淺議地下空間施工中復(fù)雜條件下地下連續(xù)墻成槽施工技術(shù)

張海東

【摘要】在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，某深基坑70m超深地下連續(xù)墻成槽施工是重要的一道施工工序，通過深層攪拌法加固槽壁兩側(cè)土體使其土體穩(wěn)定，適當(dāng)增加槽內(nèi)的泥漿比重控制下部砂層的穩(wěn)定。取得很好的成槽效果。

【關(guān)鍵詞】深基坑;地下連續(xù)墻;成槽

1、工程概況

某地下空間一期建設(shè)工程項目一區(qū)1段地基與基礎(chǔ)工程，位于南京市，長約406m，寬度為50m。本工程一般區(qū)域為地下二層，基坑開挖面積約22400㎡，周長約950m，基坑先開挖A和C區(qū)，最后開挖B區(qū)，開挖深度為14.7（15.1）m;地鐵區(qū)域：場地中間正下方為地鐵4號線區(qū)間段，基坑開挖面積約6226㎡，周長約888m，基坑開挖寬度為14.6～18.2m，開挖深度（自然地面起算）28.82～41.44m。

其中一般挖深區(qū)東西向兩側(cè)為1.0m型地墻，幅數(shù)為135幅，采用工字鋼板接頭;南北向兩側(cè)及分隔墻以及地鐵4號線區(qū)域為墻厚1.2m，工字鋼板接頭幅數(shù)為203幅。1.0m后地下連續(xù)墻混凝土強(qiáng)度等級為水下C30P8，1.0m后地下連續(xù)墻混凝土強(qiáng)度等級為水下C40P10，垂直度要求均為1/400?；佑撩姹Ｗo(hù)層厚度70mm，地連墻最深為70.6m，基坑開挖面保護(hù)層厚度為50mm。1.2m地下連續(xù)墻均進(jìn)行墻底后注漿，地下連續(xù)墻主要形式有“一”形、“L”形、“T”形3種形式。在1.2m墻厚的地下連續(xù)墻槽段接頭外側(cè)采用3xΦ800@600的封堵加固，高壓旋噴樁采用P.O42.5級普硅硅酸鹽水泥，水灰比0.8～1.0。

2、工程重、難點分析

項目地下連續(xù)墻厚1米及1.2米，最大成槽深度約70米。地質(zhì)條件復(fù)雜，穿過②5密實粉細(xì)砂（6.6米厚）、②6密實中粗砂（8.1米厚）、③4（17.3米厚）密實含卵礫石中粗砂、⑤1強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖（1.0米厚）、進(jìn)入⑤2層中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖。且?guī)r層分部不均勻。因此對于地下連續(xù)墻成槽難度較大。

3、工程地質(zhì)與水文條件

工程地質(zhì)條件

場地巖土層分布自上而下詳細(xì)描述為：

①-1雜填土：灰色～褐灰色，松散～稍密，主要由粉質(zhì)粘土混大量碎磚、碎石等填積，密實度、均勻性較差，填齡小于5年。

①-2素填土：灰黃～灰色，軟～可塑，由粉質(zhì)粘土混少量碎磚、碎石填積，局部夾植物根系，均勻性較差，填齡大于10年。

①-3淤泥質(zhì)填土：灰～灰黑色，流塑，主要位于河底，填齡大于10年。

②-2淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土：灰色，軟～流塑，水平層理發(fā)育，夾薄層粉土、粉砂，局部互層狀。含少量腐植物。切面稍有光澤，韌性、干強(qiáng)度中等。

②-3淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土夾薄層粉土、粉砂：灰色，流～軟塑，水平層理發(fā)育。含少量腐植物。切面稍有光澤，韌性、干強(qiáng)度中等偏低。

②-3a淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土與粉土、粉砂互層：灰色，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土軟～流塑，粉土、粉砂稍密，水平層理發(fā)育，有搖振反應(yīng)，切面稍有光澤，局部無光澤，韌性、干強(qiáng)度中等偏低。

