深基坑地下连续墙成槽工艺分析

发表时间:2021/3/19   来源:《城镇建设》2020年35期   作者:沈家玮
[导读] 随着当前我国建筑行业的不断发展,各类施工技术也得到了较好的更迭与创新。
        沈家玮
        身份证号:33018419910414****  浙江杭州311100
        摘要:随着当前我国建筑行业的不断发展,各类施工技术也得到了较好的更迭与创新。在我国城市建筑施工技术体系中,深基坑连续墙是一项使用比较普遍的技术。但这项技术在具体应用的过程中也具有一定的复杂性,涉及了多个方面的内容,有必要对这项技术进行全方位的探讨与分析。本文先阐述了当前我国深基坑使用体系中常见的连续墙施工方法,同时也立足于多个角度来对施工设备与具体工具进行了分析与探讨,最终能够显著提高整个工程项目的施工成效,带来了更多的工程收益。
        关键词: 深基坑技术;连续墙工程;施工技术;铣槽工艺
        1 引言
        随着我国城镇化进程的不断加快,我国城市地区的用地情况也变得更加紧张,促使城市地区的地下空间得到了较好的开发。在当前我国城市地区中,深基坑地下连续墙工程的数量不断增多,已经成为了当前我国城市建筑工程项目中非常常见的板块。但由于各个建筑项目的地质情况不一样,在软土、砂土等各个地质条件下,深基坑地下连续墙工程项目的施工工艺与具体施工方法也会发生较大的变化。在这种情况下,相关施工设计人员和技术人员就应该在使用这项技术之前先对工程地质信息进行分析,同时还要根据实际情况来选择相应的设备与工艺。
        2 深基坑地下连续墙成槽工艺分析
        2.1 冲击钻与液压抓斗的联动
        在成槽工艺体系中,主要使用了 CZF 冲击钻来完成嵌岩施工体系,同时在地下连续墙的槽段宽度则为 6000mm,同时还融入了三钻两挖的相关方法,最终能够形成三个主孔和两个副孔。在钻头使用方面,则可以使用圆形界面阶梯钻头或者平底钻头。具体如图 1 所示。
 
        图 1- 冲击钻的两种钻头示意图
        而在具体成槽工艺方面,主要是在整个槽的中部区域和两端位置上使用冲击钻,而在下部区域中则使用冲击钻机同时配合液压抓斗来完成相关的清扫等工作。具体如图 2 所示。
在具体施工过程中,如果遇到岩石强度比较高,同时在钻孔完成以后使用液压抓斗无法实现成槽活动。那么就应该使用冲击钻机来进行岩石相关施工活动,从而能够显著降低液压抓斗的成槽难度,具体如图 3 所示。

        在使用上述方法完成成槽工艺的时候,还应该保证岩石强度低于 10MPa。如果超过这个强度,那么即便使用了冲击钻打排孔,但是后续使用液压抓斗仍然无法完成后续成槽工艺。在这种情况下,施工技术人员应该对钻头进行调整,使用双反弧的钻头,具体如图 4 所示。
在使用冲击钻进行成槽工艺的时候也会遇到一些问题,具体体现在三个方面。

图 4- 双反弧钻头示意图
        1)钻机施工的整体效率比较低,工程进度相对来说也比较缓慢。特别是冲击钻在完成锤击活动的时候,会出现非常显著的磨损情况。在这个时候,就需要对整个钻头进行维护工作,通常都会使用修焊的方式,也就浪费了大量的时间。
        2)岩石层一般都会出现软硬差异较大的情况,因此在钻孔的时候就很有可能会出现偏孔的情况。这个时候如果施工技术人员没有进行额外的纠正工作,那么就会直接对后续施工带来较大的困扰。
        3)在具体施工过程中,岩层面的起伏变化情况非常显著,因此在成孔的时候也会出现卡钻、塌孔等各类问题,最终也就很难保证施工质量水平。
        2.2 旋挖钻机与液压抓斗的联动
        在使用旋挖钻机跟液压抓斗进行联动的时候,依然使用了两钻一抓的整体模式。但在具体工程体系中,使用这种工艺方式也存在一些问题。
        1)如果施工项目体系中,岩石的强度大于 10MPa 的时候,使用这种工艺就很难实现成槽。
        2)在使用旋挖钻机进行钻孔作业的时候,也很难较好的保证具体作业的精度。因此在施工过程中也有可能会出现液压抓斗出现偏斜或者卡斗等情况。
        3)在使用旋挖钻机的时候,也有可能因为钻孔偏斜等情况而使得钢筋笼很难正常使用。
        2.3 液压铣槽机的成槽工艺
        2.3.1 铣槽原理与工艺分析
        在施工过程中,相应的技术人员应该将铣削头放在孔中,同时还要维持铣轮一直处于旋转的状态。而在铣槽的时候,还可以把土体完全粉碎以后融入到泥浆中。而这些泥浆也会通过专用泵被输送到地面上,最终实现泥浆跟内部土渣实现完全分离,同时将剩余的泥浆继续输送到孔中。通过这项循环施工,就能够完成铣槽工艺。具体施工工艺如图 5 和图 6 所示。
在具体铣槽工艺体系中,应该分为标准6m 的宽度,最终呈现为三铣成槽的体系。其中需要使用套铣接头将其分为两段施工,其中一段宽度为 6.2m 到 7m 之间,而另一段宽度则为 2.8m。整体工艺流程图如图 7 所示。

