有关地下连续墙槽壁变形机理预防槽壁塌措施毕业论文写作资料-论文写作网

简介:关于本文可作为相关专业泥浆施工论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文泥浆施工论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。

泥浆施工论文范文

摘要：随着城市交通的日益拥挤,地铁将逐渐成为全国各大城市人们出行的主要交通工具.目前国内地铁车站施工大部分还是采用明挖法,基坑围护结构主要是旋喷桩、地下连续墙等支护方式.文章主要阐述了下连续墙槽壁变形机理,根据槽壁的变形机理,针对性地提出了一些预防槽壁坍塌的有关措施.

关键词：地下连续墙；槽壁变形机理；槽壁坍塌；地铁施工

中图分类号：TU476　　　　　　文献标识码：A　　　　　　文章编号：1009-2374（2010）18-0158-02

随着城市交通的日益拥挤,地铁将逐渐成为全国各大城市人们出行的主要交通工具.目前国内地铁车站施工大部分还是采用明挖法,基坑围护结构主要是旋喷桩、地下连续墙等支护方式.在众多的支护方法中,地下连续墙以刚度大、整体性强、位移控制效果好等突出的优点和广泛的适用性而得到了越来越多的应用.

所谓地下连续墙,就是利用各种挖槽机械借助于泥浆的护壁作用预先进行成槽作业,开挖出一条狭长的深槽,形成具有一定长度的单元槽段清槽后,在单元槽段内放入制作好的钢筋笼并水下浇筑混凝土形成单元墙段,各单元墙段相互连接构成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体.由于这种施工方法可以开挖相应深度和断面的深槽所以能够根据设计要求, 建造各种深度、宽度、形状、长度和强度的地下墙适用于建筑物的地下室、地下商场、停车场、地下油库、挡土墙、高层建筑的深基础、工业建筑的深池、坑、竖井等.

一、地下连续墙施工工艺

导墙施工、钢筋笼制作、泥浆制作、单元槽段放样、成槽、下接头管（或预制接头桩）、钢筋笼吊放、下放导管、水下浇筑混凝土、拔接头管（下预制接头桩不进行拔接头管）.

成槽是地下连续墙的关键工序之一,成槽尤为重要.地下连续墙施工过程中常会发生槽壁坍塌的现象,特别是在密集建筑群附近,施工地下连续墙时若不采取有效措施坍塌的后果会十分严重.槽壁坍塌可能会造成墙后地面下沉不但严重威胁建筑物的安全还会造成路面开裂及管线损坏；槽壁坍塌也严重影响地下连续墙的施工质量和工期,给下道工序顺利进行带来不便.

二、槽壁的变形机理

槽壁壁面的变形有两种：一种是向沟槽侧壁方向的变形,另一种是向沟槽方向的变形.当向沟槽方向的变形达到一定的程度时就造成槽壁的坍塌.

对于软粘土地层中槽壁壁面的变形情况,因粘性土的内聚力作用以及泥浆液面高于地下水,一般沟槽的上部表现为向地层方向的变形；地下10m至地下20m,随着粘土骨架的膨胀产生应力松弛、孔隙水压力减少,因而表现为向沟槽方向的变形；由于泥砂颗粒的混入,越往下泥浆密度越大,可到达1.2~1.3g/cm3,因此壁面的下部有可能表现为向地层方向的变形.可用以下判别式判别壁面向何方向变形：ΔPh＞0向沟槽方向变形；ΔPh＜0向地层方向变形；ΔPh等于0壁面不变形（ΔPh为壁面上任意点水、土压力与泥浆压力之差）.

