CN111395311A - 富水粉砂软弱地层地下连续墙施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于地下连续墙施工技术领域，具体是一种富水粉砂软弱地层地下连续墙施工方法。解决富水粉砂软弱地层地下连续墙质量普遍较差的问题，包括以下步骤。S100～进行辅助成槽降水施工。S200～进行导墙施工。S300～进行成槽施工。S400～刷壁，后续槽段挖至设计标高后，用刷壁器清刷先行幅接头面上的沉碴或泥皮。S500～进行清底换浆。S600～连续墙的钢筋笼制作及吊放。S700～反力箱安放和顶拔，连续墙施工采用锁口管后背在H型钢后再浇筑混凝土。S800～混凝土浇筑。S900～墙趾注浆，在地下连续墙施工结束后，在地下连续墙的墙底沉渣层和以下持力土层的表层进行注浆加固。本发明减少了富水粉砂软弱地层条件下地下连续墙鼓包和露筋的出现，改善了接缝处渗漏水的情况。

Description

富水粉砂软弱地层地下连续墙施工方法

技术领域

本发明属于地下连续墙施工技术领域，具体是一种富水粉砂软弱地层地下连续墙施工方法。

背景技术

就地下工程而言，地下连续墙施工正在大规模应用，但在富水粉砂软弱地层施工地下连续墙质量普遍较差，甚至发生多起质量安全事故，技术难度大，安全风险高。

发明内容

本发明为了解决富水粉砂软弱地层地下连续墙质量普遍较差的问题，提供一种富水粉砂软弱地层地下连续墙施工方法。

本发明采取以下技术方案：一种富水粉砂软弱地层地下连续墙施工方法，包括以下步骤。

S100～进行辅助成槽降水施工。

S200～待降水井打设完成并将水位降至地面下6～7m后，进行导墙施工。

S300～进行成槽施工；S301～单元槽段的挖掘，标准槽段采取三序成槽，先挖两边，再挖中间，开挖过程中量测垂直度，及时纠偏；S302～成槽试验，选择标准幅段作为成槽试验段，采集成槽泥浆的参数进行分析，采集的参数包括粘度、比重、含砂率、PH、泥浆失水量和泥皮厚度，对正式成槽泥浆的参数进行调整；S303～槽段开挖以及成槽。

S400～刷壁，后续槽段挖至设计标高后，用刷壁器清刷先行幅接头面上的沉碴或泥皮，上下刷壁的次数不少于10次，直到刷壁器的毛刷面上无泥为止，确保接头面的新老砼接合紧密。

S500～进行清底换浆；成槽结束3小时以后，直接挖除槽底沉渣；换浆泵用吊车下放至槽底进行换浆。

S600～连续墙的钢筋笼制作及吊放。

S700～反力箱安放和顶拔，连续墙施工采用锁口管后背在H型钢后再浇筑混凝土；反力箱为长方形的钢结构箱体，反力箱设置在H型钢背后的空间。

S800～混凝土浇筑，反力箱和钢筋笼就位后，检查沉渣厚度，并在4h内灌注混凝土，如超过时间应重新清底；灌注混凝土时，应经常转动并提动反力箱，拔反力箱时，不得损伤接头处的混凝土。

S900～墙趾注浆，在地下连续墙施工结束后，在地下连续墙的墙底沉渣层和以下持力土层的表层进行注浆加固。

步骤S100包括以下方法，

S101～试验井布置。

S102～进行现场试验；实测场地内潜水水位；直接测定管井实际涌水量；测定抽水期间各观测井水位变化数据；抽水观测时间按规定的时间间隔进行，水位观测时间为开泵后：1＇、2＇、3＇、4＇、6＇、8＇、10＇、15＇、20＇、25＇、30＇，以后每隔30min观测一次，直至抽水停止；停止后观测恢复水位，时间间隔同抽水试验；抽水时同时进行水量观测，观测时间间隔为30min，在整个抽水试验的过程中，抽水井的出水量保持常量，若前后两次、观测的流量变化超过±5%时，应及时调整。

