淤泥質(zhì)土地層中地連墻施工技術(shù)研究

余正新

（中交第二航務(wù)工程局有限公司，湖北 武漢 430000）

1 工程背景

南京地鐵11號線起于馬騾圩站止于浦州路站，全線長26km，設(shè)有車站20座。本工程中的七里河?xùn)|站位于七里河大街與萬壽路交叉口東側(cè)，沿萬壽路敷設(shè)。車站南側(cè)緊鄰中心河（中心河距車站最近處約15.84m），北側(cè)為農(nóng)田，東側(cè)為綜合管廊（距離基坑5m）；一市政小橋橫跨車站，施工期間需拆除，后期頂板上方還建箱涵。

車站設(shè)計起止里程為DK25+241.650—DK25+457.850，車站外包總長217.00m，標準段寬度為20.7m，端頭井寬25.4m，基坑深18.7～19.5m。車站為鋼筋混凝土箱形結(jié)構(gòu)，采用0.8m地下連續(xù)墻作為主體結(jié)構(gòu)的圍護結(jié)構(gòu)。

影響車站施工主要管線方面，有2根φ600排水管（混凝土）、1根φ300排水管（塑料）、2根φ500給水管（鑄鐵）、4組φ20通信光纖、1根300×100（銅）電力線、1根100×50電力線，對于處在基坑范圍內(nèi)的管線均予以拆除，并遷移至車站主體基坑施工范圍之外。

其中，七里河?xùn)|站深基坑四周全部采用鋼筋混凝土地下連續(xù)墻支護。地連墻作為永久結(jié)構(gòu)的一部分，參與主體結(jié)構(gòu)抗浮。

2 地質(zhì)條件

七里河?xùn)|站地貌類型屬長江漫灘地貌，現(xiàn)狀地面高程在3.83～5.91m，近地表主要由人工填土等組成。施工區(qū)域主要由淤泥質(zhì)土組成，遇擾動液化。

表層主要分布填土，填土下部為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾粉土、粉細砂和含卵礫石中粗砂等，基底由泥質(zhì)粉砂巖構(gòu)成。其中，淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾粉土流塑性好，含水量較高，強度低且具有高壓縮性，具有2.25～4.70的靈敏度，屬于典型的軟弱土層。該層抗剪強度低、結(jié)構(gòu)性較差，觸變易液化，基坑開挖時易出現(xiàn)坑壁失穩(wěn)，如果發(fā)生側(cè)向位移會導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)開裂。

3 場地要求

清除場地內(nèi)的雜物，將現(xiàn)有地面平整至設(shè)計地面標高，硬化前對無硬層路面進行換填壓實處理，施工便道布置在地連墻外側(cè)，寬度為10m，全部采用鋼筋混凝土硬化路面，具體按照以下步驟實施：采用挖掘機平整場地；澆筑20cm厚C25鋼筋混凝土，鋼筋采用單層鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片尺寸為φ12@250×250mm。

由于地連墻鋼筋籠加工字鋼總長約36m，鋼筋籠臺布置時按長度38m布置。鋼筋籠加工平臺寬8.5m，長41m。鋼筋籠加工平臺區(qū)域內(nèi)采取硬化處理，澆筑混凝土后進行收面磨平，確保平整度滿足加工要求。

4 材料和設(shè)備選配技術(shù)要求

4.1 材料要求

（1）混凝土：導(dǎo)墻采用C35混凝土，地連墻采用水下C35混凝土，混凝土56d的電通量應(yīng)小于1 500C，地連墻混凝土需滿足100年耐久性要求。

（2）鋼筋：采用HPB300、HRB400級鋼筋。

（3）鋼材：采用Q235B。

（4）鋼筋接駁器：三級接頭搭接率小于25%，二級接頭搭接率小于50%，一級接頭搭接率不受限制（普通區(qū)域）。

（5）玻璃纖維筋：采用纖維含量控制在70%～80%的玻璃纖維筋，采用環(huán)氧樹脂且不含堿的玻璃纖維粗砂。

4.2 主要設(shè)備要求

根據(jù)經(jīng)濟和工藝要求，地連墻施工涉及的地質(zhì)特點及業(yè)主的工期要求、質(zhì)量要求，采用抓槽施工法，用進口寶峨GB50液壓抓斗作為成槽設(shè)備。寶峨GB50液壓抓斗相關(guān)參數(shù)見表1，其成槽寬度可達400～1800mm，槽深可達80m；提升速度為40m/min；成槽效率高，深槽挖掘能力較強，系統(tǒng)穩(wěn)定性易控制，更具節(jié)能高效環(huán)保功能；在成槽垂直度控制方面，在X、Y兩個方向具有動態(tài)檢測系統(tǒng)，并能實現(xiàn)推板糾偏的功能。

