地下连续墙在冲积层施工预加固结构及施工方法

技术领域

本发明属于地下连续墙施工技术领域，涉及深基坑防渗体工程中地下连续墙施工预加固结构，特别是涉及地下连续墙在冲积层施工预加固结构及施工方法。

背景技术

深大基坑是伴随着现代大型基础工程建设发展起来的。目前，在各国的深大基坑建设中，地下连续墙工法已普遍应用于水利、水电、矿山、建筑、城市地铁、减灾防灾、环境保护等领域，取得了显著的社会效益和经济效益。但是在地下连续墙施工中常常遇见复杂冲积层地层，该类地层遇水易液化，自稳能力差，在地下连续墙施工中极易造成孔壁失稳坍塌、固壁浆液流失、导向槽塌陷、设备倾覆等事故，尤其是在超深地下连续墙成槽施工时，此类地层危害尤为巨大。

事故一旦发生，不仅直接对施工人员、施工设备及槽壁安全造成极大影响，甚至出现严重安全事故，而且事故处理无限期地延长了地下连续墙施工周期，严重影响施工正常进度，对后续工序产生重大工期影响，成本、投资大幅增加。

地下连续墙施工出现事故后一般采用“回灌法”、“填充法”进行处理。常用的“回灌法”针对槽段内浆液渗漏进行固壁浆液持续回灌，固壁浆液逐渐形成泥皮堵漏，该方法对轻微渗漏实用性较强，但浆液浪费大，容易造成环境污染；“填充法”处理实用性较强，但施工效率极低；一般情况下，地下连续墙施工中槽壁坍塌事故基本出现在导墙底部至槽内上部软弱地层，常规的“填充法”针对槽孔出现塌槽、漏失地层区域的处理方式为充填粘性料，利用成槽设备反复挤压密实，使槽段形成稳定孔壁，往往一个漏失侧限坍塌区域，不仅需将已开挖完成的槽段部位全部填充至超过导墙部位，且需反复对填充料进行挤压密实，这对超深超厚地下连续墙(墙厚1.0m及以上，深度40m级以上)施工极其不利，且在后续挖槽过程中容易对已加固槽壁产生二次扰动，诱发二次坍塌事故。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能确保地下连续墙安全、高效、环保施工的结构及施工方法，用于解决现有技术中超厚超深地下连续墙在遇水液化，浆液漏失，槽壁易塌陷等冲积层及其他复杂地层中进行地下连续墙施工极易造成孔壁失稳坍塌、固壁浆液流失、导向槽塌陷、设备倾覆等事故的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供地下连续墙在冲积层施工预加固结构，包括地下连续墙和沿地下连续墙轴线相对设置的导墙，所述导墙下方沿导墙中心轴线设有若干个均匀设置的密集封闭式排桩，所述密集封闭式排桩与导墙一体浇筑，若干个所述密集封闭式排桩形成排桩墙。

优选的，所述地下连续墙的厚度为0.4～2.5m，地下连续墙的深度为0～140m。

优选的，所述导墙为双L型结构，所述导墙在挡土侧的厚度为地下连续墙厚度的1/3～1/2，导墙在基坑侧的厚度与导墙在挡土侧的厚度相同或比导墙在挡土侧的厚度少10cm，导墙的高度与地下连续墙厚度相同但不得小于0.8m，导墙底部的长度为地下连续墙厚度的2/3但不得小于0.6m。

优选的，所述密集封闭式排桩的桩径不小于550mm，任意相邻两个密集封闭式排桩之间的中心间距不大于400mm，任意相邻两个密集封闭式排桩之间通过咬合形成排桩墙。

优选的，所述排桩墙的顶部超出导墙底部的高度为导墙高度的1/3～1/2。

优选的，两个所述导墙之间连接有若干根支撑杆，任意相邻两根支撑杆之间的竖向间距为导墙高度的2/3，任意相邻两根支撑杆之间的水平间距为导墙高度的2倍。

地下连续墙在冲积层施工预加固结构的施工方法，包括以下步骤：

A、地层预判及加固深度确定；

B、技术准备；

C、施工准备：场地整平后，测放出地下连续墙的轴线及导墙的中心轴线，沿导墙中心轴线按照设计间距布置排桩孔；

D、钻孔；

E、钻喷一体成桩；

F、桩顶凿除及浇筑；

G、回填、夯实：对导墙背后的开挖范围内进行回填和夯实。

优选的，所述步骤E中，钻喷一体成桩工艺的具体操作流程为：桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进，打开高压注浆泵，边钻边喷水泥浆至设计深度→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复正循环钻进，打开高压注浆泵，边钻边喷水泥浆至设计深度→反循环提钻并喷水泥浆至地表→达到设计水泥浆液注入量后成桩结束→施工下一根桩。

