厚雜填土對中隔地下連續(xù)墻施工的影響及處理措施

林 海 錢福建 徐樹榮 朱文舟 劉亞松

中建八局第三建設(shè)有限公司 上海 201206

隨著建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，廢棄建筑垃圾大量產(chǎn)生，隨之廢棄的也夾雜有大量土方等，填埋后形成雜填土表層。雜填土的成分比較復雜，土體形態(tài)及塑性等參數(shù)均不同，且承載力一般較低或無法準確判斷。在設(shè)計階段，建設(shè)單位為了節(jié)約成本，深基坑臨時分坑中隔墻一般不做槽壁加固，因此中隔墻施工存在一定風險[1-4]。

雜填土在施工前一般須進行置換或其他處理，但在施工過程中針對已完成導墻、緊鄰便道等主要臨時設(shè)施的條件下及已暴露問題后如何處理等情況的研究較少。

本文以中國石化上海浦東科研信息辦公綜合基地項目工程為例，闡述厚雜填土對中隔墻施工的影響及處理措施。工程用地由于之前十余年未開發(fā)且作為渣土廢棄場地，因此建設(shè)時位于厚雜填土上。

中隔地下連續(xù)墻在施工過程中遇到了不少問題，通過采用技術(shù)比選及試驗措施等進行處理，最終很好地解決了這些問題，為今后類似工程提供了經(jīng)驗。

1 工程概況

本工程位于上海市浦東新區(qū)塘東開發(fā)地塊的北片TD-1地塊，用地紅線范圍東至楊高南路，西至錦康路，南至花木路，北至錦延路。工程主要由5棟科研辦公樓、信息中心、科技交流中心及其配套附屬用房和地下人防車庫等組成?？偨ㄖ娣e260 120.0 m2，其中地上157 500.0 m2，地下102 620.0 m2。同時，由于基坑開挖面積較大，為確保施工的安全，將基坑分為2個分區(qū)進行開挖。

本工程采用強度等級為水下C40，抗?jié)B等級P8的混凝土地下連續(xù)墻作為圍護結(jié)構(gòu)，地下連續(xù)墻還同時兼作地下室外墻（局部為臨時墻）。地下連續(xù)墻厚800 mm，墻長29.7～38.7 m不等；其中外圍地下連續(xù)墻均設(shè)計槽壁加固，分區(qū)一與分區(qū)二臨時中隔墻設(shè)計無槽壁加固（圖1）。

2 地下不良地質(zhì)情況

根據(jù)地勘報告，本工程場地內(nèi)普遍填土較厚，表層雜填土①1、①2層的標高為－0.10～＋4.5 m，填土最深處達到4.6 m，土質(zhì)極不均勻，以黏性土為主，含水泥地坪、碎石、石塊、垃圾、植物根莖等，且地勘報告中對雜填土強度、對工程地質(zhì)的貢獻度等設(shè)計參數(shù)均表達為0，僅從②層土開始有相關(guān)土力學參數(shù)表達，因此雜填土對工程的影響在前期無法預(yù)估。

圖1 地下連續(xù)墻平面

3 遇到的問題

項目分區(qū)一與分區(qū)二的中隔地下連續(xù)墻在首開3幅的施工過程中，由于設(shè)計圖紙中未采用三軸攪拌樁進行槽壁加固，導致上部槽壁坍塌嚴重，最大混凝土超方24 m3（單幅含充盈系數(shù)理論量約170 m3，實際澆筑放量194 m3）。根據(jù)超聲波檢測報告分析，主要坍塌處集中在標高－2.20～＋4.5 m，位置為臨時重載車道及導墻下方雜填土區(qū)域（圖2～圖4）。

圖2 E1-1槽段加固前超聲波檢測結(jié)果

圖3 D1-4槽段加固前超聲波檢測結(jié)果

4 解決方案比選

圖4 D1-12槽段加固前超聲波檢測結(jié)果

針對出現(xiàn)的問題，項目部通過與圍護設(shè)計溝通、經(jīng)驗分析以及現(xiàn)場導墻鉆孔觀察，為了防止之后施工的槽段出現(xiàn)上述情況，進行方案初選。考慮已經(jīng)完成了導墻及沿地下連續(xù)墻的臨時道路，并且其他區(qū)域鉆孔灌注樁等也正在同步進行施工，三軸攪拌樁機不具備工作面，故只能采用較小的設(shè)備進行施工，最終根據(jù)經(jīng)濟性以及現(xiàn)場現(xiàn)有設(shè)備條件綜合考慮，計劃采用2種方案進行比選。

1）壓密注漿處理：采用槽段兩側(cè)壓密注漿，漿液摻有水玻璃以增加強度，注漿深度為地表以下8 m。

2）高壓旋噴處理：采用高壓旋噴樁加固槽段兩側(cè)，加固深度為地表以下10 m。

考慮到雜填土空隙過大且十分不均勻，同時由于已開挖的3幅槽段已經(jīng)形成坍塌，坍塌后無法判斷未開挖的周邊土體是否形成空隙，對注漿壓力及注漿量無法準確給出停止條件的參數(shù)。因此，項目部認為壓密注漿方案的預(yù)期效果比較差且成本等均不可控，風險系數(shù)過高。最終決定采用高壓旋噴方式處理。

