臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法

臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法

《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》是青島建設集團公司、青島海川建設集團有限公司、青島施運機械施工有限責任公司完成的建築類施工工法,完成人是張同波、劉海軍、李華傑、魏國。該工法適用於在含有碎石、拋石的填土砂層、粉砂、粉土等地下水豐富的臨海地段和具有類似土層的內陸地段深基坑工程的止水帷幕施工。基坑開挖深度不宜超過12米。

《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》主要的工法特點是:施工機具簡易,操作方便,占用的工作面較小,能夠調集大量的設備,有利於加快工程進度。

2008年1月31日,《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家二級工法。

基本介紹

  • 中文名:臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法
  • 工法編號:YJGF295-2006
  • 完成單位:青島建設集團公司、青島海川建設集團有限公司、青島施運機械施工有限責任公司
  • 主要完成人:張同波、劉海軍、李華傑、魏國
  • 審批單位中華人民共和國住房和城鄉建設部
  • 主要榮譽:2005-2006年度國家二級工法
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,止水帷幕設計,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,

形成原因

青島國際帆船中心陸域建築包括:奧運村、運動員中心、媒體中心、後勤保障中心、陸域停船區地下車庫等工程(下圖),是第29屆奧運會帆船比賽基地,建築總面積為161806平方米,其中地下建築面積達66559平方米。該工程位於青島市東部的臨海地段,原地貌形態為海濱平原,後經人工回填改造而形成陸域,現場地形較平坦,地面標高為2.39~4.08米。地層結構與地質構造簡單,上部覆蓋第四系土層1.5~14.0米,主要為人工填土(內含拋石、塊石、碎石以及紅磚塊與混凝土碎塊等建築垃圾,土質不均勻)、粉細砂、粗砂、粉質黏土和碎石土等,其中有最大斷面尺寸超過3米的拋石。下面為分布廣泛且完整堅硬的花崗岩。
場區地下水主要補給來源為海水的側滲補給和大氣降水的垂直入滲補給,排匯方式表現為時段性向海徑流排泄,其中近海地段的地下水直接與海水相通。地下水位埋深為1.70~3.60米,海水潮汐高低差約4.5米。受潮汐影響,地下水位日變幅200~500毫米,地下水動態年變幅為1.5米左右,一般地下水變化較海水變化滯後1~3小時。
為了保證該工程深基坑和地下工程的施工,2004年7~12月,青建集團股份公司技術中心研究並套用了適合臨海地下水特點的和拋石、碎石等複雜地質條件下的旋噴樁止水帷幕技術,《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》就是在該基礎編寫形成的。由青建集團股份公司、青島海川建設集團有限公司、青島施運機械施工有限責任公司共同完成的以高透水性拋石、碎石層旋噴樁止水帷幕技術為核心的“海複雜地質條件下深基坑工程綜合技術的研究與套用”於2007年1月通過了青島市科技局組織的專家鑑定。
臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法
青島國際帆船中心陸域建築

工法特點

《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》的工法特點是:
1、採用傳統的旋噴樁,通過分段成孔、注漿再成孔等技術創新解決了在臨海複雜地質條件下的成孔及成樁的質量,止水效果好,能夠保證近海地段深基坑的正常施工。
2、採用小型地質鑽機成孔,施工機具簡易,操作方便,占用的工作面較小,能夠調集大量的設備,有利於加快工程進度。
3、深層攪拌樁和長螺旋灌注樁在碎石和拋石層中不能成孔,而旋噴樁可以在臨海複雜地質條件下成孔,且造價低於長螺旋灌注樁。

操作原理

適用範圍

《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》適用於在含有碎石、拋石的填土,砂層、粉砂、粉土等地下水豐富的臨海地段和具有類似土層的內陸地段深基坑工程的止水帷幕施工。基坑開挖深度不宜超過12米。

工藝原理

《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》的工藝原理敘述如下:
利用地質鑽機穿透碎石、拋石層,並採用套管護壁、分段成孔、注漿再成孔等技術措施,再使用雙管法和三重管法高壓旋噴技術使水泥漿液與碎石、拋石等土層結合形成止水效果良好的兩兩相切的旋噴樁連續地下帷幕,來保證基坑及地下工程的正常施工。

