一种富水软土地区超深地下连续墙施工方法技术

本发明专利技术涉及土木工程施工技术领域，具体涉及一种富水软土地区超深地下连续墙施工方法，包括对地下连续墙槽壁稳定性进行分析研究及相关准备工作，配制护壁泥浆，制作导墙，进行成槽施工、刷壁和清渣，制作并吊装钢筋笼，回填槽段之间的接头，浇灌墙体砼，该方法通过引入强度折减的稳定性分析方法，在有限差分法的基础上计算得到槽壁稳定性的安全系数，通过参数折减循环计算，不仅可以得到槽壁的极限应力和大变形状态，而且将得到槽壁的稳定性系数，对施工具有实践指导意义，其结果简单实用且符合工程界的习惯，有效确保槽壁稳定性要求，从而安全、优质、快速地完成工程建设。

Construction method of super deep underground continuous wall in water rich soft soil area

The present invention relates to the technical field of civil engineering construction, in particular relates to a water rich soft soil area of super deep underground continuous wall construction method, including the analysis and preparation of slurry wall stability, preparation of slurry, making guide wall, trench construction, brush wall and slag, the production and hoisting steel the joint groove between the cage, backfill, pouring concrete wall, the method by introducing stability strength reduction method based on finite difference method on the calculated stability safety factor of the slot wall, through the parameter reduction cycle calculation, the limit can not only get the groove wall stress and large deformation, and to get the stability coefficient of the slot wall, has practical significance for the construction of the simple and practical results, and in accordance with the engineering habits, effectively ensure the stability requirements of the tank wall, from And safety, quality, rapid completion of the project.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土木工程施工
，特别涉及一种富水软土地区超深地下连续墙施工方法。
技术介绍
地下连续墙是基础工程在地面上采用一种挖槽机械，沿着深开挖工程的周边轴线，在泥浆护壁条件下，开挖出一条狭长的深槽，清槽后，在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法灌筑水下混凝土筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁，作为截水、防渗、承重、挡水结构。在开挖深槽后，槽壁外侧的土体对槽壁的稳定性具有较大影响，存在滑裂和坍塌的危险，土体在滑裂或坍塌时是从土体内某一断裂面进行的，该断裂面也叫滑动面。通常将开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程称为深基坑工程，同时将开挖深度虽未超过5m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建筑(构筑)物安全的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程也称为深基坑工程，基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖，是一项综合性很强的系统工程，本文件中提到的超深地下连续墙施工参照深基坑工程的深度定义，即指开挖深度超过5m(含5m)的地下连续墙施工，同时也指开挖深度虽未超过5m，但连续墙施工地段的地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建筑(构筑)物安全的地下连续墙施工。