S103～成井施工。

S104～进行降水试验。

S105～水文地质参数求解；结合抽水试验实测含水层初始水位及各试验井水位、流量变化情况，求解含水层水文地质参数；通过抽水试验，确定水文地质参数，实测降水井的成槽降水效果，确定地墙成槽辅助降水方案。

S106～降水施工。

步骤S302中，泥浆失水量和泥皮厚度的测定方法如下，用一张滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径30mm的圆圈，将2ml的泥浆滴于圆圈中心，30min后，量算湿润圆圈的平均半径减去泥浆坍平成为泥饼的平均半径mm，即泥浆失水量，算出的结果值代表泥浆失水量，单位：ml/min，在滤纸上量出泥饼厚度(mm)即为泥皮厚度，根据总结施工较好的地下连续墙泥浆失水量（mL/7min)和泥皮厚度（mm/7min)指标，确定泥皮厚度≤3mm，失水量≤15ml。

步骤S700包括以下方法，

S701～反力箱在钢筋笼下放之前安放，反力箱按设计分幅位置准确就位，反力箱下放后，再用吊机向上提升2m左右，检查是否能够松动，然后利用其自重沉入槽底土中300~500mm，并将其上部固定，背后空隙用粘土回填密实。

S702～在第一车砼和以后每根导管接头部位砼现场取砼试块，放置于施工现场，用以判断砼的凝固情况，并根据砼试块的实际情况决定反力箱的松动和拔出时间，即反力箱脱出的底部对应的墙体达到初凝。

S703～反力箱提拔在砼浇灌3～4小时后开始提拔反力箱，以后每隔5~10分钟提动一次，提升幅度200mm。

S704～反力箱拔出前，先计算剩在槽中的反力箱底部位置，已知反力箱长度和露出地面长度可知反力箱埋深，并结合砼浇灌记录和现场试块情况，在确定底部砼已达到终凝后拔出，最后一节反力箱拔出前先用钢筋插试连续墙顶部砼有硬感后才能拔出。

与现有技术相比，本发明在富水粉砂软弱地层这种不利地质条件下，通过改良地下连续墙施工全过程地层情况、施工参数的应用。其中辅助降水、泥浆配合比优化、反力箱应用技术、实用新型专利应用和地下连续墙施工过程控制是该工法施工的关键。保证地下连续墙施工前降水到位，坚持“先降水，后成槽”的原则，成槽过程中不塌孔、断桩、欠钻，扩大检测范围增加泥浆失水量和泥皮厚度指标检测，精确定位深度检测护壁泥浆参数，使用反力箱改善接缝质量进而控制地下连续墙施工质量，有效减少了富水粉砂软弱地层条件下地下连续墙鼓包和露筋的出现，也改善了接缝处渗漏水的情况，为下步基坑开挖提供安全保障。

附图说明

图1为首开幅示意图；

图2为首开幅安装反力箱示意图；

图3为首开幅拔出反力箱后示意图；

图4为连接幅安装反力箱示意图；

图5为连接幅施工完成后示意图；

图6为闭合幅示意图；

图7为施工流程图；

图中1-导墙，2-开挖后幅段，3-未开挖土体I，4-回填黏土防绕流，5-反力箱，6-新浇混凝土I，7-拔管后剩下的方孔，8-先期完成的混凝土，9-未开挖土体II，10-新浇混凝土II。

具体实施方式

一种富水粉砂软软地层地下连续墙施工方法，包括以下步骤。

S100～进行辅助成槽降水施工。

S101～试验井布置。本次抽水试验拟进行单井、群井抽水试验及水位恢复试验，共布置8口地墙两侧抽水试验井。先经数值计算，拟定单井间距设置约为7m。现场实际试验场地需要根据现场施工围挡情况进行调整，但应位于勘探孔勘察范围内。③层砂质粉土、粉砂层顶高程为5.01~-15.09m，层顶埋深1.00~21.10m，本次抽水试验井深度为15m、21m、22m。其中21m井为原设计坑外降水井，22m井为原设计坑内疏干井，15m井为新增成槽辅助降水井。

