检测槽段垂直度及净空情况，在确认已成槽深度范围达标后，冲击钻机移位，搅拌桩深度范围以下槽段改用成槽机继续成槽，直到达到设计成槽深度为止，该幅地下连续墙成槽结束。

2.根据权利要求1所述的地下连续墙成槽遇地下搅拌桩处理施工方法，其特征在于：所述步骤（3）中圆形钻头引孔以两次冲孔相互搭接不少于0.2m为宜。

3.根据权利要求1所述的地下连续墙成槽遇地下搅拌桩处理施工方法，其特征在于：所述步骤（3）中，圆形钻头直径与地下连续墙成槽宽度一致，圆形钻头安装完毕后，圆形钻头中心要与地下连续墙设定引孔位置槽段横断面中心重合，以保证引孔中心与地下连续墙中心重合。

4.根据权利要求1所述的地下连续墙成槽遇地下搅拌桩处理施工方法，其特征在于：所述步骤（3）中，圆形钻头引孔在冲孔到一定深度后，要及时复核冲孔垂直度效果情况，发现倾斜，及时加大块石投入量，重新冲孔。

5.根据权利要求1所述的地下连续墙成槽遇地下搅拌桩处理施工方法，其特征在于：所述步骤（4）中，冲孔速度不宜较快，一般控制在2～3m/h，同时按一定深度分次检查垂直度情况，如发现孔位偏移，必须对偏移部位进行填充碎石重新锤孔。

6.根据权利要求1所述的地下连续墙成槽遇地下搅拌桩处理施工方法，其特征在于：所述步骤（4）中，修边布孔间距以两次冲孔相互搭接不少于0.2m为宜。

7.根据权利要求1所述的地下连续墙成槽遇地下搅拌桩处理施工方法，其特征在于：所述步骤（3）和步骤（4）中，块石填充后，钻头初期冲击以低冲击为主，待块石挤入软土地层后，恢复高冲击方式进行正式冲孔。

8.根据权利要求1所述的地下连续墙成槽遇地下搅拌桩处理施工方法，其特征在于：所述步骤（3）和步骤（4）中，吊装冲击钻头上的钢丝绳要做好标记，及时掌握锤击深度。

9.根据权利要求1所述的地下连续墙成槽遇地下搅拌桩处理施工方法，其特征在于：在进行步骤（1）之前，需进行施工准备；

施工准备包括：对应侵限搅拌桩和冲击钻机、成槽机的占地面积，平整施工场地，修建沉渣池及泥浆池，设警示标志，同时做好作业场地排水工作，在施工范围内挖设好临时排水沟，确保施工场地不积水。