在进行地下连续墙施工过程中，由于场区土层的物理力学性质、地下水位、泥浆质量和单元槽段长度等众多因素的影响，很难保证安全、优质、快速地完成工程建设，涉及的主要问题有：1、由于地层土压力、孔隙水压力、地下水位及土体的蠕变等因素的影响，在成槽过程中或墙体浇筑之前，槽壁处于不稳定状态之中，随时会出现滑裂或坍塌的危险；2、在施工过程中会使用到大量泥浆，泥浆在使用过程中要与地基土、地下水接触，并在槽壁表面形成泥皮，消耗了泥浆中的膨润土、纯碱和CMC等成分，泥浆会丧失部分护壁性能；3、沉渣厚度对施工质量有较大影响，传统的施工方法较难将沉渣控制到位，导致槽底虚渣过厚，基坑开挖阶段可能导致坑内外承压水从连续墙底补给，导致基坑承压水头难以降低，坑底突涌等安全事故；4、施工中用到的钢筋笼在起吊过程中，安全问题难以解决。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：克服现有技术中所存在的在成槽过程中或墙体浇筑之前，槽壁处于不稳定状态致使随时会出现滑裂或坍塌危险的问题，提供一种富水软土地区超深地下连续墙施工方法，该方法通过引入强度折减的稳定性分析方法，在有限差分法的基础上计算得到槽壁稳定性的安全系数，通过参数折减循环计算，不仅可以得到槽壁的极限应力和变形状态，而且将得到槽壁的稳定性系数，对施工具有实践指导意义，其结果简单实用且符合工程界的习惯，有效确保槽壁稳定性要求，从而安全、优质、快速地完成工程建设。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种富水软土地区超深地下连续墙施工方法，包括以下多个步骤：a、施工准备，包括组装挖槽机、设置泥浆系统和测量放样，还包括对地下连续墙槽壁稳定性进行分析研究；b、配制护壁泥浆，制作导墙，并使用配置好的护壁泥浆进行成槽施工；c、成槽质量合格后，进行刷壁并清渣；d、制作并吊装钢筋笼；e、回填成槽后槽段之间的接头，并放置砼导管；f、使用供应的商品砼浇灌墙体砼；g、回收步骤c和f中的槽内泥浆，并进行劣化泥浆处理；在进行地下连续墙槽壁稳定性分析时，包括以下步骤：a1、根据土力学滑动理论，取连续墙槽壁外侧的滑动契形土体进行分析，得到槽壁稳定性的安全系数，所述滑动楔形土体为连续墙槽壁、土体滑动面和槽壁深度组成的土体；a2、调整土体的强度指标参数，包括黏聚力c和摩擦角φ，得到安全系数Fs；a3、建立连续墙开挖平面应变模型，分析承压水对槽壁稳定性的影响；a4、选择泥浆参数，提高槽壁稳定性的安全系数，使槽壁稳定性满足要求。从地下连续墙成槽过程来看，由于地层土压力、孔隙水压力、地下水位及土体的蠕变等因素的影响，在成槽过程中或墙体浇筑之前，槽壁处于不稳定状态之中，随时会出现滑裂或坍塌的危险。因此，在施工中，应事先且必须根据场区土层的物理力学性质、地下水位、泥浆质量和单元槽段长度等因素，对槽壁进行稳定性分析，并采取相应护壁措施，保证槽壁的稳定。通过上述方式，引入强度折减的概念，在有限差分法的基础上计算得到槽壁稳定性的安全系数，通过参数折减循环计算，不仅可以得到槽壁的极限应力和大变形状态，而且将得到槽壁的稳定性系数，对施工具有实践指导意义，其结果简单实用且符合工程界的习惯，有效确保槽壁稳定性要求。优选的，在步骤a4中，所述泥浆参数包括泥浆液面高度、泥浆容重、泥浆黏度和泥浆含砂率。优选的，所述步骤b中，配制护壁泥浆包括以下步骤：b1、布置泥浆站，使泥浆池容量能满足成槽施工时的泥浆用量；b2、配置机具设备，包括配置作为中转的泥浆箱和泥浆罐；b3、准备好原材料并根据泥浆配置程序确定配合比，并按照制浆工艺流程进行制浆；b4、使用泥浆进行成槽施工，并保持泥浆循环和泥浆质量。地下连续墙施工过程中，挖掘成槽是其关键工艺，而成槽时需要使用泥浆实现护壁、携渣、冷却和润滑钻具等功能。泥浆应具有物理的稳定性、化学的稳定性、合适的流动性、良好的泥皮形成能力和适当的密度等一系列性质，才能满足上述功能要求。所以，科学的配置和正确的使用泥浆是保证成槽的关键，采取上部步骤，可以得到具有物理稳定性、化学稳定性、合适流动性、泥皮形成能力和适当密度均满足要求的泥浆。优选的，所述步骤b中，在进行成槽施工时，包括以下方面：b′1、选取成槽机；b′2、使用多次开挖成槽工艺进行连续墙施工，所述多次开挖成槽工艺为先挖槽段两端土体，再开挖中间隔墙土体的多次开挖方法；b′3、建立有限元分析模型，进行仿真模拟施工，确定护壁泥浆容重，使槽壁保持稳定；b′4、根据步骤b′3确定各槽段的最优成槽工艺；b′5、进行槽段检验，评定槽段的成槽质量等级；b′6、控制沉渣厚度，包括泥浆性能、槽壁暴露时间及槽底清孔质量，槽壁暴露时间控制在36～48小时，槽底清孔时将泵管与输送管道密封，采用反循环法将沉渣吸出。采取上述方式，可以有效保证成槽机切土时两侧邻界条件的均衡性，使槽壁垂直，使抓斗在吃土阻力均衡的状态下挖槽，要么抓斗两边的斗齿都吃在实土中，要么抓斗两边的斗齿都落在空洞中，避免了抓斗斗齿一边吃在实土中，一边落在空洞中；通过仿真模拟施工，确定护壁泥浆容重和槽壁位移，保证安全，同时确定最优成槽工艺，使护壁泥浆容重小、槽壁变形小、安全系数较大的工艺。