防渗地下连续墙施工质量控制

总第92期

　　　　　　　　西部探矿工程series No. 92

2004年第1期WEST -CHINA EXPLORA TION EN GIN EERIN G Jan. 2004

文章编号:1004—5716(2004) 01—0035—03中图分类号:TV54318　文献标识码:B

防渗地下连续墙施工质量控制

丁

华

(江苏省工程勘测研究院, 江苏扬州225002)

摘　要:通过工程实例, 介绍了防渗地下连续墙的施工工艺流程, 施工中遇到问题的分析与处理及质量管理措施。关键词:地下连续墙; 振动成模法; 射水法; 质量管理

1

工程概况

淮河入海水道海口枢纽位于江苏省滨海县东北48km , 是入

墙406. 20m 3, 小旋喷桩22根, 进尺76. 50m , 喷灌水泥浆料

5. 48m 3。

海水道的末级枢纽, 由新建的海口南闸、海口北闸、黄海公路南桥和黄海公路北桥组成, 具有挡潮、减淤、泄洪、排涝、连接南北交通的功能。海口北闸位于淮河入海水道桩号162+650处, 距现老海口闸上游130m 。该闸采用筏式底板, 底板面高程-3. 0m (废黄河高程系, 下同) , 厚度1. 5m 。闸身和上、下游翼墙地基采用振动沉模防渗地下连续墙、射水法防渗地下连续墙和小旋喷桩围封防渗, 地下连续墙底高程-9. 5m 。全闸共11孔, 单孔净宽

10m 。

根据江苏省工程勘测研究院提供的地质勘察报告, 施工范围内工程地质条件如下:

灰黄、灰黑色粉质粘土质浮淤; 灰黄色淤泥质粉质粘土杂少量壤土、砂壤土; 灰黄、黄灰色淤泥质轻粉质壤土、重粉质砂壤土; 灰黄、黄灰色中、重粉质壤土夹粘土、轻粉质壤土薄层; 灰黄、黄灰色, 轻粉质砂壤土, 底部高程-12. 04m 左右。

2

地下连续墙施工

2. 1　施工工艺流程

2

振动沉模防渗地下连续墙744. 20m , 射水法防渗地下连续

表1　旋喷参数

桩径

(mm )

2. 1. 1　振动成模法

土层

喷射压力(MPa )

喷嘴

旋转速度提升速度

(r/min ) 20201515

(cm/min ) 20151515

(L/min ) 个数(个) 孔径(mm ) 60～7070～7570～8080～90

2222

2222

600粉质粘土16～18

卵石层

碎石层卵石层碎石层

18～20

800粉质粘土18～20

20～22

4. 6　排污

旋喷作业时孔口的冒浆应及时排至场地外的多级沉渣过滤池, 清水排放至溪沟, 沉渣用人工清理装运至指定地点。5　施工质量检测

旋喷桩达到龄期后, 对旋喷桩进行了下列抽样检测:

(1) 开挖检查:对 600旋喷桩任选三根沿桩开挖2m 深, 检测桩径和垂直度, 经测量实际桩径为0. 65～1. 08m , 桩呈不规则圆柱形, 垂直度符合要求。对 800旋喷桩进行开挖, 因相互联结成整体而没有开挖。

(2) 钻孔取芯检查:按总数1%取芯抽查, 共选4根旋喷桩进行钻孔取芯, 取样表明:桩芯完整、连续, 无夹层和断桩现象。观察桩芯样特点:桩芯夹物及物性与相应孔段岩土性状有关, 上部桩芯以水泥浆为主, 夹砂和粘土颗粒, 抗压强度较低, 一般7～9MPa , 抗压强度较低者含泥质较高, 中部桩芯含砂卵, 抗压强度

较高, 一般10～15MPa , 下部桩芯夹角砾及粘土团粒, 抗压强度一般8～12MPa 。

(3) 荷载试验: 600桩测试4根, 试验荷载为设计承载力的1. 5倍(即1200kN ) 。试验结果:最大沉降量为32mm , 最小降深为9mm , 其特点, 沉降量大小与桩长有关, 桩越长, 沉降量越大, 且反弹量越大, 复喷桩沉降量小。

对落水洞区任选两处进行平板载荷试验, 试验荷载为2倍设计承载力(800kN ) 。最大沉降量为15mm 。

通过以上方法检查, 高压旋喷桩施工质量合格率达100%, 均达到设计要求, 建筑物竣工后, 通过沉降量观测, 未发生差异性沉降。6　结束语

通过质量检测, 用高压旋喷注浆处理加固, 高层建筑岩溶地基及隐伏落水洞, 完全能满足设计要求, 工期仅60天。相对钻孔灌注桩, 工期缩短了40%, 通过本次施工应注意:

