CN110904951A - 富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法及止浆墙结构 - Google Patents

富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法及止浆墙结构 Download PDF

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CN110904951A CN201911346501.4A CN201911346501A CN110904951A CN 110904951 A CN110904951 A CN 110904951A CN 201911346501 A CN201911346501 A CN 201911346501A CN 110904951 A CN110904951 A CN 110904951A
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Abstract

本发明的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法及止浆墙结构,通过构建反映地下岩溶状况的BIM三维地质模型,可直观展示溶洞走向、分布和大小等,利用BIM三维地质模型指导在富水岩溶发育强烈区域的地下连续墙外侧设置止浆墙,防止溶洞填充的浆液流失;利用地质模型对溶洞进行分类,并采用不同的填充方式,进而根据不同填充方式优化灌浆点的布置,为溶洞浆液填充系数分析、浆量统计提供依据,更好实现溶洞灌浆填充处理的施工预控。

Description

富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法及止浆墙结构
技术领域
本发明涉及地下连续墙施工技术领域,特别是涉及富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法及止浆墙结构。
背景技术
地下连续墙具有地质适应性强,防水性能优异,对周边建筑影响较小的特点,广泛应用于高层建筑的基坑支护工程中。但当地下连续墙在富水岩溶发育地质条件下成槽施工时,易因溶洞及丰富的地下水流导致成槽施工中的泥浆流失而塌孔,或因水泥浆液的流失而影响成槽质量。
发明内容
基于此,本发明的目的在于克服现有技术中的缺点和不足,提供富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法及止浆墙结构。
富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法,包括以下步骤,
步骤1:根据地质勘察资料,对地下连续墙岩溶发育较强烈区域进行加密补勘,构建BIM三维地质模型和地下连续墙模型;
步骤2:通过将BIM三维地质模型和地下连续墙模型进行结合对比,指导在富水岩溶发育强烈区域对应的地下连续墙位置的外侧设置止浆墙,使止浆墙与对应在地下连续墙位置内侧的溶洞形成封闭空间,防止溶洞填充的浆液流失;
步骤3:根据BIM三维地质模型分析各溶洞的分布和高度,将溶洞分为两大类:第一类溶洞为高度大于或等于1.5m的无填充或半填充溶洞;第二类溶洞为高度小于1.5m的无填充、半填充溶洞以及所有的全填充溶洞;
步骤4:确定采用钢花管灌素砼或砂浆的方式填充第一类溶洞,采用袖阀管压力注浆的方式填充第二类溶洞;并根据不同的填充方式对第一类和第二类的溶洞的灌浆点进行优化布置;
步骤5:分析第一类溶洞的浆液充盈系数;
步骤6:结合第一类溶洞的浆液充盈系数和BIM三维地质模型,计算各区域第一类溶洞填充的灌浆量预控值;
步骤7:根据各区域的灌浆量预控值,采用钢花管灌素砼或砂浆的方式填充第一类溶洞;采用袖阀管压力注浆的方式填充第二类溶洞;
步骤8:地下连续墙成槽浇筑施工及抽芯质量检测。
