濱海填石層地下連續墻成槽施工技術及效益分析

陳鴻

摘要：在濱海填石層這種特殊地質情況下施工，地下連續墻成槽很困難，不容易控制成槽質量，目前還沒有成熟的經驗可循。本文以深圳市地鐵9號線深圳灣公園站為例，總結了濱海填石層地下連續墻的成槽技術，并進行效益分析。

關鍵詞：濱海填石層；地下連續墻；成槽；效益分析

中圖分類號：TU74文獻標識碼： A

0 引言

濱海填石層地質結構特殊，既不同于天然土，也不同于天然的巖層，并且地下水豐富，在這種特殊地質情況下地下連續墻成槽困難，極易造成塌槽、擴槽、繞流等現象，不易控制成槽質量，對后期基坑防水、基坑支護、基坑穩定性都有較大影響。

在深圳地鐵9號線深圳灣公園站的地連墻成槽施工實踐中，探索、總結出了對埋深小于5m的填石層直接換填、埋深超過5m范圍以外的填石層采用改良矩形錘頭直接沖擊成槽的施工方法，使得濱海填石層地連墻成槽快速、優質，具有較好的經濟效益和社會效益。對同類工程具有較好的借鑒性。

1 工程概況

深圳地鐵9號線深圳灣公園站車站設置在濱海大道北側、跨海園一路、海園二路，為地下兩層雙島式站臺車站。車站左線段全長656.59m、右線段長449.6m，標準段寬28.4m，車站頂板平均覆土厚度約3米。圍護結構采用800mm厚地下連續墻+鋼筋混凝土或鋼管支撐，明挖順作法施工。地下連續墻共計351幅，標準段幅長為4米，幅厚為0.8米，平均幅深為21.55米，詳見圖1。

深圳灣公園站所在地區為濱海灘地區，原始地貌為濱海灘地，后進行人工填海造地。區內地勢平坦，地面高程一般在4.0～6.0m之間。據地勘資料的揭示及現場開槽檢驗，發現地下連續墻施工范圍內存在填石層。車站范圍內層厚0. 30～10.10m，平均層厚5.32m，層頂深度2.00~8.20m（標高-3.60~2.62m），平均層頂深度3.87m。

圖1 圍護結構標準斷面圖

2施工工藝介紹

2.1 工藝概況

針對濱海填石層復雜地質條件下的地下連續墻成槽施工，根據場區范圍內填石層的厚度、填石密度等施工參數差異程度不同，依據現場實際情況，進行成槽施工。根據現場情況分為以下兩種情況：

（1）當填石層埋深小于5m，采用素土或水泥土直接對填石層進行換填，以達到“變特殊地質為常規地質”，快速、高質量成槽。

（2）當填石層埋深大于5m，埋深超過5m范圍以外的填石層換填施工難度增大，且經濟適用性降低，故對這一部分填石層采用改良后的矩形沖擊錘（詳見圖2）直接沖擊成槽，從而提高填石層范圍內槽段成槽質量。

圖2 矩形沖擊錘

2.2 適用范圍及特點

濱海填石層地連墻成槽施工技術適用于同類地質條件下，海濱城市濱海填石層的地下連續墻成槽施工。施工特點如下：

（1）施工速度快，成槽效率高

針對濱海填石層地連墻施工時，場地內填石層的厚度、填石密度和填石層埋深差異程度不同，依據現場實際情況，靈活采用填石層換填成槽施工和利用改良后的矩形沖擊錘直接沖擊成槽施工相結合，用換填的方式將填石層變成常規軟弱地質，用改良后的矩形沖擊錘有選擇性的直接沖擊成槽，通過風險轉移和成槽方式優化選擇，達到了快速、高效成槽，縮短了地連墻圍閉工期。

（2）提高了濱海填石層地連墻成槽質量

無論是填石層換填成槽施工還是利用改良后的矩形沖擊錘直接沖擊成槽施工，都克服和避免了傳統工藝直接成槽易造成地連墻槽段在填石層范圍內的塌孔、擴孔、繞流等質量通病，有效降低了基坑開挖過程中地連墻出現繞流、滲漏水、墻體鼓包、侵限等質量問題的發生率，使地連墻施工質量得到了提高。

3 施工技術要點

3.1施工流程

圖3 濱海填石層地連墻成槽工藝流程圖

3.2填石層成槽要點

3.2.1 填石層換填、等強

（1）對于埋深較淺（埋深5米以內）的填石層，可以采取直接換填處理。

（2）當坡高小于3米時，按1：2的坡率直接放坡刨除填石層中填石，當坡高大于3米時，可視情況采用1：2～1：3的坡率放坡開挖，護坡坡面進行噴漿護坡，坡頂噴漿寬度不小于1米。坡面上可視情況設置泄水孔。