止水帷幕設計

《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》的止水帷幕設計流程如下:
一、內放坡結合止水帷幕
內放坡結合旋噴樁止水帷幕是該工法最適宜的邊坡支護形式。在施工場區較為開闊時,均可以採用內放坡掛網噴漿的支護形式。對於回填土砂土層等,可按1:1自然放坡;對於強風化岩,可採用1:0.5自然放坡,見下圖。
臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法
內放坡結合止水帷幕
二、雙排旋噴樁
為了確保止水效果,在成樁困難的塊石、碎石區域,可採用雙排旋噴樁止水帷幕。對開挖深度為5~6米,又無法放坡的地段,也可採用雙排旋噴樁的方案,內排樁嵌入基底2~3米即可。該樁兼做止水帷幕和重力式擋土牆,見下圖。
臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法
雙排旋噴樁(單位:毫米)
三、旋噴樁止水結合錨桿支護
對開挖深度為7~12米,又無法放坡的地段,可採用單排或雙旋噴樁結合錨桿、土釘支護的方案,見下圖。為了防止錨桿或土釘施工時造成透水,該方案適宜於地下水與海水不直接貫通的地段,錨桿應採用自進式錨桿。
臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法
旋噴樁止水結合錨桿
四、旋噴樁結合樁錨支護
對開挖深度超過10米,且土質均勻,無碎石和拋石的土層,近海距離超過50米的基坑工程,採用了長螺旋壓漿灌注樁、錨桿與旋噴樁結合的支護形式,見下圖。
臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法
旋噴樁結合樁錨桿
五、設計計算
樁徑、樁距、樁的排數、樁的入土深度、錨桿與土釘支護結構的設計應結合工程的地質、邊坡等條件,進行旋噴樁的滲透性試驗並經相應的計算確定。

施工工藝

《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》的工藝流程:
平整場地→放線→鑽1序孔→插管→噴射作業→鑽2序孔→插管→噴射作業→帷幕結束。
《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》的操作要點如下:
一、施工準備
1.止水帷幕樁施工前應清除成孔範圍內的障礙,防止施工受阻或成樁偏斜。當清除範圍較大或較深時需將覆土壓實、整平。不宜通過排水清除地下水位以下的障礙,防止引起大面積的邊坡坍塌
2.在帷幕樁施工前做工藝試樁,通過試樁熟悉施工區域的土質狀況,確定鑽進深度、噴漿提升速度、噴漿速率、鑽進狀況等工藝參數。下表為奧運帆船比賽基地工程所使用的旋噴樁工藝參數。
二管法高壓旋噴工藝參數
土層
漿量(升/分鐘)
漿壓(兆帕)
氣量(升/分鐘)
氣壓(兆帕)
提速(厘米/分鐘)
轉速(度/秒)
拋石層
90
36~40
30
0.7
5~6
15
碎石層
90
36
30
0.7
6~8
15
砂層
90
34
30
0.6
10~12
15
3.施工前先確定止水帷幕樁孔的位置,鑽機的鑽桿頭對準孔位的中心並保證要求的垂直度,確保樁身垂直度偏差不大於1%。
二、成孔及注漿
1.由於土質條件差,鑽機成孔時應採用膨潤土配製的泥漿護壁。旋噴注漿管需插入地層預定深度,插管過程中為防止泥漿堵塞噴嘴,邊射水邊插管,為防止壓力過高將孔壁射塌設計水壓力不超過1兆帕。噴管插入預定深度後由下而上進行噴射作業。
2.旋噴施工時嚴格控制噴桿的提升速度,根據進場的設備型號按工藝參數控制提升速度,保證成樁直徑達到設計要求。旋噴鑽桿的旋轉和提升必須連續不中斷,確保水泥漿沿樁長均勻分布。
3.施工中發生意外中斷注漿或提升過快現象應立即暫停施工,重新下鑽至停漿面或少漿樁段以下500毫米的位置再注漿提升,保證樁身完整,防止斷樁。相鄰樁施工的時間間隔一般不超過24小時,如時間間隔過長,可適當增加後序樁的水泥摻量。
三、碎石及拋石層的成樁施工
1.近海地段,形成止水帷幕前不得排水超深開挖,以防止海水帶走碎石、塊石間的細粒土,造成邊坡坍塌和旋噴樁成孔的困難。
2.由於土層中有大量堅硬的花崗岩塊,鑽頭消耗量大,成孔速度慢,會經常出現卡鑽和掉鑽頭的現象,施工中可採用鋼粒鑽、金剛鑽、合金鑽和潛孔鑽成孔。為避免鑽孔未穿透拋石層,留下透水的隱患,應對比成孔深度與地質報告中岩面的深度,並鑑別拋石岩性和地層基岩的岩樣。施工中在穿越拋石層時鑽桿晃動厲害,進入基岩後,則鑽杄進尺平穩。
3.對於泥漿護壁難以成孔的部位,可採用鋼套管跟進護壁成孔。隨著鑽進,隨下入和孔徑相配套的鋼套管支撐孔壁,達到深度後,向套管內下設PVC護壁花管,拔出鋼套管,將噴頭下到設計位置進行高壓噴漿。
4.在不含細粒土的碎石、拋石間成孔及高壓噴漿時,會出現塌孔和嚴重漏漿的情況,施工中可採用調整噴頭的提升速度,適當延長噴射時間,並在噴漿的同時從孔口填充砂料等措施。在拋石層旋噴時,如出現水泥漿大量流失不能成樁的情況,施工中可先採用高壓注漿填充碎石及塊石間空隙,即:在拋石間注入了細石混凝土或水泥漿、砂和占水泥用量5%的水玻璃(速凝劑),然後再成孔、旋噴的方法。為了防止注漿料被海水沖走,應在低潮位時進行高壓注漿。
5.利用潮汐差分段成樁施工。在近海與海水貫通的拋石和碎石層中,如因漏漿、塌孔等原因而無法成樁時,可在漲潮前將最低潮位的Ⅰ段樁完成,待漲潮水位達到旋噴位置時停止旋噴,防止水泥漿被海水帶走。該時,將噴管調至上部透水性較差的土層,完成Ⅱ段的旋噴。待潮位降至Ⅰ段樁頂部以下時,立即成孔並在Ⅰ段樁頂部下300毫米開始旋噴,旋噴至漲潮的水位時再停止,往復幾次直至完成Ⅲ段樁的旋噴。