本发明所述的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法,通过构建反映地下岩溶状况的BIM三维地质模型,可直观展示溶洞走向、分布和大小等,利用BIM三维地质模型指导在富水岩溶发育强烈区域的地下连续墙外侧设置止浆墙,防止溶洞填充的浆液流失;利用地质模型对溶洞进行分类,并采用不同的填充方式,进而根据不同填充方式优化灌浆点的布置,为溶洞浆液填充系数分析、浆量统计提供依据,更好实现溶洞灌浆填充处理的施工预控。
进一步地,在步骤2中,根据溶洞的分布范围及深度,通过全套管全回转钻机在岩溶发育强烈的地下连续墙外侧进行混凝土咬合桩施工,形成止浆墙。
采用上述进一步方案的有益效果是,根据溶洞的分布范围及深度进行止浆墙的施工,可控制混凝土咬合桩的水平定位分布及成桩深度,避免成桩深度过深造成浪费。
进一步地,在混凝土咬合桩桩顶以上设置混凝土或钢筋混凝土导墙,导墙上定位孔的直径D比混凝土咬合桩的桩径d大10~20mm,导墙高度为60~80mm。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过设置混凝土或钢筋混凝土导墙,可有效提高全套管全回转钻孔孔口的定位精度。
进一步地,在步骤4中,第一类溶洞的灌浆点优化布置方法为:通过BIM三维地质模型对第一类溶洞进行地质分区,各分区布置1个灌浆点,灌浆点孔径不少于130mm;灌浆点周边的1~1.5m范围内,设置1~3个排气孔,排气孔孔径不少于90mm。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过设置排气孔,可检查灌浆情况,当排气孔冒浆时,即视为灌满。
进一步地,在步骤4中,第二类溶洞的灌浆点优化布置方法为:袖阀管灌浆点间距取2倍的加固半径;袖阀管灌浆点孔径不少于90mm;根据土的类型和对应的渗透系数,设定灌浆点的加固半径,渗透系数与加固半径的关系如下表。
渗透系数(m/d) 加固半径(m)
2~10 0.3~0.4
10~20 0.4~0.6
20~50 0.6~0.8
50~80 0.8~1.0
采用上述进一步方案的有益效果是,根据不同的土层渗透系数,设定灌浆点的加固半径,使灌浆效率大大提高。
进一步地,在步骤5中,分析第一类溶洞的浆液充盈系数的方法为:根据现场溶洞分布情况,选取非串联式及体积较小的溶洞作为首次灌砂浆、素砼的填充区域;通过现场实测灌浆量以及地质模型中测算的体积大小,得出现场灌浆量充盈系数,计算公式如下。
Figure BDA0002333510960000031
采用上述进一步方案的有益效果是,通过选择体积较小的溶洞作为首次灌浆区域,并以此获得灌浆量的充盈系数,可为后续的灌浆预控值计算提供准确的依据。
进一步地,在步骤6中,通过BIM三维地质模型各区段测算的溶洞体积,通过各区段测算的第一类溶洞的体积乘以灌浆量充盈系数,得出各区段的第一类溶洞的灌浆预控值。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过计算灌浆预控值,可避免浆液的浪费,大大减少了施工过程中不必要的损耗。
进一步地,在步骤2中,对于特大的窜连式无填充、半填充溶洞,即溶洞空间超过300立方米时,在对应地下连续墙位置的内外侧设置双止浆墙,确保地下连续墙成槽施工质量。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过在对应地下连续墙位置的内外侧设置双止浆墙,可有效防止地下连续墙成槽过程中的出现泥浆流失或塌孔的情况。
本发明还提供富水岩溶发育地质的咬合桩止浆墙结构,包括地基,所述地基下方具有至少一个溶洞且拟建地下连续墙至少有一部分穿过溶洞;所述地基表面在穿过对应溶洞的拟建地下连续墙的外侧位置垂直设有咬合桩插孔,所述咬合桩插孔内插设有对应的咬合桩,所述咬合桩与对应拟建地下连续墙的内侧的溶洞形成封闭空间。
