关于解决深坑泥浆处理施工方法论文_韦立伟

关于解决深坑泥浆处理施工方法论文_韦立伟

(广西平南县六陈水库管理处,537034)

摘要:深坑泥浆的存在将会给枢纽深基础的开挖带来严重阻碍,尤其是广西地区地质复杂,在深基础挖掘时普遍存在着软湿粘性土,更是影响工程的顺利进行。近些年来随着我国水利工程建设步入高峰期,深坑泥浆处理已经成为一个亟待解决的问题。本文以西涌泵站为案例,分析泥浆泵抽排解决深坑泥浆的可行性以及具体的处理施工方法,以为本地区其他水利工程深坑泥浆的处理和解决提供帮助。

关键词:深坑泥浆;处理施工方法;西涌泵站

作为西南边陲的大省,近些年来干旱、洪涝在广西屡有发生,尤其是步入2018年后更是遭遇了干旱与洪涝的双重袭击,给当地农业发展、经济生产生活均带来严重不利影响,所以兴修水利工程成为对抗自然灾害、保障当地社会经济平稳发展的重要手段。广西地区土质复杂,既有地带性的砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤,又有隐域性的石灰(岩)土、紫色土、滨海盐土,水利工程兴修过程中深坑泥浆十分常见,对于枢纽深坑基础的开发带来了严重不利影响[1]。目前虽然已经有诸多水利工程施工技术的研究报道,但却鲜少有解决深坑泥浆处理施工方法的研究,故本文从此方面展开研究,无疑具有重要的研究价值和现实意义。

1 工程概况

西涌泵站位于广州南沙珠江三角洲地区,整个工程包括一座安装有6太卧式轴流泵的泵站、一座2孔排水闸、两座宽砼公路桥(8m)、枢纽进出口扶壁式挡土墙、泵房、排水闸及公路桥下φ1200钻孔灌注桩110根。其中泵站的总排涝量为75m3/s、排水闸排水流量51m3/s。该水利工程位于地势平坦的地区,底面高程为▽0.5m,地表之下就是夹砂淤泥和淤泥层,含水量在54%~66%之间,属于典型的软湿粘性土地区。

2 深坑泥浆处理施工方法

2.1 深坑泥浆抽排机理

深坑挖掘之前土壤含水量相对较高且土质为软湿粘性土,施工机械无法进场开挖;深坑挖掘之后由于土壤含水量相对较高且土质为软湿粘性土,渗漏水与软湿粘性稀土汇于一体后形成泥浆,导致后续的基坑无法顺利开挖。针对深坑泥浆带来的不良影响,采取泥浆泵抽排无疑成为重要的解决手段。其具体机理如下:利用泥浆泵将深坑内的泥浆抽排出来,当所有泥浆抽排完毕后坑底就会充分暴露于阳光的暴晒之下,促使整个施工现场保持干爽,为后续工程的实施创造了一个有力的场地环境。

2.2 深坑泥浆抽排

西涌泵站便是采用了格栅式水泥搅拌桩作支护结构,根据深坑基开挖的不同高度选择适宜的桩深以及墙宽围成枢纽基础深坑。水泥搅拌桩直径设定为φ500,水泥总体渗入量50kg/m,两个水泥搅拌桩间距40cm并于此搭接10cm,枢纽基础深坑都是土壤含水量相对较高且土质为软湿粘性土,要基础深坑开挖必须抽排渗漏水与软湿粘性稀土进行固结。

首先计算泥浆泵的抽排量。由于西涌泵站深坑施工机械扰动形成泥浆量相对较大,并且此水利工程中深基坑的深度从3m~6m不等,故在每次抽排时均需要对抽排总量进行计算。具体计算公式受泥浆泵泵冲、缸套的横截面积、活塞运动冲程、泵冲数等因素影响。因本文并未获得该水利工程泥浆泵的具体数据信息,故在此处不予计算。

但需要指出的是,泥浆泵抽排量计算过程中需要注意以下几个问题:首先,抗倾复及土压力。由于西涌泵站先期开挖的基坑与珠江河涌大堤相毗邻,堤顶高程▽3.5m,堤内地面高程▽0.5m,坑内最低开挖高程▽-6.6m,最大高差超过了10m。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆过高的高差势必会对土压力、抗倾复形成不良影响,一旦压力过大且并未得到有效处理,将会导致溃堤情形的发生,引起安全施工事故。此种情况导致Kq=1.28<1.5,故需要增大支护墙的抗倾复力矩,与此同时支护墙亦需要增加宽度为2.4m的前趾以便于增大支护墙重度和抗倾复力臂。深坑外围围堰建立后再度将大堤减载至▽0.00m,以便于促使Kq在1.50以上。

