地下连续墙槽壁稳定及护壁泥浆性能研究

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1、技术交流TECHNICALEXCHANGE地下连续墙槽壁稳定及护壁泥浆性能研究俞　坚（中铁三局桥隧工程分公司，河北邯郸056003）摘要：地下连续墙槽壁稳定是保证地下连续墙挖槽质量的关键，而泥浆护壁技术是保证地下连续墙槽壁稳定的最有效措施。文中总结了影响槽壁稳定的因素，探讨了槽壁的失稳机理，分析了泥浆护壁的作用及其原理，为以后类似工程的设计与施工提供了技术参考。关键词：地下连续墙；槽壁稳定；护壁泥浆中图分类号：TU47文献标识码：B文章编号：1674—3024（2012）11-097-03地下连续墙因其具有施工振动少、噪声低、墙体刚度成和高分子渗入胶结深度的主要因素，泥

2、皮形成和高分子大、整体性好等优点被广泛的应用于基础工程特别是深基渗入胶结所形成的胶结作用又是槽壁稳定的重要因素。因[1]础施工中。深基坑地下连续墙施工过程中广泛应用泥浆此，地下水位越高，泥浆对地下水的相对超压力减小，泥护壁技术，槽壁稳定需要泥浆对槽壁的水平静止压力与地浆浆液对槽壁的支撑作用随之减小，槽壁失稳的可能性层土压力和水压力之间力的平衡来维持，当这种平衡得不就越大。到满足时，就会造成槽壁整体失稳破坏或者局部坍塌，从1.3施工单元槽段的划分而影响地下连续墙的施工质量，甚至导致周围地表面沉降、对于矩形槽，其长度是影响开挖稳定性的主要因素。[2]坍塌，危害邻近建筑以及管

3、线损坏等。目前我国地下连单元槽段的长度决定基槽的长深比，有限的整体失稳和局续墙施工多采用泥浆护壁技术，因此合理地确定泥浆指标部失稳一般发生在槽长大于5m的情况下。这是因为开挖具有重要的工程意义。的槽段越长，开挖引起的应力重分布更接近于平面应变情况，土拱效应减弱。因此长深比越大，土拱作用就越小，1影响槽壁稳定的因素分析槽壁就越不稳定。1.1工程地质条件1.4泥浆的性质地基土的抗剪强度指标是影响基槽开挖稳定性的主泥浆对开挖稳定的影响主要表现在以下几个方面：[2，3]要因素之一。土的内摩擦角越小，槽壁越容易发生坍塌。①泥浆本身性质的不足造成的破坏，如护壁泥浆的在泥浆护壁的条件

4、下，黏性土由于密实性较高，泥浆很容种类选择不当，自成泥浆或半自成泥浆的容重不够；泥易在槽壁上形成泥皮，并且粘聚力越大，所需的泥浆容重浆的配制不合要求，泥浆的质量控制指标，如黏度、容重、越小。非黏性土由于孔隙较大，泥浆会渗透入土层一段距失水量、泥皮厚度和稳定性等达不到要求；泥浆的水质离，由于泥浆的胶凝作用会使泥浆不再渗入土层，使得在不合要求，含盐和泥沙较多，易于沉淀，使泥浆性质发槽壁上形成泥皮，因此土的级配的好坏和平均粒径大小对生变化。②泥浆液面标高不够，从而造成槽壁内外压力稳定有着重要的影响，如果土的级配很差，缺少中间颗粒，不平衡，这主要是因为漏浆或跑浆造成槽内泥浆液面

5、下则土的孔隙过大，不利于泥浆颗粒形成泥皮，并且泥浆降，如土的透水性高，土中有断层、裂隙和孔洞；泥浆在土中渗透路径过长，从而造成泥浆过分流失，降低了的黏度过低；泥皮形成性不好；泥浆中颗粒不能堵住土稳定性。中的孔隙；泥浆的压力过大等。1.2地下水位2槽壁失稳机理分析从力学角度看，泥浆压力必须大于地下水压力并平衡掉部分土压力，护壁作用才能有效发挥。地下水位高低的地下连续墙成槽施工，由于土体卸载，导致地层的原影响主要在于地下水与槽内水之间的压差，压差是泥皮形有应力平衡遭到破坏，应力场发生重新分布，从而引起周2012年第11期建筑建材装饰97技术交流TECHNICALEXCHAN

6、GE边环境的变化，因此最大限度地保持成槽阶段土体的应力3.3润滑与冷却平衡至关重要。泥浆对挖槽机具有冷却和润滑的作用，同时也可减槽段开挖前土层的水平应力为轻机具的损耗，提高挖槽机具的效率和提高机具的使用n寿命。σγγ土=∑iiHi=14护壁泥浆性能指标的确定式中：K为土层水平侧压力系数；γ为各层土体容重；H日为各层土体厚度。护壁泥浆是由膨润土和一些化学稳定剂、纯碱、槽段开挖后，地层的水平应力如果未得到平衡。在水CMC、碳酸钠及分散剂等材料按一定比例组合加水搅拌而平应力作用下，土体将会发生向槽段内的位移并持续发展，成的悬浮液体，泥浆性能主要有黏度、相对密度、泥皮厚度、最终

7、导致槽壁坍塌失稳。因此，地下连续墙成槽时，必须失水量、pH值、胶体率、含沙率、稳定性等8项指标控制。保证槽壁的应力平衡。施工中一般采用护壁泥浆来平衡地在泥浆性能中起关键作用的是黏度、相对密度、泥皮厚度层的水平应力，护壁泥浆压力为和失水量。σγ=h4.1泥浆黏度值泥泥式中：γ泥泥为泥浆重度；h为泥浆面深度。主要由最易发生坍塌地层的土质及是否有地下水等在护壁泥浆作用下，作用于槽壁的水平应力差为因素决定，根据工程实践及资料统计分析，不同土质所需n泥浆黏度值如表1所示。Δσσσ=-=土泥泥KHh∑γii-γ表1不同土质所需的护壁泥浆黏度值i=1在