本发明的富水岩溶发育地质的咬合桩止浆墙结构,通过设置咬合桩,并与对应溶洞形成封闭空间,形成拟建地下连续墙外侧的止浆墙,有效防止地下连续墙成槽过程中出现浆液流失或塌孔的情况,并提高地下连续墙的施工质量。
进一步地,当所述封闭空间超过300立方米时,所述地基表面在穿过溶洞的拟建地下连续墙的内侧位置垂直设有咬合桩插孔,所述咬合桩插孔内插设有对应的咬合桩。
采用上述进一步方案的有益效果是,由于溶洞体积过大,通过在拟建地下连续墙的内外侧同时设置咬合桩,形成双止浆墙结构,可有效减少灌浆量,大大节省成本。
进一步地,所述咬合桩在水平方向上其两端均穿过溶洞边缘,且咬合桩在水平方向上其两端超出溶洞边缘部分的长度均大于5m;咬合桩排桩中心线与拟建地下连续墙外边缘的距离为1m;所述咬合桩在垂直方向上穿过溶洞的底部,且咬合桩超出溶洞底部部分的长度大于500mm;所述咬合桩的桩径为1000mm,桩芯间距为800mm;所述咬合桩为混凝土咬合桩。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过将咬合桩在水平方向上超出溶洞部分的长度设置成大于5m,以及通过将咬合桩超出溶洞底部部分的长度设置成大于500mm,可保证连续墙成槽过程中不会出现浆液流失的情况;所述咬合桩的桩径为1000mm,桩芯间距为800mm,可保证咬合桩拥有足够的强度,避免断桩的情况;通过选用混凝土咬合桩,其成本相对较低,且容易施工。
进一步地,所述地基表面在咬合桩插孔的周侧设有导墙;所述导墙垂直设有与咬合桩插孔对应的定位孔;所述导墙上的定位孔直径比咬合桩的桩径大10~20mm;所述导墙的高度为60~80mm;所述导墙为混凝土导墙或钢筋混凝土导墙。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过设置导墙,可有效提高咬合桩施工的定位精度;通过将导墙上的定位孔直径设置成比咬合桩的桩径略大,可使咬合桩施工时预留间隙,避免断桩;所述导墙的高度为60~80mm,可保证导墙定位孔给予咬合桩足够的导向长度,保证咬合桩的垂直度;通过选用混凝土导墙或钢筋混凝土导墙,其成本相对较低,且容易施工。
为了更好地理解和实施,下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为本发明的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法的施工流程图;
图2为本发明的BIM三维地质模型和地下连续墙模型的剖面示意图;
图3为本发明的混凝土导墙的平面布置示意图;
图4为本发明的双止浆墙的平面示意图;
图5为本发明的富水岩溶发育地质的咬合桩止浆墙结构的平面位置示意图。
图中:10、溶洞;20、拟建地下连续墙;30、灌浆孔;40、混凝土咬合桩;50、混凝土导墙;51、定位孔;60、地基;D、导墙上定位孔的直径;d、混凝土咬合桩的桩径;L、咬合桩排桩心线与拟建地下连续墙外边缘的距离。
具体实施方式
请参阅图1至图5,本实施例的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法,包括以下步骤,
步骤1:根据地质勘察资料,对地下连续墙岩溶发育较强烈区域进行加密补勘,构建BIM三维地质模型和拟建地下连续墙20模型;
具体的,对富水岩溶地质条件下拟建地下连续墙区域两侧10m范围内进行加密补勘,勘测孔位间平均间距不超过5m;10~25m范围内,勘测孔位间平均间距不超过10m;25m范围外,勘测孔位间平均间距不超过15m;
进而,根据勘测孔位分布情况进行分组,以每3~4个勘测孔的平面位置作为“自定义族——土块”的平面顶角。每个“自定义族——土7块”表达该3~4个勘测孔间土层、溶洞等地质构造的分布情况,最终构成场地内的三维地质模型。
步骤2:参考图2,通过将BIM三维地质模型和地下连续墙模型进行结合对比,指导在富水岩溶发育强烈区域对应的地下连续墙位置的外侧,通过全套管全回转钻机进行混凝土咬合桩40施工,形成止浆墙,使止浆墙与对应在拟建地下连续墙20位置内侧的溶洞10形成封闭空间,防止溶洞10填充的浆液流失;
