富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法及止浆墙结构技术

本发明专利技术的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法及止浆墙结构，通过构建反映地下岩溶状况的BIM三维地质模型，可直观展示溶洞走向、分布和大小等，利用BIM三维地质模型指导在富水岩溶发育强烈区域的地下连续墙外侧设置止浆墙，防止溶洞填充的浆液流失；利用地质模型对溶洞进行分类，并采用不同的填充方式，进而根据不同填充方式优化灌浆点的布置，为溶洞浆液填充系数分析、浆量统计提供依据，更好实现溶洞灌浆填充处理的施工预控。

Construction method and grout retaining wall structure of underground continuous wall in water rich karst development geology

【技术实现步骤摘要】
富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法及止浆墙结构
本专利技术涉及地下连续墙施工
，特别是涉及富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法及止浆墙结构。
技术介绍
地下连续墙具有地质适应性强，防水性能优异，对周边建筑影响较小的特点，广泛应用于高层建筑的基坑支护工程中。但当地下连续墙在富水岩溶发育地质条件下成槽施工时，易因溶洞及丰富的地下水流导致成槽施工中的泥浆流失而塌孔，或因水泥浆液的流失而影响成槽质量。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺点和不足，提供富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法及止浆墙结构。富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法，包括以下步骤，步骤1：根据地质勘察资料，对地下连续墙岩溶发育较强烈区域进行加密补勘，构建BIM三维地质模型和地下连续墙模型；步骤2：通过将BIM三维地质模型和地下连续墙模型进行结合对比，指导在富水岩溶发育强烈区域对应的地下连续墙位置的外侧设置止浆墙，使止浆墙与对应在地下连续墙位置内侧的溶洞形成封闭空间，防止溶洞填充的浆液流失；步骤3：根据BIM三维地质模型分析各溶洞的分布和高度，将溶洞分为两大类：第一类溶洞为高度大于或等于1.5m的无填充或半填充溶洞；第二类溶洞为高度小于1.5m的无填充、半填充溶洞以及所有的全填充溶洞；步骤4：确定采用钢花管灌素砼或砂浆的方式填充第一类溶洞，采用袖阀管压力注浆的方式填充第二类溶洞；并根据不同的填充方式对第一类和第二类的溶洞的灌浆点进行优化布置；步骤5：分析第一类溶洞的浆液充盈系数；步骤6：结合第一类溶洞的浆液充盈系数和BIM三维地质模型，计算各区域第一类溶洞填充的灌浆量预控值；步骤7：根据各区域的灌浆量预控值，采用钢花管灌素砼或砂浆的方式填充第一类溶洞；采用袖阀管压力注浆的方式填充第二类溶洞；步骤8：地下连续墙成槽浇筑施工及抽芯质量检测。本专利技术所述的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法，通过构建反映地下岩溶状况的BIM三维地质模型，可直观展示溶洞走向、分布和大小等，利用BIM三维地质模型指导在富水岩溶发育强烈区域的地下连续墙外侧设置止浆墙，防止溶洞填充的浆液流失；利用地质模型对溶洞进行分类，并采用不同的填充方式，进而根据不同填充方式优化灌浆点的布置，为溶洞浆液填充系数分析、浆量统计提供依据，更好实现溶洞灌浆填充处理的施工预控。进一步地，在步骤2中，根据溶洞的分布范围及深度，通过全套管全回转钻机在岩溶发育强烈的地下连续墙外侧进行混凝土咬合桩施工，形成止浆墙。采用上述进一步方案的有益效果是，根据溶洞的分布范围及深度进行止浆墙的施工，可控制混凝土咬合桩的水平定位分布及成桩深度，避免成桩深度过深造成浪费。进一步地，在混凝土咬合桩桩顶以上设置混凝土或钢筋混凝土导墙，导墙上定位孔的直径D比混凝土咬合桩的桩径d大10～20mm，导墙高度为60～80mm。采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置混凝土或钢筋混凝土导墙，可有效提高全套管全回转钻孔孔口的定位精度。进一步地，在步骤4中，第一类溶洞的灌浆点优化布置方法为：通过BIM三维地质模型对第一类溶洞进行地质分区，各分区布置1个灌浆点，灌浆点孔径不少于130mm；灌浆点周边的1～1.5m范围内，设置1～3个排气孔，排气孔孔径不少于90mm。