复杂地质条件下地下连续墙施工技术研究

中图分类号:U2文献标识码:A文章编号:1674-098X(2014)04(b)-0077-02

目前,在广州地区地下工程的围护结构广泛使用地下连续墙结构,本文根据工程实例,介绍连续墙在淤泥质地层。微风化基岩地层中的设计优化与施工工论文网艺创新,为将来遇到同类工程提供借鉴与参考。

1工程概况

广州市轨道交通十三号线土建工程温涌路站,为地下两层车站,车站长度603m,标准段宽20。1m,基坑深度16。8～17。6m。

周边建筑物主要有18层的新塘新世界花园,建筑物距离车站主体最近约40m左右,西侧15m为新塘大道西沿线桥,采用钻孔桩基础。为减少基坑开挖对周边建筑物和重要管线的影响,车站采用围护结构刚度较大。变形较小,基坑施工对邻近建筑与地下管线影响相对较小,工艺成熟,抗渗止水效果好的地下连续墙方案。基坑围护和支撑体系参数如下:

连续墙墙厚:0。8m,材料C30钢筋混凝土,连续墙接头采用I型钢接头。

墙宽:标准槽宽度为6m

围护结构嵌固深度:全风化6。5m,强风化4。5m,中风化2。5m,微风化1。5m

支撑道数:标准段,2道混凝土支撑+1道钢支撑

支撑材料:混凝土撑,C30砼,HRP400钢筋;钢支撑,φ600mmQ235钢管,t=16mm;支撑长度,20。1m;支撑水平间距,混凝土撑水平间距为9m,钢支撑水平间距为3m。

2工程地质

本车站地貌上属于剥蚀残丘地貌,局部为洼地,西端483m范围存在淤泥层。砂层,深度达1。0～10。5m,连续墙成槽时,槽壁容易出现坍塌。东端120m范围存在中风化。微风化混合花岗岩,1。0～14。5m,成槽机无法抓土成槽,一般采用冲击钻,极少数情况采用双轮铣槽机,原因是设备成本高,一台价格5000万元左右,租赁费每月达到150万元。

3设计方案优化

3。1车站东端120m微风化岩地段,围护结构设计优化

该地段紧邻广深高速公路,基坑深度15。08～17。1m,连续墙深度16。58～18。6m。设计方案优化:

由于紧邻高速公路,且岩面倾向与公路路基边坡方向一致,固放弃放坡开挖方案。考虑冲击钻在微风化岩中施工困难,成本高(24h进尺0。3m,3h左右焊一次锤头),最终选择吊脚墙方案,即将围护结构位置外放1。0m,结构深度小于基坑深度,形成吊脚形式。

3。2车站西段淤泥层地段,围护结构设计加固

本车站淤泥层分布长度480m,厚度0。5～10。2m,流塑状。淤泥质土层分布长度500m,厚度0。5～8。1m,呈流塑状。考虑连续墙成槽,槽壁的稳定性,决定对槽壁进行加固,加固方案为:淤泥或淤泥质土深度达4m以上的,采用单轴搅拌桩加固,φ600mm@800mm,加固深度为从地表至淤泥质土以下1m。

4微风化岩地段连续墙施工方案

本车站西端36幅连续墙进入微风化岩,平均入岩深度8～9m,东端46幅吊脚连续墙进入微风化岩,平均入微风化岩深度1。5m,原施工方案为冲击钻成槽,方锤修孔,高压风反循环清孔。原方案在实施过程中存在以下困难:

a。微风化混合花岗岩强度高,天然单轴抗压强度63～84MPa,冲击钻冲孔每0。5～1h焊接一次锤牙,每天工作效率0。2～0。3m,标准幅6m长度,9个主孔,8个副孔,吊脚墙每幅成槽至少需要1。5个月,非吊脚墙需要时间更久。

b。岩层表面倾斜,经常出现偏孔现象,回填片石纠偏,严重影响施工进度,纠偏过程中,每天基本上没有进尺。

为提高施工进度,较少施工成本,项目部优化施工方案,对微风化岩地段,采用爆破方法,提高功效。

4。1连续墙微风化岩地段爆破方案

对于进入微风化花岗岩或存在微风化花岗岩的槽段拟采用控制爆破技术进行预处理。具体方案为地下爆破,槽段施工流程为:钻孔―装药―爆破―成槽机开挖―冲击钻成孔―成槽机清孔―高压风反循环清孔―下钢筋笼―灌注水下混凝土。由于地下爆破没有临空面,只有采用大炮孔不耦合装药,使炮孔之间的岩石产生裂隙,达到岩石破裂。分割解体的目的。以A19连续墙为例,详细介绍炮孔布置与装药。

爆破参数:

(1)钻孔直径110mm,采用HBXQGZ280潜孔钻钻机施工,6m微风化岩层,12个小时成孔5个。

(2)单孔装药量,以A19为例,入岩深度6m,孔距800mm,孔排距0。7m。

单孔装药量计算Q=Q0?a?b?H

式中Q0―水下单位耗药量,本工程岩基为中或微风化混合花岗岩,取值为1。67kg/m3,H=2。5～6m,岩面深度超过5m分两段装药。

Q=1。67×0。8×0。7×6=5。61kg/孔

(3)单段雷管装药量

安全允许振速为2cm/s,根据爆破地震安全距离公式,反推单段用药量。

式中:V――地震安全速度(cm/s)

Q――最大段装药量,齐发装药量(kg)

K――与地质条件有关的系数

a――爆破衰减系数

K。a属于经验数值,按中硬岩取值:K=180,a=1。8,在爆破作业中,K。a也需要通过爆破震动监测用回归方法进一步确定。

距基坑最近建筑为新世界花园住宅小区,水平距离75m。将上述参数带入公式,得Q=233kg。

实施过程中,每个槽段15个孔,使用1段。3段。5段。7段雷管,每3～4个孔为一段,最大段雷管用药量4×5。61=22kg,远远小于233kg。现场实测爆破振速0。8cm/s,安全可靠。

5结语

通过水泥搅拌桩加固地层。优化设计吊脚墙和地下基岩爆破等措施,施工工期比计划工期提前5个月,为后续的结构施工,盾构机始发赢得了宝贵时间。

工期提前,是总包商。分包商节约了管理成本。设备维修成本,增加了爆破成本,综合核算节约成本450万元。

在该工程的实施过程中,施工单位经过多次摸索,多次尝试,如在微风化岩中,刚开始采用钻孔不爆破的方案,实施效果不明显,最后决定采取爆破方式。相信这些施工经验能够为类此工程提供参考。

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