具体的,参考图3,在混凝土咬合桩40桩顶以上设置混凝土或钢筋混凝土导墙,本实例优选为混凝土导墙50,导墙上定位孔51的直径D比混凝土咬合桩40的桩径d大10~20mm,本实施例优选为10mm,混凝土导墙50高度为60~80mm,本实施例优选为60mm;
进而根据溶洞的分布范围及深度,通过全套管全回转钻机在岩溶发育强烈的地下连续墙外侧进行混凝土咬合桩施工,形成止浆墙;全套管全回转钻机成混凝土咬合桩的具体施工流程为:①全回转全套管钻机对位;②冲抓取土、压管;③旋挖钻机嵌岩取土、压管;④测垂垂直度、测量孔深、清沉渣;⑤放导管、灌注混凝土;⑥拔管、桩机移位打荤桩⑦循环上述工序;
具体的,参考图4,对于特大的窜连式无填充、半填充溶洞,即溶洞空间超过300立方米时,在对应拟建地下连续墙20位置的内外侧通过全套管全回转钻机进行混凝土咬合桩40施工,形成双止浆墙,确保地下连续墙成槽施工质量。
步骤3:根据BIM三维地质模型分析各溶洞的分布和高度,将溶洞分为两大类:第一类溶洞为高度大于或等于1.5m的无填充或半填充溶洞;第二类溶洞为高度小于1.5m的无填充、半填充溶洞以及所有的全填充溶洞。
步骤4:确定采用钢花管灌素砼或砂浆的方式填充第一类溶洞,采用袖阀管压力注浆的方式填充第二类溶洞;并根据不同的填充方式对第一类和第二类的溶洞的灌浆点进行优化布置;
具体的,第一类溶洞的灌浆点优化布置方法为:通过BIM三维地质模型对第一类溶洞进行地质分区,各分区布置1个灌浆点,灌浆点孔径不少于130mm,本实施例优选为140mm;灌浆点周边的1~1.5m范围内,设置1~3个排气孔,本实施例优选为3个排气孔,排气孔孔径不少于90mm,本实施例优选为90mm;当排气孔冒浆时,即视为灌满;
具体的,第二类溶洞的灌浆点优化布置方法为:袖阀管灌浆点间距取2倍的加固半径;袖阀管灌浆点孔径不少于90mm,本实施例优选为90mm;根据土的类型和对应的渗透系数,设定灌浆点的加固半径,渗透系数与加固半径的关系如下表。
渗透系数(m/d) 加固半径(m)
2~10 0.3~0.4
10~20 0.4~0.6
20~50 0.6~0.8
50~80 0.8~1.0
步骤5:分析第一类溶洞的浆液充盈系数;
具体的,分析第一类溶洞的浆液充盈系数的方法为:根据现场溶洞分布情况,选取非串联式及体积较小的溶洞作为首次灌砂浆、素砼的填充区域;通过现场实测灌浆量以及地质模型中测算的体积大小,得出现场灌浆量充盈系数,计算公式如下。
Figure BDA0002333510960000061
步骤6:结合第一类溶洞的浆液充盈系数和BIM三维地质模型,计算各区域第一类溶洞填充的灌浆量预控值;
具体的,通过BIM三维地质模型各区段测算的溶洞体积,通过各区段测算的第一类溶洞的体积乘以灌浆量充盈系数,得出各区段的第一类溶洞的灌浆预控值。
步骤7:根据各区域的灌浆量预控值,采用钢花管灌素砼或砂浆的方式填充第一类溶洞;采用袖阀管压力注浆的方式填充第二类溶洞;
具体的,钢花管灌砂浆、素混凝土方法如下:
(1)钢花管灌浆(在钻孔中插入钢花管进行深孔注浆):①孔位放样;②钻机就位钻孔;③钻进至设计深度;④水泥浆制备;⑤插入注浆钢管;⑥高压注浆;⑦回灌浆液;⑧移机至下一个孔位;
(2)灌浆孔30钻孔深度以达到土、溶洞底且钻深0.3m~0.5m为准。成孔采用钻机泥浆循环成孔,孔径不小于90mm,为防止土、溶洞处的漏浆引发地面的沉陷事故,成孔时宜采用全孔套管钻进的施工工艺;
(3)如灌注的水泥砂浆超过60m3,可改灌C15素混凝土;如单孔灌注素混凝土超过预控值的1.3倍仍未见稳定的,则暂停施工,立即清孔,第二天按上述步骤继续补灌;当第二天情况仍不能灌满时,停止施工;7d后补勘拟建地下连续墙处溶洞、土洞填充处理的情况;
(4)如灌注的水泥砂浆量不足灌浆量预控值的0.7,即出现灌浆孔30或检查孔泛浆冒泡时,暂停施工30min~1h,再继续补灌,直至周围注浆孔冒浆后,为单孔注浆结束的标准。