(1) 在灰岩段高压旋喷注浆易发生漏浆, 此时应加速凝剂, 漏浆严重加速凝剂无效时应回灌砂浆或混凝土, 可止漏。

(2) 在粘性较好的土层段, 要采取复喷措施, 以破坏大土块或使之返出孔外, 置换含泥高的水泥浆, 否则易造成局部含泥高不固结, 或含大土块, 这样都会使桩芯强度达不到设计要求。

(3) 开孔口径宜大些, 使悬浮在浆液中的粘性好、难破坏的粘土块返出孔外, 提高桩芯质量。

(4) 喷嘴至孔口时孔内压力减小, 成桩直径得不到保证。因此在孔口附近要往复旋喷几次, 以保证桩顶直径达到设计要求。

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Jan. 2004

西　部　探　矿　工　程　　　　　　　　　　　　　　　　　　

No. 1

(3) 冲洗液的浓度大, 对土体分解能力低;

(4) 操作人员技术不熟练, 施工中成槽器没有放到孔底, 使射

　　采用“振动成模防渗板墙技术”建造薄型防渗地下连续墙:运用大功率、高频振动锤产生的激振力将H 形空腹钢模板振动沉入土体至设计深度, 在起拔模板的同时连续灌注防渗墙体材料, 边提边灌, 形成单元防渗板体。为保证单元板体之间连接可靠, 模板一侧设有导向槽, 以防止单元板体间垂直分叉。施工采用双模板交叉连续施工法, 保证防渗墙体的连续性和可靠性。

2. 1. 2　射水法

流对土体的破坏力减弱;

(5) 双号槽孔施工时, 没有控制好单号先浇筑的墙体砼初凝时间或单号墙体砼鼓凸, 造成双号孔插入施工困难, 成孔进度慢。

2. 3. 2　“射水成墙技术”施工中发生孔内事故的原因:

(1) 操作人员技术不熟练, 工作责任心不强, 易发生孔内事

“射水成墙技术”是采用特制的成槽器, 运用大流量高压射流原理, 冲切破坏土层, 再辅以泥浆保护槽壁, 形成矩形槽孔; 然后在槽孔中灌注混凝土, 最终形成地下混凝土连续防渗、挡土墙体。该施工工艺有其特定的工法, 大多数采用间隔法施工, 即施工前先将拟施工的墙体按规定的长度进行分块编号, 施工时先行施工单号槽孔, 待单号槽孔混凝土凝固后再施工双号槽孔。施工双号槽孔时, 利用成槽器侧向清洗装置清洗单号墙体侧壁, 使之与后续墙体有较好的连接面, 继而形成一道连续的地下混凝土墙体。该法适用于砂性土地基的防渗、截渗处理, 是一种较为先进且防渗效果显著的地基处理方法。该法施工设备主要包括:成槽机组、砼浇筑机组、砼拌和机组及泥浆配置与供应系统。为了保证施工轴线顺直和放样定位准确, 各施工机组均置于同一轨道上, 流水作业, 循环施工。

2. 2　施工准备

2. 2. 1　施工场地三通一平

故;

(2) 施工场地地下水位高, 槽孔中的浆液的压力过低, 易造成

孔壁坍塌, 发生孔内事故;

(3) 在松软或淤泥质土层中施工时, 成槽速度过快, 冲切的土块颗粒较大, 不能及时排出孔外, 在孔内造成淤积, 易发生孔内事故;

(4) 施工中机械故障等突发事件未能及时处理或处理不当,

易发生孔内事故;

(5) 砂性土地层中施工, 泥浆配合比不恰当, 泥浆护壁性能不好, 易发生孔内事故。

2. 3. 3　解决施工中出现问题的措施

(1) 调整射流压力:

①加强对8SH —9高压泵维护保养, 使之产生的高压液流压力保持在0. 5MPa 以上, 保持良好的工作状态;

②对成槽器高压射流喷咀进行改进, 喷孔直径由原 18mm 缩小到 14mm , 制作喷咀的材料由原用45#钢制成, 改用70Mn 优质碳素钢加工制成, 缩小了喷咀孔径增大了射流压力, 提高了材料耐磨性能, 延长了喷咀工作寿命;

③调整高压射流喷咀口与成槽器底刃口面的相对位置尺寸, 喷咀口由原距成槽器底刃口面50mm , 调整为超出成槽器底刃口面20mm , 使喷咀口与土体的距离接近, 增强了高压射流对密实砂层的冲击破坏作用, 从而提高成槽施工速度。

(2) 加强对泥浆性能控制:

在成槽时, 泥浆具有护壁、携渣、冷却及润滑等作用, 其中护壁作用最为重要。泥浆性能指标必须根据工程地质特点、地下水位高低、施工部位、成槽方法以及不同用处通过试验加以选定和调整。

