基于不良地質(zhì)條件下地下連續(xù)墻成槽施工的思考

張競介

（廣東君豪高科地下空間建設(shè)有限公司 廣東佛山 528300）

0 前言

在地下連續(xù)墻成槽的工程當(dāng)中，常常會因?yàn)楣こ淌┕さ姆绞健⒌刭|(zhì)的條件等等情況，出現(xiàn)縮頸、塌孔等情況，其中地質(zhì)條件主要指的是砂性的或者是軟土地層，而施工的方式包含了接頭的形式、混凝土的澆筑時(shí)間、成槽的時(shí)間等，這些問題將會導(dǎo)致周圍環(huán)境惡化，甚至是通過改善而增加了項(xiàng)目的成分。所以，想要解決這項(xiàng)問題需要及時(shí)的解決槽壁穩(wěn)定的情況。近些年來，關(guān)于地下連續(xù)墻成槽工程造成的墻壁不穩(wěn)的情況也被不少人進(jìn)行了研究分析。對于墻壁不穩(wěn)的情況，研究者主要是分為了三個方面，分別是整體的穩(wěn)定性、局部的穩(wěn)定性以及時(shí)間效應(yīng)。對于槽壁的穩(wěn)定性分析，考慮到時(shí)間效應(yīng)時(shí)部分研究者采用了土體應(yīng)力極限狀態(tài)的方式，分析出了負(fù)孔壓對槽壁穩(wěn)定性的影響，消除了負(fù)孔壓將削弱槽壁的穩(wěn)定性影響，則相反的開挖卸載將會提高其穩(wěn)定性。有學(xué)者分析槽壁的穩(wěn)定性選用滑動平衡法。另外某團(tuán)隊(duì)分析承壓水層，施工荷載與泥漿性質(zhì)結(jié)合地下連續(xù)墻穿越地層的地質(zhì)條件來影響地下連續(xù)墻槽壁的穩(wěn)定性。但是對槽壁穩(wěn)定性的影響具體到某些參量上的研究則很少。

1 工程概況

某地下大型樞紐的建筑面積達(dá)25萬m2，基坑最深可達(dá)28m，其采用1.2m厚的地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，采用工字鋼板的設(shè)計(jì)，其墻體深度為40m。

2 工程水文地質(zhì)條件

某工程處在海積平原地帶，三面環(huán)水且地表有人工明顯改造的痕跡，場地表層屬于雜填土層，軟淤泥質(zhì)與粉質(zhì)黏土的深度范圍為5～16m，承壓水黏土層深度為16～25m，粉砂與細(xì)砂層的厚度為30～40m深，深層承壓水黏土層處于40m深，在此層以下，41m深處為地下連續(xù)墻底部。

2.1 填土

其主要以碎石，灰渣與磚塊等這樣的雜土組成，其填筑的年限為18年。其顏色以黃灰色為主，其具有土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，工程性質(zhì)一般且含水量豐富的特點(diǎn)。

2.2 軟土

淤泥土質(zhì)一般，其分布在地表下10m處，自身厚度在1～10m的范圍，主要由粉質(zhì)和泥質(zhì)的黏土層組成，其具有層狀分布與強(qiáng)度低等特性，且又容易發(fā)生蠕動導(dǎo)致工程性質(zhì)很差。

2.3 砂土

因砂土層較厚的特點(diǎn)，在地表下30～40m的范圍皆為砂土層，主要由粉砂與細(xì)沙層組成，其具有土質(zhì)密實(shí)飽滿與滲透性優(yōu)異的特點(diǎn)，其貫擊指數(shù)N大于30。

2.4 地下水

場區(qū)的地下水位于地表下1m左右的位置，由于地下水位較深，承壓水位穩(wěn)定在約8m處，且地下水呈弱酸性的特質(zhì)（pH=6），其含有如硫酸根鹽離子與氯酸根離子等具有腐蝕性的酸根離子。

3 不良地質(zhì)條件的危害

3.1 地表填土

因其填土層較厚且含水量較高，其具有松散的結(jié)構(gòu)，就會導(dǎo)致成槽機(jī)在開挖時(shí)，容易導(dǎo)致地面下沉和變形，并且會導(dǎo)致墻體下部容易塌陷，會使成槽機(jī)作業(yè)時(shí)傾覆或事故的發(fā)生。

3.2 軟弱淤泥質(zhì)土層

由于淤泥質(zhì)土層具有低強(qiáng)度且易發(fā)生蠕動的特性，在進(jìn)行施工過程中地下連續(xù)墻會造成大區(qū)域的塌陷，就可能發(fā)生地面下沉與混凝土繞流等嚴(yán)重問題。在前期成槽時(shí)，發(fā)生過因其淤泥質(zhì)土層造成塌陷，最終導(dǎo)致成槽失敗，路面開裂導(dǎo)致斗機(jī)被埋的事故。

