含錨桿粉砂性地層地連墻施工控制技術分析

韋秀友

中鐵一局集團有限公司，中國·廣西 南寧 530000

1 引言

針對工程關鍵風險點，開展含錨桿粉砂性地層地連墻成槽施工技術、近接既有高層建筑施工變形控制技術以及近接運營軌道交通區(qū)間施工控制技術等方面的研究，形成富水深基坑開挖綜合施工技術體系，對于確保中國金湖廣場站施工的安全順利開展具有重要的意義，也有助于推動全國類似地區(qū)類似工程施工技術的進步。

2 工程背景

2.1 工程概況

本項目為中國南寧市軌道交通工程的三號線中的十四站（科園大道－平樂大道），第一號線和第三號線通道換乘站。車站結構為雙柱三跨的地下四層的島式站臺。一層為物業(yè)層，二層為站廳層，三層為設備層，四層為站臺層。車站南北兩端的盾構豎井由盾構機吊出。除擋土墻外，車站結構主體總外包長度151m，高度為23.02m，平臺設定寬度為15m，設定有效平臺長度為121m，車站頂板的土層覆蓋大約3.6m，開挖的基坑深度為30.65m～32m，車站主基坑采用開槽法施工，采用1200mm地下連續(xù)墻+內支撐體系[1]。

2.2 工程地質條件

2.2.1 場地位置及地形地貌

擬建站場位于邕江流域堆積物及河谷階地區(qū)，地形簡單，自然地面平坦。由于城市建設的需要，線路兩側地面均采用人工平整施工。沿線路面高程一般為75.31m～76.60m，局部地面標高74.11m～75.76m。

2.2.2 場地地層巖性

場地巖土層可分為6層11亞層，均為第四系地層。人工堆積物主要由①1圓礫充填物和素充填物組成。①1圓礫填土（mlQ4）：灰色、灰黃色，稍密～中密，主要由圓礫夾粘性土組成，粒徑0.5cm～4cm，充填中粗砂及少量粘性土，表層30cm為瀝青路面，部分洞段夾塊石。實測重動力勘探命中數5～29次，平均15.0次。大部分地層分布。共有21個鉆孔揭露地層，厚度2.40m～4.60m，埋深0.00m，高程75.31m～76.60m。①2素填土（mlQ4）：灰色、灰黃色、紫紅色，主要由粘性土組成，含少量碎石及磚屑，碎石最大粒徑20cm以上，局部夾碎石孔段中混有粉土和礫砂。大部分分布，18個鉆孔揭露該層，厚度0.40m～3.50m，埋深0.00m～4.10m，頂標高71.65m～76.06m。

2.2.3 含錨桿粉砂性地層地連墻施工難點

該廣場站地下連續(xù)墻深40m，厚1200mm。地下連續(xù)墻西側有13排錨桿，長度為11m～18m。地下連續(xù)墻施工中存在許多隱患，如坍塌等，對地下連續(xù)墻造成損害，增加了以后基坑開挖的危險系數。金湖廣場站地連墻與既有錨桿關系如圖1所示。

圖1 金湖廣場站地連墻與既有錨桿關系

3 含錨桿粉砂性地層地連墻施工方法

3.1 傳統含錨桿粉砂性地層地連墻施工方法

處于良好的地層環(huán)境時，可利用沖擊鉆將錨桿破碎，把短鋼筋用用開槽機拔出。因為該站正好是南寧市中心，附近很多居民樓，所以工程作業(yè)的聲音會對居民造成影響，并且該工程只能白天施工，會影響到工程進度，進行抓槽機抓錨桿的施工時塌孔概率大，不僅成槽質量難以保證，還會產生混凝土超方現象，從而導致在成槽的過程中附近建筑物扭曲，不僅加大了基坑開挖的風險，也增加了工程成本（如圖2所示）。

圖2 錨桿在土層中硬拉出來

利用超聲波圖像對地下連續(xù)墻進行測查，發(fā)現嚴重的槽壁塌孔現象，塌孔位置在1.51m～14.05m深度，非常接近錨桿布置的位置（如圖3所示）。在利用沖擊鉆打孔、開槽機抓取的施工中，強行反復拔出錨桿，擴大了毛孔也嚴重擾動槽壁，造成土層疏松，增大塌孔的危險。膨脹溝壁通常會達到0.65m，增大了混凝土的澆筑量，后期的作業(yè)會因為鑿除這些凸起的混凝土而增加施工難度。槽壁的坍塌對附近環(huán)境的影響極大，必須制定有效措施處理現有錨桿，提升工程管控力度，盡量避免擾動現象發(fā)生[2]。

圖3 地連墻超聲波檢測圖像

3.2 改進的含錨桿粉砂性地層地連墻施工方法

為了工程效率和地下連續(xù)墻施工質量的同步提升，節(jié)約工程費用，利用機械對鋼筋切割的原理，合理改造開槽機抓斗。為了形成錯位，將兩塊高強鋼板分別添加在成槽機的左右兩瓣斗頭上。關閉鏟斗的時候，一個類似鋼筋切割機上的閘門在鋼板之間形成，對鋼筋進行切割（如圖4所示）。

圖4 成槽機抓斗改造設計

3.3 對比分析

從效率、費用、質量、影響等諸多方面，全面總結地連墻施工在改造前后的狀況，如表1所示。

表1 對比前后效果

通過超聲波檢測地連墻，效果比較如圖3和圖5所示。

圖5 地連墻超聲波檢測圖像（采用改造后的抓斗成槽）

利用對比實際施工過程的，數據顯示改造成槽機后，明顯增加了抓斗槽對現有錨桿的處理能力，在工程中應用前景廣闊[3]。

4 地墻施工引起的建筑物沉降

根據施工車站圍護結構、基坑內抗拔樁、臨時立柱及降水井過程中的監(jiān)測結果，現代國際大廈最大沉降量約8.23mm；工行金碧苑最大沉降約6.62mm。

結合施工過程分析，該階段的最大擾動源為地墻施工過程中的成槽擾動，最大沉降8.23÷36830×100=0.02%，沉降變形得到了很好的控制。

5 結語

近年來，隨著城市地下空間開發(fā)的不斷發(fā)展，經常會遇到既有地下障礙物。這些地下障礙物已成為地下工程建設中的一個棘手問題，直接影響到工程的施工進度和質量。因此，深部地下障礙物的處理非常重要，深部地下障礙物處理的施工要求和技術要求也越來越高，本工程富水粉細砂層地下連續(xù)墻的施工對成槽效率和成槽質量影響很大。采用抓斗改造取代傳統的“沖擊+清理”的施工方法，減少了對土體的擾動，每道地下連續(xù)墻的施工時間縮短了3d。通過超聲波檢測和開挖驗證，該墻體質量高、噪音低、連續(xù)施工，值得推廣。