復(fù)雜地質(zhì)條件下成槽工藝

1、復(fù)雜地質(zhì)條件下地連墻成槽工藝陳海列朱汪來摘要：文章闡述了地質(zhì)情況為回填積砂石，且地連墻要求穿過相臨沉箱基 床拋石的情況下，進行的地連墻施工，施工的重點與難點為地連墻成槽施 工。施工中采取了一些有效的措施，克服了施工難點，為以后類似工程具 有借鑒意義。關(guān)鍵詞：地連墻旋噴樁成槽1工程概況秦皇島港煤一期擴容工程需拆除原煤一期四個沉箱，為防止相臨的皮帶機 轉(zhuǎn)接塔基礎(chǔ)受到破壞，在拆除沉箱的背后施工圍護結(jié)構(gòu)。圍護結(jié)構(gòu)施工的 地質(zhì)情況主要為回填積砂石與相臨沉箱的拋石基床，由于地基土粘結(jié)力極 小，在此地質(zhì)情況下成槽施工時，通過基床極易造成地連墻槽內(nèi)與海水相 通，無法保證槽內(nèi)泥漿液面高于海平面高差，導(dǎo)致塌槽，為

2、地連墻成槽施 工帶來相當大的難度。施工中采取了高壓旋噴樁護壁、由小徑鉆頭到大徑 鉆頭成槽遞進等施工方法，克服了地連墻成槽施工極易坍孔及成槽施工難 于進尺等難題，順利的完成了秦皇島港煤一期擴容工程圍護結(jié)構(gòu)工程。2工程地質(zhì)情況本工程現(xiàn)場地質(zhì)情況十分復(fù)雜，主要為回填積砂石及拋填塊石?；靥?積砂石主要由卵石混中粗砂組成，為人工修建碼頭回填土，卵石一般粒徑 為317cm不等。拋填塊石為相臨沉箱的拋石基床，厚度為2.0m4.0m， 規(guī)格為10kg100kg。穿過基床拋石的地質(zhì)情況主要為圓礫及強風化到微風化混合花崗巖， 從現(xiàn)場施工情況看，混合花崗巖以中風化與微風化成分較多。3地連墻槽壁固化3.1槽壁固化施工

3、概況地連墻施工現(xiàn)場地表以下17米深度范圍內(nèi)為人工回填的卵石混中 粗砂層，地表17m至23m范圍內(nèi)為拋石及礫石層。地連墻成槽時，由 于拋石層與海水相通，槽內(nèi)漏漿嚴重無法保證泥漿液面高于地下水位（地 下水位與海平面基本一平），且卵石混中粗砂層非常松散，成槽機械的震 動極易造成地連墻槽壁坍塌，難以成槽。為此，擬采用高壓旋噴固壁方案， 即在地連墻兩側(cè)利用勘探鉆機鉆孔，高壓旋噴樁機打設(shè)連續(xù)的高壓旋噴 樁，將地連墻兩側(cè)的中粗砂固化形成水泥砂漿護壁，以保證地連墻槽內(nèi)即 使漏漿也不會造成塌孔。3.2試驗樁旋噴樁施工前在同地質(zhì)情況的其他區(qū)域進行旋噴樁樁徑的試驗工作， 要求試驗樁高度為6.0m，數(shù)量為2根。要求待

4、試驗樁水泥漿強度達到5Mpa 后挖出試驗樁，根據(jù)兩根試驗樁樁徑的平均值確定旋噴樁孔距。3.3 鉆孔根據(jù)試驗結(jié)果在導(dǎo)墻上布設(shè)鉆孔孔位，要求孔位中軸線距地連墻邊的 距離為旋噴樁的半徑，并要求樁與樁間重疊20cm （增加旋噴樁連接的連續(xù)徑半樁噴旋單號孔地連墻邊線孔位布置中軸線.1 |200）m雙號孔旋噴樁孔位布置示意圖性）。鉆孔施工順序要求先施工單號孔后利用雙號孔擴孔。采用大扭矩、大提升力的正循環(huán)旋轉(zhuǎn)式勘探鉆機進行鉆孔，孔徑可 在？ 65 mm 100mm之間，在導(dǎo)墻外平行于孔位軸線位置設(shè)置泥漿循環(huán) 槽，并利用泥漿泵與鉆機鉆桿連接形成泥漿循環(huán)，通過泥漿循環(huán)將砂礫等 沉淀、清除。鉆機根據(jù)孔位布置駐位并