①增大泥浆池容积, 使泥浆池的容积大于单块槽孔体积2倍以上, 适当延长泥浆循环线路, 在泥浆回路上增挖5m ×4m ×

1. 2m 沉淀池, 使循环泥浆中的砂粒充分得到沉淀, 减少泥浆中含

地下连续墙施工现场位于已开挖的基坑内, 施工作业面高程在-3. 5m 左右。施工前, 首先进行场地平整、处理和规划, 确保施工机械有足够的作业面和作业空间, 同时还必须保证施工现场的水、电、路通畅。

2. 2. 2　设计检查项目

(1) 施工场地平整、密实, 作业面高程及承载力满足施工要

求;

(2) 机架调平:立柱及模板定位满足设计、施工要求; (3) 原材料质量符合设计、施工要求:水泥为P. O32. 5, 粉煤

灰质量等级为Ⅰ级, 砂、石、拌和用水符合规范要求。振动沉模防渗地下连续墙墙体材料为掺粉煤灰的水泥砂浆, 墙体的抗压强度R28≥5. 0MPa , 渗透系数k ≤3. 0×10

-7

cm/s ; 射水法防渗地下

连续墙墙体材料为素砼, 强度等级为C20;

(4) 灌注砂浆按照配合比拌制。

2. 2. 3　设计检测项目

(1) 模板厚度±1. 0cm ;

(2) 模板定位与施工轴线±2. 0cm ; (3) 模板倾斜度≤0. 2%; (4) 模板深度±10cm ;

(5) 浆料灌注充盈系数≥1. 10;

(6) 墙体高程±2. 0cm , 孔底沉渣厚度≤10cm ; (7) 墙体轴线±5. 0cm 。

2. 3　施工中遇到的问题分析及处理措施

2. 3. 1　“射水成墙技术”施工中, 影响施工成槽进度的原因:

(1) 成槽器喷咀喷出的射流压力小, 射流对地层冲击、拢动的

砂量, 使泥浆对高压泵等机件的磨蚀性降低;

②加强对泥浆性能指标检测, 成槽施工中安排专人每隔1h 检测一次泥浆性能, 一旦发现泥浆含砂量增大、性能变差, 及时进行调整, 使泥浆保持良好的造壁性能和携砂能力;

③施工中安排专门人员及时清理泥浆循环线路和沉淀池中的沉淀物, 净化泥浆, 提高泥浆质量, 减少制浆材料的用量。因本工程施工无条件使用泥浆净化设备, 施工中每完成2个槽孔成槽, 必须将沉淀池彻底清除干净, 发挥沉淀池应有的沉淀作用; ④增加性能好、效率高的造浆机2台, 选用细度200目优质

膨润土(南京汤山产) 作为制浆材料主剂,95%苛性钠作为浆液的分散剂, 提高浆液粘度, 使泥浆性能调整得到保证及时;

⑤在增大浆液粘度同时, 降低成槽施工中的泥浆比重, 使泥

破坏力不够;

(2) 地层土质密实, 土体粘结强度大, 土粒不易分散;

2004年　　　　　　　　　　　　　　丁　华:防渗地下连续墙施工质量控制第1期

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浆造壁性能增强, 且低浓度浆液有利于提高对土体的分解能力。

(3) 改进操作方法:

为防止成槽器上部孔壁形成的泥皮过厚, 砂粒沉积产生搭桥现象的发生, 成槽施工中, 每隔20min 将成槽器上提3～4m 次, 以清除成槽器上部孔壁形成的过厚泥皮, 使成槽器上部槽孔的形状保持规则。

(4) 雨天施工时雨水使泥浆池内的水量增加, 由于静置后的泥浆处于凝胶状态, 雨水不能进入泥浆凝胶体内, 故施工前应将上层水抽去, 使其技术指标达到设计要求。如下雨时施工, 将泥浆泵放入泥浆池底部抽用达标泥浆, 同时, 应向槽孔内送入高浓度泥浆来提高被雨水稀释的槽内泥浆浓度。

2. 4　施工质量管理2. 4. 1　施工作业面控制

87∶2. 37∶0. 50。现场严格按施工配合比配置砼, 经常检测砼状

态, 保证其坍落度在18～20cm 。

(2) 振动沉模防渗地下连续墙灌注浆料前, 搅拌站应备足一块单元板体所需的浆料, 灌注时, 统一由施工员指挥, 做到泵送量与模板提升速度相吻合, 保持模板内一定高度的浆面, 不出现脱空现象。灌注时结合理论浆量来控制灌注量, 保证浆料灌注充盈系数≥1. 10。

射水法防渗地下连续墙浇筑砼时, 现场严格按施工配合比配制砼, 做到不合格的砼不用, 杜绝堵管现象。浇筑时, 保证首盘砼埋深, 保证砼面上升速度>3m/h , 并控制好导管埋深。

