南海临海地区含珊瑚礁碎屑层止水帷幕体施工处理方法技术

本发明专利技术涉及一种南海临海地区含珊瑚礁碎屑层止水帷幕体施工处理方法，属于岩土工程设计与施工技术领域，用于解决三轴搅拌桩施工中因珊瑚礁碎屑层渗透系数大、强度高、基岩面起伏大而造成三轴搅拌桩卡钻、抱钻的问题。该处理方法：一、勘察并记录影响珊瑚碎屑层的三轴搅拌桩可搅拌性能的三种主要因素；二、模拟分析三轴搅拌桩卡钻、抱钻的概率，并对拟建场地含珊瑚礁碎屑层的可搅拌性建立风险评判模型；三、根据勘察数据结合风险评判模型确定拟建场地的施工风险等级；四、根据施工风险等级确定相应的处理措施，一级无需处理；二级采用改进的三轴搅拌桩机；三级和四级采用冲孔破碎方式进行预处理；五级采取避开或绕打的规避措施。

【技术实现步骤摘要】
南海临海地区含珊瑚礁碎屑层止水帷幕体施工处理方法
本专利技术涉及岩土工程设计与施工
，特别涉及一种南海临海地区含珊瑚礁碎屑层止水帷幕体施工处理方法。
技术介绍
南海临海地区珊瑚砂分布较广，其具有强度高、渗透性强、基岩面起伏大等特点，极大地影响了该地区基坑工程防渗止水系统的设计与施工。由于珊瑚礁碎屑渗透系数大、强度高、基岩面起伏大等特点，会增加设计施工的难度。此类基坑工程的防渗止水帷幕体，常常采用上部为三轴搅拌桩、下部为高压旋喷桩的垂直向组合型式。对于渗透系数大、强度高、基岩面起伏大的珊瑚礁碎屑层，施工过程中常常会出现三轴搅拌桩卡钻、抱钻等不利情况。出现上述施工难题后，现阶段最常用的就是采用开挖上覆土层以及珊瑚礁碎屑层后再进行回填的常规处理方法。而上述处理方法针对较浅部位的处理效果较好；对于深基坑而言，这在很大程度上会增加施工难度、造成机械设备损坏与人力资源的浪费、延长施工工期、导致施工造价的大幅攀升；对于超深基坑来说，由于三轴搅拌桩桩体长度大于20米，而普通挖机开挖深度一般小于17米，采用上述方法难以解决上述施工难题。因此，如何提供一种南海临海地区含珊瑚礁碎屑地层止水帷幕体施工处理方法，用于解决南海临海地区止水帷幕体施工过程中因珊瑚礁碎屑层渗透系数大、强度高、基岩面起伏大而造成三轴搅拌桩卡钻、抱钻的施工难题，节省工期、节约成本、降低施工难度，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种南海临海地区含珊瑚礁碎屑层止水帷幕体施工处理方法，以解决临海含珊瑚礁碎屑层防渗止水帷幕体的施工难题，特别是解决因珊瑚礁碎屑层渗透系数大、强度高、基岩面起伏大而造成三轴搅拌桩卡钻、抱钻。主要是根据对拟建工程场地进行探孔勘察，建立离散元分析预判，对于施工难度较大的场地进行预先处理，对于施工困难的场地则应进行适当地规避，从而节省工期、节约成本。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：南海临海地区含珊瑚礁碎屑层止水帷幕体施工处理方法，所述止水帷幕体为三轴搅拌桩，包括如下步骤：步骤一、现场勘察，探明拟建场地内珊瑚礁碎屑的埋深及基岩面起伏变化情况，记录影响所述珊瑚碎屑层的三轴搅拌桩可搅拌性能的三种主要因素；步骤二、根据所述步骤一得到的数据，模拟分析所述三轴搅拌桩卡钻、抱钻的概率，并对所述拟建场地含珊瑚礁碎屑层的可搅拌性建立风险评判模型；步骤三、根据勘察数据结合步骤二所述的风险评判模型确定所述拟建场地的施工风险等级；步骤四、根据所述步骤三的施工风险等级确定处理措施，对于所述施工风险等级为一级的拟建场地无需处理即可进行施工；对于所述施工风险等级为二级的所述拟建场地采用改进的三轴搅拌桩机进行施工；对于所述施工风险等级为三级和四级的所述拟建场地采取冲孔破碎的方式进行预处理后进行施工；对于所述施工风险等级为五级的所述拟建场地，进行风险转移，采取避开或绕打的规避措施施工。