②-4粉細(xì)砂夾粉質(zhì)粘土：灰色，中密，含云母碎片，夾薄層粉質(zhì)粘土，局部互層狀。

②-5粉細(xì)砂：灰色，密實，含云母碎片，夾有貝殼，局部夾薄層粉質(zhì)粘土。

②-5a粉質(zhì)粘土夾粉砂：灰色，軟塑，局部互層狀。切面稍有光澤，局部無光澤，韌性、干強(qiáng)度中等偏低。

②-6中粗砂：灰色，密實，含云母碎片，夾有貝殼，局部為細(xì)砂。

③-4e含卵礫石中粗砂：灰色，密實，卵礫石含量不均勻，一般在15～30%，局部達(dá)40%，粒徑一般為0.5～8cm，少量大于10cm，呈亞圓形，為石英質(zhì)。

③-4含礫中粗砂：灰色，密實，含云母碎片，夾有貝殼，局部夾粉細(xì)砂和中砂。

⑤-1強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖：紫紅色，風(fēng)化強(qiáng)烈，巖石結(jié)構(gòu)大部分破壞，手捏易散碎，層底部夾少量中風(fēng)化巖碎塊，屬極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級分類為Ⅴ級，遇水易軟化。

⑤-2中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖：紫紅色，夾細(xì)砂巖，以極軟巖為主，局部夾軟巖，巖體較完整，少量閉合裂隙發(fā)育，裂隙中充填薄層石膏，基本質(zhì)量等級分類為Ⅴ級，遇水易軟化。

4、水文地質(zhì)資料

基坑開挖影響范圍內(nèi)②-3a～③-4層均為承壓水層，承壓水的地下水位埋深在地面以下2.2m，水頭高度為4.58m，富水性強(qiáng)，滲透系數(shù)大，且與長江有水力聯(lián)系，基坑開挖過程中會發(fā)生突涌現(xiàn)象，因此要采取必要的封底或降壓措施。同時應(yīng)做好止水帷幕，避免開挖過程中出現(xiàn)側(cè)壁出現(xiàn)涌水涌砂現(xiàn)象。

5、地下連續(xù)墻成槽施工技術(shù)

5.1槽壁加固

為防止成槽時間過長而導(dǎo)致回填土及淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土土層坍塌。采用三軸攪拌對地面以下17m范圍內(nèi)土體進(jìn)行加固，單樁水泥摻量20%，水灰比1.5～2.0，提高土體強(qiáng)度，增加土的穩(wěn)定性，保證地下連續(xù)墻施工期間槽壁的穩(wěn)定，為地下連續(xù)墻施工提供安全、質(zhì)量保證。加固區(qū)與槽邊之間的土很難自理，距離遠(yuǎn)則塌槽范圍大，易擾流，距離近則垂直度不好控制，容易將樁打到槽內(nèi)，使的成槽偏斜，如偏差的則成槽過程中還需使用其他設(shè)備進(jìn)行糾偏。傳統(tǒng)槽壁加固方法有采用旋噴樁或注漿方式，但這兩種方法加固范圍內(nèi)難以控制，對于不同的地層會有所差異。如采用攪拌樁進(jìn)行加固，則單軸或雙軸攪拌樁機(jī)垂直精度較差，可能會產(chǎn)生下部劈叉或侵入槽內(nèi)的風(fēng)險，因此可以選用垂直度精度較高的三軸攪拌樁機(jī)，樁邊距離槽壁100mm，即可以減少塌槽范圍又可以留有施工偏差量。

攪拌樁下沉速度控制在不大于0.6m/min，提升速度控制在不大于0.8m/min以內(nèi)，注漿泵出口壓力控制在0.4-0.6Mpa。防止出現(xiàn)夾心層或斷漿情況。施工時如因故停漿，應(yīng)在恢復(fù)壓漿前將深層攪拌機(jī)回退（提升或下沉）0.5m后再注漿攪拌施工，以保證攪拌樁的連續(xù)性。

攪拌樁施工應(yīng)有連續(xù)性，如因搭接時間過長無法搭接或搭接不良，應(yīng)作為冷縫記錄在案，并經(jīng)監(jiān)理和設(shè)計認(rèn)可后，在冷縫處外側(cè)與止水帷幕相切補(bǔ)做不少于三根攪拌樁，并在補(bǔ)做攪拌樁與原止水帷幕接縫處兩端各設(shè)置不少于3根1000@700旋噴樁進(jìn)行封堵加強(qiáng)，以確保攪拌樁施工質(zhì)量及止水可靠性。