(3) 振动沉模法施工时为防止提拔模板时有土块掉入已灌注浆料的槽孔中, 而影响墙体质量, 在新浇筑浆料的单元中沿未拔模板侧壁沉入护板后, 再沉下一模板。

2. 4. 6　墙体接缝质量控制

作业面要求平整, 高程、地下水降水满足设计要求, 承载力能够满足设备施工要求。

2. 4. 2　平面定位控制

振动沉模防渗地下连续墙在直线段的施工, 采用双模板交叉套接连续施工法, 先沉入的模板作为后沉入模板的导向, 由于单块墙体施工时间短, 在浆料初凝前, 相邻槽孔中的浆料在振动力作用下, 相互混合, 可连续完成多块墙体, 实现无接缝连接。因采用了双模板施工工艺, 能够保证定位的准确性, 从而确保了单元墙体在一个平面内紧密结合, 相邻墙体不分叉, 加上高频振动力的作用, 使施工冷接缝无夹泥现象, 质量得到保证。在弧线段上采用了单板套接施工, 放样套接长度10cm , 连续施工, 保证了墙体的连续性。

射水法防渗地下连续墙施工时, 在保证定位精度、机架底盘水平度的前提下, 在建造双号槽孔时, 应经常检查侧向喷嘴是否畅通, 以保证结合面清洁使砼连接牢固。转角处地下连续墙连接时, 将朝向已成地下连续墙平面成槽器一头焊成平面, 并用加长喷嘴清洗已成墙平面, 确保转角处砼连接紧密。

2. 4. 7　小旋喷桩质量控制

振动成模法以防渗地下连续墙中心线为放样基准, 施工中每次移动船型轨道, 都用经纬仪校正, 使夹头中心线、立柱中心线与基准线吻合, 控制平面定位误差在±2. 0cm 。射水法防渗地下连续墙以轴线校正施工轨道, 再以钢轨为放样基准, 钢尺量距, 确保平面定位精度

2. 4. 3　垂直精度控制

振动沉模防渗地下连续墙施工作业前, 调整立柱转盘及立柱斜撑, 使立柱中心与施工轴线的偏差≤2. 0cm , 立柱倾斜度≤2‰。

射水法防渗地下连续墙的垂直度控制是在成槽机定位后, 通过调节其底座下千斤顶调平机架, 使之满足垂直度要求。

2. 4. 4　槽孔质量控制

振动沉模防渗板墙的工艺是模板沉入土层后, 注满浆料, 在起拔模板的同时, 浆料沿模板内浆管从模板底口注入槽孔中, 空腹模板起到了护壁作用, 防止产生槽孔缩壁和塌槽现象。另外, 沉模过程中为减小模板侧壁阻力, 提高槽孔壁的平整度, 在沉模的同时采用了一套润滑水管压注润滑水。

射水法成槽时, 根据土层土质情况控制成槽操作参数, 配制优质的泥浆, 比重在1. 15～1. 30g/cm 3, 经常检测加以调整, 以达到护壁、携渣的目的。适当设置泥浆沉淀池, 不合格的泥浆及时更换、排放。

2. 4. 5　墙体灌注质量控制

(1) 进场的原材料均有出厂合格证、质量证明, 并按规定进行

采用间隔跳打法施工。先用 130钻头、水压0. 8MPa 开孔, 后用 89钻头、高压2. 0MPa 喷射扩孔, 再用2吋导管自上而下灌注砂浆, 进尺速度10cm/min , 旋喷转速0. 2圈/s , 砂浆配合比同振动沉模砂浆配合比。

3

质量检验

进行施工工艺试验及墙体材料和配合比试验。

3. 1　施工前质量检验3. 2　施工中质量检验

(1) 轴线测量放样检验; (2) 模板下沉和墙体灌注检验; (3) 单元工程质量评定检验; (4) 抗压、渗透试验。3. 3　竣工后质量检验

检测, 符合要求后经有资质的试验室进行配合比试验, 工程使用中严格按配比报告配制砂浆、砼。所有进场材料均派专人妥善保管。

振动沉模防渗地下连续墙浆料配合比为水泥∶砂∶粉煤灰∶水∶土∶外加剂=1∶4. 40∶1∶1. 48∶0. 35∶0. 006。现场严格控制每盘材料用量, 保证所配浆料比重≥1. 9g/cm 3, 稠度10～12cm , 具有良好的流动性和保水性。

射水法防渗地下连续墙砼配合比为水泥∶砂∶碎石∶水=1∶1.