5 方案實施

5.1 試驗槽段

項目部選擇相鄰的E1-3槽段作為試驗槽段，槽段長度6 m，該槽段兩側(cè)地下連續(xù)墻已完成施工。加固方式為三重管法高壓旋噴樁，樁型為φ800 mm@600 mm，樁長10 m，水泥為P.O 42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比1.0，水泥摻量25%。高壓旋噴樁設(shè)置在地下連續(xù)墻內(nèi)外側(cè)，樁中心距離地下連續(xù)墻邊線450 mm，施工過程中在現(xiàn)有導墻處開洞引孔施工，如圖5所示。

圖5 試驗段高壓旋噴加固示意

施工技術(shù)參數(shù)要求：高壓旋噴樁鉆孔位置的允許偏差應(yīng)為±50 mm，垂直度允許偏差小于1/200。高壓水壓力大于20 MPa，流量應(yīng)大于30 L/min，氣流壓力大于0.6 MPa；低壓水泥漿液壓力宜取1～2 MPa，提升速度宜為0.1～0.2 m/min，旋轉(zhuǎn)速度宜取10～20 r/min，最終的強度≥1 MPa。

施工工藝流程：施工放樣→導墻引孔→鉆機就位→鉆孔至設(shè)計深度→邊提升邊噴漿→噴漿結(jié)束→鉆機移位。

灰漿制作要求：水泥用量為450 kg/m3，水灰比1.0，施工前提前制作，并經(jīng)充分攪拌，攪拌時間少于3 min的不得使用。

噴射注漿要求：當噴射注漿管插入預(yù)定深度10 m后，由下而上進行噴射注漿，提升至雜填土標高時（－0.10～＋4.5 m），考慮雜填土松散性，為了防止雜填土擾動過大，適當降低噴射壓力至水壓力20 MPa，空氣壓力≥0.6 MPa。由于采用開洞引孔噴射施工，故在施工過程中控制孔洞冒漿時以漿液不溢流至導墻孔洞外為準。

5.2 試驗槽段效果評估

E1-3槽段地下連續(xù)墻旋噴加固于2020年8月21日完成，待強度提升后于2020年8月25日成槽。成槽結(jié)束后，超聲波檢測顯示，雜填土層區(qū)域未出現(xiàn)大面積坍塌情況，有效控制了上部槽壁坍塌現(xiàn)象，如圖6所示。

圖6 E1-3槽段成槽超聲波檢測結(jié)果

E1-3槽段地下連續(xù)墻于2020年8月26日澆灌完成，混凝土理論方量165 m3，實際灌注170 m3，充盈系數(shù)為1.03，已滿足設(shè)計與規(guī)范要求。

5.3 局部參數(shù)調(diào)整

根據(jù)超聲波分析報告，上述措施已基本控制住了大面積坍塌情況，但在E1-3試驗槽段上部雜填土區(qū)域內(nèi)仍然有部分坍塌出現(xiàn)。因此，立即對該區(qū)域?qū)ο路降耐馏w進行取樣，發(fā)現(xiàn)該土體中水泥比例不高，且該區(qū)域丟失土方周邊主要土體摻雜磚塊、碎混凝土等建筑垃圾，根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗分析以及與設(shè)計院溝通，在沒有辦法清理、置換下方不良土質(zhì)且導墻已經(jīng)施工完成封閉，土體擾動對臨時道路、場地不會有太大影響的情況下，決定增大高壓旋噴施工的空氣壓力及水壓力，盡量充分填充雜填土空隙，使雜填土區(qū)域形成較好的固結(jié)體，最終局部調(diào)整了之后高壓旋噴的相關(guān)參數(shù)：高壓水壓力從20 MPa上調(diào)至25 MPa，空氣壓力從≥0.6 MPa上調(diào)至≥0.7 MPa，其余參數(shù)不變。同時根據(jù)以往施工經(jīng)驗提高了膨潤土泥漿護壁的相對密度，由原先施工方案的1.13調(diào)整至1.20，利用泥漿護壁的高相對密度形成雙保險。

5.4 后期效果

通過使用調(diào)整后的參數(shù)進行加固施工，后續(xù)的中隔地下連續(xù)墻槽段成槽質(zhì)量趨于穩(wěn)定，上部雜填土區(qū)域形成良好的土層，整體槽段均能夠達到設(shè)計及施工驗收標準，如圖7所示。

圖7 后續(xù)其他槽段成槽超聲波檢測結(jié)果

6 結(jié)語

本工程在厚雜填土區(qū)域，采用修正的引孔高壓旋噴方式對未設(shè)計加固的中隔地下連續(xù)墻進行加固，確保了施工質(zhì)量，同時也消除了雜填土對地下連續(xù)墻成槽的不利影響。另外，通過方案比選，施工過程中選擇了較為經(jīng)濟合理的方案。

中隔地下連續(xù)墻施工完畢后，所有參數(shù)均檢測合格，整個施工過程中在保證施工質(zhì)量的同時，規(guī)避了大量風險，包括重型道路下土體流失的安全風險、質(zhì)量風險等。節(jié)省了超灌成本，避免了今后大量的鑿除修補等費用，取得了良好的效果。其相關(guān)的施工經(jīng)驗可以為類似項目提供參考。