具体的,采用袖阀管压力注浆的方法如下:
(1)采用袖阀管注42.5R普通硅酸盐水泥浆,水灰比0.6~0.8,注浆压力1.5~2.5MPa;
(2)袖阀管注浆施工:①泥浆护壁成孔;②浇注套壳梁;③下袖阀管及固管止浆;④注浆;
(3)同样地,袖阀管的钻进深度以达到土、溶洞底且钻深0.3m~0.5m为准;
(4)当单孔灌注水泥浆用量超过30m3,或该溶洞的若干注浆孔整体注浆量达到该溶洞的1.3倍时,仍达不到注浆压力要求,则暂停注浆,第二天改用双液注浆;双液注浆体积比为1:0.5,双液浆汇总水泥浆的质量比为1:0.5,水玻璃模数m=2.4~3.0(浓度Be=38~43);当第二天的补充注浆的注浆压力仍不不到要求,停止注浆。7d后补勘拟建地下连续墙处溶洞、土洞填充处理的情况。
步骤8:地下连续墙成槽浇筑施工及抽芯质量检测;
具体的,地下连续墙成槽施工流程如下:
(1)液压抓斗成槽施工液压抓斗主要对冲击钻主孔完成后岩面以上进行挖掘,或者直接抓土,以及对岩面以下钻劈成槽的部位进行清孔成槽,成槽的垂直度可在操控平台显示,施工过程中通过液压抓斗纠偏系统调整抓斗的垂直度,以控制成槽精度;
(2)冲击钻施工成槽冲击钻主要对槽段主孔及岩石进行冲孔成槽,钻头直径不得小于地连墙墙体设计厚度,孔斜率≤0.4%,对于孤石及岩面倾斜度较大的地层,孔斜率≤0.6%;
(3)铣槽机成槽施工铣槽机成槽质量控制工序为:铣槽机开槽定位控制→垂直度控制→成槽速度控制。以上质量控制工序主要有以下措施:
①铣槽机开槽定位控制:在铣槽机放入导墙前,先将铣槽机的铣轮齿最外边对准导墙顶的槽段施工放样线,铣轮两侧平行连续墙导墙面,待铣轮垂直放入导墙槽中再用液压固定架固定铣槽机导向架,固定架固定在导墙顶,确保铣刀架上部不产生偏移,保证铣槽垂直;
②垂直度控制及纠偏:操作室操控平台电脑始终显示成槽的垂直度,保证成槽的垂直度在设计及有关规范以内,如有超出垂直度偏差的,可利用25t吊车对刀架单边吊放进行纠偏,直至修正到地连墙垂直度在允许范围之内;
③成槽速度控制:为保证成槽的垂直度,在开槽及铣槽机导向架深度内,控制进尺稍慢,保证开槽的垂直度,在进入岩层时为防止同一铣刀范围内岩层高差较大,两边铣轮受力不同容易出现偏斜,更要控制好进尺,尽量控制进尺偏慢,保证成槽垂直度在设计及有关规范允许范围内。
相对于现有技术,本发明所述的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法,通过构建反映地下岩溶状况的BIM三维地质模型,可直观展示溶洞走向、分布和大小等,利用BIM三维地质模型指导在富水岩溶发育强烈区域的地下连续墙外侧设置止浆墙,防止溶洞填充的浆液流失;利用地质模型对溶洞进行分类,并采用不同的填充方式,进而根据不同填充方式优化灌浆点的布置,为溶洞浆液填充系数分析、浆量统计提供依据,更好实现溶洞灌浆填充处理的施工预控。
另外,通过选择体积较小的溶洞作为首次灌浆区域,并以此获得灌浆量的充盈系数,可为后续的灌浆预控值计算提供准确的依据;通过计算灌浆预控值,可避免浆液的浪费,大大减少了施工过程中不必要的损耗;通过在对应地下连续墙位置的内外侧设置双止浆墙,可有效防止地下连续墙成槽过程中的出现泥浆流失或塌孔的情况。
参考图2~图5,本实施例还提供一种富水岩溶发育地质的咬合桩止浆墙结构,包括地基60,所述地基60下方具有至少一个溶洞10且拟建地下连续墙20至少有一部分穿过溶洞10;所述地基60表面在穿过对应溶洞10的拟建地下连续墙20的外侧位置垂直设有咬合桩插孔,所述咬合桩插孔内插设有对应的咬合桩,所述咬合桩与对应拟建地下连续墙20的内侧的溶洞10形成封闭空间;
具体的,参考图4,当所述封闭空间超过300立方米时,在所述地基60表面在穿过溶洞10的拟建地下连续墙20的内侧位置垂直设有咬合桩插孔,所述咬合桩插孔内插设有对应的咬合桩,进而拟建地下连续墙20的两侧的咬合桩形成双止浆墙结构;