（3）清除填石后用水泥土（素土摻入5%水泥）回填，回填施工時分層回填碾壓，每層回填厚度20～30cm，用18t壓路機碾壓，壓實后放置7d以后再進行成槽施工。

圖4 填石層換填開挖、回填示意圖

3.2.2成槽施工

由于填石層較厚，每個錘擊點采用多次錘擊，多次清渣的方法直至穿過填石層，然后采用成槽機開挖至設計標高。

（1）改良矩形錘直接沖擊過填石層成槽施工

埋深較深的填石層（埋深5米以上），換填施工較為困難，采用沖擊鉆機成槽時，將傳統的圓形重錘改良為矩形沖擊錘，這樣就有效的解決了圓形沖錘的死角問題（見“圖5 沖擊錘孔位布置圖”中黑色部分），降低了卡錘、擴孔、塌孔的風險。

圖5 沖擊錘孔位布置圖

（2）成槽機成槽施工

①成槽采用液壓抓斗（SG50 成槽機）按照“跳一挖一”的順序進行施工，在挖土過程中，通過液壓抓斗導向桿來調整抓斗的位置，對準導墻的中心抓挖，單槽段成槽應按先兩端后中間的順序開挖，先挖兩端，后挖中間，使抓斗兩側受力均勻，確保成槽垂直度。

②由于該段地質為填海填石層，填石厚度為0. 30～10.10m，平均層厚5.32m。施工過程中沖擊錘無法一次沖破填石層，需采用兩次或以上沖擊開挖成槽。

圖6 濱海填石層地連墻成槽步序圖

4效益分析

4.1 成槽質量

通過對矩形沖擊鉆頭穿越填石層施工的地下連續墻進行聲測管檢測分析，為Ι類地下連續墻。目前該車站部分施工段基坑已經開挖完畢施工車站主體結構，開挖過程中僅發現穿越填石區部分的地下連續墻平整度不好，無地下連續墻滲漏水現象，效果較為理想。

4.2經濟效益

（1）傳統工法施工時，在濱海填石層地層中塌孔率較高，一般塌孔率在10%左右，而采用本工法施工時，在填石層范圍成槽時，除現場前5幅試驗段槽段中有1幅出現塌孔，其余槽段均一次成槽，成功的解決了填石層成槽易塌孔、擴孔、繞流的技術難題。雖然對填石層進行換填增加了填石層土石方開挖清運費用和水泥土回填碾壓費用，但綜合最終成槽效果僅對比傳統工法塌槽后，需對槽段重新進行回填，再重新成槽這一項費用，在紅樹灣站、深灣站和深圳灣公園站地連墻成槽施工中累計節約了94.4萬元成本。

（2）同時新工法使成槽質量得到了保證，地連墻施工質量優良，因塌槽、擴孔造成的地連墻墻體鼓包得到了有效控制，減少了后期基坑開挖過程中地連墻鼓包、侵限的處理時間，為后續工序施工提供了便利。傳統工法與新工法施工對比見表1。

表1 傳統工法與新工法施工對比表

采用

工法 傳統沖擊鉆機直接沖擊過填石層成槽+成槽機成槽 換填+改良矩形沖擊錘直接沖擊過填石層成槽+成槽機成槽

對比項目 塌孔率 塌孔率高，塌孔率在10%左右 在施工過程中無塌孔發生

質量控制 塌孔率高，槽段質量不易控制 地連墻成槽質量高

工效工期 按照填石層厚度6m計算工效，需2臺沖擊鉆同時施工，4～5天才能穿過填石層。 換填后變特殊地層為常規地層，同時降低了填石層層厚，成槽機可直接快速成槽，節約了工期。

小結 運用此工藝施工通過風險轉移和成槽方式優化選擇，達到了快速、高效成槽；質量得到保證，無停工返工現象，在工期緊張的時期,取得寶貴時間基礎。

4.3 社會效益

（1）通過運用該工法，使紅樹灣站地連墻施工工期得到了縮短，且工程質量優良，提高了我單位在深圳地鐵市場的信譽，企業實力得到了建設單位的認可。

（2）為以后濱海填石層地連墻成槽施工提供了成熟完善的施工技術，樹立了典范。

5 結論

通過工程實踐，該施工技術能夠解決填石層中成槽困難的技術難題， 獲得了寶貴的實踐經驗，具有較好的經濟效益和社會效益。施工過程中安全、質量及進度均得到了有效保證，施工期間未發生質量安全事故，得到了各方的認可。該施工技術在濱海填石地層中值得推廣。

參考文獻

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