进一步地，所述步骤一中的所述三个主要因素包括上覆土层厚度、珊瑚礁碎屑层的厚度以及珊瑚礁碎屑的强度。进一步地，所述步骤二包括将所述三种主要因素进行正交组合，得到多种组合形式；并利用PFC3D离散元软件对所述多种组合形式进行数值模拟，得到不同组合形式下所述三轴搅拌桩卡钻、抱钻的概率；以及将所述多种组合形式下的模拟数值进行线性回归得到在所述三种主要因素作用下所述三轴搅拌桩卡钻、抱钻的风险评判模型。进一步地，利用线性回归得到所述三轴搅拌桩卡钻、抱钻的概率计算公式为：y＝-55.911+9.211x1+7.200x2+0.825x3，式中y为三轴搅拌桩卡钻、抱钻的概率，0≤y≤100；当y≤0时，取y＝0；当y≥100时，取y＝100；x1为所述珊瑚礁灰岩厚度、x2为所述珊瑚礁灰岩强度以及、x3为所述上覆土层厚度。进一步地，所述施工风险等级共包括五级：其中，一级的风险发生概率为0～10％；二级的风险发生概率为10～20％；三级的风险发生概率为20～30％；四级的风险发生概率为30～50％；五级的风险发生概率为50～100％。进一步地，所述步骤四中所述改进的三轴搅拌桩机包括设置在动力头上的三根相互平行的钻杆，每根钻杆的自由端设有钻头，每根钻杆沿钻杆的轴向设有若干叶片组，每组叶片组包括均布于所述钻杆周面的三根叶片，除靠近钻头的两相邻叶片组的叶片上下对应设置外，其余相邻叶片组的叶片均交错设置，所述叶片的两侧与自由端面分别设置若干对对称设置的合金钢板，每对所述合金钢板具有向叶片外伸出的直角尖部，所述直角尖部包括斜边与直角边，所述斜边位于所述直角边的外侧，所述直角边与所述叶片的轴线相平行，相邻叶片组的间距为0.7-1.0米。与现有技术相比，本专利技术有益的技术效果如下：本专利技术提供的南海临海地区含珊瑚礁碎屑层止水帷幕体施工处理方法，首先对拟建场地的工程地质进行勘察，根据现场勘察资料快速计算获取现场该工况下三轴搅拌桩卡钻、抱钻的概率；然后建立三轴搅拌桩的卡钻、抱钻的风险评价系统；接着根据现场探孔以及勘察资料结合风险评价系统确定拟建场地施工风险等级；最后根据施工风险等级快速判别是否需要现场特殊处理，从而极大地减少了工作量，降低了施工风险。与此同时，根据施工风险等级判定对应工况下的施工风险等级后，积极采取合理的措施对高风险工况进行预处理，以避免盲目施工导致的大量人力、物力的损耗与浪费。当施工风险等级为二级时，采用了改进的三轴搅拌桩机，提升了三轴搅拌桩的性能参数，显著减小三轴搅拌桩在搅拌过程中所遇到的摩阻力与端阻力，有效减小三轴搅拌桩在施工过程中出现卡钻、抱钻的概率，极大地提高了施工效率，加快了施工进度，缩短了工期，减少了施工成本。附图说明图1是本专利技术一实施例南海临海地区含珊瑚礁碎屑层止水帷幕体施工处理方法的工艺流程图；图2是本专利技术一实施例中三轴搅拌桩机的带有叶片的钻杆的结构示意图；图3是本专利技术一实施例中三轴搅拌桩机中叶片的结构示意图。图中：1-钻杆、2-叶片、3-合金钢板、4-钻头。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的南海临海地区含珊瑚礁碎屑层止水帷幕体施工处理方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本专利技术技术方案的限制。