优选的，所述步骤F中，桩顶凿除及浇筑的具体方法为：在导墙土方开挖后进行清凿排桩墙桩头，采用小型挖机配合人工轻轻地挖除桩顶浮浆，距设计桩顶预留的200mm保护层时采用钢钻或其他小型钻具人工凿除平整，清理后的排桩墙与导墙用水泥浆一体浇筑形成整体结构。

优选的，所述注浆泵采用UBJ-18型灌浆泵，泵送能力不小于20L/min；所述设计水泥浆液注入量为加固土体天然土质量的15％～40％。

如上所述，本发明的地下连续墙在冲积层施工预加固结构及施工方法，具有以下有益效果：

1、本发明中，与常规地下连续墙施工过程中对遇水液化，浆液漏失，槽壁易塌陷等冲积层及其他复杂地层中处理工艺相比较，本发明采用地下连续墙在冲积层施工预加固结构，通过密集排桩墙，针对不同的地层，排桩墙布置密度、深度不同，排桩墙起到减小支护结构的内力的作用，能够防止导墙水平位移、地面沉降及槽底隆起，并能防止槽内土体破坏及流土现象。提高地层整体性，预防、减少甚至避免地下连续墙施工中槽壁坍塌、漏浆、管涌等事故发生，以达到地下连续墙施工槽壁固壁保护的目的，提高成槽工效，为地下连续墙施工质量及稳定性提供了可靠保障。

2、本发明中，该结构预防、减少甚至避免了地下连续墙施工中槽壁塌陷、浆液漏失、管涌等事故发生，减少甚至避免了因事故处理造成的大量资源浪费，节约了施工成本。

3、本发明中，该结构的采用，使得施工快速、安全可靠，加快了施工进度，降低了施工成本。

4、本发明中，该结构适用于超厚超深地下连续墙施工。

附图说明

图1显示为本发明的平面结构示意图。

图2显示为A-A剖面的结构示意图。

元件标号说明

1-地下连续墙，2-导墙，3-密集封闭式排桩，4-排桩墙，5-挡土侧，6-基坑侧，7-支撑杆。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参阅图1-2

实施例1

本发明提供地下连续墙在冲积层施工预加固结构，包括地下连续墙1和沿地下连续墙1轴线相对设置的导墙2，所述导墙2下方沿导墙2中心轴线设有若干个均匀设置的密集封闭式排桩3，所述密集封闭式排桩3与导墙2一体浇筑，若干个所述密集封闭式排桩3形成排桩墙4。

本实施例使用时，密集封闭式排桩3与导墙2一体建筑可以对软弱土地进行有效加固，同时，确保导墙2的位移满足设计要求。排桩墙4的形成可以起到减小支护结构的内力的作用，避免导墙2水平位移、地面沉降及槽底隆起，并能防止槽内土体破坏及流土现象。提高地层整体性，预防、减少甚至避免地下连续墙1施工中槽壁坍塌、漏浆、管涌等事故发生，以达到地下连续墙1施工槽壁固壁保护的目的，提高成槽工效，为地下连续墙1施工质量及稳定性提供了可靠保障。

作为上述实施例的进一步描述，所述地下连续墙1的厚度为0.4～2.5m，地下连续墙1的深度为0～140m。

本实施例使用时，地下连续墙1的厚度为1.4m，地下连续墙1的深度为70m，用作深基坑支护墙。地下连续墙1的厚度和深度可以根据实际地质情况进行确定。

作为上述实施例的进一步描述，所述导墙2为双L型结构，所述导墙2在挡土侧5的厚度可根据不同成槽设备需求设计为地下连续墙1厚度的1/3～1/2，导墙2在基坑侧6的厚度与导墙2在挡土侧5的厚度相同或比导墙2在挡土侧5的厚度少10cm，导墙2的高度与地下连续墙1厚度相同但不得小于0.8m，导墙2底部的长度为地下连续墙1厚度的2/3但不得小于0.6m。

本实施例使用时，所述导墙2为钢筋混凝土导墙2，导墙2可以常承受钢筋笼、浇注砼用的导管、钻机等静、动荷载的作用，保证地下连续墙1位置准确和成槽质量。

本实施例中，导墙2在挡土侧5的厚度为0.55m，导墙2在基坑侧6的厚度为0.45m，导墙2的高度为1.4m，导墙的长度为0.93m。

作为上述实施例的进一步描述，所述密集封闭式排桩3的桩径不小于550mm，任意相邻两个密集封闭式排桩3之间的中心间距不大于400mm，任意相邻两个密集封闭式排桩3之间通过咬合形成排桩墙4。所述排桩墙4的顶部超出导墙2底部的高度为导墙2高度的1/3～1/2。

