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當(dāng)前位置
水泥土攪拌樁隔水帷幕在板橋泵站深基坑中的應(yīng)用水泥土攪拌樁隔水帷幕在板橋泵站深基坑中的應(yīng)用 談太和 (深圳市廣水建設(shè)工程有限公司,項(xiàng)目總工程師、工程師) 蔡雄榮 (深圳市廣水建設(shè)工程有限公司,副總經(jīng)理、注冊(cè)一級(jí)建造師) 李家梁 (深圳市廣水建設(shè)工程有限公司,技委會(huì)名譽(yù)主任、教授級(jí)高級(jí)工程師)
【摘 要】深圳市板橋泵站土建工程地下水位高,水源豐富,基坑砂質(zhì)粘性土層滲透系數(shù)較大,應(yīng)用深層水泥土攪拌樁隔水帷幕施工技術(shù)后,取得了良好的隔水效果。 【關(guān)鍵詞】水泥土;攪拌樁;深基坑;隔水帷幕;工藝;質(zhì)量;應(yīng)用
1、工程概況 板橋泵站工程位于深圳市南山區(qū)南頭片區(qū)學(xué)府路與港灣大道交匯口,泵站排水面積2.41km2,設(shè)計(jì)雨水流量21.3m3/S,設(shè)計(jì)污水排水流量297L/s,是本地區(qū)防汛排澇和污水綜合治理的重點(diǎn)工程。 1.1 基坑設(shè)計(jì) 本工程基坑采取設(shè)平臺(tái)放坡大開(kāi)挖方式。其中泵房及前池基坑底尺寸為47.12×50.62m,坡頂尺寸為92.55×96.485m,最大開(kāi)挖深度12.88m。在-2.7m高程設(shè)平臺(tái)分上下兩個(gè)不同坡面進(jìn)行開(kāi)挖,-2.7m以上邊坡比1∶1.5,采用噴錨支護(hù),掛鋼筋φ4@200噴200px厚C20混凝土,-2.7m高程以下邊坡比1∶1.75,機(jī)械開(kāi)挖,人工修整成形。 1.2 基坑地質(zhì)條件 基坑地質(zhì)構(gòu)造分別為人工填土層、沉積淤泥層、砂質(zhì)粘性土層和粘土殘積土層,靠學(xué)府路與港灣大道交匯處緊靠海邊,基坑邊坡淤泥層較深。場(chǎng)地地下水位較高,埋深大約0.5~4.3m。 由于砂質(zhì)粘性土層的滲透系數(shù)較大,基坑離補(bǔ)給源較近,補(bǔ)給水源豐富。砂層上部是滲透系數(shù)很低的淤泥層,這使得砂層中的地下水具有一定的承壓性(即具有承壓水的特點(diǎn)),基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)將會(huì)出現(xiàn)大量涌水。同時(shí)由于該類土透水性強(qiáng),抗沖刷能力弱,基坑極易發(fā)生管涌、流砂,造成邊坡坍塌。 2、水泥土攪拌樁隔水帷幕設(shè)計(jì)指標(biāo)和施工工藝參數(shù)確定 2.1 水泥土攪拌樁隔水帷幕設(shè)計(jì)指標(biāo) 為了防止基坑開(kāi)挖出現(xiàn)流沙和涌水,確保整個(gè)基坑邊坡穩(wěn)定,在基坑四周以外20m處設(shè)置水泥土攪拌樁隔水帷幕墻。隔水帷幕墻全長(zhǎng)403m,僅作基坑止水,不作基坑支護(hù)使用。 水泥土攪拌樁隔水帷幕墻由雙排樁搭接組成,樁與樁之間搭接不小于150mm。水泥土攪拌樁樁徑為550mm,樁頂高程2.00m,樁長(zhǎng)12~14m。 本工程采用強(qiáng)度等級(jí)42.5普通硅酸鹽水泥,水灰比宜為0.5,水泥摻入量為14%。 水泥土攪拌樁垂直偏差不得大于1%,樁位偏差不得大于50mm,樁徑偏差不得大于4%。 水泥土攪拌樁強(qiáng)度≥1.0MPa。防滲性能:微滲漏。 2.2 水泥土攪拌樁施工工藝參數(shù)確定 施工前根據(jù)選用的GZB-600型深層攪拌設(shè)備(葉片噴漿方式)及攪拌樁的各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行工藝性試樁(數(shù)量2根),以此確定水泥土攪拌樁的各項(xiàng)施工工藝參數(shù)。 