本专利技术提供了一种南海临海地区含珊瑚礁碎屑层止水帷幕体施工处理方法，用于解决止水帷幕体施工过程中因珊瑚礁碎屑层渗透系数大、强度高、基岩面起伏大而造成三轴搅拌桩卡钻、抱钻的问题，从而降低施工难度。下面结合图1至图3详细说明本专利技术的南海临海地区含珊瑚礁碎屑层止水帷幕体施工处理方法。实施例一以南海某基坑工程为例，通过对拟建场地的地质情况进行勘察，然后建立拟建场地含珊瑚礁碎屑层的可搅拌性风险评价系统，并计算得到施工风险等级，最后针对不同的施工风险等级分别制定出相对应的风险处理措施。如图1所示，临海地区含珊瑚礁碎屑地层止水帷幕体施工处理方法，包括如下步骤：S001：现场勘察，探明拟建场地内珊瑚礁碎屑的埋深及基岩面起伏变化情况，记录影响珊瑚碎屑层的三轴搅拌桩可搅拌性能的三种主要因素；S002：根据步骤一得到的数据，模拟分析三轴搅拌桩卡本文档来自技高网...

【技术保护点】
南海临海地区含珊瑚礁碎屑层止水帷幕体施工处理方法，所述止水帷幕体为三轴搅拌桩，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、现场勘察，探明拟建场地内珊瑚礁碎屑的埋深及基岩面起伏变化情况，记录影响所述珊瑚碎屑层的三轴搅拌桩可搅拌性能的三种主要因素；步骤二、根据所述步骤一得到的数据，模拟分析所述三轴搅拌桩卡钻、抱钻的概率，并对所述拟建场地含珊瑚礁碎屑层的可搅拌性建立风险评判模型；步骤三、根据勘察数据结合步骤二所述的风险评判模型确定所述拟建场地的施工风险等级；步骤四、根据所述步骤三的施工风险等级确定处理措施，对于所述施工风险等级为一级的拟建场地无需处理即可进行施工；对于所述施工风险等级为二级的所述拟建场地采用改进的三轴搅拌桩机进行施工；对于所述施工风险等级为三级和四级的所述拟建场地采取冲孔破碎的方式进行预处理后进行施工；对于所述施工风险等级为五级的所述拟建场地，进行风险转移，采取避开或绕打的规避措施施工。

【技术特征摘要】
1.南海临海地区含珊瑚礁碎屑层止水帷幕体施工处理方法，所述止水帷幕体为三轴搅拌桩，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、现场勘察，探明拟建场地内珊瑚礁碎屑的埋深及基岩面起伏变化情况，记录影响所述珊瑚碎屑层的三轴搅拌桩可搅拌性能的三种主要因素,所述三种主要因素包括上覆土层厚度、珊瑚礁碎屑层的厚度以及珊瑚礁碎屑的强度；步骤二、根据所述步骤一得到的数据，模拟分析所述三轴搅拌桩卡钻、抱钻的概率，并对所述拟建场地含珊瑚礁碎屑层的可搅拌性建立风险评判模型；步骤三、根据勘察数据结合步骤二所述的风险评判模型确定所述拟建场地的施工风险等级,所述施工风险等级共包括五级：其中，一级的风险发生概率为0～10％；二级的风险发生概率为10～20％；三级的风险发生概率为20～30％；四级的风险发生概率为30～50％；五级的风险发生概率为50～100％；步骤四、根据所述步骤三的施工风险等级确定处理措施，对于所述施工风险等级为一级的拟建场地无需处理即可进行施工；对于所述施工风险等级为二级的所述拟建场地采用改进的三轴搅拌桩机进行施工；对于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳吉宝，倪琦，任海平，韩炳辰，冯明伟，
申请(专利权)人：上海市建工设计研究院有限公司，中国人民解放军海军工程设计研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31