采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置排气孔，可检查灌浆情况，当排气孔冒浆时，即视为灌满。进一步地，在步骤4中，第二类溶洞的灌浆点优化布置方法为：袖阀管灌浆点间距取2倍的加固半径；袖阀管灌浆点孔径不少于90mm；根据土的类型和对应的渗透系数，设定灌浆点的加固半径，渗透系数与加固半径的关系如下表。渗透系数(m/d)加固半径(m)2～100.3～0.410～200.4～0.620～500.6～0.850～800.8～1.0采用上述进一步方案的有益效果是，根据不同的土层渗透系数，设定灌浆点的加固半径，使灌浆效率大大提高。进一步地，在步骤5中，分析第一类溶洞的浆液充盈系数的方法为：根据现场溶洞分布情况，选取非串联式及体积较小的溶洞作为首次灌砂浆、素砼的填充区域；通过现场实测灌浆量以及地质模型中测算的体积大小，得出现场灌浆量充盈系数，计算公式如下。采用上述进一步方案的有益效果是，通过选择体积较小的溶洞作为首次灌浆区域，并以此获得灌浆量的充盈系数，可为后续的灌浆预控值计算提供准确的依据。进一步地，在步骤6中，通过BIM三维地质模型各区段测算的溶洞体积，通过各区段测算的第一类溶洞的体积乘以灌浆量充盈系数，得出各区段的第一类溶洞的灌浆预控值。采用上述进一步方案的有益效果是，通过计算灌浆预控值，可避免浆液的浪费，大大减少了施工过程中不必要的损耗。进一步地，在步骤2中，对于特大的窜连式无填充、半填充溶洞，即溶洞空间超过300立方米时，在对应地下连续墙位置的内外侧设置双止浆墙，确保地下连续墙成槽施工质量。采用上述进一步方案的有益效果是，通过在对应地下连续墙位置的内外侧设置双止浆墙，可有效防止地下连续墙成槽过程中的出现泥浆流失或塌孔的情况。本专利技术还提供富水岩溶发育地质的咬合桩止浆墙结构，包括地基，所述地基下方具有至少一个溶洞且拟建地下连续墙至少有一部分穿过溶洞；所述地基表面在穿过对应溶洞的拟建地下连续墙的外侧位置垂直设有咬合桩插孔，所述咬合桩插孔内插设有对应的咬合桩，所述咬合桩与对应拟建地下连续墙的内侧的溶洞形成封闭空间。本专利技术的富水岩溶发育地质的咬合桩止浆墙结构，通过设置咬合桩，并与对应溶洞形成封闭空间，形成拟建地下连续墙外侧的止浆墙，有效防止地下连续墙成槽过程中出现浆液流失或塌孔的情况，并提高地下连续墙的施工质量。进一步地，当所述封闭空间超过300立方米时，所述地基表面在穿过溶洞的拟建地下连续墙的内侧位置垂直设有咬合桩插孔，所述咬合桩插孔内插设有对应的咬合桩。采用上述进一步方案的有益效果是，由于溶洞体积过大，通过在拟建地下连续墙的内外侧同时设置咬合桩，形成双止浆墙结构，可有效减少灌浆量，大大节省成本。进一步地，所述咬合桩在水平方向上其两端均穿过溶洞边缘，且咬合桩在水平方向上其两端超出溶洞边缘部分的长度均大于5m；咬合桩排桩中心线与拟建地下连续墙外边缘的距离为1m；所述咬合桩在垂直方向上穿过溶洞的底部，且咬合桩超出溶洞底部部分的长度大于500mm；所述咬合桩的桩径为1000mm，桩芯间距为800mm；所述咬合桩为混凝土咬合桩。采用上述进一步方案的有益效果是，通过将咬合桩在水平方向上超出溶洞部分的长度设置成大于5m，以及通过将咬合桩超出溶洞底部部分的长度设置成大于500mm，可保证连续墙成槽过程中不会出现浆液流失的情况；所述咬合桩的桩径为1000mm，桩芯间距为800mm，可保证咬合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，/n步骤1：根据地质勘察资料，对地下连续墙岩溶发育较强烈区域进行加密补勘，构建BIM三维地质模型和地下连续墙模型；/n步骤2：通过将BIM三维地质模型和地下连续墙模型进行结合对比，指导在富水岩溶发育强烈区域对应的地下连续墙位置的外侧设置止浆墙，使止浆墙与对应在地下连续墙位置内侧的溶洞形成封闭空间，防止溶洞填充的浆液流失；/n步骤3：根据BIM三维地质模型分析各溶洞的分布和高度，将溶洞分为两大类：第一类溶洞为高度大于或等于1.5m的无填充或半填充溶洞；第二类溶洞为高度小于1.5m的无填充、半填充溶洞以及所有的全填充溶洞；/n步骤4：确定采用钢花管灌素砼或砂浆的方式填充第一类溶洞，采用袖阀管压力注浆的方式填充第二类溶洞；并根据不同的填充方式对第一类和第二类的溶洞的灌浆点进行优化布置；/n步骤5：分析第一类溶洞的浆液充盈系数；/n步骤6：结合第一类溶洞的浆液充盈系数和BIM三维地质模型，计算各区域第一类溶洞填充的灌浆量预控值；/n步骤7：根据各区域的灌浆量预控值，采用钢花管灌素砼或砂浆的方式填充第一类溶洞；采用袖阀管压力注浆的方式填充第二类溶洞；/n步骤8：地下连续墙成槽浇筑施工及抽芯质量检测。/n...

