摘? 要:隨著我國鐵路行業(yè)的不斷發(fā)展,人們對地下空間的開發(fā)利用日益重視,伴隨而來的是深基坑工程的逐漸增多。研究發(fā)現(xiàn)三軸水泥攪拌樁止水帷幕技術(shù)由于具有顯著的特征優(yōu)勢和良好的社會效益,近年來被廣泛推廣使用?;诖?,本文針對其應(yīng)用于富水含砂層的深基坑中時,所面臨的水危害,創(chuàng)造安全、干燥的作業(yè)環(huán)境等問題進(jìn)行了分析,以供參考。
關(guān)鍵詞:三軸水泥攪拌樁;深基坑;止水帷幕技術(shù)施工運(yùn)用
中圖分類號:TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A? ? 文章編號:2096-6903(2020)12-0000-00
1 工程概況
新建城際鐵路聯(lián)絡(luò)線一期工程站前3標(biāo)正線起止里程DK35+770~DK40+300,全長4.53km,位于北京大興區(qū),主要項目包含榆安一、二號隧道及新航城地下車站,其均采用明挖法施工。其中隧道工程全長3.43km,基坑開挖深度22.0~24.0m,寬度14.2m~15.7m。明挖基坑采用放坡與圍護(hù)樁+鋼支撐復(fù)合支護(hù)體系,排樁外側(cè)布置φ850@600mm的止水帷幕,樁長11~22m不等。
2 地質(zhì)水文條件
沿線地層為第四系全新統(tǒng)(Q4)與上更新統(tǒng)(Q3)沖積地層。主要為軟塑-硬塑狀粉質(zhì)黏土和稍密實的粉土、粉砂。主要河流有龍河、天堂河。地下水為第四系孔隙潛水,水位埋深11.8~22.2m,季節(jié)性變幅3~5m。主要補(bǔ)給來源為地面河流和雨季降水[1]。主要土層厚度及地質(zhì)特征如表1。
3 研究意義
結(jié)合國內(nèi)外施工現(xiàn)狀,三軸水泥攪拌樁以成熟的工藝技術(shù)被廣泛應(yīng)用于深基坑止水帷幕施工中。本項目由于線路長,基坑深,地下潛水豐富,粉砂層分布廣,滲透系數(shù)大,因此對明挖深基坑安全、干燥的環(huán)境要求高,三軸水泥攪拌樁止水帷幕的技術(shù)優(yōu)勢和截水效果是否依然滿足施工要求,值得深究。
4 施工工藝
止水帷幕采用漿液攪拌樁,緊貼圍護(hù)樁外邊緣打設(shè)。總體施工工藝采用步履式攪拌樁機(jī)兩攪兩噴,套接一孔施工法[2]。順序簡圖如圖1所示。
(1)平整場地。清除樹根等雜物,挖除土堆土坎,采用黏性土分層回填夯實整平。
(2)測量放線。采用GPS每20根樁測放一次樁位,由人工配合挖機(jī)開挖導(dǎo)向溝槽,區(qū)間樁位采用拉線排布的方式準(zhǔn)確定位。
(3)樁機(jī)就位、對中。樁架到達(dá)指定樁位,鉆頭中心對準(zhǔn)設(shè)計樁位,偏差不大于50mm。吊錘檢查調(diào)整鉆桿垂直度,偏差不大于1%。
(4)制備水泥漿。水泥漿采用自動拌漿系統(tǒng),隨用隨拌。檢測合格后過篩倒入儲料桶中,不得離析。
(5)預(yù)攪噴漿下沉。噴樁機(jī)沿導(dǎo)向架自上而下旋轉(zhuǎn)噴漿切土下沉,嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度與噴漿量,使水泥漿和原地基土充分?jǐn)嚢杈鶆颍敝翗兜讟?biāo)高[3]。
(7)噴漿、攪拌、提升。水泥攪拌樁機(jī)于設(shè)計樁底原位噴漿30s后,鉆頭反向邊噴漿、邊旋轉(zhuǎn)、邊提升,至樁頂50cm后,繼續(xù)噴漿30s,停止噴漿,當(dāng)鉆頭提升至距離地面1m時,慢速提升,如表2。
(8)清洗、結(jié)束移位儲料桶中注入適量清水,清洗全部管路和攪拌頭,干凈后,移至下一樁位。
5 質(zhì)量控制要點(diǎn)
在復(fù)雜的地質(zhì)水文條件下,保證明挖深基坑具有安全、干燥的作業(yè)環(huán)境,對三軸攪拌樁止水帷幕的成樁質(zhì)量提出了更高要求[4]。
