穿越防空洞的地下連續(xù)墻成槽施工技術(shù)

苗方輝 孔德輔

廣西建工集團(tuán)第一建筑工程有限責(zé)任公司 廣西 南寧 530001

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速持續(xù)發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，在密集的建筑群中施工時(shí)，受到原有建筑物的限制，施工場(chǎng)地越來越狹窄。地下連續(xù)墻憑借其施工凈空小、整體性好、剛度高及防滲截水性能好等優(yōu)點(diǎn)，受到了當(dāng)前建筑領(lǐng)域的青睞[1-3]。但是目前地下連續(xù)墻成槽施工控制還存在著槽壁坍塌、垂直度控制不足等問題，尤其是穿越地下防空洞的地下連續(xù)墻成槽更為困難，導(dǎo)致地下連續(xù)墻施工質(zhì)量無法有效控制[4]。

因此，針對(duì)穿越防空洞的地下連續(xù)墻成槽施工，分析其施工關(guān)鍵技術(shù)、總結(jié)其質(zhì)量控制措施，可供工程參考。

1 工程概況

南寧市婦幼保健院保健綜合樓項(xiàng)目位于南寧市友愛南路13號(hào)，設(shè)有3層地下室，開挖基坑深度17.1 m，地下連續(xù)墻總長(zhǎng)223 m，分為48幅地下連續(xù)墻，地下連續(xù)墻厚度分為800、1 000 mm共2種，每幅地下連續(xù)墻的寬度為4～6 m，深度為24～30 m。該工程地下連續(xù)墻在地下基坑開挖中作圍護(hù)墻體同時(shí)兼作地下室結(jié)構(gòu)外墻，即“兩墻合一”。

該地下連續(xù)墻范圍內(nèi)有6處地下防空洞與地下連續(xù)墻相交，防空洞深度4～6 m，截面寬度1.8 m×1.8 m。工程周邊環(huán)境復(fù)雜，東面緊鄰友愛南路；北面緊鄰小區(qū)道路，坑邊距現(xiàn)有防疫站約5 m；南面的醫(yī)療科技樓（樁基礎(chǔ)）距離基坑邊約14 m；基坑西側(cè)有一棟大板結(jié)構(gòu)民房，采用條形基礎(chǔ)，距離地下室外邊線約5 m，西側(cè)中段為框架結(jié)構(gòu)行政辦公樓，采用獨(dú)立基礎(chǔ)，與基坑距離僅約2 m。場(chǎng)地內(nèi)自上而下各巖土層依次為：素填土、粉質(zhì)黏土、粉土、圓礫、泥巖。地下水的水量、水位主要由場(chǎng)地外圍地下水側(cè)向徑流補(bǔ)給，隨邕江、邕江支流水位而動(dòng)態(tài)變化，水量豐沛，具承壓性，施工期間地下水水位埋深7.70～9.80 m。

2 施工中的重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1）工程所處場(chǎng)地地質(zhì)條件復(fù)雜，地下連續(xù)墻范圍內(nèi)有防空洞，在成槽過程中易產(chǎn)生槽體塌方，同時(shí)粉土和圓礫加大了槽壁穩(wěn)定性的控制難度，如何保證槽壁的穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)局部坍塌，這是本工程的一大難題。

2）本工程最深的地下連續(xù)墻深度為30 m，成槽設(shè)備的監(jiān)測(cè)與精度控制系統(tǒng)、開閉斗壓力、斗體鉸接能力、抓斗高度以及抓斗質(zhì)量等多重因素直接影響抓土能力、進(jìn)尺速度，進(jìn)而影響成槽垂直度。故地下連續(xù)墻成槽垂直度控制難度大。

3）地下連續(xù)墻施工工序多、施工時(shí)間長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間暴露槽孔，容易引起槽段失穩(wěn)、沉渣增加等問題。

3 施工過程控制要點(diǎn)

3.1 工藝流程

測(cè)量放線→導(dǎo)墻施工→防空洞處理→成槽施工→清刷接頭→清底換漿→鋼筋籠制作→鋼筋籠吊放→混凝土澆筑

3.2 施工要點(diǎn)