5.2導(dǎo)墻施工

地下連續(xù)墻成槽開挖前應(yīng)澆筑導(dǎo)墻及大型機(jī)械通過的施工便道，導(dǎo)墻施工時必須控制好軸線標(biāo)高。由于成槽機(jī)抓斗呈圓弧形，抓斗的寬度一般為2.8m，同時由于分幅等原因，為保證地下連續(xù)墻成槽時能順利進(jìn)行機(jī)保證斷面的完整，在端頭、“L”形的槽段由1.2m變成1m處需在制作導(dǎo)墻時留出0.5m外放量。導(dǎo)墻除起到在成槽過程中定位、導(dǎo)向作用外，還起到以下施工要求：1.承受施工過程中車輛設(shè)備的荷載，穩(wěn)固槽口，避免槽口坍塌;2.存儲泥漿，穩(wěn)定液位，防止雨水污水流入槽內(nèi);3.固定入槽后的鋼筋籠;4.承受頂拔接頭管時千斤頂產(chǎn)生的集中反力。這些要求導(dǎo)墻施工必須質(zhì)量好。

導(dǎo)墻形式和結(jié)構(gòu)：為保證導(dǎo)墻的整體性，本工程導(dǎo)墻采用“┓┏”型整體式現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu)，砼標(biāo)號為C20。導(dǎo)墻底部置于原狀土中，高度1.8m，開挖溝槽時放坡1：0.25;導(dǎo)墻要對稱澆筑，強(qiáng)度達(dá)到拆模要求后方可拆模。拆除內(nèi)模板之后，立即在導(dǎo)墻溝內(nèi)填土，以免導(dǎo)墻產(chǎn)生位移。

導(dǎo)墻砼自然養(yǎng)護(hù)達(dá)到70%后，方可進(jìn)行成槽作業(yè)。在此之前禁止車輛和起重機(jī)等重型機(jī)械靠近導(dǎo)墻。

5.3泥漿制備

地下連續(xù)墻槽壁開挖深度與土質(zhì)情況、槽形以及施工方法等諸多因素有關(guān)，也與護(hù)壁泥漿的性能密切相關(guān)。泥漿系統(tǒng)中需要分別配置新鮮泥漿、循環(huán)泥漿、再生泥漿處理和廢棄泥漿處理系統(tǒng)，各系統(tǒng)保持獨立，避免各類泥漿混用，確保泥漿的質(zhì)量。配置泥漿時根據(jù)地層情況及施工經(jīng)驗進(jìn)行泥漿配比，采用優(yōu)質(zhì)的膨潤土、純堿、CMC、自來水等原材料，性能指標(biāo)適當(dāng)超出了規(guī)范要求，以滿足砂層中地下連續(xù)墻施工的實際需要，循環(huán)回來的泥漿進(jìn)行泥漿凈化處理，并不斷的補(bǔ)充新鮮泥漿以滿足性能指標(biāo)，若超出要求則及時更換漿液。

5.4成槽過程中控制

成槽機(jī)施工過程中遵循“慢提慢放、嚴(yán)禁滿抓、平穩(wěn)入槽、平穩(wěn)出槽”原則，減少因為動荷載對槽壁的影響。成槽過程中如發(fā)生漏漿現(xiàn)象應(yīng)及時進(jìn)行堵漏與補(bǔ)漿，保證泥漿面高度，以防止發(fā)生槽壁坍塌。一旦槽壁發(fā)生坍塌，應(yīng)將成槽機(jī)提高到地面，并迅速補(bǔ)漿。

開槽前采用測量儀器測放槽位，并進(jìn)行復(fù)測，合格后移交給機(jī)臺，機(jī)臺在對位時保持偏差為1～3cm，抓斗儀器鎖定位置，每次棄土旋轉(zhuǎn)返回時可保證偏差符合要求。