(1)正式施工前,通過試樁確定施工工藝參數(shù),鑒于富水含砂層的存在,水泥摻量提高至18%。
(2)準(zhǔn)確定位放線,嚴(yán)格控制樁機(jī)鉆桿垂直度,保證樁間有效搭接;
(3)嚴(yán)格按照試樁確定的工藝參數(shù)組織施工,重點(diǎn)管控水泥漿配合比、噴漿壓力和噴漿量、鉆機(jī)提升與旋轉(zhuǎn)速度等,不得隨意更改;
(4)配置好的漿液放置時間不得超過2h,相鄰攪拌樁時間間隔不超過12h;
(5)施工過程連續(xù)不間斷,直至成樁,避免出現(xiàn)冷縫,因故停漿時,將鉆頭下沉至停漿面以下0.5m;
(6)施工過程中,隨時記錄噴漿壓力、噴漿量、提升速度等工藝參數(shù)的變化,發(fā)現(xiàn)噴漿量不足時,整樁復(fù)打。
6 成樁質(zhì)量檢驗
(1)成樁7d后淺部開挖樁頭,深度超過停漿面下0.5m,目測檢查攪拌的均勻性,量測成樁直徑。
(2)成樁28d后,采用雙管單動取樣器在咬合搭接處、樁長范圍內(nèi)垂直鉆孔取芯,觀察樁體完整性、均勻性,截取芯樣檢測無側(cè)限抗壓強(qiáng)度,檢驗數(shù)量為總樁數(shù)的2%,且不少于3根。
7 效果分析
三軸攪拌樁成樁28d后,開挖至樁頂標(biāo)高,鉆取芯樣進(jìn)行檢測,其強(qiáng)度指標(biāo)和滲透性指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。為檢驗止水帷幕基坑外側(cè)水流的隔斷效果,基坑開挖前進(jìn)行一次抽水試驗[5]。
抽水試驗時,坑內(nèi)設(shè)置9口降水井,坑外設(shè)置4口觀察井。具體如圖2所示。
(1)工況1:開啟J4、J6降水井,J3、J5、J7和G1~G4作為觀察井,觀察72h水位變化情況,圖3中記錄了G2、J3、J4的水位變化情況,可見J4水位明顯下降,J3雖水位下降,但最終高于J4。G2觀察井位于坑外,下降速度明顯緩慢,最終水位也遠(yuǎn)高于坑內(nèi)降水井。由此說明,止水帷幕發(fā)揮了顯著的隔水作用。
(2)工況2:開啟J1、J3、J5、J7、J9降水井,J2、J4、J6和G1~G4作為觀察井,72小時后,坑外觀察井最終水位明顯高于坑內(nèi)。
(3)工況3:停止降水,取G2和J4作為觀察井,觀察72h水位變化情況(見圖3),G2水位恢復(fù)平緩,J4雖緩慢提升,但最終水位明顯低于坑外的G2觀察井。再次證實了止水帷幕的截水作用。
后續(xù)基坑開挖后,坑壁無任何滲漏點(diǎn),進(jìn)一步驗證了三軸攪拌樁止水帷幕對坑外水流的隔斷效果。
8 總結(jié)
工程實踐證明,在鐵路富水含砂地質(zhì)明挖深基坑施工中采用三軸攪拌樁止水帷幕施工技術(shù),能有效解決坑外地下水的截水問題,創(chuàng)造安全、干燥的施工條件,通過此次成功應(yīng)用,不僅再次驗證了其顯著的技術(shù)特征,也為明挖深基坑大力推廣使用三軸攪拌樁止水帷幕技術(shù)提供了寶貴經(jīng)驗。
參考文獻(xiàn)
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[3]龔曉南.深基坑工程設(shè)計施工手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998.
[4]李學(xué)松.三軸深層攪拌樁止水帷幕技術(shù)應(yīng)用淺析[J].企業(yè)科技與發(fā)展,2018(5):189-190+193.
[5]郭勇.三軸深層攪拌樁止水帷幕在鄭州地鐵深基坑中的應(yīng)用[J].廣東土木與建筑,2012,19(1):15-16+5.
收稿日期:2020-10-11
作者簡介:葛小勇(1986—),男,河北保定人,本科,工程師,研究方向:鐵路。