4

现场探坑开挖检验, 注水试验。结束语

振动沉模施工技术是近几年来发展起来的一项新技术、新工法, 其技术先进、质量稳定, 为工程的基坑开挖及建筑物的永久防渗提供了可靠的保障。

总第92期

　　　　　　　　西部探矿工程series No. 92

2004年第1期WEST -CHINA EXPLORA TION EN GIN EERIN G Jan. 2004

文章编号:1004—5716(2004) 01—0035—03中图分类号:TV54318　文献标识码:B

防渗地下连续墙施工质量控制

丁

华

(江苏省工程勘测研究院, 江苏扬州225002)

摘　要:通过工程实例, 介绍了防渗地下连续墙的施工工艺流程, 施工中遇到问题的分析与处理及质量管理措施。关键词:地下连续墙; 振动成模法; 射水法; 质量管理

1

工程概况

淮河入海水道海口枢纽位于江苏省滨海县东北48km , 是入

墙406. 20m 3, 小旋喷桩22根, 进尺76. 50m , 喷灌水泥浆料

5. 48m 3。

海水道的末级枢纽, 由新建的海口南闸、海口北闸、黄海公路南桥和黄海公路北桥组成, 具有挡潮、减淤、泄洪、排涝、连接南北交通的功能。海口北闸位于淮河入海水道桩号162+650处, 距现老海口闸上游130m 。该闸采用筏式底板, 底板面高程-3. 0m (废黄河高程系, 下同) , 厚度1. 5m 。闸身和上、下游翼墙地基采用振动沉模防渗地下连续墙、射水法防渗地下连续墙和小旋喷桩围封防渗, 地下连续墙底高程-9. 5m 。全闸共11孔, 单孔净宽

10m 。

根据江苏省工程勘测研究院提供的地质勘察报告, 施工范围内工程地质条件如下:

灰黄、灰黑色粉质粘土质浮淤; 灰黄色淤泥质粉质粘土杂少量壤土、砂壤土; 灰黄、黄灰色淤泥质轻粉质壤土、重粉质砂壤土; 灰黄、黄灰色中、重粉质壤土夹粘土、轻粉质壤土薄层; 灰黄、黄灰色, 轻粉质砂壤土, 底部高程-12. 04m 左右。

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地下连续墙施工

2. 1　施工工艺流程

2

振动沉模防渗地下连续墙744. 20m , 射水法防渗地下连续

表1　旋喷参数

桩径

(mm )

2. 1. 1　振动成模法

土层

喷射压力(MPa )

喷嘴

旋转速度提升速度

(r/min ) 20201515

(cm/min ) 20151515

(L/min ) 个数(个) 孔径(mm ) 60～7070～7570～8080～90

2222

2222

600粉质粘土16～18

卵石层

碎石层卵石层碎石层

18～20

800粉质粘土18～20

20～22

4. 6　排污

旋喷作业时孔口的冒浆应及时排至场地外的多级沉渣过滤池, 清水排放至溪沟, 沉渣用人工清理装运至指定地点。5　施工质量检测

旋喷桩达到龄期后, 对旋喷桩进行了下列抽样检测:

(1) 开挖检查:对 600旋喷桩任选三根沿桩开挖2m 深, 检测桩径和垂直度, 经测量实际桩径为0. 65～1. 08m , 桩呈不规则圆柱形, 垂直度符合要求。对 800旋喷桩进行开挖, 因相互联结成整体而没有开挖。

(2) 钻孔取芯检查:按总数1%取芯抽查, 共选4根旋喷桩进行钻孔取芯, 取样表明:桩芯完整、连续, 无夹层和断桩现象。观察桩芯样特点:桩芯夹物及物性与相应孔段岩土性状有关, 上部桩芯以水泥浆为主, 夹砂和粘土颗粒, 抗压强度较低, 一般7～9MPa , 抗压强度较低者含泥质较高, 中部桩芯含砂卵, 抗压强度

较高, 一般10～15MPa , 下部桩芯夹角砾及粘土团粒, 抗压强度一般8～12MPa 。

(3) 荷载试验: 600桩测试4根, 试验荷载为设计承载力的1. 5倍(即1200kN ) 。试验结果:最大沉降量为32mm , 最小降深为9mm , 其特点, 沉降量大小与桩长有关, 桩越长, 沉降量越大, 且反弹量越大, 复喷桩沉降量小。

对落水洞区任选两处进行平板载荷试验, 试验荷载为2倍设计承载力(800kN ) 。最大沉降量为15mm 。

通过以上方法检查, 高压旋喷桩施工质量合格率达100%, 均达到设计要求, 建筑物竣工后, 通过沉降量观测, 未发生差异性沉降。6　结束语

通过质量检测, 用高压旋喷注浆处理加固, 高层建筑岩溶地基及隐伏落水洞, 完全能满足设计要求, 工期仅60天。相对钻孔灌注桩, 工期缩短了40%, 通过本次施工应注意:

