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5、程局有限公司项目名称可否公布R可否推荐日期2010年4月26日密级及保密期限主题词软土地区；超深地下连续墙；水泥土搅拌桩；泥浆指标；成槽质量；地连墙接头；所属行业工程建设所属专业建筑地基、基础技术任务来源A.国家计划 B.部、委 C.省、市、自治区 D.基金资助 E.其它单位委托 F.中外合作 G.自选 H.其它 I.非职务计划名称和编号项目起止时间起始： 2009年9月14日完成： 2009年12月30日二、项目简介（项目所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况）软土地区深地下连续墙施工技术为我公司自选研究课题，该技术所属行业为工程建设类，包含专业为建筑地基、基础技术。应用工程为于家堡
6、交通枢纽配套工程，工程处于天津沿海软土地区。本工程包括位于Z1线南侧的轨道交通B2、Z1线部分地下结构工程（含配套区地下结构）、部分社会车停车场工程及公交中心工程和地下商业开发空间。其中，B2线与社会车停车场均为地下二层，深16.5m；Z1线为地下三层，深28.5m；公交中心位于地面；地下商业开发空间为地下一层，深度10.5m。总建筑面积为54167m。围护结构采用地下连续墙，墙厚分别采用0.8m、1m、1.2m三种厚度，墙深分别为23.4m、61m、61m。本工程围护结构采用地下连续墙，墙深最深达61m，属软土地区的超深地连墙，其深围护结构工程设计及施工在天津尚属首例。根据工程实际情况，施工
7、前编制了完整的超深地连墙施工方案，并成功实施，工程施工中推广应用了软土地区超深地下连续墙施工技术，包含以下七项关键技术及创新：1、地连墙两侧土体加固技术2、成槽过程中泥浆指标的控制技术3、成槽质量控制技术4、大型机械使用技术5、超长、超重钢筋笼吊装技术6、地连墙接头处理技术7、防止接缝渗水技术于家堡交通枢纽配套工程地连墙于2009年9月中旬开始施工，应用以上七项新技术后，地连墙施工顺利、施工质量好、施工现场安全，而且未对周边环境造成任何不良影响，受到了工程各方及天津市质监总站、安监总站、市建委一致好评，新技术在工程中总体应用效果良好。 三、项目详细内容1 立项背景（相关科学技术状况及其存在的问
8、题）地下连续墙作为地下结构工程的围护结构，其主要作用为抵抗土压力及防水，因此，地下连续墙施工质量的好坏直接关系到后续的土方开挖及地下结构的施工与使用。为了保证地下连续墙的施工质量，必须采取先进、可靠的施工工艺与方法，同时，由于本工程的地连墙深达61m，水文地质条件差，地连墙已属于软土地区超深地连墙，已有的施工工艺与方法可能不能完全满足本工程的地下连续墙的施工需要，因此，在有些工艺与方法上，需要采取必要的改进与创新。为此，我们将“软土地区超深地下连续墙施工技术”立项研究，总结出一套适合于该类工程的施工技术而加以推广应用。2 详细科学技术内容（总体思路、技术方案、关键技术、实施效果）根据该深地下连
9、续墙工程难度大的特点，从进场之日起，我们对工程难度高度重视，对施工重点和难点制定了攻关计划。首先，在正式进行地连墙施工之前，进行了试成槽，通过试成槽对工程施工区域的地质情况进行验证，在成槽过程中检验泥浆性能指标的适应性，观察成槽机在各种土层中作业的效率，为优化施工提供有力的依据。同时，聘请天津市资深专家组成专家顾问组，对试成槽及地连墙正式施工过程中的关键环节、关键方案给予指导与评审，为编制安全经济、合理可行的施工方案提供了技术保障。另一方面，在地连墙施工过程中，要及时进行总结，对于可行性好的、可操作性强的、施工后效果好的一些工艺、方法要继续加以使用，对于可行性不是很好的、可操作性不是很强的或是
10、施工后效果不理想的工艺方法要及时改进，或是提出新的工艺或方法。首先进行了试成槽的施工，试成槽过程中遇到以下问题：1）用于加固土体的水泥土搅拌桩边缘与槽壁之间有一定的距离，在成槽开挖过程中，这段距离内的土体容易收到抓斗碰撞及泥浆的冲刷，从而导致这部分土体的坍塌，因此，在实际的施工过程中，这段距离宜减小；2）从24m-55m左右的土体大部分为粉土、粉砂，用金泰液压抓斗机开挖困难，效率不高，因此，在正式地连墙施工过程中，要引进先进的挖槽机械，并改进开挖方式；3）成槽过程中要随时检测成槽的垂直度、检测泥浆的各项指标，如不符合要求，要及时调整；4）成槽过程中出现了轻微的塌槽现象，因此，水泥土搅拌桩施工后