S102～进行现场试验；实测场地内潜水水位；直接测定管井实际涌水量；测定抽水期间各观测井水位变化数据；抽水观测时间按规定的时间间隔进行，水位观测时间为开泵后：1＇、2＇、3＇、4＇、6＇、8＇、10＇、15＇、20＇、25＇、30＇，以后每隔30min观测一次，直至抽水停止；停止后观测恢复水位，时间间隔同抽水试验；抽水时同时进行水量观测，观测时间间隔为30min，在整个抽水试验的过程中，抽水井的出水量保持常量，若前后两次、观测的流量变化超过±5%时，应及时调整。

S103～成井施工。成井时采用反循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺。填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m～0.50m，井管上口应加闷头密封后，从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步调浆使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐步调到1.05,然后开小泵量按前述井的构造设计要求填入滤料，并随填随测填滤料的高度。直至滤料下入预定位置为止。

S104～进行降水试验。

成井施工完成后，观测各试验井内的潜水初始稳定水位初始值后，正式进行抽水试验。

试验内容如下：

（1）实测场地内潜水水位；

（2）直接测定管井实际涌水量；

（3）测定抽水期间各观测井水位变化数据。

抽水观测时间按规定的时间间隔进行，水位观测时间为开泵后：1＇、2＇、3＇、4＇、6＇、8＇、10＇、15＇、20＇、25＇、30＇，以后每隔30min观测一次，直至抽水停止。停止后观测恢复水位，时间间隔同抽水试验。

S105～水文地质参数求解；结合抽水试验实测含水层初始水位及各试验井水位、流量变化情况，求解含水层水文地质参数；通过抽水试验，确定水文地质参数，实测降水井的成槽降水效果，确定地墙成槽辅助降水方案。

S106～降水施工。

S200～待降水井打设完成并将水位降至地面下6～7m后，进行导墙施工。

S300～进行成槽施工；S301～单元槽段的挖掘，标准槽段采取三序成槽，先挖两边，再挖中间，开挖过程中量测垂直度，及时纠偏；S302～成槽试验，选择标准幅段作为成槽试验段，采集成槽泥浆的参数进行分析，采集的参数包括泥浆失水量和泥皮厚度，对正式成槽泥浆的参数进行调整；S303～槽段开挖以及成槽。

地下连续墙的成槽泥浆在地下连续墙成槽中，起着非常关键的作用。在许多工程中，由于不重视成槽泥浆重要性，往往使工程出现局部坍陷、墙身大面积露筋、接缝夹泥夹碴、接缝漏水、墙身混凝土局部疏松，甚至墙身穿孔造成基坑开挖漏水涌砂等严重影响工程质量的缺陷。

扩大地下连续墙护壁泥浆性能检测范围，除传统的粘度、比重、含砂率、PH外，增加检测泥浆失水量和泥皮厚度指标。

泥浆液柱与地层间水位存在压力差，使泥浆中水份向槽壁内渗入，这叫泥浆的失水。失水时，粘土颗粒粘附在槽壁上，形成泥皮。称为“造壁”。失水量小的泥浆能形成薄的泥膜、细、微密、坚韧；失水量大的泥浆能形成厚的泥膜、粗、疏松，易脱落，造壁能力差。通过对泥浆失水量与泥皮厚度的检测、控制有针对性、有效的增加了泥浆的优良率，减少了成槽塌孔等事故的发生。

试验方法：用一张120mm×120mm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径30mm的圆圈，将2ml的泥浆滴于圆圈中心，30min后，量算湿润圆圈的平均半径减去泥浆坍平成为泥饼的平均半径(mm)即失水量，算出的结果(mm)值代表失水量，单位：ml/min。在滤纸上量出泥饼厚度(mm)即为泥皮厚。泥皮愈平坦、愈薄，则泥浆质量愈高。

根据总结施工较好的地下连续墙泥浆失水量（mL/7min)和泥皮厚度（mm/7min)指标，确定泥皮厚度≤3mm，失水量≤15ml。

S400～刷壁，后续槽段挖至设计标高后，用刷壁器清刷先行幅接头面上的沉碴或泥皮，上下刷壁的次数不少于10次，直到刷壁器的毛刷面上无泥为止，确保接头面的新老砼接合紧密。