通過(guò)工藝性成樁試驗(yàn),基坑隔水帷幕水泥土攪拌樁施工工藝參數(shù)確定如下: 攪拌切土下沉速度0.4~0.7m/min; 噴漿提升速度0.3~0.5m/min; 灰漿泵至噴漿口的距離40m以內(nèi); 灰漿輸送量280L/min; 噴漿壓力1.5MPa。 3、水泥土攪拌樁隔水帷幕墻施工質(zhì)量控制 3.1 材料質(zhì)量控制 (1)水泥:采用強(qiáng)度等級(jí)42.5普通硅酸鹽水泥,新鮮無(wú)結(jié)塊,經(jīng)強(qiáng)度試驗(yàn)和安定性試驗(yàn)合格后才進(jìn)行使用。 (2)水:采用飲用水。 3.2 施工技術(shù)保證措施 (1)編制施工方案,向操作工人進(jìn)行施工技術(shù)交底。 (2)水泥漿嚴(yán)格按設(shè)計(jì)指標(biāo)控制,拌好的水泥漿保持不產(chǎn)生離析。 (3)成樁過(guò)程嚴(yán)格控制預(yù)拌下沉和提升的速度,速度誤差控制在±100mm/min范圍內(nèi);嚴(yán)格控制用漿量、噴漿壓力,噴漿做到均勻、連續(xù)、不斷漿,確保樁身攪拌均勻。 (4)當(dāng)水泥漿液到達(dá)出漿口后噴漿攪拌30s,在水泥漿與樁端土體充分?jǐn)嚢韬?,再開(kāi)始提升攪拌鉆頭。 (5)樁與樁的搭接時(shí)間不大于24h,如間歇時(shí)間過(guò)長(zhǎng),采取鉆孔留出榫頭或局部補(bǔ)樁、注漿等措施。 (6)施工時(shí)因故停噴灰漿時(shí),將攪拌鉆頭下沉至停漿點(diǎn)以下0.5m,待恢復(fù)供漿時(shí),再噴漿提升;停機(jī)時(shí)間超過(guò)3h,立即安排清洗管路。 (7)所使用的水泥都經(jīng)過(guò)篩分。拌制水泥漿液的水泥用量、泵送漿液的時(shí)間攪拌鉆頭提升的速度和攪拌次數(shù)等應(yīng)專人記錄;噴漿量及攪拌深度采用經(jīng)計(jì)量部門認(rèn)證的監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行自動(dòng)記錄。 (8)當(dāng)樁身強(qiáng)度及尺寸達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí),采用復(fù)噴的方法進(jìn)行彌補(bǔ)。復(fù)噴攪拌次數(shù)視具體情況采取一次噴漿或一次攪拌二次噴漿,且最后一次提升攪拌鉆頭采用慢速提升。 (9)當(dāng)預(yù)拌下沉遇有塊石等障礙物時(shí),在排除塊石等障礙物并填平土坑后重新進(jìn)行預(yù)拌下沉施工。 (10)安排專人定期檢查攪拌頭,當(dāng)檢查發(fā)現(xiàn)攪拌頭被軟粘土包裹時(shí),及時(shí)進(jìn)行清除。攪拌頭直徑磨耗量超過(guò)10mm時(shí),及時(shí)予以更換。 3.3 質(zhì)量控制措施 (1)施工前認(rèn)真檢查水泥的質(zhì)量、樁位、攪拌機(jī)工作性能、各種計(jì)量設(shè)備(水泥流量計(jì)及其它計(jì)量裝置)完好程度。 (2)施工過(guò)程中加強(qiáng)質(zhì)量檢查,檢查重點(diǎn)是:水泥用量、樁長(zhǎng)、攪拌鉆頭提升速度、復(fù)攪次數(shù)、深度、停漿處理方法等。 (3)施工結(jié)束后檢查樁體強(qiáng)度、樁體直徑及防滲效果。根據(jù)檢查出的不合格樁的位置和數(shù)量等具體情況,分別采取復(fù)噴、補(bǔ)樁或加強(qiáng)鄰樁等措施。 (4)水泥土攪拌樁質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《水泥土攪拌樁隔水帷幕質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定。水泥土攪拌樁的質(zhì)量控制貫穿于施工的全過(guò)程,施工過(guò)程中做到隨時(shí)檢查施工記錄和計(jì)量計(jì)錄,并對(duì)照《水泥土攪拌樁隔水帷幕質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定對(duì)每根樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。 