3.2.1 測(cè)量放線

在地下連續(xù)墻施工中，導(dǎo)墻是液壓抓斗成槽作業(yè)的導(dǎo)向物，導(dǎo)墻測(cè)量放線的精準(zhǔn)度決定了地下連續(xù)墻平面位置的準(zhǔn)確性，是控制地下連續(xù)墻施工的導(dǎo)向。導(dǎo)墻的中心線必須和地下連續(xù)墻保持一致，且應(yīng)嚴(yán)格控制導(dǎo)墻豎向面的垂直度，以保證地下連續(xù)墻成槽的垂直精度。導(dǎo)墻凈距應(yīng)比地下連續(xù)墻寬30～50 mm。

地下連續(xù)墻基準(zhǔn)點(diǎn)可能因?yàn)榈叵逻B續(xù)墻施工而發(fā)生位移，施工過程中，應(yīng)定期復(fù)測(cè)導(dǎo)線和軸線基準(zhǔn)控制點(diǎn)，必須按規(guī)范要求控制導(dǎo)墻的施工質(zhì)量。導(dǎo)墻質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)為：地下連續(xù)墻縱軸線與內(nèi)墻面的平行度允許偏差＜10 mm，導(dǎo)墻平面位置允許偏差＜10 mm，垂直度允許偏差＜1/500，墻面平整度允許偏差≤5 mm，導(dǎo)墻頂面標(biāo)高允許偏差20 mm。

3.2.2 導(dǎo)墻施工

1）導(dǎo)墻鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)厚度應(yīng)≥200 mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)高于C20，鋼筋直徑應(yīng)≥12 mm，應(yīng)采用雙向配筋，鋼筋間距應(yīng)不小于200 mm。

2）導(dǎo)墻高度應(yīng)≥1.2 m，底面進(jìn)入原狀土的深度應(yīng)＞200 mm。應(yīng)兩邊同時(shí)對(duì)稱澆筑導(dǎo)墻混凝土。

3）拆模時(shí)，混凝土強(qiáng)度不得小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%。為了保證導(dǎo)墻穩(wěn)定，拆模后沿導(dǎo)墻縱向設(shè)置木支撐對(duì)撐，每隔1 m加設(shè)2道，然后立即采用黏性土分層回填并壓實(shí)。

4）導(dǎo)墻施工后，禁止重型機(jī)械在導(dǎo)墻頂面上行駛。然后用紅漆在導(dǎo)墻頂面上標(biāo)明單元槽段的編號(hào)，畫出分幅線。

5）在穿越防空洞位置開挖施工時(shí)，先按圖紙準(zhǔn)確放出地下防空洞中心點(diǎn)位置，挖土應(yīng)順著導(dǎo)墻內(nèi)垂直往下，護(hù)壁施工由1節(jié)組合式鋼模板拼裝而成，循環(huán)使用。第1節(jié)護(hù)壁應(yīng)比下面的護(hù)壁厚100～150 mm，上下護(hù)壁間的搭接長(zhǎng)度不得少于50 mm，挖深約1 000 mm，安裝護(hù)壁鋼筋和模板，兩頭采用素混凝土護(hù)壁，兩側(cè)采用鋼筋混凝土護(hù)壁，鋼筋采用φ12 mm @200 mm的單層鋼筋網(wǎng)片。每間隔500 mm的位置用長(zhǎng)700 mm的φ12 mm鋼筋打進(jìn)土層內(nèi)，作為護(hù)壁錨釘，起到護(hù)壁加固的作用。繼而澆灌混凝土護(hù)壁，護(hù)壁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25。

