连续墙成槽防槽壁坍塌的施工方法、储料装置及铣槽机与流程

1.本发明涉及地下连续墙施工的技术领域，特别涉及一种连续墙成槽防槽壁坍塌的施工方法、储料装置及铣槽机。


背景技术：

2.在地下连续墙成槽施工过程中，通常利用泥浆的护壁作用来防止地下连续墙槽侧壁坍塌或剥落，以维持挖成的槽侧壁形状不变。但由于各种地质条件和成槽工艺等因素的影响，在成槽施工时还是会经常发生槽侧壁坍塌问题，从而造成地连墙混凝土浇筑后，基坑挖掘裸露面凸出的混凝土影响后续的结构施工。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种连续墙成槽防槽壁坍塌的施工方法，旨在降低连续墙成槽过程中槽侧壁坍塌的风险。
4.为实现上述目的，本发明提出的连续墙成槽防槽壁坍塌的施工方法包括：
5.通过铣槽机进行槽段挖掘，并向所述槽段内灌注泥浆；以及
6.将储料装置放入所述槽段内，并使所述储料装置邻近或抵接在所述槽侧壁上的漏浆地层段，以使所述储料装置上的防漏剂至少部分跟随所述泥浆渗入所述漏浆地层段内。
7.可选地，当所述槽段的槽底壁超出所述漏浆地层段预设距离后，将所述储料装置撤出所述槽段。
8.可选地，所述预设距离的取值范围为0.5m至5m。
9.可选地，所述泥浆的比重配置为1.05至1.15。
10.可选地，所述泥浆的失水量配置为40ml/h至60ml/h。
11.本发明还提出一种储料装置，用于前述的连续墙成槽防槽壁坍塌的施工方法，所述储料装置设有相连通的储料腔、进浆口和出浆孔，所述储料腔用以储放防漏剂，所述进浆口和所述出浆孔用以供泥浆流通，以使所述防漏剂至少部分跟随所述泥浆渗入所述漏浆地层段内。
12.可选地，所述储料装置包括相对的第一板段和第二板段，所述储料腔和所述进浆口均成形于所述第一板段和所述第二板段之间，所述出浆孔位于所述第二板段，所述出浆孔靠近所述槽侧壁设置。
13.可选地，所述第一板段设有若干进浆孔。
14.可选地，所述储料装置还包括贴设于所述第一板段的透水织物，所述透水织物至少覆盖所述进浆孔。
15.可选地，所述进浆口设有至少两个，至少一所述进浆口位于所述储料腔的顶端，至少一所述进浆口位于所述储料腔的底端。
16.可选地，所述出浆孔的直径与所述防漏剂粒径的比值配置为5至15。
17.本发明还提出一种铣槽机，所述铣槽机包括起吊架、设于所述起吊架下端的铣头、
及前述的储料装置，所述储料装置沿上下方向滑动连接于所述起吊架。
18.本发明技术方案中，通过储料装置上的防漏剂能够更快速地起到堵漏效果，使泥浆能够更快地在泥浆渗入范围内成为静止的凝胶，并在槽侧壁内形成稳定的浸透沉积层，然后在槽侧壁表面形成泥皮，进而降低槽侧壁的坍塌风险。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
20.图1为本发明连续墙成槽防槽壁坍塌的施工方法一实施例的流程示意图；
21.图2为现有技术中槽侧壁受泥浆护壁作用而产生的浸透沉积层和泥皮的结构示意图；
22.图3为应用本发明连续墙成槽防槽壁坍塌的施工方法后，槽侧壁受泥浆护壁作用而产生的浸透沉积层和泥皮的结构示意图；
23.图4为本发明储料装置一实施例的结构示意图。
24.附图标号说明：
25.(a)现有技术
26.标号名称标号名称11＇导墙15＇泥浆12＇粉土层16＇浸透沉积层13＇砂层17＇泥皮14＇黏土层18＇槽段
27.(b)本发明技术方案