【技术特征摘要】
1.富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤1：根据地质勘察资料，对地下连续墙岩溶发育较强烈区域进行加密补勘，构建BIM三维地质模型和地下连续墙模型；
步骤2：通过将BIM三维地质模型和地下连续墙模型进行结合对比，指导在富水岩溶发育强烈区域对应的地下连续墙位置的外侧设置止浆墙，使止浆墙与对应在地下连续墙位置内侧的溶洞形成封闭空间，防止溶洞填充的浆液流失；
步骤3：根据BIM三维地质模型分析各溶洞的分布和高度，将溶洞分为两大类：第一类溶洞为高度大于或等于1.5m的无填充或半填充溶洞；第二类溶洞为高度小于1.5m的无填充、半填充溶洞以及所有的全填充溶洞；
步骤4：确定采用钢花管灌素砼或砂浆的方式填充第一类溶洞，采用袖阀管压力注浆的方式填充第二类溶洞；并根据不同的填充方式对第一类和第二类的溶洞的灌浆点进行优化布置；
步骤5：分析第一类溶洞的浆液充盈系数；
步骤6：结合第一类溶洞的浆液充盈系数和BIM三维地质模型，计算各区域第一类溶洞填充的灌浆量预控值；
步骤7：根据各区域的灌浆量预控值，采用钢花管灌素砼或砂浆的方式填充第一类溶洞；采用袖阀管压力注浆的方式填充第二类溶洞；
步骤8：地下连续墙成槽浇筑施工及抽芯质量检测。


2.根据权利要求1所述的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法，其特征在于，在步骤2中，根据溶洞的分布范围及深度，通过全套管全回转钻机在岩溶发育强烈的地下连续墙外侧进行混凝土咬合桩施工，形成止浆墙。


3.根据权利要求2所述的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法，其特征在于，在混凝土咬合桩桩顶以上设置混凝土或钢筋混凝土导墙，导墙上定位孔的直径D比混凝土咬合桩的桩径d大10～20mm，导墙高度为60～80mm。


4.根据权利要求1所述的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法，其特征在于，在步骤4中，第一类溶洞的灌浆点优化布置方法为：通过BIM三维地质模型对第一类溶洞进行地质分区，各分区布置1个灌浆点，灌浆点孔径不少于130mm；灌浆点周边的1～1.5m范围内，设置1～3个排气孔，排气孔孔径不少于90mm。


5.根据权利要求1所述的富水岩溶发育地质的地下连续墙的施工方法，其特征在于，在步骤4中，第二类溶洞的灌浆点优化布置方法为：袖阀管灌浆点间距取2倍的加固半径；袖阀管灌浆点孔径不少于90mm；根据土的类型和对应的渗透系数，设定灌浆点的加固半径，渗透系数与加固半径的关系如下表。








渗透系数(m/d)
加固半径(m)


2～10
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【专利技术属性】
技术研发人员：卜继斌，廖志三，叶家成，潘盛欣，王红波，张少敏，林沉，
申请(专利权)人：广州市住宅建设发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44