有效控制沉渣厚度，传统的施工方法较难将沉渣控制到位，导致槽底虚渣过后，基坑开挖阶段可能导致坑内外承压水从连续墙底补给，导致基坑承压水头难以降低，坑底突涌等安全事故；后期可能因沉降过大导致结构开裂防水失效等质量事故，采取上述方法，有效控制了这些问题，保证施工安全及施工质量。优选的，所述步骤b4中，通过测试结果调整泥浆性能指标，保持泥浆质量，主要包括以下方面：b41、测试净化泥浆的比重、PH值和粘度性能指标；b42、向净化泥浆中补充膨润土、纯碱和CMC成分，使净化泥浆基本上恢复原有的护壁性能；b43、泥浆池进行定期清理，使含砂率较大的泥浆经过处理可以循环使用；b44、将再生泥浆同新拌泥浆掺合，造出高比重泥浆，使再生泥浆的护壁性能得到改善。采取上述方式，通过回收、净化后泥浆与浓缩泥浆的混合使用，拌制出的混合泥浆性能较为稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种富水软土地区超深地下连续墙施工方法，其特征在于，包括以下步骤：a、施工准备，包括组装挖槽机、设置泥浆系统和测量放样，还包括对地下连续墙槽壁稳定性进行分析研究；b、配制护壁泥浆，制作导墙，并使用配置好的护壁泥浆进行成槽施工；c、成槽质量合格后，进行刷壁并清渣；d、制作并吊装钢筋笼；e、回填成槽后槽段之间的接头，放置砼导管并进行浇筑；f、使用供应的商品砼浇灌墙体砼；g、回收步骤c和f中的槽内泥浆，并进行劣化泥浆处理；在进行地下连续墙槽壁稳定性分析时，包括以下步骤：a1、根据土力学滑动理论，取连续墙槽壁外侧的滑动契形土体进行分析，得到槽壁稳定性的安全系数，所述滑动楔形土体为连续墙槽壁、土体滑动面和槽壁深度组成的土体；a2、调整土体的强度指标参数，包括黏聚力c和摩擦角φ，得到安全系数Fs；a3、建立连续墙开挖平面应变模型，分析承压水对槽壁稳定性的影响；a4、选择泥浆参数，提高槽壁稳定性的安全系数，使槽壁稳定性满足要求。

【技术特征摘要】
1.一种富水软土地区超深地下连续墙施工方法，其特征在于，包括以下步骤：a、施工准备，包括组装挖槽机、设置泥浆系统和测量放样，还包括对地下连续墙槽壁稳定性进行分析研究；b、配制护壁泥浆，制作导墙，并使用配置好的护壁泥浆进行成槽施工；c、成槽质量合格后，进行刷壁并清渣；d、制作并吊装钢筋笼；e、回填成槽后槽段之间的接头，放置砼导管并进行浇筑；f、使用供应的商品砼浇灌墙体砼；g、回收步骤c和f中的槽内泥浆，并进行劣化泥浆处理；在进行地下连续墙槽壁稳定性分析时，包括以下步骤：a1、根据土力学滑动理论，取连续墙槽壁外侧的滑动契形土体进行分析，得到槽壁稳定性的安全系数，所述滑动楔形土体为连续墙槽壁、土体滑动面和槽壁深度组成的土体；a2、调整土体的强度指标参数，包括黏聚力c和摩擦角φ，得到安全系数Fs；a3、建立连续墙开挖平面应变模型，分析承压水对槽壁稳定性的影响；a4、选择泥浆参数，提高槽壁稳定性的安全系数，使槽壁稳定性满足要求。2.根据权利要求1所述的富水软土地区超深地下连续墙施工方法，其特征在于，在步骤a4中，所述泥浆参数包括泥浆液面高度、泥浆容重、泥浆黏度和泥浆含砂率。3.根据权利要求2所述的富水软土地区超深地下连续墙施工方法，其特征在于，所述步骤b中，配制护壁泥浆包括以下步骤：b1、布置泥浆站，使泥浆池容量能满足成槽施工时的泥浆用量；b2、配置机具设备，包括配置作为中转的泥浆箱和泥浆罐；b3、准备好原材料并根据泥浆配置程序确定配合比，并按照制浆工艺流程进行制浆；b4、使用泥浆进行成槽施工，并保持泥浆循环和泥浆质量。4.根据权利要求1所述的富水软土地区超深地下连续墙施工方法，其特征在于，所述步骤b中，在进行成槽施工时，包括以下方面：b′1、选取成槽机；b′2、使用多次开挖成槽工艺进行连续墙施工，所述多次开挖成槽工艺为先挖槽段两端土体，再开挖中间隔墙土体的多次开挖方法；b′3、建立有限元分析模型，进行仿真模拟施工，确定护壁泥浆容重，使槽壁保持稳定；b′4、根据步骤b′3确定各槽段的最优成槽工艺；b′5、进行槽段检验，评定槽段的成槽质量等级；b′6、控制沉渣厚度，包括泥浆性能、槽壁暴露时间及槽底清孔质量，槽壁暴露时间控制在36～48小时，槽底清孔时将泵管与输送管道密封，采用反循环法将沉渣吸出。5.根据权利要求3所述的富水软土地区超深地下连续墙施工方法，其特征在于，所述步骤b4中，通过测试结果调整泥浆性能指标，保持泥浆质量，主要包括以下方面：b41、测试净化泥浆的比重、PH值和粘度性能指标；b42、向净化泥浆中补充膨润土、纯碱和CMC成分，使净化泥浆基本上恢复原有的护壁性能；b43、泥浆池进行定期清理，使含砂率较大的泥浆经过处理可以循环使用；b44、将再生泥浆同新拌泥浆掺合，造出高比重泥浆，使再生泥浆的护壁性能得到改善。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：古存军，覃君，赵伟，
申请(专利权)人：中铁二局工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51