5、加固，控制鉆桿的垂直度（盡量控 制在0.5%以內(nèi)）。鉆孔過程中要求進行施工記錄，并通過安裝鉆桿的數(shù)量 與長度控制鉆孔的深度。3.4旋噴樁施工3.4.1水泥漿配置及攪拌高壓旋噴注漿主要材料為水泥和速凝劑，水泥宜采用P.O32.5R水泥， 水灰比為1： 1，速凝劑采用氯化鈣，摻量為水泥用量的2%。采用泥漿攪 拌機進行水泥漿攪拌，攪拌時間不少于90s。水泥漿應(yīng)過篩使用，采用高 壓水泥漿泵及？ 40泥漿管與高壓旋噴樁機連接。要求定期檢測水泥漿密導(dǎo)墻地連墻槽壁固化平面圖地連墻槽壁固化斷面圖度，控制水泥漿的比重在1.5kg/cm3左右，并要求水泥漿自攪拌開始至使用 結(jié)束的時間不超過4小時。3.4.2高壓旋

6、噴注漿旋噴注漿前先進行水泥漿噴射試驗，然后將高壓旋噴樁機按鉆孔的位 置駐位、下噴管。旋噴注漿要求自下而上提升噴管，要求控制旋噴樁機的 旋轉(zhuǎn)速度為22轉(zhuǎn)/分，旋噴泵壓力為2224Mpa，其旋噴管提升速度為 2025cm/min。待旋噴管提升到要求標高后施工結(jié)束。4地連墻成槽施工4.1工藝流程針對地連墻成槽施工進尺十分困難，沖擊式鉆機進行地連墻單孔施 工時，采用由小直徑鉆頭施工向大直徑鉆頭施工循序漸進的方法成孔。利 用泵舉反循環(huán)沖擊式鉆機進行成槽施工，成槽的方法同樣采用小規(guī)格鉆頭 到大規(guī)格鉆頭循序漸進的方法進行施工。工藝流程為：孔位布 一 600mm鉆頭成單孔 800mm鉆頭 成單孔叩1100mm

7、鉆頭成單孔800mm X 800mm鉆頭成槽 k1100mm X 1100mm鉆頭成槽清槽4.2沖擊式鉆機成單孔施工 4.2.1 鉆機駐位采用CZ30型沖擊式鉆機進行單孔施工，由于鉆機震動荷載較大，采 用大型號的型鋼制成井字梁作底盤，并在底盤上加設(shè)螺栓固定鉆機。調(diào)整 鉆頭中心對準孔位中心，將鉆機支腿固定。4.2.2泥漿配置與循環(huán)泥漿配置的原材料包括：膨潤土、純堿、羧甲基纖維素(CMC)以及 其他摻合料，拌和用水采用施工淡水。膨潤土選用含黑山膨潤礦生產(chǎn)的納 級膨潤土，泥漿配合比需經(jīng)試驗確定。泥漿攪拌采用自制螺旋漿式攪拌機， 投料前需將純堿、CMC和其他摻合料溶解。拌制好的泥漿在泥漿池儲存， 靜置