本实施例使用时，密集封闭式排桩3的施工孔深即排桩墙4嵌入土体深度根据实际地质条件及宽大深基坑开挖深度综合进行确定，一般要求进入全风化岩层不小于3m。所述排桩墙4顶部超出导墙2底部50cm的高度，后期经墙顶处理后与导墙2一体浇筑，在加固地下连续墙1孔壁的同时，后期与地下连续墙1一起作为宽大深基坑支护结构发挥作用，同时还可以防止槽内泥浆渗入导墙2后面。

作为上述实施例的进一步描述，两个所述导墙2之间连接有若干根支撑杆7，任意相邻两根支撑杆7之间的竖向间距为导墙2高度的2/3，任意相邻两根支撑杆7之间的水平间距为导墙2高度的2倍。

本实施例使用时，支撑杆7的设置可以保持土地的稳定性。

实施例2

地下连续墙在冲积层施工预加固结构的施工方法，包括以下步骤：

A、地层预判及加固深度确定；根据设计地质勘探资料，仔细分析施工区域不同地层土的物理性质和化学性质，针对液性指数大于1.0的触变性及流变性较大的黏土层，含丰富地下水的砂性土层，地下水丰富且连通、透水性很大的卵粒石地层区域进行预加固处理，加固深度依据上述不良地质的深度确定，施工参数依据现场试验后实施。

B、技术准备；包括熟悉、审查图纸及有关设计文件，了解、贯彻设计意图；掌握地层结构、土层厚度、土的性质与类别、土的承载力、土的渗透性等，在有关施工区域地质情况不详或在施工时发现与已知的地质条件不一致时，则需进行补充地质勘探以确定真实地质情况；地下水的性质、含水层厚度、地下水最高和最低水位等；对施工过程中的关键工艺、关键工序及安全风险等对作业人员进行详细交底，并做好交底记录。

C、施工准备：场地整平后，测放出地下连续墙1的轴线及导墙2的中心轴线，沿导墙2中心轴线按照设计间距0.4m布置排桩孔(其中，排桩孔两孔之间设计间距根据成孔直径确定，设计间距需保证相邻两孔搭接厚度不小于1/3成孔孔径。)，桩位布置与设计图误差不大于2cm。桩孔中心采用红油漆及钢筋进行标记定位，成桩设备就位。

D、钻孔；为提高施工效率，选用具有正向钻进，反转提升的功能搅拌桩机进行成孔施工，孔径为Φ550mm。钻孔垂直度偏差不超过0.5％。搭接成壁的桩需保证连续施工，相邻密集封闭式排桩施工间隔时间不超过24小时。

E、钻喷一体成桩；

F、桩顶凿除及浇筑；

G、回填、夯实：对导墙2背后的开挖范围内进行回填和夯实。回填、夯实后的压实度不小于0.9，不可使用垃圾及其他透水材料回填。在排桩墙4及导墙2未达到设计强度之前，禁止任何重型机械和运输设备行驶。导墙2上部钢筋与路面钢筋连接，以防成槽过程中导墙变形。

作为上述实施例的进一步描述，所述步骤E中，钻喷一体成桩工艺的具体操作流程为：桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进，打开高压注浆泵，边钻边喷水泥浆至设计深度→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复正循环钻进，打开高压注浆泵，边钻边喷水泥浆至设计深度→反循环提钻并喷水泥浆至地表→达到设计水泥浆液注入量后成桩结束→施工下一根桩。

本实施例使用时，水泥浆液制备采用YJ-150型搅拌机，容积为1.5m

本实施例中，水泥浆液注入量中的水泥掺量为加固土体天然土质量的25％。

作为上述实施例的进一步描述，所述步骤F中，桩顶凿除及浇筑的具体方法为：在导墙2土方开挖后进行清凿排桩墙桩头，采用小型挖机配合人工轻轻地挖除桩顶浮浆，距设计桩顶预留的200mm保护层时采用钢钻或其他小型钻具人工凿除平整，清理后的排桩墙4与导墙2用水泥浆一体浇筑形成整体结构。

综上所述，本发明与常规地下连续墙施工过程中对遇水液化，浆液漏失，槽壁易塌陷等冲积层及其他复杂地层中处理工艺相比较，本发明采用地下连续墙在冲积层施工预加固结构，通过密集排桩墙，针对不同的地层，排桩墙布置密度、深度不同，排桩墙起到减小支护结构的内力的作用，能够防止导墙水平位移、地面沉降及槽底隆起，并能防止槽内土体破坏及流土现象。提高地层整体性，预防、减少甚至避免地下连续墙施工中槽壁坍塌、漏浆、管涌等事故发生，以达到地下连续墙施工槽壁固壁保护的目的，提高成槽工效，为地下连续墙施工质量及稳定性提供了可靠保障。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。