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泥浆固化施工方法和在柱列墙中的应用

334 2021-06-24 14:32:34

1. 泥浆固化法的特点

(1)泥浆固化物是无公害物质,不会污染周围的地层和地下水;

(2)能插入任意形状和材质的挡土墙结构件, 泥浆固化物的施工和质量(如;密实性、强度及防渗性等)是可靠的,

(3)施工简易,无噪音、无振动;

( 4)所使用的泥浆可全部固化。无需废浆处理。由于日本许多地下工程处于地下水丰富的软弱土层内.又受周围环境的制约,所以固化泥浆法正得到广泛迅速的发展。以硅土法的应用为例,见图10—42所示。其他各种泥浆

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围化法在向多种用途发展。

不同的泥紫固化施工方法的配合比和固化物的性质是不是相同的,以硅土法为例,可参阅表10一15。其强度增长曲线如图10-—43所示。

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2. 泥浆固化施工方法在柱列式地下墙之应用

以往各种柱列式地下墙施工方法,在具有高地下水位的砂性土地层内, 即使只有一些小的缺陷也会产生漏水涌砂现象,使挡土结构背面发生地面坍陷。因此需要使用价格高昂的化学注液方法进行修补,还受到管理不良的指责。为此。在选择挡土工法时,往往对柱列式墙凝而不用。

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基于这种事实,推动开发了泥浆固化系柱列地下墙,采用成孔或成槽方式以固化泥浆施工柱列式墙。

成孔方式的柱列式墙的防渗能力取决于泥浆固化物桩的搭建部分的二次强削孔。即要使先施工的泥浆固化桩和后施 1.的就地液注灰类桩在措接部分可靠并有充分强度。但是从成孔机械的经济性来说一般所使用的十层螺旋钻虽已采用多轴并联的钻机以提高钻孔精度,但不可否认在成孔精度管理上还存在困难,特别在砂要石层内更是难 以期望 有 高 的精度。

因而除非采用重叠法设计, 一般成孔方式的柱列式地下墙还只适用于介挖较没的基坑。

但层对于成槽式柱列式墙, 预制桩是充作连续的或等间距的挡土结构主体,不仅其间的空隙部位,而且在墙背面也是充满着固化泥浆,可以构成连续的防渗结构,其防渗性能和预制板式连续墙相当。 此外, 有些施工单位能够将泥浆固化物的相互接合部分作到和无接头一样的整体化。所以成槽式柱列墙具有成孔式所没有的许多优点,能充分满足比较深的基坑开挖之挡土需要, 今后有普及发展的前景。

3. 泥浆固化系拄列墙的划与施工

(1)成孔式柱列墙施工方法

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这种方法的桩的配置方法如图10-44所示。是以固化泥浆桩先行施工, 然后施工就地灌注灰浆桩。 使就地灌注灰浆桩和固化泥浆桩相搭接。这种挡土结构物由于在就地灌注灰聚桩中间有固化泥浆桩存在, 所以和单纯灰浆桩 柱 列墙 相比.每一根灰浆桩所承拍的侧压力要大-一些。另外固化泥浆桩

作为防渗挡十结构的一部分,对于承受相邻灰浆柱之间的侧压力也要有充分的强度。

在设计时,应考虑施工的垂直精度问题,以最不利的条件来计算断面。如泥浆固化物的抗拉强度, 虽然试验显示约为单轴压缩强度的20%左右,但在应用上取10%左右。对附着强度及抗剪强度也作同样考虑。由于对固化泥浆桩要考虑搭接问题, 在就地灌注灰浆桩成孔时一部分断面还要被钻机钻削,所以强度也不能比地层土体强度大很多,一般以取 2~ 10kgf /cm²左右为宜。

在施工方面以及作业机械方面则与一般灰浆桩柱列墙施工方法没有很大差别,工期方面由于灰黎桩的施工是作为在固化泥浆桩施工上的补充。所以比灰浆桩鞋列墙可以缩短一些长度。

图10—4s中(a)为在台湾省台北市的工程,地下水位—3m,粉细砂地层,开挖基坑深度8m,〈b)为日本北海.遵某工程,-8.5m以上为砂砾石层,-8-5m 以 下为粉细砂地层,地下水位一5m,基坑开挖深度15.4m,采用两轴并联的螺旋钻; (c)为名古屋某工 程,地下水位-10m,砂质地层内基坑开挖深度15~18m。这些工程证明如果对成孔精度加以良好管理,此种施工方法也可以作为相当深宽基坑的挡土结构。

(2)成槽式柱列墙施工方法

这种方法的施工顺序和预制板地下墙相类似,但作为挡土结构的插入构件的选择方面比较白由,也就是说,可以根据地层及支撑的条件选择经济的材料、断面和布置方式(连续的或间隔的)。另外对泥浆固化物的强度也 没 有什 么要求,只要大致上有原地层土体强度即可。与成孔式施工方法相比较,成槽式方法主要优点如下;

1)防渗能力不受成擅精度影响,可保证,

2)挡土结构的劲性构件是在槽内插入的,因而垂直精度商, 可以有效地利用场地面积;

3)能适应各种土质,对槽壁面不要求很高的精度; 

4) 如果从防止基坑管涌或防止周围地层因地下水位下降而沉降方面考虑,需要将地下墙作得很深时,本方法可以将下段墙体采用单纯固化泥浆墙和上段采用插入构件的柱列墙相结合的方式。

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墙体的结构布置如图10--45所示。其施工机械设备基本上和预制板地下墙施 工方法相类似。成槽机械的选择要考虑现场条性、地质条件,单元槽段长度。一般采用导板抓斗方式,其机械简单,成槽效率及灵活性也相当好。 如果采用反循环式机械,对于自凝泥浆方式或对搭接部分的成槽,会引起泥浆比重和粘度过大的问题。可能严重影响成槽作业。必须充分注意。

图10—45中 (a)为横浜市某工 程,地 质情况一5m以上为泥炭土,以下为粘质粉细砂,地下水位一1m,基坑开挖深度4.9r,插入构件采用薄壁钢管。

此外,在名占屋市某工程,基坑 开挖深度为20~24m,也采用这种断面形式的挡十 结构, 钢管长 度 为25~28m。(b)为熊谷市某工程,基坑开挖深 度为 2.7 m,砂砾石地恩。虽然开挖深度很浅,但因地下水很丰富,者业上利用地下水的店铺也很多,所以采用这种工法以固化泥浆作为防渗料,墙体在基坑开挖时为自立式。(c)是东京某工程,地质条件是关东土壤深一7.2m以下是砂砾石层,基坑开 挖深度8.4m,这项工程挡土结构的特点是插入 构 件采用间隔布置。其形式也可以说是将插板省略的钢桩横插板施工方法。对于这种形式,如需将H钢回收,则应注意勿使泥浆固化物的强度太高,以尽量减少拔桩力。实际上拔出时和H钢概插板法或钢板桩法相同。会带着周围部分土体一道拔出,回收率 为100%。