具体的,所述咬合桩在水平方向上其两端均穿过溶洞10边缘,且咬合桩在水平方向上其两端超出溶洞10边缘部分的长度均大于5m,本实施例优选为6m;参考图5,咬合桩的排桩中心线与拟建地下连续墙20外边缘的距离L为1m;
具体的,所述咬合桩在垂直方向上穿过溶洞10的底部,且咬合桩超出溶洞10底部部分的长度大于500mm,本实施例优选为600mm;
具体的,所述咬合桩的桩径为1000mm,桩芯间距为800mm;
具体的,所述咬合桩为混凝土咬合桩40;
具体的,所述地基60表面在咬合桩插孔的周侧设有导墙;所述导墙垂直设有与咬合桩插孔对应的定位孔51;
具体的,所述导墙上的定位孔直径D比咬合桩的桩径d大10~20mm,本实施例优选为15mm;
具体的,所述导墙的高度为60~80mm,本实施例优选为70mm;
具体的,所述导墙为混凝土导墙50。
本实施例的施工流程为:
根据溶洞的分布范围及深度,通过全套管全回转钻机在拟建地下连续墙外侧进行混凝土咬合桩施工,形成止浆墙;全套管全回转钻机成混凝土咬合桩的具体施工流程为:①全回转全套管钻机对位;②冲抓取土、压管;③旋挖钻机嵌岩取土、压管;④测垂垂直度、测量孔深、清沉渣;⑤放导管、灌注混凝土;⑥拔管、桩机移位打荤桩⑦循环上述工序。
相对于现有技术,本发明所述的富水岩溶发育地质的咬合桩止浆墙结构,通过设置咬合桩,并与对应溶洞形成封闭空间,形成拟建地下连续墙外侧的止浆墙,有效防止地下连续墙成槽过程中出现浆液流失或塌孔的情况,并提高地下连续墙的施工质量。
另外,由于溶洞体积过大,通过在拟建地下连续墙的内外侧同时设置咬合桩,形成双止浆墙结构,可有效减少灌浆量,大大节省成本。
通过将咬合桩在水平方向上超出溶洞部分的长度设置成大于5m,将咬合桩超出溶洞底部部分的长度设置成大于500mm,可保证连续墙成槽过程中不会出现浆液流失的情况。
所述咬合桩的桩径为1000mm,桩芯间距为800mm,可保证咬合桩拥有足够的强度,避免断桩的情况;所述导墙的高度为60~80mm,可保证导墙定位孔给予咬合桩足够的导向长度,保证咬合桩的垂直度。
通过选用混凝土咬合桩,其成本相对较低,且容易施工。
通过设置导墙,可有效提高咬合桩施工的定位精度。
通过将导墙上的定位孔直径设置成比咬合桩的桩径略大,可使咬合桩施工时预留间隙,避免断桩。
通过选用混凝土导墙或钢筋混凝土导墙,其成本相对较低,且容易施工
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法,其特征在于,包括以下步骤,
步骤1:根据地质勘察资料,对地下连续墙岩溶发育较强烈区域进行加密补勘,构建BIM三维地质模型和地下连续墙模型;
步骤2:通过将BIM三维地质模型和地下连续墙模型进行结合对比,指导在富水岩溶发育强烈区域对应的地下连续墙位置的外侧设置止浆墙,使止浆墙与对应在地下连续墙位置内侧的溶洞形成封闭空间,防止溶洞填充的浆液流失;
步骤3:根据BIM三维地质模型分析各溶洞的分布和高度,将溶洞分为两大类:第一类溶洞为高度大于或等于1.5m的无填充或半填充溶洞;第二类溶洞为高度小于1.5m的无填充、半填充溶洞以及所有的全填充溶洞;
步骤4:确定采用钢花管灌素砼或砂浆的方式填充第一类溶洞,采用袖阀管压力注浆的方式填充第二类溶洞;并根据不同的填充方式对第一类和第二类的溶洞的灌浆点进行优化布置;
步骤5:分析第一类溶洞的浆液充盈系数;
步骤6:结合第一类溶洞的浆液充盈系数和BIM三维地质模型,计算各区域第一类溶洞填充的灌浆量预控值;
步骤7:根据各区域的灌浆量预控值,采用钢花管灌素砼或砂浆的方式填充第一类溶洞;采用袖阀管压力注浆的方式填充第二类溶洞;
步骤8:地下连续墙成槽浇筑施工及抽芯质量检测。
2.根据权利要求1所述的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法,其特征在于,在步骤2中,根据溶洞的分布范围及深度,通过全套管全回转钻机在岩溶发育强烈的地下连续墙外侧进行混凝土咬合桩施工,形成止浆墙。