(1) 在灰岩段高压旋喷注浆易发生漏浆, 此时应加速凝剂, 漏浆严重加速凝剂无效时应回灌砂浆或混凝土, 可止漏。

(2) 在粘性较好的土层段, 要采取复喷措施, 以破坏大土块或使之返出孔外, 置换含泥高的水泥浆, 否则易造成局部含泥高不固结, 或含大土块, 这样都会使桩芯强度达不到设计要求。

(3) 开孔口径宜大些, 使悬浮在浆液中的粘性好、难破坏的粘土块返出孔外, 提高桩芯质量。

(4) 喷嘴至孔口时孔内压力减小, 成桩直径得不到保证。因此在孔口附近要往复旋喷几次, 以保证桩顶直径达到设计要求。

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Jan. 2004

西　部　探　矿　工　程　　　　　　　　　　　　　　　　　　

No. 1

(3) 冲洗液的浓度大, 对土体分解能力低;

(4) 操作人员技术不熟练, 施工中成槽器没有放到孔底, 使射

　　采用“振动成模防渗板墙技术”建造薄型防渗地下连续墙:运用大功率、高频振动锤产生的激振力将H 形空腹钢模板振动沉入土体至设计深度, 在起拔模板的同时连续灌注防渗墙体材料, 边提边灌, 形成单元防渗板体。为保证单元板体之间连接可靠, 模板一侧设有导向槽, 以防止单元板体间垂直分叉。施工采用双模板交叉连续施工法, 保证防渗墙体的连续性和可靠性。

2. 1. 2　射水法

流对土体的破坏力减弱;

(5) 双号槽孔施工时, 没有控制好单号先浇筑的墙体砼初凝时间或单号墙体砼鼓凸, 造成双号孔插入施工困难, 成孔进度慢。

2. 3. 2　“射水成墙技术”施工中发生孔内事故的原因:

(1) 操作人员技术不熟练, 工作责任心不强, 易发生孔内事

“射水成墙技术”是采用特制的成槽器, 运用大流量高压射流原理, 冲切破坏土层, 再辅以泥浆保护槽壁, 形成矩形槽孔; 然后在槽孔中灌注混凝土, 最终形成地下混凝土连续防渗、挡土墙体。该施工工艺有其特定的工法, 大多数采用间隔法施工, 即施工前先将拟施工的墙体按规定的长度进行分块编号, 施工时先行施工单号槽孔, 待单号槽孔混凝土凝固后再施工双号槽孔。施工双号槽孔时, 利用成槽器侧向清洗装置清洗单号墙体侧壁, 使之与后续墙体有较好的连接面, 继而形成一道连续的地下混凝土墙体。该法适用于砂性土地基的防渗、截渗处理, 是一种较为先进且防渗效果显著的地基处理方法。该法施工设备主要包括:成槽机组、砼浇筑机组、砼拌和机组及泥浆配置与供应系统。为了保证施工轴线顺直和放样定位准确, 各施工机组均置于同一轨道上, 流水作业, 循环施工。

2. 2　施工准备

2. 2. 1　施工场地三通一平

故;

(2) 施工场地地下水位高, 槽孔中的浆液的压力过低, 易造成

孔壁坍塌, 发生孔内事故;

(3) 在松软或淤泥质土层中施工时, 成槽速度过快, 冲切的土块颗粒较大, 不能及时排出孔外, 在孔内造成淤积, 易发生孔内事故;

(4) 施工中机械故障等突发事件未能及时处理或处理不当,

易发生孔内事故;

(5) 砂性土地层中施工, 泥浆配合比不恰当, 泥浆护壁性能不好, 易发生孔内事故。

2. 3. 3　解决施工中出现问题的措施

(1) 调整射流压力:

①加强对8SH —9高压泵维护保养, 使之产生的高压液流压力保持在0. 5MPa 以上, 保持良好的工作状态;

②对成槽器高压射流喷咀进行改进, 喷孔直径由原 18mm 缩小到 14mm , 制作喷咀的材料由原用45#钢制成, 改用70Mn 优质碳素钢加工制成, 缩小了喷咀孔径增大了射流压力, 提高了材料耐磨性能, 延长了喷咀工作寿命;

③调整高压射流喷咀口与成槽器底刃口面的相对位置尺寸, 喷咀口由原距成槽器底刃口面50mm , 调整为超出成槽器底刃口面20mm , 使喷咀口与土体的距离接近, 增强了高压射流对密实砂层的冲击破坏作用, 从而提高成槽施工速度。

(2) 加强对泥浆性能控制:

在成槽时, 泥浆具有护壁、携渣、冷却及润滑等作用, 其中护壁作用最为重要。泥浆性能指标必须根据工程地质特点、地下水位高低、施工部位、成槽方法以及不同用处通过试验加以选定和调整。

