跨江悬索桥南锚碇基础地连墙施工技术详解

跨江悬索桥南锚碇基础地连墙施工技术详解

1 施工工艺流程

地连墙施工工艺流程见图5.1-14。

2 槽段划分及说明

本工程地连墙轴线两个直径为57.5m圆相交，圆心距23m，相交点的连线为隔墙槽段，外围地连墙周长227.966m，隔墙地连墙轴线长52.7m。考虑本工程完全采用液压铣槽机施工，每铣长为固定值2.8m，拟划分65个槽段，Ⅰ期槽孔32个（含两个特殊槽孔）、Ⅱ期槽孔33个。其中外围Ⅰ期槽长6.313m，共分三铣成槽，Ⅱ期槽长2.8m，一铣成槽。Ⅰ期槽特殊槽段为Y形，为三墙交界槽段，共分五铣成槽。

隔墙槽段Ⅰ期有两种槽长，其中槽长为6.337m的槽段为三铣成槽，槽长为5m的槽段为二铣成槽。本工程采用铣接法进行槽段搭接，搭接厚度为外围槽段为27.3cm，隔墙槽段为20cm。槽孔划分情况见图5.1-15：

3 成槽及相关设备选型

根据工程的特点及工程量，拟采用德国宝峨公司的1台BC32型液压铣槽机和1台宝峨GB34液压抓斗，可以满足地连墙的成槽施工要求。

4 成槽顺序及连接接头

4.1 成槽顺序

按照有利于设备操作和发挥功效、施工方便、Ⅱ期槽在Ⅰ期槽完成后不宜太久（强度过高增加铣销难度）等原则，初步考虑按如下顺序进行成槽：

（1）总体顺序先施工靠江侧基坑外围地连墙，再施工隔墙地连墙，最后施工背江侧外围地连墙；

（2）先施工Ⅰ期槽，再施工Ⅱ期槽，从上游侧特殊Ⅰ期槽开始第一个槽段施工，然后顺时针方向依次进行Ⅰ期槽施工，当相邻两Ⅰ期槽强度达75%时，开始进行其间的Ⅱ期槽施工，以免时间太长混凝土强度过高，增加铣削的难度。由此Ⅰ、Ⅱ期槽错开几个槽段同步向前推进，直至地连墙最后封闭。对于最后封闭槽段，因相邻Ⅰ期槽混凝土龄期相差较长时间，强度差异较大，为防止因强度差异导致孔斜，对后浇Ⅰ期槽混凝土适当加大标号，尽可能地减小两侧Ⅰ期槽的强度差异。地连墙成槽

（3）对于单个槽段，特殊Ⅰ期槽采用六铣成槽，其余外围Ⅰ期槽采用三铣成槽；隔墙5m长Ⅰ期槽段采用二铣成槽，其6.3mⅠ期槽段采用三铣成槽。Ⅰ期槽段的铣槽顺序见下图。

4.2 槽段连接接头

本工程墙段连接拟采用“铣接法”。即在两个Ⅰ期槽中间下入一铣，铣掉Ⅰ期槽孔端的部分混凝土形成锯齿形搭接，Ⅰ、Ⅱ期槽孔在地连墙轴线上的搭接长度为

20~25cm。此方法在国内外大型地连墙项目中大量应用，施工方法成熟。铣接法施

5 成槽工艺和方法5.1 成槽工艺

成槽工艺说明见下图。

5.2 成槽方法

（1）纯抓法

每个槽段顶部7~8m粘土层采用机械抓斗直接抓取，装车运至弃土场，同时补充膨润土泥浆护壁，其优点在于：上部为粘性土，泥浆净化器对于粘性土分离效果不理想，给运渣及施工环境带来不利影响，而用纯抓法直接抓取大部分粘土层可以有效克服这一问题；机械抓斗带有导向板，对于浅层粘性土层抓取工效较高且垂直度可