S500～进行清底换浆；成槽结束3小时以后，直接挖除槽底沉渣；换浆泵用吊车下放至槽底进行换浆。

S600～连续墙的钢筋笼制作及吊放。

1）钢筋笼制作

连续墙钢筋笼按设计要求加工制作。钢筋笼施工前先制作钢筋笼桁架，桁架在专用模具上加工，以保证每片桁架平直，桁架的高度一致，以确保钢筋笼的厚度。钢筋笼在平台上先安放下层水平分布筋再放下层的主筋，下层筋安放好后，再按设计位置安放桁架和上层钢筋。

2）钢筋笼吊装

本工程800mm厚地下连续墙的钢筋笼吊装采用250T履带吊作为主吊，100T履带吊作为副吊（吊车距槽口边不小于3.5m），直立后由250T履带吊车吊入槽内。

钢筋笼用吊环焊接并用[16B槽钢加筋后作为扁担搁于导墙面上，控制其标高。为保证槽壁的完好性，在清槽后3～4h内下完钢筋笼，并开始灌注混凝土。

S700～反力箱安放和顶拔，连续墙施工采用锁口管后背在H型钢后再浇筑混凝土；反力箱为长方形的钢结构箱体，反力箱设置在H型钢背后的空间。

施工的结构及顺序按照图1-图6中所示，图1,2为首开幅，图3,4为连接幅，图5,6为闭合幅。

地下连续墙施工采用锁口管后背在H型钢后再浇筑混凝土，因锁口管是圆柱形结构，故只能与H型钢线接触，采用反力箱工艺，可保证与H型钢面接触，同时也防止混凝土绕流至H型钢背后影响接缝处质量。

为防止混凝土绕流包裹钢板，降低接头止水效果，在“H”型钢两侧面采取设置防扰流铁皮的方法，并在钢筋笼下到设计位置后，在“H”型钢背后的空间用安装反力箱，待地下连续墙混凝土初凝后将反力箱取出。接头施工质量施工时需注意：“H”型钢反力箱的中心应与设计中心线相吻合，防止混凝土倒灌，上端口与导墙连接处用槽钢扁担搁置；必要时反力箱后侧填砂，防止倾斜。

步骤S700包括以下方法，

S701～反力箱在钢筋笼下放之前安放，反力箱按设计分幅位置准确就位，反力箱下放后，再用吊机向上提升2m左右，检查是否能够松动，然后利用其自重沉入槽底土中300~500mm，并将其上部固定，背后空隙用粘土回填密实。

S702～在第一车砼和以后每根导管接头部位砼现场取砼试块，放置于施工现场，用以判断砼的凝固情况，并根据砼试块的实际情况决定反力箱的松动和拔出时间，即反力箱脱出的底部对应的墙体达到初凝。

S703～反力箱提拔在砼浇灌3～4小时后开始提拔反力箱，以后每隔5~10分钟提动一次，提升幅度200mm。

S704～反力箱拔出前，先计算剩在槽中的反力箱底部位置，已知反力箱长度和露出地面长度可知反力箱埋深，并结合砼浇灌记录和现场试块情况，在确定底部砼已达到终凝后拔出，最后一节反力箱拔出前先用钢筋插试连续墙顶部砼有硬感后才能拔出。

S800～混凝土浇筑，反力箱和钢筋笼就位后，检查沉渣厚度，并在4h内灌注混凝土，如超过时间应重新清底；灌注混凝土时，应经常转动并提动反力箱，拔反力箱时，不得损伤接头处的混凝土。

S900～墙趾注浆，在地下连续墙施工结束后，在地下连续墙的墙底沉渣层和以下持力土层的表层进行注浆加固。

Claims (4)

1.一种富水粉砂软弱地层地下连续墙施工方法，其特征在于：包括以下步骤，

S100～进行辅助成槽降水施工；

S200～待降水井打设完成并将水位降至地面下6～7m后，进行导墙施工；

S300～进行成槽施工；

S301～单元槽段的挖掘，标准槽段采取三序成槽，先挖两边，再挖中间，开挖过程中量测垂直度，及时纠偏；

S302～成槽试验，选择标准幅段作为成槽试验段，采集成槽泥浆的参数进行分析，采集的参数包括粘度、比重、含砂率、PH、泥浆失水量和泥皮厚度，对正式成槽泥浆的参数进行调整；