28.标号名称标号名称11导墙20储料装置12粉土层21第一板段13砂层22第二板段14黏土层23进浆口15泥浆24出浆孔16浸透沉积层25进浆孔17泥皮26透水织物18槽段27储料腔
29.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其
他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
34.在地下连续墙成槽施工过程中，通常利用泥浆的护壁作用来防止地下连续墙槽侧壁坍塌或剥落，以维持挖成的槽侧壁形状不变。但由于各种地质条件和成槽工艺等因素的影响，在成槽施工时还是会经常发生槽侧壁坍塌问题，从而造成地连墙混凝土浇筑后，基坑挖掘裸露面凸出的混凝土影响后续的结构施工。
35.鉴于此，本发明提出了一种连续墙成槽防槽壁坍塌的施工方法，请参照图1，在本发明一实施例中，该连续墙成槽防槽壁坍塌的施工方法包括步骤s110至s130：
36.步骤s110，通过铣槽机(也即双轮铣槽机)进行槽段挖掘，并向所述槽段内灌注泥浆。
37.具体而言，泥浆在地下连续墙成槽过程中有护壁、携渣、冷却和润滑的作用，其中，携渣指的是，具有黏度的泥浆能够将成槽施工产生的土渣悬浮起来，便于泥浆循环时挟带土渣排出；冷却和润滑指的是，泥浆既可及时带走铣槽机的铣头在挖掘时所产生的热量，又能够润滑铣头以减轻磨损。请参照图2，泥浆15＇的护壁作用指的是其稳固槽侧壁的作用，首先，泥浆15＇的静水压力可抵抗作用在槽侧壁上的土压力和水压力，并防止地下水的渗入；其次，泥浆15＇在槽侧壁表面能够形成不透水的泥皮17＇，并使泥浆15＇的静水压力持续有效地作用在槽侧壁上，同时防止槽侧壁的剥落；再者，泥浆15＇从槽侧壁表面向地层内渗透一定范围后会粘附在渗透范围内的土颗粒上，也即，泥浆15＇渗入地层孔隙成为静止的凝胶，凝胶化的泥浆15＇固定了土颗粒的相对位置，在槽侧壁内形成稳定的浸透沉积层16＇，这样可降低槽侧壁的坍塌风险和透水性。可以理解地，本发明实施例主要是通过泥浆15＇实现稳固槽侧壁，以防止槽侧壁坍塌的情况出现。值得一提的是，成槽施工中应保证泥浆15＇液面比地下水位高1m以上，同时比导墙11＇的底面高0.5m以上，并定期监测泥浆15＇液面情况，若发现泥浆15＇漏失需要及时补浆，以保证泥浆15＇的护壁作用。
38.本实施例中，可选地，用于灌注槽段的泥浆配置为膨润土泥浆，以对槽侧壁起到良好的护壁作用，其主要成分包括膨润土、水和外加剂，常用的外加剂有分散剂(例如碳酸钠，
也即纯碱)、增粘剂(例如羧甲基纤维素)、加重剂(例如重晶石)等。当然，在其他实施例中，泥浆还可以采用聚合物泥浆、盐水泥浆或cmc(carboxymethyl cellulose，羧甲基纤维素)泥浆等。
39.本实施例中，进一步可选地，膨润土泥浆的原料重量配比可按下述范围进行试配，也即，水：膨润土：cmc：纯碱＝100：(8～10)：(0.1～0.3)：(0.3～0.4)。成槽施工时应根据具体的地层土质情况，通过试验确定泥浆配比，且搅拌充分后的泥浆应在储浆池内溶涨24h后再使用，严禁将膨润土直接倒入槽段中制浆。值得一提的是，由于cmc溶液可能会妨碍膨润土溶胀，所以泥浆拌和过程中，要求先将水与膨润土拌和后再投入cmc溶液。
40.步骤s120，将储料装置放入所述槽段内，并使所述储料装置邻近或抵接在所述槽侧壁上的漏浆地层段，以使所述储料装置上的防漏剂至少部分跟随所述泥浆渗入所述漏浆地层段内。