11、要掌握好时间，让水泥土得到充分养护，其次，挖槽的速度也不能过快；5）成槽后，一方面要尽快清理沉渣，另一方面要尽快下放钢筋笼，以免槽底沉渣加厚。其次，试成槽后，编制地连墙施工方案，并聘请了天津资深专家对试成槽的结果以及地连墙施工方案进行评审，地连墙的施工方案得到了专家的认可。 关键技术：（1）地连墙两侧土体加固技术水泥土搅拌桩是采用深层搅拌机械，在地基深处利用水泥或石灰作为固化剂（浆液或粉末状），与软土强制搅拌混合，硬化后形成具有整体性，水稳定性和一定强度的优质地基。用水泥作为固化剂加固软土时，由于水化和水解反应，生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙及含水铁铝酸钙等化合物，在水中和空气中逐渐硬化
12、，钙离子和土中交换性钠离子发生交换作用，使粘土颗粒集合成较大团粒；水泥水化物中的游离氢氧化钙吸收水和空气中的二氧化碳，生成不溶于水的碳酸钙等，形成具有一定的强度和稳定性水泥加固土。水泥和土间搅拌越充分，混合越均匀，则水泥土结构强度的离散性越小，宏观的总体强度也越高。 在本工程中，为保证地连墙成槽质量，避免成槽过程中槽壁塌陷，对地连墙两侧土体进行加固。采用单排600mm400mm咬合水泥土搅拌桩进行加固（社会车停车场基坑在地连墙内侧采用块状阶梯型水泥搅拌桩加固），掺合料采用P.S.B32.5水泥，水灰比控制在0.50-0.60之间，水泥掺量17%。加固顶标高为导墙结构底板下表面，深度（与地连墙外
13、侧放坡土体加固深度一致）14.8m、16.6m、17.1m，进入淤泥质土层底以下0.5mm。（2）成槽过程中泥浆指标的控制技术由于超深槽壁成槽时间长、槽段穿越含砂率较高的粉、细砂层，以及本工程所在场地地下水呈酸性、有害盐离子浓度高等一系列的不利因素，使得成槽过程中泥浆粘度降低、比重增大、PH值降低，泥浆的性能降低，进而将影响成槽质量以及混凝土浇筑。因此，在成槽过程中，必须随时测定泥浆的各项指标，及时掺入新鲜泥浆，并调整泥浆掺料的掺入量。对于使用后的泥浆，其性能指标如果满足要求可以循环使用，不满足要求时要废弃。（3）成槽质量控制技术1）导墙下部存在较厚的淤泥质土层，成槽过程中容易塌槽，因此，采取
14、了对导墙下土体进行加固的措施；2）在地面以下24m-55m左右为粉砂层，标贯度大，成槽效率低，因此，对于首开槽段，采取了先打引孔然后三抓成槽的方法，即先打引孔，抓槽两端的土体，在抓两端的过程中，中间一抓的土体松弛，最后抓中间的一段，从而提高成槽效率；对于顺序槽段，采用先在远离首开幅型钢一侧土体内打引孔，然后抓引孔边上的土体，再抓中间的一抓土体，最后抓靠近型钢侧土体；对于闭合幅槽段采用三抓成槽，先抓中间土体，再分别抓两侧土体；3）成槽垂直度的控制是成槽的关键，为了保证将成槽垂直度控制在3以内，在成槽过程中要随时检测槽的垂直度。检测办法就是用超声波检测装置检测槽壁偏离中心位置的程度，如果偏离程度超
15、出了要求，要及时启动纠偏系统调整垂直度；4）在槽底部开挖完后，由于土体应力的部分释放以及土体的蠕变，在槽端头会发生内缩，槽段端头发生内缩会影响钢筋笼的下放，因此必须采取措施保证成槽端头的垂直度，具体办法是在抓斗的翼缘上焊超挖刀头，使成槽的厚度增加。5）由于粉砂层很厚，成槽后槽底会有一定厚度的沉渣，因此，必须对沉渣进行处理，处理办法是采用循环法置换泥浆。（4）大型机械使用技术我们引进了利勃海尔液压抓斗机，这套设备工作效率要高于最初使用的金泰液压抓斗机，其开闭斗时间仅为5s6s，每天可完成0.8m2.8m61m槽段两段，土方量约为120m3。设备的电脑显示系统可将各测量结果自动地从传感器反馈到处理器，显示在操作屏上，便于操作和控制施工质量。设备的垂直纠偏系统，在挖掘过程中一旦发现槽幅有偏离现象可以自动进行垂直方向的偏斜纠正，保持地下连续墙的垂直度。这套设备的最大优点是预先纠偏而不是偏斜后纠正。本工程实例表明，采用合理施工方案，在各种技
