厚砂层铣削等厚水泥土连续钢墙成墙及泥浆参数控制方法

摘要

本发明涉及一种厚砂层铣削等厚水泥土连续钢墙成墙及泥浆参数控制方法，其步骤为：(1)前期施工准备及新浆拌制；(2)第1次铣削下沉；(3)第1次提升；(4)第2次铣削下沉；(5)第2次提升喷浆；(6)型钢插入，移位下一槽段施工：重复S1～S6步骤，直至围护体施工完成。本方案针对厚砂地层铣削式水泥土搅拌墙采用“两铣三喷(两次铣槽三次喷浆)”成墙模式，并采用膨润土结合水泥浆针对性的不同区段及工序下双浆液模式下成墙及泥浆参数控制方法，有效了保证了水泥土墙成墙均匀性及锁扣型钢自重作用下的插入。解决了厚砂地层地下水泥土连续钢墙成墙均匀性及型钢自重荷载下插入问题，为地下连续钢墙工艺实现提供了保证。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基坑工程围护施工，尤其涉及一种地厚砂层铣削等厚水泥土连续钢墙成墙及泥浆参数施工控制方法。

背景技术

等厚地下水泥土连续钢墙，相对传统地墙水泥土代替混凝土，连续锁扣型钢代替原地墙钢筋。具有施工方便、占地小、适合应用于城市等对施工速度和环境影响要求较高的区域特点。目前在国内也在开展积极研究和探索。

其中东通岩土科技(杭州)有限公司申请了“一种基坑围护水泥土刚性墙CN206034455U”，上海市基础工程有限公司申请了“内插预制构件的双轮铣深层搅拌桩快速围护结构施工方法CN110847164A”相关专利。以上相关专利主要集中与连续钢墙的结构形式和初步的概念性施工方法。

等厚水泥土连续钢墙，由于需内插锁扣型钢劲性骨架，其施工方法较单纯的仅作为止水帷幕作用的等厚水泥土墙不同，止水帷幕作用的等厚水泥土墙在对槽段铣削成槽搅拌后注入水泥浆即可。

等厚水泥土连续钢墙，由于保证后续锁扣型钢等劲性骨架的顺利插入，其对成槽好后的泥浆均匀性、流动度、比重及水泥掺量有着特有的要求，以实现水泥土连续钢墙良好止水和劲性骨架在自重作用下顺利插入。在厚砂地层地质条件，由于砂性土区段成槽后泥浆粘度较小，砂砾比重大，宜产生离析及分层沉淀造成槽段介质不均匀止水性能差，同时砂粒沉淀也会造成后续锁扣型钢劲性骨架的插入困难。等厚水泥土连续钢墙其核心关键技术控制是成槽泥浆效果控制。

目前铣削式等厚水泥土墙成墙主要成墙施工主要还是基于止水帷幕形式的一次铣槽一次喷浆的单浆液施工方法(如上述相关专利)，该模式状态下，槽段有效置换量小，槽段泥浆比重大，粘滞力大。遇砂性地质时，分层沉淀更将会造成后续锁扣型钢劲性骨架的插入困难。经过现场工艺试验，采用该模式成墙75m深槽段，型钢自重作用下只能插入26m。无法达到劲性骨架有效插入深度的要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种厚砂层铣削等厚水泥土连续钢墙成墙及泥浆参数控制方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种厚砂层铣削等厚水泥土连续钢墙成墙及泥浆参数控制方法，其步骤为：

S1：前期施工准备及新浆拌制：

前期准备包括导墙施工、铣削设备调试对中、新鲜泥浆拌制；新鲜泥浆拌制包括膨润土浆和水泥浆；水泥浆拌制控制水灰比1.5～2.0，对应比重1.35～1.28，新浆膨润土浆液拌制完成需经24h发酵后才能投入使用；

S2：第1次铣削下沉：

铣轮自上往下第1铣，对于粘性土区域采用喷水原土造浆，下沉进尺搅拌速度150mm/min～250mm/min；对于砂性土至槽底区域，为保证成槽后泥浆的均匀及砂粒的悬浮，铣削下沉同时注入5％～7％的新鲜膨润土泥浆，下沉进尺搅拌速度控制100mm/min～200mm/min；

S3：第1次提升：

第1次铣削到底后进行提升，第1次提升采取快速提斗带浆搅拌提升，上提速度控制在5～6m/min；

S4：第2次铣削下沉：

第2次铣槽自地面至槽段底部全断面喷射注入5～7％新鲜膨润土浆，下沉进尺搅拌速度150mm/min～350mm/min；

S5：第2次提升喷浆：

第2次铣槽至底部后开始提升搅拌喷射水泥浆，新鲜水泥浆拌制控制水灰比1.5～2.0，对应比重1.35～1.28，水泥掺量控制13～18％；提升成墙搅拌时，水泥浆液流量控制在250L/min～400L/min，提升速度应与流量相匹配；