41.请参照图2，地下连续墙成槽施工时，槽侧壁在纵向上通常分布着不同地质特性的地层，例如包括由上往下依次排布的粉土层12＇、砂层13＇和黏土层14＇，而在颗粒间隙大、透水系数大的砂层段，泥浆15＇渗入该地层段时会出现渗透范围大(如图2中浸透沉积层16＇的宽度尺寸所示)，也即泥浆15＇渗流时间及渗流量都显著增大。可以理解地，漏浆地层段指的就是诸如砂砾层、碎石层这类泥浆15＇漏失量大的地层段。不失一般性地，通常选择在泥浆15＇拌和制备时掺入诸如锯末、稻草末等的防漏剂，以借助防漏剂堵塞漏浆地层段内较大的颗粒间隙，从而防止泥浆15＇漏失并达到堵漏的目的。可以理解地，槽段18＇内的泥浆15＇不断进行涌动及置换，真正跟随泥浆15＇一起渗入漏浆地层段的防漏剂，其占防漏剂掺入量的比例很小，这不仅使防漏剂不能迅速抵达有堵漏需求的地层段，导致无法及时堵塞较大的颗粒间隙，还造成了防漏剂的大量物料浪费。
42.请参照图3，设定本发明挖掘槽段18的地质特性与现有技术相同，也即，槽侧壁的结构包括导墙11、粉土层12、砂层13和黏土层14，而在颗粒间隙大、透水系数大的砂层段，泥浆15渗入该地层段并形成的浸透沉积层16的宽度尺寸会更小(与图2中浸透沉积层16＇的宽度尺寸相比较)，从而使槽壁表面上能更快地形成泥皮17并起到良好的护壁作用。
43.本发明技术方案中，通过将储放有防漏剂的储料装置下放到指定位置，以使储料装置能够邻近或抵接在槽侧壁上的漏浆地层段，从而在泥浆涌动作用下，外加剂能够迅速地被泥浆裹挟着流向漏失地层段，并迅速渗入及堵塞漏浆地层段内较大的颗粒间隙，从而实现降低泥浆漏失量、减小渗透范围的效果。进一步地，由于储料装置上的防漏剂能够更快速地起到堵漏效果，使泥浆能够更快地在泥浆渗入范围内成为静止的凝胶，并在槽侧壁内形成稳定的浸透沉积层，然后在槽侧壁表面形成泥皮，进而降低槽侧壁的坍塌风险。另外，由于储料装置上的防漏剂几乎是指向性地涌向漏浆地层段，所以防漏剂的投入量较少就能达到良好的堵漏目的，从而能够显著减少防漏剂的物料浪费程度。值得一提的是，本发明技术方案特别适用于上软下硬的地质条件，可以广泛应用于软土地基基坑、地铁深基坑、近邻轨道交通或临近其他既有保护建筑基坑、以及地处市中心地质条件复杂的地下连续墙施工。
44.本实施例中，可选地，防漏剂粒径与漏浆地层段内的土砂粒径的比值，其取值范围为0.1至0.15。其中，漏浆地层段内的土砂粒径应该实际勘测结果确定，从而保证防漏剂粒径能切实适配槽段内的漏浆地层段情况。可以理解地，若防漏剂粒径设置过小，则防漏剂无
法迅速有效地起到堵漏作用；若防漏剂粒径设置过大，则无法保证防漏剂能顺利跟随泥浆渗入漏浆地层段内部。
45.在本发明第二实施例中，基于第一实施例，在步骤s120之后，连续墙成槽防槽壁坍塌的施工方法还包括：
46.步骤s130，当所述槽段的槽底壁超出所述漏浆地层段预设距离后，将所述储料装置撤出所述槽段。
47.具体而言，当铣槽机的挖掘深度超过了漏浆地层段后，通常就会进入黏土层和岩层，由于泥浆在这些地层段不会出现漏失问题，因此不需要针对这些地层段投入使用防漏剂，则可以将储料装置及时撤出槽段。并检测储料装置内的防漏剂的消耗程度，若其内的防漏剂余量不足则可以及时补充防漏剂。
48.本实施例中，可选地，预设距离的取值范围为0.5m至5m，例如3m或4m，如此，能够让防漏剂更充分的时间去渗入漏浆地层段，并且，允许误差存在。当然，在其他实施例中，预设距离也可以设置为0，也即，挖掘深度一超过漏浆地层段就把储料装置撤出；或者是，预设距离设为负值，例如-0.3m，也即，挖掘位置距离漏浆地层段的下边界还有0.3m时，就准备将储料装置撤出。