材料設備

《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》所用的材料及設備明細如下:
一、材料
1、泥漿沿海地區土體的穩定性較差,而且與海水貫通,地下水中含有濃度較高的Na、Ca等陽離子。因此,鑽孔過程中,為了防止塌孔及護壁泥漿中的黏土凝聚、沉澱分離,應採用膨潤土配製優質的護壁泥漿,泥漿的性能指標見下表。為了提高護壁泥漿的黏度,利於成孔,可摻加3%~5%的火鹼取代膨潤土。
護壁泥漿性能指標
相對密度
黏度
含砂率
膠體率
穩定性
pH值
1.55
26~28秒
<4%
>95%
0.03克/平方厘米
8~10
2、旋噴樁固化劑及材料要求。可採用P.O32.5R水泥,直徑1.2米的帷幕樁每延米用量為450~550千克;噴射用水泥漿的水灰比可取0.8~1.5,常用1:1.05~1:1.1。
二、設備
鑽孔可採用普通地質鑽機,注漿可採用雙管法和三重管法的高壓注漿設備,其中雙管法是在三重管法基礎上改進的,有別於雙重管法高噴技術,特點是:噴射半徑長,節省材料,工效高,減少環境污染。奧運帆船比賽基地的奧運村及運動員中心工程的止水帷幕施工共安排了6個機組,每個機組配備GX-300工程鑽機2台,CYP液壓台車一台及GNB-90B高壓泥漿泵一台。

質量控制

《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》的質量控制要求如下:
一、標準及規範
《建築基坑支護技術規程》JGJ 120—99;《建築地基基礎工程施工質量驗收規範》GB 50202-2002;《建築地基處理技術規範》JGJ 79—2002/J 220—2002。
二、質量控制要點及措施
1、施工前應檢查水泥、外摻劑等的質量、樁位,壓力表、流量表的精度和靈敏度,高壓噴射設備的性能等。
2、施工中應檢查施工參數(壓力、水泥漿量、提升速度、旋轉速度等)及施工程式,並嚴格按照工藝參數和材料用量施工,如實做好各項記錄。
3、為保證樁位正確和樁身的垂直度,應嚴格控制鑽機的定位和垂直度。鑽孔入岩應不小於500毫米,以確保基岩面與帷幕的結合密實保證止水效果。成孔後須由業主、監理、勘察單位驗收合格後方可終孔,並做好記錄,由各方簽字認可。
4、旋噴注漿時,通過控制提升速度和相鄰樁施工的時間間隔,保證樁身和帷幕牆體的完整性。