表1 寶峨GB50設(shè)備參數(shù)

5 技術(shù)控制要點

5.1 圍護結(jié)構(gòu)形式

標準車站段圍護結(jié)構(gòu)采用0.8m厚地連墻，地墻接縫采用H型鋼接頭；盾構(gòu)井段圍護結(jié)構(gòu)采用0.8m厚地連墻，地墻接縫采用H型鋼接頭。

5.2 成槽控制

為確保槽壁穩(wěn)定，成槽時槽壁附近必須盡可能避免堆載和附加應(yīng)力并減少振動。新鮮的泥漿比重設(shè)置為1.05～1.1，施工前進行多次試驗并根據(jù)最終結(jié)果確定泥漿的最佳比重。

成槽過程中，護壁泥的漿液體高度須高出地下水當時水位1m以上，并保持在導(dǎo)墻的頂面最低點500mm以下。施工前應(yīng)進行地連墻的成槽試驗，確定施工工藝，設(shè)置好技術(shù)參數(shù)。成槽時減少振動，成槽的垂直度要小于1/250。

為保證相鄰的墻體接觸面緊密貼合，接頭處需沖刷以便清除附著的泥漿。在鋼筋籠安裝前必須清除和置換槽底泥漿沉淀物，槽底遺留的沉渣厚度小于等于800mm，并清理干凈接縫面的泥土和雜物，注意鋼筋籠兩側(cè)安裝準確[1]。

5.3 保護層和鋼筋接頭要求

地連墻內(nèi)部的鋼筋混凝土凈保護層厚度必須大于等于70mm。

受力鋼筋的錨固長度：當鋼筋直徑d＞25mm時，鋼筋錨固長度La≥35d；當d≤25mm時，La≥32d。受力鋼筋的抗震錨固長度：當d＞25mm時，抗震錨固長度LaE≥40d；當d≤25mm時，LaE≥37d。

采用機械或焊接連接受力鋼筋。連接位于同一區(qū)段的單位長度（35d,d為縱向受力鋼筋的較小直徑尺寸值）內(nèi)的受拉鋼筋的連接接頭橫截面的面積百分率小于50%，必須對連接進行檢驗。此外，導(dǎo)墻中心線必須與地連墻軸線重合。

5.4 各工序技術(shù)要求

（1）鋼筋籠制作及預(yù)埋件埋設(shè)。整體拼裝并分節(jié)段吊裝鋼筋籠，鋼筋接頭采用焊接連接或機械連接[2]。

（2）單幅墻成槽至完成澆筑的時間不應(yīng)超過24h。

（3）防繞流板。在先澆段地下地連墻H型鋼接頭的兩側(cè)采用防繞流板等措施，防止?jié)仓炷習(xí)r向槽段外繞流。

（4）槽壁垂直度的檢測數(shù)量大于等于總數(shù)的20%（總數(shù)大于等于10幅）；同時檢測槽底沉渣的厚度。

（5）墻體混凝土質(zhì)量檢測數(shù)量大于等于總數(shù)的20%并且大于等于3幅，使用超聲波透射法。預(yù)埋聲測管采用DN50，壁厚2.5mm的鋼管，聲測管布置在截面的四邊中點處。檢測比合格則進行鉆芯檢測。

（6）連續(xù)墻厚度為0.8m，H型鋼接頭最深為38.877m，采用一字形結(jié)構(gòu)。

（7）由于本站Z形地連墻幅寬較大，在吊裝時易發(fā)生不可恢復(fù)的變形，擬將Z形鋼筋籠分為2個小L形鋼筋籠制作兩次吊裝入槽一次性澆筑完畢。

（8）投入1臺寶峨GB50成槽機抓槽施工，地墻先施工靠近臨建部位，依循“首開、連接、閉合”的原則施工。一幅施工完成后，成槽機定位開挖下一槽段。

5.5 泥漿技術(shù)要求

連續(xù)墻成槽采用泥漿護壁，泥漿的配置應(yīng)通過試驗確定其成分及含量，保證泥漿有穩(wěn)定的物理化學(xué)性能、良好的泥皮形成能力及適當?shù)谋戎?、黏度與流動性[3]，同時考慮在流塑狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層或松散粉砂層采用槽壁加固。膨潤土泥漿性能指標見表2。

表2 膨潤土泥漿性能指標

泥漿儲存：一幅槽段的容積Q=172.8m3；考慮到泥漿循環(huán)，現(xiàn)場泥漿池尺寸設(shè)置為8m×25m×3m，容積為600m3，可滿足現(xiàn)場生產(chǎn)所需。

5.6 成槽過程中的重要技術(shù)指標控制

5.6.1 垂直度

成槽設(shè)備選用寶峨GB50成槽機（需自帶垂直度實時監(jiān)測設(shè)備和糾偏裝置）。配備超聲波側(cè)壁儀用來復(fù)核成槽設(shè)備自帶的垂直度監(jiān)測設(shè)備，成槽每10m做一次檢測。

