樊洪波
(江苏鸿基节能新技术股份有限公司 210000)
近些年来,我国城市化的发展进程开始不断的加快,很多城市都开始了大规模建筑工程项目的施工活动,水泥土搅拌桩复合围护结构的应用程度开始逐渐的提升,但是其围护结构在深基坑工程项目的使用中仍旧存在着一些弊端,这些制约因素的存在抑制了各类施工技术效用的展现,无法继续开展地下空间的研发施工等工作。TRD工法等技术具有极强的施工能力,可以打造出高品质的成墙。
为了能深入的研究TRD等厚度水泥土搅拌墙工艺技术,本文以我国某一工程项目为例进行讲解。该工程项目主要包括3栋超高层住宅(2栋170m,1栋150m,局部三层地下室),1栋300m超高层办公楼(4F地下室),1栋260m超高层酒店式公寓(4F地下室)以及9层商业综合体(4F地下室)。4层地下室基坑底标高-20.95~-23.00m,基坑开挖深度为19.45~21.50m;电梯坑、集水坑再超挖 3.5~7m。
地址条件为表层杂填土,厚度约2m,埋深2~10m为淤泥质粉质黏土,埋深10~20m为粉质黏土夹粉土,埋深20~60m为粉细砂(局部夹粉土),埋深60~62m为强风化,62m以下为中风化。地下20m存在微承压水。
(1)墙厚700mm,深度约62m,入中风化0.5m,采用三工序成墙方法完成搅拌墙体施工,即切割箱钻至预定深度后,首先注入挖掘液先行挖掘一段距离,然后回撤至原处,再注入固化液向前推进搅拌成墙。
(2)挖掘液拌制采用钠基膨润土,每立方被搅拌土体掺入10%膨润土。固化液拌制采用42.5级普通硅酸盐水泥,水灰比1.0~1.5,水泥掺入量不小于25%。切削液由水、膨润土等混合而成,比率3~5%。要求水泥土28d无侧限抗压强度大于1.0MPa。
(3)墙垂直度偏差不大于1/250,墙位偏差不大于50mm,墙深偏差不得大于50mm。
(4)后续施工的TRD工法水泥土搅拌墙体应搭接已成型墙体不小于50cm,严格控制搭接区域的推进速度,使固化液与混合泥浆充分混合搅拌,确保搭接质量。由于等厚度水泥土搅拌墙切割箱直线掘进成墙,在转角位置需将切割箱提出,调整方向后重新向下切削到设计标高后。为保证接缝质量,施工时每到转角处都应向墙体外侧多施工1延米,形成“十”字形式的转角接头。
(5)TRD工法水泥土搅拌墙成墙搅拌结束后或因故停待,切割箱体宜远离成墙区域不少于4m,并注入高浓度的挖掘液进行临时退避养生操作,防止切割箱被抱死。成墙搅拌结束或施工至转角时,宜配置大吨位吊车起拔切割箱,时间应控制在4h以内,将切割箱分段拔出同时注入等体积的混合泥浆。
(6)因故搁置超过2h以上的拌制浆液,应作为废浆处理,严禁再用。
(7)TRD工法水泥土搅拌墙搭接施工的间隔时间不宜大于24h,当超过24h,搭接施工中必须放慢切割速度保证搭接质量。
首先,要开展测量放线的工作,对其沟槽进行挖掘的处理,启动钻机进行引孔,待其工序完成后,进行土体的回填工作,TRD主体机放置到适宜的施工位置上,对其桩机的水平以及垂直度进行校正和复核,设置好导向定位的钢板。
考虑到自身TRD入岩比较困难,需要有机械进行辅助施工。有三种措施可以辅助入岩:①采用成槽机+旋挖机辅助入岩的方式;②采用旋挖入岩的方式;③采用水钻孔引孔的方式。水钻孔引孔的方式是采用旋转的方式,对地下扰动较小,综合三种方案考虑,方案三更适合此项目。
钻机就位前,用挖机夯实枕木下的地基,并在枕木下铺设20mm厚的钢板,钻机每引孔一节钻杆,用水平尺校正磨盘一次,每进尺10m,钻机提升扫孔1~2次,确保磨盘水平、主钻杆垂直,利用钻机的引孔的垂直度来保证TRD的垂直度。
要拌制水泥浆液,将水泥浆也放松到回旋刀链的顶端位置上,将回旋回旋刀链锯切割土体所喷出的水泥浆液和土体进行搅拌,依照一定的施工顺序设计桩底的标高数值。
利用挖掘机沿止水帷幕中心线开挖深约4m、长约2m、宽约1m的预埋穴之后,用吊车将预埋箱吊放入预埋穴内。
TRD工法施工顺序自一端向另一端往复前进,每一循环前进长度为6m,往复三次成桩。
钻进的施工步骤如下:
第一步:在首段开挖位置挖一个切割箱预备槽,在槽内安放一节切割箱。桩机就位后下挖至切割头完全沉入土体,断开桩机与切割头的连接,移动切割头至预备槽位置将其中的切割箱节段与桩机相连,并提起切割箱,移动至切割头位置与其相连接。
第二步:继续下挖并按照上一步程序安装切割箱直至切削深度满足设计要求。
第三步:转动切割刀具,横向移动桩机切割土体,并在切割刀具端头向土体内喷切削液,先行挖掘土体。
第四步:先行挖掘至一个进尺距离后回刀继续切割土体,并在切割刀具端头向土体内喷切削液。
第五步:搅拌成桩。
成墙搅拌结束后,在拟定切割箱起拔区域注入同配比的固化液,用履带吊车将切割箱拔起,边起拔边注浆,确保对切割箱占据空洞进行密实填充和有效加固。
试验段孔间距分为1.2m和1m两种,根据施工情况综合比较,间距1.2m后期TRD施工时进度较慢且切割箱上刀头损坏较多。后期引孔控制按间距1m每根,泥浆比重1.3~1.35。根据TRD机械的垂直度监测结果,认为钻孔桩机的引孔垂直度能够足TRD要求的1/250的垂直度要求。如后期发现TRD走偏时,可以上拔一节切割箱后向前推进2m,然后再向下装入切割箱回切,这样可以有效保障不因为个别水钻孔桩垂直度不够造成TRD整体走偏现象。
水泥掺量:根据试验段水泥的实际用量略大于设计要求的水泥掺量,认为设计要求的水泥掺量25%,可以满足施工要求。固化液水灰比:1.5(每桶水1500kg、水泥1000kg),每桶浆液用水量、水泥量通过电脑计量。
膨润土掺量:10%(效果较好,如出现扩孔严重,回割应加大膨润土掺入量,填充空隙,可最大程度的约束水泥浆液乱窜现象,尽可能避免可能引起的二次障碍)。膨润土能有效填充砂层,有效预先护壁,对水泥浆液冲出设计墙厚700mm范围能起到积极约束作用。总之,膨润土的掺入量控制极其重要,是后续地下连续墙能否顺利成槽的关键。
TRD等厚度水泥土搅拌墙工艺技术的应用范围十分的广泛,但是其技术的使用价格比较高,所以,并没有完全的普及该项工艺技术。其功法具有极为显著的施工优势,其所施工的成墙深度比较大,其深度可以超过60m,可以进入中风化地层,且该工艺技术的地层适应能力也比较强,可以为其挖掘以及搅拌等工序提供一定的便利,实时的监控其成墙等施工活动,确保其成墙的品质,让其水泥土搅拌的更加均匀,提高其构建的强度,开展无缝的连接施工处理,达到其建筑工程的施工标准要求。