安全措施

採用《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1、止水帷幕施工所用的設備功率較大用電量較高,施工時嚴格根據相關規定進行臨電設定,對用電設備進行“三級”保護,電纜線必須架空或埋入地下0.5米,並加強過程檢查。施工用電動機具均應有保護接零。
2、由於設備較大且現場移動頻繁,設備移位及就位時重點進行安全防控。
3、空壓機的安全閥、壓力表、調節器、溫度表必須靈敏可靠,指示正常各類施工機具自身的安全防護裝置必須齊全有效。
4、完成止水帷幕前,不得進行強制性的排水開挖,以免引起邊坡的坍塌。
5、執行該工法時,還應遵守相關的安全技術規範和操作規程。

環保措施

《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》的環保措施如下:
1、施工現場應控制泥漿污染、揚塵污染和噪聲污染,其中噪聲指標應控制在夜間≤55分貝、白天≤75分貝。
2、鑽孔護壁泥漿應設泥漿池,以循環使用,節約材料,減少污染。注漿機注漿時溢出的水泥漿需提前挖坑引流,避免無序流淌,待溢出的水泥漿硬化後及時清理外運。
3、攪拌及噴射細石混凝土時控制揚塵及細石混凝土對周邊環境的污染,攪拌機設定圍護棚遮擋,噴射混凝土時操作面周邊範圍內應進行遮蓋。
4、沖洗出場區的車輛,防止污染周邊的市政道路,沖洗污水應流入現場的明溝及沉澱池中。
5、規範場區管理。按照標準化工地的要求規範場區管理,使進入場區的材料、設備、拆除的周轉材料等按照要求有序堆放。

效益分析

《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》在奧運帆船比賽基地的奧運村、運動員中心工程中套用的效益分析如下:
一、經濟效益。奧運村和運動員中心用的是以高壓旋噴止水帷幕+自然放坡為主的基坑圍護方案。該方案雖然增加了部分土方開挖量,但支護費用降低,奧運村和運動員中心基坑開挖、止水帷幕的總造價為1432萬元,綜合費用較樁錨圍護體系減少239萬元。較樁錨圍護體系減少鋼材用量約300噸。較樁錨圍護體系土方開挖增加43000立方米,占總量的14.3%。
二、工期分析。由於旋噴樁可穿過碎石及拋石層,並與之結合形成滲透性很低的止水帷幕,固結體的滲透係數可以達到10~10厘米/秒。因此,採用旋噴樁止水帷幕,僅通過設定明溝、盲溝、集水井就解決基坑內的明水,保證了正常的施工和整個奧帆賽工程的工期。陸域停船區地下工程為地下1層,挖深7.5米,面積15070平方米,採用旋噴樁止水帷幕,基坑內共設集水井8個,排水用水泵8台,經計算整個基坑的排水量為20立方米/小時。奧運村及運動員中心工程,地下工程面積近4.2萬平方米,基坑深度11米,自2004年8月26日開始基坑開挖和止水帷幕施工,10月5日插入地下室混凝土結構施工,至2004年10月31日基坑開挖全部結束,僅用了2個月。
三、節能和環保。採用該工法較樁錨圍護可以減少鋼材用量,有利於節能和環境保護。由於旋噴樁止水帷幕的滲透性較低,使基坑周邊的水位降低很小,不能造成基坑周邊土層的固結沉降,保證了周邊環境的安全。
四、社會效益。採用該工法可以保證工期和基坑的安全,在臨海複雜地質條件和其他類似地質條件的基坑施工中進一步推廣套用將產生社會效益。
註:施工費用以2005-2006年施工材料價格計算