3.3 厚砂層

因其厚砂層密實(shí)度十分高（貫擊指數(shù)N大于30），液壓成槽機(jī)會用在松軟的土質(zhì)，通常貫擊指數(shù)N大于30，挖掘速度會下降快速，而當(dāng)N大于50時(shí)，挖掘則十分困難。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為液壓成槽機(jī)施工時(shí)，N不應(yīng)超過50，否者會使得成槽機(jī)施工困難且成槽垂直難度較大，不易控制。由于下面的厚沙層挖掘時(shí)間過長，會使得軟土層晾槽時(shí)間過長，會增大軟土層的塌陷的概率。

3.4 地下水

由于地下水位深并且其滲透能力十分強(qiáng)，這很大程度上會降低槽壁的穩(wěn)定性。因其地下水且呈酸性（pH=4.5），這會對泥漿的穩(wěn)定性造成影響，進(jìn)而會出現(xiàn)泥漿沉淀與使用率下降的現(xiàn)象。

4 地下連續(xù)墻成槽施工技術(shù)

4.1 導(dǎo)墻下攪拌樁的加固

考慮到對槽段的土質(zhì)特點(diǎn)，厚砂層在地下25m以下的深度，這與報(bào)告中的參數(shù)基本一致。在地表的砂層中，液壓成槽機(jī)成槽進(jìn)尺速度為1m/h，這樣的工作效率十分低下，即使增加泥漿的重量可以穩(wěn)定住砂層，但是長時(shí)間的成槽會致使槽段以上的黏土層發(fā)生塌陷。我們主要采用我國先進(jìn)的SG70成槽機(jī)進(jìn)行挖槽，采用兩抓成槽的方式，首先1抓，槽寬為2.8m，挖到40m深處，再進(jìn)行2抓，同樣挖到40m且清槽至41m，總共會花費(fèi)70h。兩抓成槽以后，需要馬上超聲波檢測處理，作業(yè)兩天后需再進(jìn)行超聲波檢測，超聲波檢測結(jié)果可以看到地下6m以下軟土層處由于晾槽后造成的塌陷現(xiàn)象。以上面的分析結(jié)果來說，長久的進(jìn)行成槽作業(yè)會造成淤泥質(zhì)土層坍塌。很難將加固的區(qū)域與槽邊間的軟土結(jié)合且距離較遠(yuǎn)造成大面積塌陷范圍；如果距離較近則豎直的角度不容易控制，容易造成成槽傾斜。以前對槽壁加固的方式主要采用注漿或旋噴的方式，但是這兩種方法都存在弊端，如加固范圍不易掌控與地層存在差異的缺點(diǎn)。假如選取攪拌樁來作業(yè)進(jìn)行加固，那么攪拌樁豎直精度會很差，可能會造成槽內(nèi)劈裂的風(fēng)險(xiǎn)。這樣說來我們要采用豎直精度很高的三軸攪拌基樁，這樣會很大程度上會減少塌陷的范圍，能夠有效地減少地下連續(xù)墻土質(zhì)繞流的問題。

4.2 導(dǎo)墻施工

成槽開挖地下連續(xù)墻之前，應(yīng)該修筑導(dǎo)墻與道路，導(dǎo)墻的修筑一定要做到精益求精，修筑導(dǎo)墻差異會影響到地下連續(xù)墻軸線，導(dǎo)墻必須要在原狀土層上修建。其作用不單是具有導(dǎo)向與定位的作用，還應(yīng)該滿足以下要點(diǎn)：在施工時(shí)能夠承受機(jī)械設(shè)備的重量，穩(wěn)定槽口避免塌陷；貯存一定的泥漿以穩(wěn)定液面謹(jǐn)防污水流入槽內(nèi)；在入槽口放置相應(yīng)的鋼筋；能夠承受的住接頭處拔頂產(chǎn)生的反作用力。在設(shè)計(jì)泥漿配比時(shí)，需要以水文地質(zhì)條件，地面要求與施工經(jīng)驗(yàn)作為參照依據(jù)。以重晶石，羥甲基纖維素，純堿和水為原料，在對于性能指標(biāo)的規(guī)劃上應(yīng)該適當(dāng)超出標(biāo)準(zhǔn)要求，來滿足施工的需要。因其地下水含鹽量會導(dǎo)致泥漿變差，泥漿需要分離雜質(zhì)，并且應(yīng)該及時(shí)補(bǔ)充新的漿液來滿足指標(biāo)要求，不達(dá)標(biāo)的泥漿要及時(shí)更換。

5 結(jié)語

在對地下連續(xù)墻施工時(shí)，其施工工藝較為復(fù)雜，保證地下連續(xù)墻體施工的關(guān)鍵是對其進(jìn)行成槽施工。人員在施工時(shí)，監(jiān)督者應(yīng)當(dāng)對所有技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行密切監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并總結(jié)出現(xiàn)的問題，敦促施工方進(jìn)行行之有效的整頓并且優(yōu)化施工工藝。不但如此，在施工時(shí)監(jiān)督人員必須要了解設(shè)計(jì)圖紙的需求，熟知標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在監(jiān)督過程中，采用巡查與檢驗(yàn)的手段將監(jiān)理工作貫穿其中，只有這樣才會有效保證地下連續(xù)墻成槽施工的水平。