49.本发明实施例中，可选地，泥浆比重配置为1.05至1.15，也即，泥浆失水量配置为40ml/h至60ml/h。可以理解地，若泥浆比重过大，则失水量大，会提高槽侧壁易剥落、崩解的风险，若泥浆比重过小，孔槽段内的水压力就小，会提高槽侧壁坍塌的风险。其中，采用静止土压力乘以侧压力系数与竖向泥浆重度对比，可求得薄弱地层所需的泥浆比重，以用于指导现场施工。失水量恰当的泥浆，能够在槽侧壁上形成薄而密实的泥皮，避免形成厚而疏松的泥皮，从而提高槽侧壁的稳固性。在成槽的深度处于漏浆地层段，例如松散透水、稳定性差的砂层时，适当提高泥浆比重以增加泥浆粘度，调整并保证槽段内的压力平衡，从而有效地保护槽侧壁。
50.为防止发生槽侧壁坍塌现象，采取初期慢速挖掘，特别地，在软土地层的挖掘中采取较慢的进尺速度，并适当加大泥浆比重，及时检查砂层护壁稳定情况并调配泥浆确保护壁稳定。若发生局部的槽侧壁坍塌，可加大泥浆密度，并将已塌土体搅成碎块抽出；如发现大面积坍塌，要起拔铣槽机的铣头，并用优质粘土(渗入20％水泥)回填至坍塌处以上1m至2m的位置，待沉积密实后再行挖槽，若地质情况非常差，可将地表往下4m至5m范围内采用水泥浆进行注浆固结。
51.在槽段完成挖掘后，为避免出现槽侧壁坍塌的问题，应及时下放钢筋笼，且钢筋笼入槽7h内应进行混凝土浇灌，以避免泥浆沉淀而失去护壁作用。其次，钢筋笼进入槽段时，吊点中心必须对准槽段中心，不要使起重臂摆动或其它影响而使钢筋笼产生横向摆动，以免造成槽侧壁坍塌。如钢筋笼下放困难切不可强行冲击下放，必要的时候将钢筋笼重新拎出，对槽段重新处理后再入槽。
52.其中，刚开始浇灌混凝土时速度要快，使槽底沉渣随着混凝土表面一起上升，各导管内储料斗内混凝土储量。首批灌入混凝土量要足够充分，使其有一定的冲击量，能把泥浆从导管中挤出；同时保持混凝土连续浇灌，槽段内混凝土每小时上升速度应控制在3m/h至5m/h，以在首批混凝土初凝前完成。值得一提的是，地下连续墙浇注后的墙顶标高应超过墙顶冠梁底的设计标高50cm，以保证后续冠梁施工时，墙顶松散砼能全部凿除。
53.在本发明连续墙成槽防槽壁坍塌的施工方法的实施例中，可选地，在首灌混凝土过程中，导管埋入混凝土的深度在3m至4m。可以理解地，若导管埋入深度过大，容易导致钢筋笼被泥浆托起，若导管埋入深度过小，容易使泥浆挤入导管内而使墙体混凝土出现夹泥现象。另外，每幅墙段浇注时，均设2个浇注管同时浇注，并且导管接头处采用橡胶密闭圈进行密闭，如此，能够有效避免墙体混凝土出现夹泥现象。
54.请参照图4，本发明还提出一种储料装置20，该储料装置20用于上述的连续墙成槽防槽壁坍塌的施工方法，具体地，储料装置20事先储放防漏剂，当铣槽机挖掘到漏浆地层段时，就可以将该储料装置20下放到槽段内。通过该储料装置20上的防漏剂能够更快速地起到堵漏效果，使泥浆能够更快地在泥浆渗入范围内成为静止的凝胶，并在槽侧壁内形成稳定的浸透沉积层，然后在槽侧壁表面形成泥皮，进而降低槽侧壁的坍塌风险。