護(hù)壁模板拆除后，縱向每500 mm，橫向每1 000 mm增加1道100 mm×100 mm木方支撐，以此順序挖至防空洞頂端，再用空壓機(jī)風(fēng)槍把頂板及側(cè)墻破除，破除防空洞時(shí)要采取防毒氣措施，以防中毒。洞內(nèi)如有水、泥漿應(yīng)及時(shí)用水泵抽出并清理。底板面清理干凈后，兩側(cè)洞口內(nèi)壘上沙袋將泥漿截流。用頁巖多孔燒結(jié)磚砌筑厚620 mm磚墻，磚墻與防空洞頂接觸的地方，用砂漿塞堵，防止漏水。砌筑完成后，用泡沫混凝土把開挖空間內(nèi)填滿，防止地下連續(xù)墻施工時(shí)槽段接頭坍孔（圖1）。

3.2.3 泥漿制備及使用

泥漿系統(tǒng)工藝流程為：泥漿配制、貯存→成槽施工→泥漿回收→泥漿粗篩、分離→泥漿沉淀池分離→泥漿旋流器分離→泥漿振動(dòng)篩分離→凈化泥漿，經(jīng)性能測(cè)試合格后進(jìn)行泥漿處理→對(duì)再生泥漿進(jìn)行貯存，以供后續(xù)循環(huán)使用。

圖1 防空洞處理示意

在施工過程中，嚴(yán)格控制泥漿性能指標(biāo)滿足規(guī)范的要求，可以有效減少沉渣厚度，增加泥漿護(hù)壁能力，保證槽壁穩(wěn)定。泥漿質(zhì)量控制指標(biāo)見表1。

表1 泥漿質(zhì)量控制指標(biāo)

制備膨潤(rùn)土泥漿時(shí)，膨潤(rùn)土應(yīng)攪拌均勻、充分水化，先用水將CMC（羧甲基納纖維素）溶解成1%～3%的溶液，在膨潤(rùn)土之后再摻入進(jìn)行拌和，充分發(fā)揮地下連續(xù)墻施工中泥漿護(hù)壁的作用。新配制的泥漿應(yīng)靜置24 h后再使用。泥漿投料順序一般為水、膨潤(rùn)土、CMC、分散劑、其他外加劑。受到接觸土層污染的泥漿，經(jīng)過泥漿凈化、泥漿處理，得到的再生泥漿經(jīng)測(cè)試合格仍可重復(fù)使用，泥漿性能處理方法見表2。

3.2.4 成槽挖土

1）成槽時(shí)，成槽機(jī)抓斗應(yīng)直上直下，與導(dǎo)墻中心線一致。轉(zhuǎn)角槽段施工，采用先短邊后長(zhǎng)邊；直線槽段施工，宜先兩側(cè)后中間。

2）為保證槽壁的穩(wěn)定性，成槽機(jī)抓斗掘進(jìn)速度不宜大于15 m/h。施工過程中，應(yīng)放測(cè)繩測(cè)量槽深，控制超挖和少挖，同時(shí)控制沉渣厚度在10 cm以內(nèi)。

3）成槽過程如發(fā)現(xiàn)大量泥漿流失、泥漿翻泡或地面下沉開裂現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)查明原因。

表2 泥漿性能處理方法

4）成槽施工過程中，少量塌方可提高泥漿的黏度和相對(duì)密度，提高泥漿護(hù)壁作用，然后用抓斗清理。較大量的不能穩(wěn)定的塌方，應(yīng)立即向槽內(nèi)回填黏土，回填時(shí)采取沖擊錘夯實(shí)，經(jīng)過3～7 d的穩(wěn)定沉實(shí)，方可重新進(jìn)行成槽施工。

5）施工全過程控制泥漿液面高度，保證泥漿液面不低于導(dǎo)墻頂面50 cm，且高于地下水位。施工過程中泥漿面下降時(shí)，為了防止槽壁坍塌，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)漿，保證泥漿基本性能符合要求。

6）成槽至標(biāo)高后，先對(duì)已施工的相鄰地下連續(xù)墻進(jìn)行刷壁，清除側(cè)壁的泥土，然后進(jìn)行清槽、超聲波測(cè)壁。