S303～槽段开挖以及成槽；

S400～刷壁，后续槽段挖至设计标高后，用刷壁器清刷先行幅接头面上的沉碴或泥皮，上下刷壁的次数不少于10次，直到刷壁器的毛刷面上无泥为止，确保接头面的新老砼接合紧密；

S500～进行清底换浆；成槽结束3小时以后，直接挖除槽底沉渣；换浆泵用吊车下放至槽底进行换浆；

S600～连续墙的钢筋笼制作及吊放，

S700～反力箱安放和顶拔，连续墙施工采用锁口管后背在H型钢后再浇筑混凝土；反力箱为长方形的钢结构箱体，反力箱设置在H型钢背后的空间；

S800～混凝土浇筑，反力箱和钢筋笼就位后，检查沉渣厚度，并在4h内灌注混凝土，如超过时间应重新清底；灌注混凝土时，应经常转动并提动反力箱，拔反力箱时，不得损伤接头处的混凝土；

S900～墙趾注浆，在地下连续墙施工结束后，在地下连续墙的墙底沉渣层和以下持力土层的表层进行注浆加固。

2.根据权利要求1所述的富水粉砂软弱地层地下连续墙施工方法，其特征在于：所述的步骤S100包括以下方法，

S101～试验井布置；

S102～进行现场试验；实测场地内潜水水位；直接测定管井实际涌水量；测定抽水期间各观测井水位变化数据；抽水观测时间按规定的时间间隔进行，水位观测时间为开泵后：1＇、2＇、3＇、4＇、6＇、8＇、10＇、15＇、20＇、25＇、30＇，以后每隔30min观测一次，直至抽水停止；停止后观测恢复水位，时间间隔同抽水试验；抽水时同时进行水量观测，观测时间间隔为30min，在整个抽水试验的过程中，抽水井的出水量保持常量，若前后两次、观测的流量变化超过±5%时，应及时调整；

S103～成井施工；

S104～进行降水试验；

S105～水文地质参数求解；结合抽水试验实测含水层初始水位及各试验井水位、流量变化情况，求解含水层水文地质参数；通过抽水试验，确定水文地质参数，实测降水井的成槽降水效果，确定地墙成槽辅助降水方案；

S106～降水施工。

3.根据权利要求2所述的富水粉砂软弱地层地下连续墙施工方法，其特征在于：所述的步骤S302中，泥浆失水量和泥皮厚度的测定方法如下，用一张滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径30mm的圆圈，将2ml的泥浆滴于圆圈中心，30min后，量算湿润圆圈的平均半径减去泥浆坍平成为泥饼的平均半径mm，即泥浆失水量，在滤纸上量出泥饼厚度mm，即为泥皮厚度，且泥皮厚度≤3mm，失水量≤15ml。

4.根据权利要求3所述的富水粉砂软弱地层地下连续墙施工方法，其特征在于：所述的步骤S700包括以下方法，

S701～反力箱在钢筋笼下放之前安放，反力箱按设计分幅位置准确就位，反力箱下放后，再用吊机向上提升2m左右，检查是否能够松动，然后利用其自重沉入槽底土中300~500mm，并将其上部固定，背后空隙用粘土回填密实；

S702～在第一车砼和以后每根导管接头部位砼现场取砼试块，放置于施工现场，用以判断砼的凝固情况，并根据砼试块的实际情况决定反力箱的松动和拔出时间，即反力箱脱出的底部对应的墙体达到初凝；

S703～反力箱提拔在砼浇灌3～4小时后开始提拔反力箱，以后每隔5~10分钟提动一次，提升幅度200mm，

S704～反力箱拔出前，先计算剩在槽中的反力箱底部位置，已知反力箱长度和露出地面长度可知反力箱埋深，并结合砼浇灌记录和现场试块情况，在确定底部砼已达到终凝后拔出，最后一节反力箱拔出前先用钢筋插试连续墙顶部砼有硬感后才能拔出。

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