其次,注意控制费用。支护墙的建立势必会增加深坑泥浆抽排的总体费用支出,所以最大程度上降低费用支出亦需要引起足够的重视。为便于节约投资,采取了减载开挖的措施,即:由原地面▽0.5m高程开挖至▽-3.00m高程,再由此高程开挖至施工支护墙施工处。如此一来就会大幅减小支护墙的墙体断面以及深度,有效控制总体费用支出。

2.3 深坑泥浆抽排效果

深坑泥浆抽排过程中由于坑壁承受的内压消失,人为的形成了压力差,总体上考虑支护结构会由于墙后施加的推力发生明显的改变,紧贴过紧势必会导致支护结构崩塌,无法发挥出支护效果,故将支护墙最外缘与建筑物保持20cm以上的空间。深坑泥浆抽空并对深基坑进行继续开发后测定支护结构变位最大距离为9cm,而最小距离为1.5cm,表明深坑泥浆抽排时建立的支护墙稳定性始终处于理想水平,无隆起、开裂、渗漏等情形,为后续的砼浇筑提供了有利的保障。

2.4 西涌泵站深坑泥浆处理施工经验启示

深坑泥浆是软土地区水利工程深基坑开挖过程中面临的一个不可回避的现实问题,西涌泵站虽然位于南沙珠江三角洲地区,但该地区的土质与广西沿海沿江存在着较高的相似性,同等土质下兴修水利工程必将面临着同样的问题。通过对该案例进行分析本文总结得出了以下经验启示:(1)软土地区深坑泥浆抽排前必须建立支护结构。深基坑开挖后一方面面临着土壤水分含量过高所致的渗漏水,当与坑底部的软湿粘性土汇合后形成泥浆,使得整个施工现场潮湿、泥泞,后续施工无法顺利开展。另一方面深基坑泥浆被排空后势必会导致坑壁内侧承受的压力急剧下降,而坑壁外侧突然则依然会源源不断的对其形成压力,引起土壤的隆起,最终引起整个深坑的崩塌。故在深坑泥浆抽排前必须建立支护结构,并且深坑深度越深,支护结构越有必要建立,特别是软土地区兴修水利工程期间更是应引起足够的重视。(2)支护墙必须保证有足够的埋深。由于软湿粘性土结构稳定性差,在泥浆的长时间侵袭之下坑底势必会变得更加松软。在制备支护墙时需要在原有基础上进一步加大埋深深度。此举目的在于提高支护墙的承载能力。尤其是在泥浆抽排之后深坑外壁受土壤、其他建筑物的挤压而不断朝着内壁施加压力,形成隆起。深坑深度越大,则形成的隆起越严重,支护结构承受的压力越大,所以在支护结构制备之初就需要预留出足够的空间,深埋深度适宜,以便于维持支护结构的稳定性。(3)注重经济性。泥浆泵的使用不可避免的会增加水利工程施工预算,而深坑深度越大,就越需要建立支护墙。水泥搅拌桩支护墙更是导致整个工程预算急剧增加。为节约有限的工程预算,减小支护墙的墙体断面以及深度成为重要举措。(4)软基抽排固结能为软基开挖施工提供不可缺的良好施工方法。

3 小结

综上所述,泥浆泵抽排是处理深坑泥浆的重要举措,也是软土地区兴修水利工程不可或缺的手段。由于深坑深度较深,泥浆抽排前建立支护墙十分有必要。在支护墙施工过程中一方面需要确保具有充足的深度,以便于维持整个支护结构的稳定性及足够的对抗隆起作用,另一方面则需要将支护墙最外缘与建筑物保持20cm以上的空间,并注意减小支护墙的墙体断面以及深度,以便于深坑泥浆得到有效处理,施工取得预期的效果,为深基坑的继续开挖提供一个良好的现场环境。此外,该案例采用的深坑泥浆处理施工方法亦取得了理想的效果,证实了其有效性,值得在今后深坑泥浆处理中广泛应用。

参考文献

[1]周卫,苑雪冬.台州市引水工程—椒江管线水上勘察施工方案[J].施工技术,2017,46(S2):1130-1131

论文作者:韦立伟

论文发表刊物:《知识-力量》2019年3月上

论文发表时间:2019/1/2

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