用抓斗挖槽時，要使槽孔垂直，最關(guān)鍵的一條是要使抓斗在吃土阻力均衡的狀態(tài)下挖槽，要么抓斗兩邊的斗齒都吃在實土中，要么抓斗兩邊的斗齒都落在空洞中，切忌抓斗斗齒一邊吃在實土中，一邊落在空洞中，

先挖槽段兩端的單孔，或者采用挖好第一孔后，跳開一段距離再挖第二孔的方法，使兩個單孔之間留下未被挖掘過的隔墻，這就能使抓斗在挖單孔時吃力均衡，可以有效地糾偏，保證成槽垂直度。

待單孔和孔間隔墻都挖到設(shè)計深度后，再沿槽長方向套挖幾斗，抓斗挖單孔和隔墻時，因抓斗成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整，保證槽段橫向有良好的直線性。

槽段成槽施工結(jié)束后，應(yīng)檢測槽壁的垂直度。采用超聲波成孔質(zhì)量測試儀進(jìn)行槽壁垂直度測試，每幅槽段進(jìn)行2個斷面檢測。

在施工2序槽段時，1序槽的接頭需清刷，具體方法如下：接頭清刷采用先鏟后刷的方法。在成槽完畢后，抓斗張開在斗頭上安放掛壁器，沿一側(cè)接頭開始下放，將接頭附著的砼鏟除，遇到較大、較多的位置，多次上下鏟除，清除干凈，砼清除干凈后，用吊車（或成槽機(jī)）掛清洗器沿接頭上下連續(xù)清洗，次數(shù)不少于20次，最一次清洗結(jié)束后將清洗器提離漿面，檢查清洗器鋼絲淤泥情況，若干凈，清洗結(jié)束，否則繼續(xù)清洗，直到清洗器鋼絲沒有淤泥。

地下連續(xù)墻L型、T型節(jié)點，此處為應(yīng)力集中處，若處理不當(dāng)，容易出現(xiàn)地下連續(xù)墻滲水以及質(zhì)量安全問題。

嚴(yán)格控制異型連續(xù)墻施工質(zhì)量是主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵之一，具體施工要點如下：

①抓斗安裝后，應(yīng)檢查抓斗本體懸吊后的垂直性，禁止使用不垂直的導(dǎo)板抓斗挖槽施工。檢查儀表是否正常，液壓系統(tǒng)是否滲漏等。

②挖槽機(jī)就位：挖槽機(jī)?？吭诋愋蛯?dǎo)墻內(nèi)側(cè)，使抓斗自然平行貼靠在基坑開挖面一側(cè)的邊線，若有旋轉(zhuǎn)或和導(dǎo)墻間出現(xiàn)偏角，應(yīng)調(diào)整抓斗偏角，使導(dǎo)板能平行貼靠導(dǎo)墻面自然入槽，不能用人力推入槽中挖土。

③必須慢降、慢升。裝滿土的抓斗提升到導(dǎo)墻頂后應(yīng)將泥漿瀝去，防止泥漿污染場地。

④挖槽時，應(yīng)及時攔截施工過程中發(fā)現(xiàn)的通至槽內(nèi)的地下水流，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)隨時加入合格泥漿，注意泥漿面必須保持高于地下水位0.5米以上，要專人監(jiān)測泥漿變化情況;

⑤根據(jù)擬定的槽段施工順序開挖。開挖時先兩端后中間，使抓斗兩端的阻力平衡。

⑥成槽后，應(yīng)檢查槽位、槽深等，合格后進(jìn)行抓斗清槽。

⑦異型地連墻在成槽過程中，因其陽角土體呈兩面騰空狀態(tài)，易坍塌，力爭快速施工完成，重型機(jī)械設(shè)備不宜靠近作業(yè)。

結(jié)語：

地下連續(xù)墻成槽施工中，通過實際施工情況來看，通過槽壁加固、泥漿配置等一系列措施，確保槽壁的穩(wěn)定，通過超聲波檢測，地面以下17米范圍內(nèi)固化效果明顯，沒有發(fā)生塌方現(xiàn)象。保證了上部成墻質(zhì)量，減少了后期處理墻面的工作，加快了施工進(jìn)度。為地連墻施工提供了很好的借鑒意義。

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