套用實例

《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》的套用實例如下:
一、第29屆奧運會青島國際帆船中心奧運村、運動員中心
1、工程概況
該工程原地貌形態為海濱平原,後經人工回填改造而形成陸域,現場地形較平坦,地面標高為2.59~3.78米,總的地勢為東略高西略低主要岩性為人工填土、粉細砂、粗砂、粉質黏土和碎石土等。其下為分布廣泛且完整堅硬的花崗岩屬建築抗震有利地段,場地的穩定性良好。場區內地下水類型為第四系孔隙潛水弱承壓水,主要賦存於砂層中,接受大氣降水補給和海水側滲補給,穩定水位埋深2.20~3.30米,水位標高0.44~1.45米。地下水與海水有密切的水力關係,在場區西南部地下水直接與海水相通,受潮汐影響,地下水位日變幅5~10厘米。地下水動態年變幅為1.5米左右。根據青島海洋地質工程勘察院勘查報告,基坑開挖深度範圍內地層地質情況分述如下:
第①層:填土,層厚0.70~4.90米,層頂標高2.59~3.78米。第②層:粉細砂,層厚0.40~4.70米,層頂標高-2.77~4.00米。第③層:粗砂,層厚0.80~5.70米,層頂標高-4.89~3.44米。第④層:粉質黏土,層厚0.50~3.60米,層頂標高-7.88~1.88米。第⑤層:粗砂,層厚0.50~2.30米,層頂標高-8.68~1.30米。第⑥層:砂質黏土層厚0.40~0.80米,層頂標高-5.93~0.86米。第⑦層:強風化花崗岩層厚0.3~13.20米,層頂標高-10.19~2.60米。第⑧層:中風化花崗岩層厚0.2~6.6米,層頂標高-18.89~0.78米。
該工程設二層地下室,有地下連廊相通,地下室總建築面積約為41000平方米,基坑開挖深度約為11米,工程地下水位以下部分約為8.5米。
2、施工情況
根據工程的地質情況及緊張的工期要求,該工程採用兩兩相交的高壓旋噴樁作為止水帷幕,並採用高壓旋噴止水帷幕十自然放坡+集水明排的方法作為該工程深基坑工程的圍護技術。高壓旋噴樁直徑1200毫米,相鄰兩樁中心距1000毫米,該工程止水帷幕於2004年8月26日開始施工,至2004年9月29日上午最後一根樁施工完畢,完成整個止水帷幕的交圈封閉,共施工帷幕樁983根,總樁長為9056米。其間根據工程平面布局開闊的特點實施了分層及分區流水作業施工,從2004年8月26日開始到2004年12月底,在以上方法成功實施的前提下,該工程共完成土石方爆破挖運總計296415立方米,PVC防水卷材施工面積31000平方米,鋼筋製做加工安裝量總計9458噸,混凝土澆築量總計53200立方米,成功地完成了41000平方米的地下室結構施工。
3、工程監測與結果評價
該工程圍護體系採用本方法施工完畢後總共近9000平方米的圍護坡面上總共發現明水滲流點11處,坡面滲水用水泵順利排出坑外。在土石方爆破開挖過程中及地下結構施工過程中委託專業單位採用全站儀對邊坡穩定進行監測,共在具有代表性的不同部位設定觀測點20個,從2004年9月27日開始至2004年11月17日共進行了15次位移監測,經對監測點位移圖進行分析,最大位移11毫米,從第11次觀測(2004年10月30日)開始邊坡位移開始穩定不再擴展,且坡頂無可見性裂縫出現。該工藝的實施為整個地下室施工創造了安全和相對乾燥的施工環境。
二、青島市石老人海水浴場地下停車場及更衣室工程
1、工程概況
該工程場區位於東海路以南,現石老人海水浴場內。基坑北側為東海路,其他三側為海水浴場沙灘;地下建築物外牆距東海路人行道路芽石距離約為7米,其他三側地域開闊,有足夠放坡空間。其中地下停車場建築面積3770平方米,地下一層,層高4.5米,框架結構,包括地下停車場及更衣室,相對標高士0.000等於絕對標高值(黃海系)0.400米地下更衣室A、B建築面積2500平方米,地下一層,層高4.5米,框架結構,包括地下停車場及更衣室,相對標高±0.000等於絕對標高值(黃海系)±0.000米地下車庫基坑開挖深度約為4.5~6米,地下更衣室A、B基坑的開挖深度約為6米。