槽壁的稳定性主要由三部分构成.第一部分是取决于侧向应力的置换作用由泥浆重度与水重度差（γs－γw）以及土的有效内摩擦角φ形成；第二部分是由于瞬间侧向卸荷引起负超孔隙水压力造成反向吸引力增加侧壁稳定性这部分力的大小取决于空隙压力参数和原位静止土压力参数这两个参数都与土的应力历史有关；第三部分是由于土的粘聚力产生这部分力实际上是土的抗拉强度.后两部分稳定因素都是可变因素受时间效应的影响.例如负超孔隙水压力会随土的渗透性、施工扰动程度、槽壁搁置时间等因素的影响而消失因此在槽壁施工过程中要加快速度尽量缩短泥浆在沟槽中的存在时间.瞬间侧向卸荷引起的负超孔隙水压力均会产生有利于槽壁稳定的作用.显然作用在槽壁上的土压力的增大对槽壁的稳定不利.随着壁面变形的增加负超孔隙水压力会减少,因而壁面变形与液面下降对槽壁的稳定十分不利.

影响壁面变形的因素有很多与地层性质、土质的流变性、泥浆质量、泥浆液面高度、地面有无超载及超载的分布形式、槽壁的几何尺寸（包括槽壁的宽度及槽深）、成槽的施工工艺（即成槽的时间及槽壁的暴露时间）、地下水位的高低等因素紧密相关.

三、槽壁坍塌的预防措施

熟悉槽壁的变形机理后在进行地下连续墙施工中为预防槽壁坍塌可有针对性的制定预防措施.主要预防措施如下：

1．当上部土体为杂填土及松软土体时：应先清除杂填土再回填好的粘土并分层夯实；修筑深导墙即导墙埋深应超过该部分土体且导墙坐落在老图层上并在导墙后进行质量好的粘土分层回填夯实,利用深导墙围护该部分土体的稳定.

2．当地下水位过高可采用高修导墙的方式提高泥浆液面进行护壁,即在施工导墙时使导墙高出地下水位1.5m左右,预防以保证导墙内的泥浆液面高于地下水1.25m左右；在正常情况下一般通过降低地下水位来保持槽壁的稳定,但是降低地下水位同时会产生较大的固结沉降,若地层允许降水,根据地层情况采用适当的降水方式对地层进行降水,相对提高护壁泥浆液面以维持槽壁的稳定.

3．做好导墙施工.导墙有支撑重物维持稳定液面和防止槽口坍塌的作用.导墙深度一般不应小于1. 2m,而且导墙底宜落在老土上,如回填土太深导墙很难落到老土上时,除了加深导墙外,还应将导墙底换填部分均质粘性土且夯实.严格防止导墙开裂和位移变形.在混凝土达到设计强度以前, 禁止任何重型的机械设备在导墙附近停留.

4．重视泥浆配制与使用.

（1）泥浆的必要性质与使用方法.泥浆的作用主要是保持槽壁稳定、悬浮携带土渣、冷却机具,所以开槽施工的泥浆必须具有良好的物理和化学稳定性、适当的密度和黏度以及良好的泥皮形成性.良好的泥浆能与外力保持平衡就可保持槽壁稳定.保持槽壁稳定是泥浆最重要的一条功能,主要有以下作用：1）泥浆的静水压力可抵抗作用在槽壁上的土压力和水压力,并防止地下水的渗入；2）泥浆在槽壁上可形成不透水的泥皮,从而使泥浆的静水压力有效地作用在槽壁上,同时防止槽壁的剥落；3）泥浆从槽壁表面向地层内渗透到一定的范围就粘附在土颗粒上,通过这种粘附作用可使槽壁减少坍塌和透水性.只有造出高质量的泥浆才能有效保持已成槽壁的稳定并携带切削土渣保证成槽机的工作效率.泥浆质量指标控制：密度1.1～1.3g/cm.黏度≤30s含沙量≤5％粘粒含量≥50％.

（2）泥浆需要量的计算.开槽过程中所需要的泥浆的数量计算要考虑到在施工过程中发生的种种泥浆损失.主要的泥浆损失原因有：1）由于泥皮的形成而消耗的泥浆；2）由于向地基土内渗透和漏浆而消耗的泥浆；3）混合于排除的土渣中而消耗的泥浆；4）由于泥浆变质等原因而被废弃的泥浆.