控制在有效范围内；上部7~8m采用抓斗开孔后，给铣槽机起步导向及开孔泥浆循环提供条件。

（2）纯铣法

对于8m深以下粘土层和砂性土层、全风化、强风化基岩采用液压铣槽机直接铣削的纯铣法钻进。

（3）凿铣法

对于槽孔下部难以铣削的坚硬基岩层采用凿铣法，即采用冲击钻进行多点冲击破碎岩石后，下入液压铣槽机铣削至难以进尺，再用冲击钻继续冲砸，重复上一过程，直至孔底标高。

拟采用的岩层钻进工艺流程见下图。

6 泥浆制备、固壁及清孔换浆方法

本工程地连墙成槽护壁全部采用优质膨润土泥浆进行护壁。

6.1 原材料选择

泥浆中的无用固相含量（含砂量）指标是衡量泥浆优劣的重要指标。

对泥浆中的无用固相含量（粒径大于74μm的颗粒）要严加控制。无用固相含量高于允许值的泥浆的流变性能就会变坏，泥皮质量也会变的疏松，韧性低而透水性强，从而导致槽孔内泥浆的失水量增大，引起孔壁坍塌和泥皮脱落，造成大量渗浆和塌孔。

因此为确保泥浆的质量，避免发生孔壁坍塌现象，本项工程选用200目钙基膨润土制备泥浆。分散剂选用工业碳酸钠，并适当添加入CMC。选择使用膨润土泥浆的原因还有以下几点：

（1）本工程所处理的基础有覆盖层、淤泥质土、砂土等地层，很不稳定，施工中漏浆现象不可避免，因此应采用优质泥浆固壁，这样能够减少泥浆漏失、槽孔塌孔；（2）沉渣如果被埋在地下连续墙底部，将影响墙底部位的抗渗效果，这些沉渣在基坑外围高水头作用下将会产生集中渗流、流土、管涌，使地下连续墙失稳；

（3）膨润土泥浆可形成致密的泥皮，可最大限度的确保槽孔孔壁的安全；

（4）墙底沉渣会加大墙体的沉陷变形。大量的沉渣如果混入墙体混凝土中，会形成墙体中的薄弱部位；

（5）沉积在混凝土表面的沉渣会降低混凝土的浇注速度；

（6）膨润土本身含砂量很低，所制作的泥浆密度较普通粘土泥浆小，有利于泵槽孔清孔；

（7）膨润土浆密度较粘土浆小，可减少槽孔泥浆对周围地层产生劈裂的危险性和可能性。

制浆材料

所用主要原材料如下：

a-1、膨润土：采用国产Ⅱ级钙土；

a-2、水：采用现场抽取的水；

a-3、分散剂：采用工业碳酸纳（Na2CO3）等；

a-4、增粘剂：采用中粘度羧甲基纤维素（CMC）。

6.2 浆液配比及性能

拟用泥浆配比及性能指标见下表。

6.3 泥浆的拌制

将水加至搅拌筒1/3后，启动制浆机。在定量水箱不断加水的同时，加入膨润土粉、碱粉等外加剂，搅拌2min后，加入CMC液继续搅拌1min即可停止搅拌放入新浆池中，待静置膨化24h后使用。

6.4 泥浆的循环使用与回收处理

铣削钻孔时，置于铣削头中的6″泥浆泵抽吸孔底泥浆并经6″输浆管路送至地面的泥浆净化系统进行除砂处理，处理后的泥浆经管路返回槽孔中，如下图所示。

经较长时间使用，如泥浆粘度指标降低，适当掺加新浆进行调整；如粘度指标升高，可加入分散剂，经处理后仍达不到标准的必须废弃。

浇注混凝土时，自孔口流出的泥浆一般均直接用泵输送至回收浆池中，作为其它槽孔开挖用泥浆。混凝土顶面以上1m左右的泥浆会被污染而造成劣化，应予以废弃处理。

槽孔终孔并验收合格后，即采用液压铣槽机进行泵吸法清孔换浆。将铣削头置入孔底并保持铣轮旋转，铣头中的泥浆泵将孔底的泥浆输送至地面上的ZX500型泥浆净化机，由振动筛除去大颗粒钻碴后，进入旋流器分离泥浆中的粉细砂。经净化后的泥浆流回到槽孔内，如此循环往复，直至回浆达到“砼浇注前槽内泥浆”的标准。在清孔过程中，可根据槽内浆面和泥浆性能状况，加入适当数量的新浆以补充和改善孔内泥浆。