場區地形較平坦,呈現南低北高階梯狀,地面標高0.22~4.50米。地貌屬濱海堆積平原~潮間帶。場區第四系厚度較大,成分較簡單,主要由第四系全新統人工填土,第四系全新統海湘沉積層,第四繫上更新統洪沖積層組成,基岩為燕山晚期粗粒花崗岩。勘探揭露的場區地層情況簡述如下:
第(1)層素填土,層厚1.00~3.50米,層底標高-0.62~2.69米。第(2)1層中粗砂,層厚0.70~4.30米,層底標高-1.81~0.97米。地基承載力特徵值
=200千帕,變形模量
=15兆帕。第(2)2層卵石,層厚0.60~5.20米,層底標高-1.81~2.86米。地基承載力特徵值
=250千帕,變形模量
=15兆帕。第(2)3層中細砂,層厚1.20~5.70米,層底標高-8.09~-2.14米地基承載力特徵值
=200千帕,變形模量
=15兆帕。第(4)層淤泥質粉細砂,層厚0.70~6.60,層底標高-10.67~-5.50米。地基承載力特徵值
=100ka,變形模量
=6.0兆帕。第(10)層粉質黏土,層厚0.50~4.50米,層底標高-13.29~-5.95米地基承載力特徵值
=180千帕,壓縮模量
=5.0兆帕。第(11)層粉質黏土,揭示層厚0.50~550米。地基承載力特徵值
=200千帕,壓縮模量
=8.0兆帕。第(12)層礫砂,層厚2.30~4.10米,層底標高-13.84~-13.16米。地基承載力特徵值
k=250千帕,變形模量
=20.0兆帕。第(16)層花崗岩強風化帶,僅場區東側局部鑽孔揭露。地基承載力特徵值
=800千帕,變形模量
=35兆帕。場區地下水主要為海相沉積層中孔隙潛水,透水性良好,主要賦存於第(2)、(4)層砂土中,第(10)、(11)層為相對隔水層。地下水自北向南徑流。穩定水位埋深0.50~3.00米。
2、施工情況
根據工程的地質情況及工期要求,該工程採用兩兩相交的高壓旋噴樁作為止水帷幕,並採用高壓旋噴止水帷幕+自然放坡十集水明排的方法作為該工程基坑工程的圍護技術。高壓旋噴樁直徑1200毫米,樁中心距1000毫米,相互之間咬合200毫米,旋噴樁深度進入到隔水層第(10)層粉質黏土層500毫米,豎向將地下水隔斷。該工程止水帷幕於2005年3月26日開始施工,至2005年4月28日下午最後一根樁施工完畢,完成整個工程止水帷幕的交圈封閉,共施工帷幕樁950根,總樁長為10185.4米。
3、工程監測與結果評價
該工程圍護體系採用本方法施工完畢後總共近5000平方米的圍護坡面上總共發現明水滲流點6處,坡面滲水用水泵順利排出坑外。在土方開挖過程中及地下結構施工過程中委託專業單位採用全站儀對邊坡穩定進行監測,共在具有代表性的不同部位設定觀測點12個,從2005年4月12日開始至2004年10月20日共進行了20次位移監測,經對監測點位移圖進行分析,最大位移8毫米,從第12次觀測(2004年7月28日)開始邊坡位移開始穩定不再擴展,且坡頂無可見性裂縫出現。該工藝的實施為整個地下室施工創造了安全和相對乾燥的施工環境。
三、第29屆奧運會青島國際帆船中心媒體中心
1、工程概況
第29屆奧運會青島國際帆船中心媒體中心工程位於青島市市南區燕兒島路1號,原青島北海船廠內。該工程三面臨海,中西側地下室外牆外邊線距離媒體中心前護岸前沿線16米,南側地下室外牆外邊線距離主防波堤外邊線14米,東側地下室外牆外邊線距離主防波堤外邊線6米。根據鑽探資料,本場區的岩土組合為:上部(最大12.5米)為第四系鬆散土層,主要岩性為人工填土、粉細砂、中粗砂和碎石土等。第四系以下為中生代燕山晚期岩漿岩,主要岩性為中粗粒花崗岩(風化層),並穿插有中細粒花崗岩脈。根據岩性、結構與物理力學性質的不同,可將本區勘探深度範圍內的地層自上而下劃分為5個工程地質層,依次描述如下:
第①層填土層:該層在場區內分布廣泛,層厚1.00~6.70米,層頂標高2.39~4.08米。灰褐、黃褐色,稍濕~濕,鬆散狀態。以素填土為主,部分為雜填土,主要成分為花崗岩風化砂混中粗砂,內含塊石、碎石以及紅磚塊與混凝土碎塊等建築垃圾,土質不均勻。回填時間為10年左右。
第②層-粉細砂:該層在場區內分布局限,主要分布於場區的西側臨海部位,層厚2.00~5.00米,層頂標高-3.01~-0.88米,層頂埋深4.30~6.50米。褐黃~灰褐色,濕~飽和,鬆散狀態,土質較均勻,分選良好,多見貝殼碎片,少含淤泥成分,見小礫石。
第③層-中粗砂:該層在場區內分布局限,層厚3.30~3.40米,層頂標高5.66~0.07米,層頂埋深3.60~9.20米。黃褐色,濕~飽和,鬆散~稍密狀態,分選性與磨圓度中等,含礫砂及黏土,局部含淤泥成分。
第④層淤泥質粉質黏土:層厚0.50~2.10米,層頂標高-4.50~-1.98米,層頂埋深5.20~6.10米。灰黑色,很濕,軟塑~流塑,多含淤泥質成分。
第⑤1層碎石土:該層在場區內分布局限,層厚0.60~2.8米,層頂標高-5.8~-0.48米,層頂埋深3.70~9.30米。黃褐色,濕~飽和,中密~密實,土質極不均勻,以碎石混砂及黏性土為主,呈泥包礫狀,分選極差,礫石呈次稜角狀,局部為碎石層。
第⑥層-砂質黏性土,本地塊缺失該層。
第⑦1層強風化花崗岩:該層在場區內分布局限,只分布於場區的中部地段,層厚0.60~8.30米,層頂標高-8.96~-2.13米,層頂埋深5.50~12.50米。黃褐色,粗粒結構,塊狀構造,岩石風化強烈,岩石呈碎粒狀及碎塊狀,主要礦物成分為石英、長石,少含黑雲母及角閃石。
第⑦2層中風化花崗岩:該層在場區內分布廣泛,層厚0.20~4.10米,層頂標高-15.11~2.54米,層頂埋深1.00~7.50米。肉紅色,中粗粒花崗結構,塊狀構造,風化中等,節理及裂隙發育,岩石呈碎塊狀及短柱狀,主要礦物成分為石英、長石,少含黑雲母與角閃石。
2、施工情況
根據工程的地質情況及工期要求,該工程採用兩兩相交的高壓旋噴樁作為止水帷幕,並採用雙排高壓旋噴止水帷幕集水明排的方法作為該工程基坑工程的圍護技術。高壓旋噴樁直徑1200毫米,樁中心距1000毫米,相互之間咬合200毫米,旋噴樁深度進入到隔水層第⑦2層500毫米,豎向將地下水隔斷。該工程止水帷幕於2004年8月28日開始施工,至2004年9月24日下午最後一根樁施工完畢,共施工帷幕樁267根。
3、工程監測與結果評價
該工程圍護體系採用本方法施工完畢後總共近4000平方米的圍護坡面上總共發現明水滲流點2處,坡面滲水用水泵順利排出坑外。在土方開挖過程中及地下結構施工過程中委託專業單位採用全站儀對邊坡穩定進行監測,共在具有代表性的不同部位設定觀測點8個,從2004年10月3日開始至2005年1月20日共進行了10次位移監測,經對監測點位移圖進行分析,最大位移6毫米,從第9次觀測(2004年12月12日)開始邊坡位移開始穩定不再擴展,且坡頂無可見性裂縫出現。該工藝的實施為整個地下室施工創造了安全和相對乾燥的施工環境。

榮譽表彰

《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》獲得了2007年度山東省科技進步二等獎、青島市科技進步一等獎。
2008年1月31日,中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》,《臨海複雜地質條件旋噴樁止水帷幕工法》被評定為2005-2006年度國家二級工法。

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