在泥浆静止状态下挖槽特别是采用大型抓斗上下提拉的挖槽方式很容易使槽壁坍塌所以要求泥浆粘度要大于采用泥浆循环挖槽方式时的粘度.

（3）泥浆制备、贮存和重复利用.通常施工中泥浆制备所用的设备是高速回转式叶片搅拌机通过高速回转叶片使泥浆产生激烈的涡漩从而把泥浆搅拌均匀.一般搅拌泥浆添加物的顺序是：水、黏土或膨润土、CMC、分散剂、其他外加剂.

泥浆池是制备和贮存新鲜泥浆的场所.泥浆池的大小除贮存满足正常施工所需泥浆的用量外,还应满足贮存为了预防开槽过程中出现泥浆的大量泄漏所需泥浆用量的要求.泥浆池的容积一般为拟开槽段挖土方量的1～2倍.泥浆池可在地下建造也可设置专用贮浆池.采用在地下挖坑作为贮浆池必须注意防止地面水流入池内.通过沟槽循环或与混凝土置换而排出的泥浆由于黏土或膨润土、CMC等主要材料的消耗以及土渣和电解质离子的混入,其性质比原泥浆的性质显著恶化.其恶化程度因地层条件、混凝土浇筑方法等施工条件而异.失去了原有优良性质的泥浆就不能发挥其应用的效能,所以要按其恶化程度决定舍弃或进行再生处理.再生处理是以处理含有大量土渣的泥浆和浇筑混凝土所置换出来的泥浆为对象.对于土渣的处理采用物理沉淀方法即利用开挖沉淀池处理泥浆中的土渣.沉淀池的大小一般为拟开槽段挖土方量的1～2倍.经过沉淀处理的泥浆通过沟道流到泥浆池供施工作业继续使用.

（4）根据施工过程调整泥浆性能.地下连续墙用泥浆的成分和性能要求.地下连续墙用泥浆通常是膨润土（主要成分:SiO2,Al2O3,Fe2O3）泥浆.泥浆成分是膨润土、掺合物和水.在泥浆中掺入掺合剂改善泥浆的性能, 提高泥浆的工作效能.1）掺入分散剂.当泥浆粘度太大时, 可加入碳酸钙等分散剂以降低泥浆粘度, 从而可以达到置换对膨润土有害的离子；2）掺入增粘剂 CMC.掺入泥浆后可提高泥浆的粘度, 防止泥浆沉淀, 使泥皮致密而坚韧, 增强槽壁的稳定性；3）掺入堵漏剂.当槽壁是透水性较大的砂砾层, 或由于泥浆粘度不够, 形成泥皮能力弱等因素而出现泥浆失水量过大时, 就需要掺入水泥、锯末等堵漏剂；4）掺入加重剂.当松软土层或在地下水位较高的槽段施工时, 由于压力较大, 需加大泥浆比重, 以维护槽壁稳定.但如果一味加大膨润土的浓度, 则会造成比重过大.此时就可以加入比重大的掺合物, 如珍珠岩等.

5．合理划分单元槽段选择适当的单元槽段施工顺序.单元槽段的划分原则之一是不影响槽壁的稳定性.单元槽段越长与不利于发挥第三部分土体的空间效应因此越不利于槽壁稳定.

单元槽段施工顺序为：先施工单元槽段截面短的后施工长的；先施工直线型单元槽段后施工折线型、异型单元槽段；先施工首开幅,再施工标准幅,后施工闭合幅；把长度短的直线型的单元槽段作为首开幅把折线型、异型单元槽段作为闭合幅.总之一个原则就是先施工槽壁不宜坍塌的单元槽段,后施工槽壁不稳定的单元槽段.

当采用锁扣管形式进行单元槽段连接施工,槽段划分如图1所示：