3.根据权利要求2所述的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法,其特征在于,在混凝土咬合桩桩顶以上设置混凝土或钢筋混凝土导墙,导墙上定位孔的直径D比混凝土咬合桩的桩径d大10~20mm,导墙高度为60~80mm。
4.根据权利要求1所述的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法,其特征在于,在步骤4中,第一类溶洞的灌浆点优化布置方法为:通过BIM三维地质模型对第一类溶洞进行地质分区,各分区布置1个灌浆点,灌浆点孔径不少于130mm;灌浆点周边的1~1.5m范围内,设置1~3个排气孔,排气孔孔径不少于90mm。
5.根据权利要求1所述的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法,其特征在于,在步骤4中,第二类溶洞的灌浆点优化布置方法为:袖阀管灌浆点间距取2倍的加固半径;袖阀管灌浆点孔径不少于90mm;根据土的类型和对应的渗透系数,设定灌浆点的加固半径,渗透系数与加固半径的关系如下表。
渗透系数(m/d) 加固半径(m) 2~10 0.3~0.4 10~20 0.4~0.6 20~50 0.6~0.8 50~80 0.8~1.0
6.根据权利要求1所述的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法,其特征在于,在步骤5中,分析第一类溶洞的浆液充盈系数的方法为:根据现场溶洞分布情况,选取非串联式及体积较小的溶洞作为首次灌砂浆、素砼的填充区域;通过现场实测灌浆量以及地质模型中测算的体积大小,得出现场灌浆量充盈系数,计算公式如下。
Figure FDA0002333510950000021
7.根据权利要求6所述的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法,其特征在于,在步骤6中,通过BIM三维地质模型各区段测算的溶洞体积,通过各区段测算的第一类溶洞的体积乘以灌浆量充盈系数,得出各区段的第一类溶洞的灌浆预控值。
8.根据权利要求1所述的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法,其特征在于,在步骤2中,对于特大的窜连式无填充、半填充溶洞,即溶洞空间超过300立方米时,在对应地下连续墙位置的内外侧设置双止浆墙,确保地下连续墙成槽施工质量。
9.富水岩溶发育地质的咬合桩止浆墙结构,其特征在于,包括地基,所述地基下方具有至少一个溶洞且拟建地下连续墙至少有一部分穿过溶洞;所述地基表面在穿过对应溶洞的拟建地下连续墙的外侧位置垂直设有咬合桩插孔,所述咬合桩插孔内插设有对应的咬合桩,所述咬合桩与对应拟建地下连续墙的内侧的溶洞形成封闭空间。
10.根据权利要求9所述的富水岩溶发育地质的咬合桩止浆墙结构,其特征在于,当所述封闭空间超过300立方米时,所述地基表面在穿过溶洞的拟建地下连续墙的内侧位置垂直设有咬合桩插孔,所述咬合桩插孔内插设有对应的咬合桩。
11.根据权利要求10所述的富水岩溶发育地质的咬合桩止浆墙结构,其特征在于,所述咬合桩在水平方向上其两端均穿过溶洞边缘,且咬合桩在水平方向上其两端超出溶洞边缘部分的长度均大于5m;咬合桩排桩中心线与拟建地下连续墙外边缘的距离为1m;所述咬合桩在垂直方向上穿过溶洞的底部,且咬合桩超出溶洞底部部分的长度大于500mm;所述咬合桩的桩径为1000mm,桩芯间距为800mm;所述咬合桩为混凝土咬合桩。
12.根据权利要求11所述的富水岩溶发育地质的咬合桩止浆墙结构,其特征在于,所述地基表面在咬合桩插孔的周侧设有导墙;所述导墙垂直设有与咬合桩插孔对应的定位孔;所述导墙上的定位孔直径比咬合桩的桩径大10~20mm;所述导墙的高度为60~80mm;所述导墙为混凝土导墙或钢筋混凝土导墙。
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