7）轉(zhuǎn)角EF-11槽段施工受到周邊建筑的影響，工作面窄小，故采用旋挖沖孔結(jié)合的成槽施工方法。在鉆機(jī)預(yù)施工時(shí)，須在互成直角的2個(gè)方位上，應(yīng)用全站儀對(duì)鉆桿垂直度進(jìn)行校驗(yàn)。隨后旋挖鉆機(jī)按照設(shè)計(jì)圖紙劃分好的槽段進(jìn)行施工。成槽作業(yè)完成后，利用沖孔機(jī)的方形沖錘對(duì)旋挖機(jī)施工后殘余的土坎進(jìn)行修整（圖2、圖3）。

圖2 旋挖施工示意

圖3 沖孔施工示意

在沖孔機(jī)作業(yè)過程中，仍然要依靠測(cè)量?jī)x器對(duì)沖錘垂直度進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)測(cè)，確保修槽之后，槽壁仍然保持平整?？刂品叫五N下落速度，以免對(duì)泥漿擾動(dòng)過大，導(dǎo)致槽壁塌方。

8）成槽結(jié)束后，使用偏心吊刷對(duì)相鄰槽壁進(jìn)行清刷，刷壁應(yīng)到底部，刷壁次數(shù)不少于20次，每次刷壁器提升至地面后用水沖洗干凈其上附著的泥皮，上下刷壁直至毛刷面上無泥為止。在刷壁完成后、土渣還未沉淀之前，用循環(huán)泥漿將槽內(nèi)的泥漿置換出來。

3.2.5 掃孔清底

由于受泥漿黏度和相對(duì)密度的影響，成槽施工后土渣在泥漿中沉降會(huì)受阻，應(yīng)等待一段時(shí)間后，再采用沉淀法清底，即采取液壓抓斗直接挖除槽底的沉渣。

3.2.6 槽段檢測(cè)

成槽完成之后，應(yīng)該對(duì)槽段進(jìn)行測(cè)量檢查驗(yàn)收。主要包括：槽位、槽寬、槽深、沉渣厚度等項(xiàng)目，地下連續(xù)墻成槽的允許偏差為：槽位≤50 mm，槽寬≤50 mm，槽深≤100 mm，垂直度≤1/300，沉渣厚度≤100 mm。

4 質(zhì)量控制

1）槽段分幅寬度不宜過大，可以適當(dāng)將槽段寬度縮小，縮短成槽時(shí)間，同時(shí)，有效地利用土拱效應(yīng)的影響，有利于槽壁的穩(wěn)定，確保施工質(zhì)量。

2）加強(qiáng)檢查管理，檢測(cè)泥漿各項(xiàng)指標(biāo)，確保符合施工要求。

3）合理安排槽段開挖順序，設(shè)備作業(yè)行走時(shí)盡量遠(yuǎn)離槽壁，減少產(chǎn)生振動(dòng)影響。采用鋪墊沙袋或鋼板確保成槽機(jī)底面水平。

4）成槽施工前，應(yīng)對(duì)成槽機(jī)進(jìn)行檢查調(diào)整，使其系統(tǒng)正常，保證液壓抓斗始終處于垂直狀態(tài)，從而防止產(chǎn)生偏心。

5）施工過程中維持穩(wěn)定的槽段泥漿面高度。

5 結(jié)語

對(duì)穿越防空洞的地下連續(xù)墻成槽施工過程控制要點(diǎn)、工藝及重難點(diǎn)進(jìn)行分析總結(jié)，有效提高了施工效率、提升了工程質(zhì)量。通過處理穿越防空洞地下連續(xù)墻成槽施工難題，可得出以下結(jié)論：

1）結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)穿越防空洞的地下連續(xù)墻成槽施工控制措施進(jìn)行了闡述，有效解決了工程中遇到防空洞的難題。

2）采用旋挖、沖孔結(jié)合成槽施工，成功克服了成槽機(jī)在狹窄場(chǎng)地中難以施工的缺點(diǎn)。

3）通過對(duì)地下連續(xù)墻成槽施工工藝的控制，有效防止了成槽過程中的槽壁坍塌，保證了成槽質(zhì)量和施工進(jìn)度，具有較高的應(yīng)用推廣價(jià)值。