        2.3.2 铣槽机使用条件与范围
        根据项目工程的地质情况不同,铣槽机中也配置了标准洗轮、滚轮等各个构件。其中标准轮能够在50MPa的条件内进行较好的施工,同时在风化岩、黏土等各个地质类型中也都有较好的表现。而滚轮则可以在那些 100MPa中的地层中较好的完成成槽工艺体系。
        2.4 凿铣法成槽工艺分析
        2.4.1 冲击钻与铣槽机的联动
        当岩石强度已经明显大于 50MPa 的时候,即便选用了锥轮构件,最终的工艺实施成效也会显著降低,同时也会发生牙齿损耗、机具损耗等各类不良情况,最终也就产生了较多的施工成本。因此在具体施工过程中,可以考虑针对施工过程进行必要的优化,先使用冲击钻来对岩石进行钻进,接着在使用铣槽机来完成后续作业,就能够显著提高整个工程体系的施工效率。而将两者联动起来以后的施工流程如图 8 所示。
  
        图 8- 冲击钻与铣槽机联动施工流程图
        在使用这种工艺体系的时候也容易遇到一些问题,其主要是因为当前我国市面上流行的冲击钻自带锤的重量都不是很高,通常都在 5t 左右。而在具体工程运作的过程中,则只能将锤子提升到 2m 的位置。这个时候,如果岩石的强度已经达到了 100MPa,那么这种方法的运作效率就会直线下降,同时也很难配合铣槽机完成后续的成槽工艺。
        2.4.2 潜孔锤与铣槽机联动
        当施工工程项目深基坑中的岩石强度超过 100MPa 的时候,使用冲击钻已经很难取得较好的效果,因此可以考虑将其替换为潜孔锤。
        潜孔锤钻机在使用的过程中,同时会以长螺旋多功能桩机为主要桩架,并将长螺旋动力头当成动力提供源。而潜孔锤在冲击岩石的时候,也会在钻杆的带动下进行回转钻进等活动。这项工艺不仅能够较好的磨碎岩石,同时也能够在工艺铺展的过程中完成捶打位置的变化,能够快速的破坏岩石。
        在使用这项联动施工工艺的时候,整体施工流程可以分为三个部分。第一,潜孔锤位于黏土层施工的时候,黏土等各类杂物很有可能会带来气孔堵塞的问题,同时也容易造成卡钻现象,因此施工工艺应该设置为先挖后锤的方式。第二,施工技术人员还应该根据槽段的整体形式来完成后续的布孔工作。
        第三,在引孔以后,应该在铣轮底部留下一些凌空面,能够显著提升最终的施工成效,同时也降低了施工过程中发生的损耗。在使用这种施工工艺的过程中,也存在一定的问题。这主要是因为潜孔锤在使用过程中会带来较为显著的设备损耗,同时施工过程中也会产生较大的振动和噪音。不仅如此,这种施工工艺的整体成本也比较高,无法在各个施工项目中进行推广使用。
        2.4.3 吊车、重锤和铣槽机的联动
        当施工工程项目深基坑地质环境中岩石强度超过 100MPa 的时候,施工技术人员也可以考虑使用重锤来锤击岩石,直到岩石块出现明显裂缝以后,就可以考虑使用铣槽机来完成后续工作,能够显著降低铣槽机的设备损耗,同时也大大提高了成槽效率。
        在使用重锤的时候,还应该引入吊机器械来进行配合。在具体施工过程中,重锤可达到 10~16t,高度 1.5~2m,直径比地下墙厚度小 20cm。而在具体工程项目中,也可以根据地质情况和周边环境来适当提高重锤高度,但最高不能超过 10m。锤击时间根据实际情况来定,通常情况下会设置一个小时作为周期。在单个时间周期过去以后,就可以使用铣槽机来对产生裂缝的岩石进行施工和清理。循环往复以后就可以完成整个成槽施工体系。
在使用这项工艺的时候,各个施工技术人员也应该注意吊车设备的性能情况。通常来说,吊车必须要有自由落钩的功能。这类吊机设备在我国还不常见,可以考虑使用德国利勃海尔的吊机设备来完成工艺。
        3结语
        通过上文的分析以后可以得知,在当前我国建筑项目深基坑地下连续墙施工技术中,能够使用的施工工艺有很多,可以根据具体情况来进行选择。而对于各个施工技术人员来说,在平时也应该结合具体工程案例来分析各个施工工艺的具体应用,并明确不同工艺在具体应用过程中存在的各类问题,最终能够提高我国深基坑地下连续墙工程的施工成效。这样以后,我国在深基坑连续墙施工上就会累积较多的经验,最终促进我国建筑行业的稳定发展。

参考文献:
[1] 肖路 . 复杂环境下深基坑支护施工技术研究 [J]. 居舍,2018(27):38+49.
[2] 阎健 . 建筑工程深基坑地下连续墙快速注浆堵漏施工技术 [J]. 山西建筑,2018,44(21):67-68.
[3] 孙广学 . 深基坑围护结构接缝处理施工技术分析 [J]. 居舍,2018(19):71.
[4] 林大楚 . 狭窄场地深基坑支护地下连续墙施工技术 [J]. 建筑技术开发,2017,44(19):47-48.
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