5.6.2槽壁的穩(wěn)定性

（1）地墻的厚度均為0.8m，槽段的穩(wěn)定性比較差，通過控制泥漿穩(wěn)定來穩(wěn)定槽壁。

（2）加快成孔、下放鋼筋籠、接頭箱等工序銜接，減短槽孔靜置時間。

（3）優(yōu)先進行泥漿配比，選用優(yōu)質(zhì)膨潤土制備泥漿，確保最終滿足施工需求的泥漿比重在1.05～1.1之間，黏度大于25mPa·s，保證泥漿具備較好的護壁及懸渣效果。

（4）減少5m范圍內(nèi)大型荷載車輛并鋪設(shè)鋼板減小地基擾動，避免地下連續(xù)墻施工中出現(xiàn)塌方或坍槽。

5.6.3 墻縫的止水效果

地連墻穿越較厚的粉細砂和粉質(zhì)黏土，容易造成縮孔或坍塌等現(xiàn)象，如何保證墻縫間的止水效果也是本工程施工的難點之一。

成槽完成后鋼筋籠下放到位時，接頭一端用超聲波檢測H型鋼X軸左右方向垂直度，采用“左偏右墊”方式調(diào)整，確保鋼筋籠接頭處的垂直度及接頭位置準確。接頭底部采用沙袋回填封底，接頭箱（見圖1）下放時應(yīng)注意貼近工字鋼，接頭箱底部和后側(cè)用碎石回填密實，防止混凝土擾流，確保接頭處的防水效果。

圖1 接頭箱示意圖

H型鋼接頭位置采用特制刷壁器固定成槽機斗體，斗體緩慢沉入槽的底部，然后采用中速上下反復(fù)提升斗體進行接頭位置的刷壁。刷壁器須貼緊壁面，土渣和泥皮須用清水沖凈方可停止。

5.7 單列工序中的重要控制點及檢測方法

（1）導(dǎo)墻控制點。包括：導(dǎo)槽基底土質(zhì)，支模質(zhì)量及軸線控制，導(dǎo)墻內(nèi)外間距，確保導(dǎo)墻外側(cè)填土夯實，導(dǎo)墻頂面標高及平整度。導(dǎo)墻工程檢測儀器有水準儀、經(jīng)緯儀、測量尺，檢測方法為肉眼觀察。

（2）成槽控制點。包括：槽段劃分尺寸標記，質(zhì)量自檢儀器的準備情況，施工記錄，成槽機就位情況，開挖通知書下達情況。成槽工程檢測儀器及方法：機載PED（槽深、垂直度等）；標準繩，測錘（槽深）。

（3）泥漿工程分項控制點。包括：泥漿配制材料、配合比，外加劑，泥漿性能及儲備控制，泥漿性能檢測儀器完善狀況。泥漿工程檢測方法：比重用比重計或比重秤量測；黏度用漏斗計量測；含砂率采用測定杯（管）測試；pH值用pH試紙測試。

（4）清槽換漿分項控制點。包括：槽底泥漿性能、槽底沉渣厚度。槽底泥漿性能測定方法同正常泥漿測定法。

（5）刷壁分項控制點。包括：端面清刷次數(shù)及過程。刷壁檢測方法為觀察表觀。

（6）成墻控制點。包括：混凝土配合比，混凝土性能指標；導(dǎo)管安放位置；導(dǎo)管密封狀況；導(dǎo)管埋深；混凝土灌超高度。成墻工程檢查方法為用測錘測量混凝土面高度。

6 泥漿和渣土環(huán)保要求

泥漿管理是文明施工的管理風(fēng)險區(qū)。成槽過程中為防止泥漿濺射，應(yīng)在成槽區(qū)域設(shè)置圍擋阻攔飛濺的泥漿。

成槽過程中，成槽機提斗倒土前需在導(dǎo)墻口靜置一段時間，至渣土中的泥漿絕大部分流入槽中。渣土轉(zhuǎn)運車在場地內(nèi)轉(zhuǎn)運行走前需稍作清理，例如使用高壓水槍沖洗短駁車的車輪。專業(yè)土方轉(zhuǎn)運車隊在轉(zhuǎn)運渣土進出場的過程中需經(jīng)過洗車槽。

7 結(jié)語

在七里河?xùn)|站深基坑四周的鋼筋混凝土地下連續(xù)墻施工過程中，重點研究了材料和設(shè)備選配、鋼筋接頭要求、工序中的控制點、成槽質(zhì)量、分項控制點和檢測方法等，尤其注重分項控制點、泥漿管理和渣土外運等環(huán)保要求，最終取得了良好的施工效果，可供其他工程參考借鑒。