8、24小時以上方可使用。泥漿的輸送采用兩臺立式泥漿泵從儲蓄池內(nèi)抽漿，通過泥漿管線輸送 到成槽地點。儲蓄池在現(xiàn)場挖基坑并用磚砌結(jié)構(gòu)做壁，內(nèi)側(cè)抹砂漿及底板 澆筑C15地坪用于防滲。泥漿管線采用 150mm的塑料管，并配置幾個橡 膠接頭管用于管線轉(zhuǎn)彎。泥漿的輸送設(shè)專門的電閘開關(guān)并由專人負責開啟 與關(guān)閉，在導(dǎo)墻外挖泥漿回流溝將掏出的泥渣循環(huán)到泥漿沉淀池，并將泥 漿回收將殘渣清除。配置的泥漿應(yīng)滿足以下要求：分 類允許范圍及要求檢測方法粘 度1822 500mL700mL漏斗法重 度1.051.2KN/m3泥漿比重計失水量30mg/30min失水量儀泥 皮1mm/30min3mm/30min失水量儀靜切力1

9、pa2pa靜切力儀穩(wěn)定性0.02g/cm3500mL量筒PH值89PH試紙4.2.3鉆孔先利用 600mm小規(guī)格鉆頭進行施工，要求鉆頭重量不宜小于2.5t， 鉆頭頂部利用0 40鋼板制成“十”字錐頭（以利于破碎塊石與圓礫），通 過掏渣筒將泥渣倒至泥漿回流溝形成循環(huán)。由于沖擊鉆震動較大，相臨槽 段的單孔施工不宜同時進行。采用 600mm規(guī)格鉆頭施工到底標高后，再 通過 800mm規(guī)格鉆頭及 1100mm規(guī)格鉆頭依次擴孔，擴孔到地連墻底 標高后進行成槽施工。4.3成槽機成槽4.3.1成槽施工地連墻單孔施工完后，其孔位間未施工到的區(qū)域利用反循環(huán)沖擊式鉆 機施工。成槽機成槽施工先采用800mmX 80

10、0 mm的鉆頭破單孔間小墻， 后利用800mmX 800 mm的鉆頭成槽。泥漿通過泥漿泵輸送到槽內(nèi)，再由 噴導(dǎo)管將帶殘渣的泥漿噴出形成循環(huán)。根據(jù)地連墻的高度確定噴導(dǎo)管的長 度，并在單孔施工完后安裝噴導(dǎo)管，噴導(dǎo)管底部要焊接三角齒以便插在槽 底固定，頂部則通過鉆機平臺控制其位置。安裝好的噴導(dǎo)管要求垂直度盡 量控制在1%以內(nèi)，在成槽施工過程中隨時校正其垂直度滿足要求。施工 過程中要求經(jīng)常提動噴導(dǎo)管，以防止大粒徑塊石等堵塞。4.3.2清槽當成槽施工到設(shè)計標高時，置換泥漿清槽。置換泥漿前停止鉆頭上下 提動，利用噴導(dǎo)管將混有殘渣的泥漿噴出回流到泥漿沉淀池，再通過泥漿 泵將泥漿輸送到泥漿置換池，同時降低泥漿的比重到1.2KN/m3以下，再循 環(huán)到槽內(nèi)。邊清槽邊檢測沉渣厚度，待沉渣厚度W20cm后清槽結(jié)束、驗槽。 5成槽施工中遇到的問題及采取的措施當施工到塊石層時，由于此層與海相通槽內(nèi)漏漿后泥漿液面會驟然下 降，直接影響成槽施工。發(fā)現(xiàn)漏漿后的止?jié){措施為向孔內(nèi)投放碎磚頭與碎 石塞堵塊石間空隙，后將紅粘土與稻草拌合制成的泥團投入到孔內(nèi)，并利 用鉆頭將泥團夯實，停置12小時后重新進行鉆孔施工。為減少塊石層的 泥漿流失，盡量使用比重較大的泥漿，可采用在泥漿中投入水泥與氯化鈣（速凝劑）以增加泥漿的比重。若發(fā)現(xiàn)塊石層漏漿非常