①增大泥浆池容积, 使泥浆池的容积大于单块槽孔体积2倍以上, 适当延长泥浆循环线路, 在泥浆回路上增挖5m ×4m ×

1. 2m 沉淀池, 使循环泥浆中的砂粒充分得到沉淀, 减少泥浆中含

地下连续墙施工现场位于已开挖的基坑内, 施工作业面高程在-3. 5m 左右。施工前, 首先进行场地平整、处理和规划, 确保施工机械有足够的作业面和作业空间, 同时还必须保证施工现场的水、电、路通畅。

2. 2. 2　设计检查项目

(1) 施工场地平整、密实, 作业面高程及承载力满足施工要

求;

(2) 机架调平:立柱及模板定位满足设计、施工要求; (3) 原材料质量符合设计、施工要求:水泥为P. O32. 5, 粉煤

灰质量等级为Ⅰ级, 砂、石、拌和用水符合规范要求。振动沉模防渗地下连续墙墙体材料为掺粉煤灰的水泥砂浆, 墙体的抗压强度R28≥5. 0MPa , 渗透系数k ≤3. 0×10

-7

cm/s ; 射水法防渗地下

连续墙墙体材料为素砼, 强度等级为C20;

(4) 灌注砂浆按照配合比拌制。

2. 2. 3　设计检测项目

(1) 模板厚度±1. 0cm ;

(2) 模板定位与施工轴线±2. 0cm ; (3) 模板倾斜度≤0. 2%; (4) 模板深度±10cm ;

(5) 浆料灌注充盈系数≥1. 10;

(6) 墙体高程±2. 0cm , 孔底沉渣厚度≤10cm ; (7) 墙体轴线±5. 0cm 。

2. 3　施工中遇到的问题分析及处理措施

2. 3. 1　“射水成墙技术”施工中, 影响施工成槽进度的原因:

(1) 成槽器喷咀喷出的射流压力小, 射流对地层冲击、拢动的

砂量, 使泥浆对高压泵等机件的磨蚀性降低;

②加强对泥浆性能指标检测, 成槽施工中安排专人每隔1h 检测一次泥浆性能, 一旦发现泥浆含砂量增大、性能变差, 及时进行调整, 使泥浆保持良好的造壁性能和携砂能力;

③施工中安排专门人员及时清理泥浆循环线路和沉淀池中的沉淀物, 净化泥浆, 提高泥浆质量, 减少制浆材料的用量。因本工程施工无条件使用泥浆净化设备, 施工中每完成2个槽孔成槽, 必须将沉淀池彻底清除干净, 发挥沉淀池应有的沉淀作用; ④增加性能好、效率高的造浆机2台, 选用细度200目优质

膨润土(南京汤山产) 作为制浆材料主剂,95%苛性钠作为浆液的分散剂, 提高浆液粘度, 使泥浆性能调整得到保证及时;

⑤在增大浆液粘度同时, 降低成槽施工中的泥浆比重, 使泥

破坏力不够;

(2) 地层土质密实, 土体粘结强度大, 土粒不易分散;

2004年　　　　　　　　　　　　　　丁　华:防渗地下连续墙施工质量控制第1期

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浆造壁性能增强, 且低浓度浆液有利于提高对土体的分解能力。

(3) 改进操作方法:

为防止成槽器上部孔壁形成的泥皮过厚, 砂粒沉积产生搭桥现象的发生, 成槽施工中, 每隔20min 将成槽器上提3～4m 次, 以清除成槽器上部孔壁形成的过厚泥皮, 使成槽器上部槽孔的形状保持规则。

(4) 雨天施工时雨水使泥浆池内的水量增加, 由于静置后的泥浆处于凝胶状态, 雨水不能进入泥浆凝胶体内, 故施工前应将上层水抽去, 使其技术指标达到设计要求。如下雨时施工, 将泥浆泵放入泥浆池底部抽用达标泥浆, 同时, 应向槽孔内送入高浓度泥浆来提高被雨水稀释的槽内泥浆浓度。

2. 4　施工质量管理2. 4. 1　施工作业面控制

87∶2. 37∶0. 50。现场严格按施工配合比配置砼, 经常检测砼状

态, 保证其坍落度在18～20cm 。

(2) 振动沉模防渗地下连续墙灌注浆料前, 搅拌站应备足一块单元板体所需的浆料, 灌注时, 统一由施工员指挥, 做到泵送量与模板提升速度相吻合, 保持模板内一定高度的浆面, 不出现脱空现象。灌注时结合理论浆量来控制灌注量, 保证浆料灌注充盈系数≥1. 10。

射水法防渗地下连续墙浇筑砼时, 现场严格按施工配合比配制砼, 做到不合格的砼不用, 杜绝堵管现象。浇筑时, 保证首盘砼埋深, 保证砼面上升速度>3m/h , 并控制好导管埋深。