55.请参照图4，在本实施例储料装置20一实施例中，储料装置20包括相对的第一板段21和第二板段22，所述第一板段21和所述第二板段22之间形成有储料腔27和进浆口23，所述进浆口23与所述储料腔27相连通，所述第二板段22上设有若干出浆孔24，所述出浆孔24靠近所述槽侧壁设置。如此，通过稳定的结构保证进浆口23、储料腔27及出浆孔24的空间尺寸，让防漏剂能够更顺畅地跟随涌动的泥浆朝向槽侧壁移动。具体而言，进浆口23可以设于储料腔27的顶端或底端，或者是进浆口23设有至少两个，至少一进浆口23设于储料腔27的顶端，至少一进浆口23设于储料腔27的底端；进浆口23还可以作为防漏剂的填料入口。当然，在其他实施例中，还可以是储料装置20包括支撑框和储料袋，储料袋的边缘连接于支撑框(也即支撑框将储料袋给撑开、摊平)，储料袋的外表面设有多个流通孔，泥浆能通过流通孔进入储料袋并携带储料袋内的防漏剂颗粒流出储料袋，并朝向槽侧壁移动。
56.本实施例中，可选地，所述第一板段21设有若干进浆孔25。如此，能够提高泥浆流入储料腔27的流量，从而提高泥浆携带防漏剂一起渗入槽侧壁的效率，进而提高槽侧壁上形成浸透沉积层和泥皮的效率，并降低槽侧壁的坍塌风险。当然，在其他实施例中，还可以不在第一板段21上设置进浆孔25。
57.本实施例中，可选地，所述储料装置20还包括贴设于所述第一板段21的透水织物26，所述透水织物26至少覆盖所述进浆孔25。如此，既能够不干扰泥浆进入储料腔27，又能避免在储料装置20在槽段内的下放过程中，防漏剂经由进浆孔25流出至泥浆的情况，也即，透水织物26能够使防漏剂具有更好的指向性而流向漏浆地层段。需要说明的是，透水性指的是泥浆能够正常穿过该透水织物26并进入储料腔27内，也即，透水织物26的孔隙尺寸大于泥浆中固体颗粒的尺寸，以避免泥浆在透水织物26上迅速形成泥皮，导致泥浆无法正常经由进浆孔25进入储料腔27的问题。当然，在一些实施例中，还可以在进浆口23上也同时设置透水织物26。在另一些实施例中，还可以不设置透水织物26。
58.本实施例中，可选地，出浆孔24的直径与防漏剂粒径的比值配置为5至15。可以理解地，若出浆孔24的直径设置过大，则会使防漏剂在填料过程中，或者在储料装置20移动过程中容易从出浆孔24掉落出来，若出浆孔24的直径设置过小，则无法保证防漏剂能够顺利跟随泥浆流出储料腔27，并流向漏浆地层段。
59.本实施例中，可选地，所述进浆孔25的直径大于所述出浆孔24的直径。如此，能够降低进浆孔25对泥浆流入时的阻扰，也即，使泥浆流入时具备更多的动能，从而能够更充分地裹挟防漏剂流向漏浆地层段。值得一提的是，在储料装置20设有透水织物26的实施例中，
由于有透水织物26覆盖进浆孔25，所以进浆孔25的直径可以做得更大，可以远大于出浆孔24的直径。
60.本发明还提出一种铣槽机，铣槽机包括起吊架、设于起吊架的下端的铣头、及前述的储料装置，储料装置沿上下方向滑动连接于起吊架。该储料装置的具体结构参照上述实施例，由于本铣槽机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
61.具体而言，在本发明铣槽机一实施例中，铣槽机具有两个铣头，两个铣头沿第一方向在起吊架上分布，起吊架具有沿第二方向分布的第一侧和第二侧，第二方向与第一方向相交或相垂直设置，储料装置设有至少两个，至少一储料装置设于所述第一侧，至少一所述储料装置设于所述第二侧。如此，槽段的两个相对长边上的槽侧壁至少会被防漏剂更快地渗入，从而对更易发生坍塌的两个长边槽侧壁起到迅速、良好的护壁作用。当然，在其他实施例中，还可以在槽段的两个相对短边上的槽侧壁也对应设有储料装置。
62.以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。