S6：型钢插入，移位下一槽段施工：重复S1～S5步骤，直至围护体施工完成。

步骤S1中，新浆在发酵过程中反复搅拌保证均匀，充分发酵；发酵后膨润土浆控制比重1.02～1.05，粘度检测控制在28～32s。

步骤S2中，第1次铣削及提升过程中跟进循环浆液比重、流动度参数检测，第1次铣削及提升后，循环浆比重控制在1.5以下。

步骤S4中，第2次铣削搅拌可将槽段粗粒土块进行进一步打碎，避免后续型钢插入粗粒土块的粘附和阻挡，阻碍型钢插入，膨润土浆注入量将保证槽段泥浆的整体悬浮和均匀。

步骤S5中，第2次铣削及喷浆提升过程后，最终槽段泥浆比重控制在1.38以下，流动度控制在24～30cm左右。

本发明的有益效果是：

为解决铣削式等厚水泥土墙成墙均匀性及型钢顺利自重下插入问题。在上海浦东机场三期扩建交通配套工程浦东机场站厚砂地层进行多组工艺参数试验。该场地砂性较厚，其中地面至地面以下30m为黏性土层，30m～75m为⑦2砂层土层。最终总结形成了铣削式水泥土搅拌墙“两铣三喷(两次铣槽三次喷浆)”膨润土结合水泥浆双浆液模式下成墙及泥浆参数控制方法，有效了保证了水泥土墙成墙均匀性和锁扣型钢自重作用下的插入。现场实现了75m、65m、50m深槽成墙并内插入48m锁扣型钢。解决了厚砂地层地下水泥土连续钢墙成墙均匀性及型钢自重荷载下插入问题，为地下连续钢墙工艺实现提供了保证。

本发明针对厚砂地层铣削式水泥土搅拌墙采用“两铣三喷(两次铣槽三次喷浆)”成墙模式，并采用膨润土结合水泥浆针对性的不同区段及工序下双浆液模式下成墙及泥浆参数控制方法，有效了保证了水泥土墙成墙均匀性及锁扣型钢自重作用下的插入。现场实现了75m、65m、50m深槽成墙并内插入48m锁扣型钢。解决了厚砂地层地下水泥土连续钢墙成墙均匀性及型钢自重荷载下插入问题，为地下连续钢墙工艺实现提供了保证。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

图2是地下水泥土连续钢墙平面示意图；

图3～6是厚砂层水泥土连续钢墙成墙施工及参数控制示意图；

图中：B为粘土，C为砂性土。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施，进一步阐述本发明。

如图1～图6所示，本发明的施工控制方法，主要用于厚砂层铣削等厚水泥土连续钢墙A成墙及泥浆参数控制，该方法的具体步骤如下：

S1：前期施工准备及新浆拌制：

前期准备主要包括导墙施工、铣削设备调试对中、新鲜泥浆拌制。新鲜泥浆拌制包括膨润土浆和水泥浆。新浆膨润土浆液拌制完成需经24h发酵后才能投入使用。新浆在发酵过程中反复搅拌保证均匀，充分发酵。发酵后膨润土浆控制比重1.02～1.05，粘度检测控制在28～32s。

水泥浆拌制控制水灰比1.5～2.0，对应比重1.35～1.28。

S2：第1次铣削下沉：

如图3所示，铣轮自上往下第1铣，对于粘性土区域采用喷水原土造浆，下沉进尺搅拌速度150mm/min～250mm/min；对于砂性土至槽底区域，为保证成槽后泥浆的均匀及砂粒的悬浮，铣削下沉同时注入5％～7％的新鲜膨润土泥浆，下沉进尺搅拌速度控制100mm/min～200mm/min。

S3：第1次提升：

如图4所示，第1次铣削到底后进行提升，考虑施工功效，第1次提升采取快速提斗带浆搅拌提升，上提速度控制在5～6m/min。

第1次铣削及提升过程，槽段是在原状土槽段内不断注水及新浆过程，槽段泥浆比重逐渐减小。过程中跟进循环浆液比重、流动度等参数检测。第1次铣削及提升后，循环浆比重控制在1.5以下。

S4：第2次铣削下沉：

如图5所示，第2次铣槽自地面至槽段底部全断面喷射注入5～7％新鲜膨润土浆(正常喷浆)，下沉进尺搅拌速度150mm/min～350mm/min。

二次铣削搅拌可将槽段粗粒土块进行进一步打碎，避免后续型钢插入粗粒土块的粘附和阻挡，阻碍型钢插入。膨润土浆注入量将保证槽段泥浆的整体悬浮和均匀。

S5：第2次提升喷浆：

如图6所示，第2次铣槽至底部后开始提升搅拌喷射水泥浆，新鲜水泥浆拌制控制水灰比1.5～2.0，对应比重1.35～1.28。水泥掺量控制13～18％。

提升成墙搅拌时，水泥浆液流量宜控制在250L/min～400L/min，提升速度应与流量相匹配。

第2次铣削及喷浆提升过程后，最终槽段泥浆比重控制在1.38以下。流动度控制在24～30cm左右。

S6：型钢插入，移位下一槽段施工：重复S1～S6步骤，直至围护体施工完成。