(3) 振动沉模法施工时为防止提拔模板时有土块掉入已灌注浆料的槽孔中, 而影响墙体质量, 在新浇筑浆料的单元中沿未拔模板侧壁沉入护板后, 再沉下一模板。

2. 4. 6　墙体接缝质量控制

作业面要求平整, 高程、地下水降水满足设计要求, 承载力能够满足设备施工要求。

2. 4. 2　平面定位控制

振动沉模防渗地下连续墙在直线段的施工, 采用双模板交叉套接连续施工法, 先沉入的模板作为后沉入模板的导向, 由于单块墙体施工时间短, 在浆料初凝前, 相邻槽孔中的浆料在振动力作用下, 相互混合, 可连续完成多块墙体, 实现无接缝连接。因采用了双模板施工工艺, 能够保证定位的准确性, 从而确保了单元墙体在一个平面内紧密结合, 相邻墙体不分叉, 加上高频振动力的作用, 使施工冷接缝无夹泥现象, 质量得到保证。在弧线段上采用了单板套接施工, 放样套接长度10cm , 连续施工, 保证了墙体的连续性。

射水法防渗地下连续墙施工时, 在保证定位精度、机架底盘水平度的前提下, 在建造双号槽孔时, 应经常检查侧向喷嘴是否畅通, 以保证结合面清洁使砼连接牢固。转角处地下连续墙连接时, 将朝向已成地下连续墙平面成槽器一头焊成平面, 并用加长喷嘴清洗已成墙平面, 确保转角处砼连接紧密。

2. 4. 7　小旋喷桩质量控制

振动成模法以防渗地下连续墙中心线为放样基准, 施工中每次移动船型轨道, 都用经纬仪校正, 使夹头中心线、立柱中心线与基准线吻合, 控制平面定位误差在±2. 0cm 。射水法防渗地下连续墙以轴线校正施工轨道, 再以钢轨为放样基准, 钢尺量距, 确保平面定位精度

2. 4. 3　垂直精度控制

振动沉模防渗地下连续墙施工作业前, 调整立柱转盘及立柱斜撑, 使立柱中心与施工轴线的偏差≤2. 0cm , 立柱倾斜度≤2‰。

射水法防渗地下连续墙的垂直度控制是在成槽机定位后, 通过调节其底座下千斤顶调平机架, 使之满足垂直度要求。

2. 4. 4　槽孔质量控制

振动沉模防渗板墙的工艺是模板沉入土层后, 注满浆料, 在起拔模板的同时, 浆料沿模板内浆管从模板底口注入槽孔中, 空腹模板起到了护壁作用, 防止产生槽孔缩壁和塌槽现象。另外, 沉模过程中为减小模板侧壁阻力, 提高槽孔壁的平整度, 在沉模的同时采用了一套润滑水管压注润滑水。

射水法成槽时, 根据土层土质情况控制成槽操作参数, 配制优质的泥浆, 比重在1. 15～1. 30g/cm 3, 经常检测加以调整, 以达到护壁、携渣的目的。适当设置泥浆沉淀池, 不合格的泥浆及时更换、排放。

2. 4. 5　墙体灌注质量控制

(1) 进场的原材料均有出厂合格证、质量证明, 并按规定进行

采用间隔跳打法施工。先用 130钻头、水压0. 8MPa 开孔, 后用 89钻头、高压2. 0MPa 喷射扩孔, 再用2吋导管自上而下灌注砂浆, 进尺速度10cm/min , 旋喷转速0. 2圈/s , 砂浆配合比同振动沉模砂浆配合比。

3

质量检验

进行施工工艺试验及墙体材料和配合比试验。

3. 1　施工前质量检验3. 2　施工中质量检验

(1) 轴线测量放样检验; (2) 模板下沉和墙体灌注检验; (3) 单元工程质量评定检验; (4) 抗压、渗透试验。3. 3　竣工后质量检验

检测, 符合要求后经有资质的试验室进行配合比试验, 工程使用中严格按配比报告配制砂浆、砼。所有进场材料均派专人妥善保管。

振动沉模防渗地下连续墙浆料配合比为水泥∶砂∶粉煤灰∶水∶土∶外加剂=1∶4. 40∶1∶1. 48∶0. 35∶0. 006。现场严格控制每盘材料用量, 保证所配浆料比重≥1. 9g/cm 3, 稠度10～12cm , 具有良好的流动性和保水性。

射水法防渗地下连续墙砼配合比为水泥∶砂∶碎石∶水=1∶1.

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现场探坑开挖检验, 注水试验。结束语

振动沉模施工技术是近几年来发展起来的一项新技术、新工法, 其技术先进、质量稳定, 为工程的基坑开挖及建筑物的永久防渗提供了可靠的保障。