4、檢測(cè)結(jié)論與隔水效果 4.1 檢測(cè)結(jié)論 本工程水泥土攪拌樁經(jīng)專業(yè)檢測(cè)單位采取地質(zhì)鉆探、野外原位測(cè)試和室內(nèi)試驗(yàn)等綜合地質(zhì)勘察方法進(jìn)行檢測(cè)。樁芯抽樣檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果為:樁體膠結(jié)良好,攪拌均勻,樁芯堅(jiān)硬完整,樁芯單軸平均抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 鉆孔注水試驗(yàn),檢驗(yàn)樁體防滲效果。本工程做鉆孔注水試驗(yàn)8段,在樁身上半段和下半段各做了一次注水試驗(yàn),1~2個(gè)小時(shí)內(nèi)注入鉆孔水位無(wú)變化,攪拌樁的防滲性良好,經(jīng)攪拌處理后形成的隔水帷幕防滲體屬微透水~極微透水性。 樁芯檢測(cè)和注水試驗(yàn)結(jié)果表明,本次施工完成的水泥土攪拌樁攪拌較均勻,土層經(jīng)處理后透水性極低,已形成良好的防滲體,攪拌樁整體質(zhì)量達(dá)到良好。 4.2 隔水效果 在隨后進(jìn)行的基坑開(kāi)挖及基礎(chǔ)施工中,基坑底共設(shè)四個(gè)集水井,每個(gè)集水井一臺(tái)潛水泵抽排1mis即可排干集水井中集水。盡管遇到了較長(zhǎng)的雨季施工,基坑邊坡未發(fā)生坍塌,始終處于穩(wěn)定狀態(tài),保證了泵站基礎(chǔ)工程施工的順利進(jìn)行和整體工程的按期竣工。實(shí)踐證明,本工程采用深層攪拌法施工的隔水帷幕墻施工質(zhì)量良好,防滲隔水效果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 5、技術(shù)探討與改進(jìn) 5.1 設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)探討與改進(jìn) (1)基坑底管涌形成: 板橋泵站基坑開(kāi)挖至基底時(shí),靠學(xué)府路與港灣大道交匯方向的基坑底出現(xiàn)了較為嚴(yán)重管涌。根據(jù)當(dāng)時(shí)施工情況分析,設(shè)計(jì)的攪拌樁端高程略低于出現(xiàn)管涌基坑面高程,帷幕外地下水在基坑外邊坡土體壓力下,從水泥土攪拌樁端向基坑內(nèi)流動(dòng)卸壓而形成管涌。 (2)施工處理方法: ①在基坑坡腳打木樁,然后在木樁與坡面間堆置砂包,穩(wěn)定坡腳。 ②在發(fā)生管涌區(qū)域拋石反壓,不可隨意清挖。 (3)改進(jìn)建議: 水泥攪拌樁長(zhǎng)度要根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)確定,類似上述淤泥層,樁端深度應(yīng)比基底面低3~5m。 5.2 施工參數(shù)探討與改進(jìn) (1)水泥攪拌樁的強(qiáng)度與土層的關(guān)系 在開(kāi)挖出水池基礎(chǔ)時(shí),其邊坡處在水泥攪拌樁位置,根據(jù)挖開(kāi)土層觀察,不同土層的水泥攪拌樁強(qiáng)度相差較大,砂粘土地層強(qiáng)度高,砂層和淤泥層強(qiáng)度低。 (2)原因分析: 不同土層的水泥攪拌樁強(qiáng)度與其施工參數(shù)密切相關(guān),砂層噴漿壓力最小,淤泥質(zhì)土壓力最大。 (3)改進(jìn)建議: 水泥攪拌樁全面施工之前應(yīng)試樁,要根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造確定并及時(shí)調(diào)整噴漿壓力及提升速度等技術(shù)參數(shù)。
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