拋石層地下連續墻施工關鍵環節質量管控

魚志鴻 崔義法

摘要：針對沿海城市濱海拋石填海地區的地下連續墻施工難點，結合深圳地鐵9號線深灣站的地下連續墻施工實踐，從導墻施工、泥漿制備、成槽施工以及混凝土澆筑等方面的質量控制進行分析，對地連墻施工的關鍵施工工藝、質量控制要點以及質量控制措施等方面進行了探討，對于今后類似地層的連續墻施工提供重要的技術參考。

關鍵詞：拋石層地下連續墻關鍵環節質量控制

中圖分類號：O213文獻標識碼： A

0引言

地下連續墻具有強度高、施工速度快、噪音小、振動小、精度高以及抗滲性能好等特點，在地鐵車站圍護結構設計中得到廣泛的應用。然而，東南沿海地區，因地質條件復雜，地下存在大塊徑的花崗巖孤石，地連墻成槽施工難度大，易塌孔、斜孔，地連墻施工質量不能滿足設計及規范要求，在基坑開挖過程中易出現滲漏水、墻體傾斜、侵限等問題，存在地面沉降、基坑失穩等重大安全隱患。本文將針對深灣站的地下連續墻施工為研究案例，對拋石層地連墻的關鍵施工技術及質量控制要點進行分析，對國內其它城市拋石區地連墻施工具有一定的參考和指導意義。

1工程概況

深圳地鐵9號線深灣站總長度210.35m，標準段寬為19.6m，底板埋深16.2m，為地下雙層島式車站。車站圍護結構設計為地下連續墻，總計122 幅。標準段幅長為4 米，幅厚為0.8 米，幅深為20.41 米，其混凝土強度等級為C40，抗滲等級P10，基坑側壁安全等級為一級。

深灣站原始地貌為濱海灘涂，經人工填挖整平，車站內水平全場分布有人工填石。填石主要成分為花崗巖塊石，塊徑0.8~1.5m。填石層厚度為0.8~8.6m，平均厚度為5.7m，埋深為3~12m。車站地下穩定水位埋深2.4~9.6m，標高-5.21~2.5m。地下水主要有兩種基本類型，微承壓水和基巖裂隙水。由于地下水較為豐富，且地下水位較高，地連墻施工中槽壁穩定性及墻身的質量控制尤為重要。

2拋石區地連墻施工質量控制重點

地下連續墻在地鐵車站里主要起著截水、防滲以及承重作用，由于施工工序較多，工藝流程相互銜接，主要工序在水下或地下進行，監測困難，容易出現槽壁坍塌、槽底沉渣過厚、槽孔傾斜、鋼筋籠偏位等問題，從而導致墻體質量出現缺陷，影響墻體自身的強度、垂直度以及止水效果。根據以往施工經驗及本工程的地下連續墻施工實踐，對地連墻施工中容易出現問題的環節進行了質量控制分析。

2.1施工流程

拋石換填測量放線開挖導溝導墻施工劃分槽段成槽機械就位注入泥漿沖孔作業泥漿循環刷壁（清槽）安裝鋼筋籠二次清孔安裝導管澆筑混凝土

2.2成槽設備選型與拋石處理措施

2.2.1設備選型

濱海拋石填海區地下連續墻采用拋石換填加沖擊破碎處理成槽工藝，明確設備類型及設備參數，對于類似地層連續墻施工具有重要的指導意義。在深灣站地連墻成槽施工過程中，首先采用方案一：“旋挖鉆引孔，圓形沖擊鉆沖擊成槽”。由于拋石分布不均，鉆頭質量較輕，且圓形鉆頭成槽存在死角，成槽工效差，成槽垂直度難以保證。因方案一不能滿足地連墻施工質量，且工效底，工期壓力大，本項目提出了第二種成槽方案：“圓形沖擊鉆引孔加成槽機成槽”。通過成槽開挖情況分析，圓形沖擊鉆引孔后，成槽機成槽時抓斗損壞嚴重，且沖擊鉆與成槽機需要多次移動就位，整體成槽時間長、施工效率低，容易導致槽壁坍塌。經過前兩種試成槽方案的失敗，工程技術人員結合地連墻成槽特點，將原有的圓形沖擊鉆，改裝成方形鉆頭，且加重鉆頭重量，即“方形、重型沖擊鉆沖擊成槽”。此方案使用設備數量少，工藝成熟、組織單一、工效高、成本低，經過實踐證明，在穿越拋石層成槽施工，采用全沖擊鉆沖擊成槽是最有效、最經濟的方案，值得在濱海拋石區域應用推廣。

圖1：圓形沖擊鉆 圖2：方形沖擊鉆

2.2.2拋石處理措施

根據地勘資料揭示，車站基坑范圍拋石埋深最深約12米，拋石層對地連墻施工、后期車站結構侵限、結構防水等影響較大，需要采取合理的措施進行處理，在本站地連墻施工中采取的是換填加沖擊鉆破碎成槽法。

（1）對于埋深較淺的拋石層(埋深5米以內)，可以采取放坡換填處理。先使用挖機將淺埋拋石進行清除，拋石清除后用塊狀素粘土回填（施工中有塌壁情況可在回填素土中摻入5%水泥），分層回填碾壓，回填厚度20~30cm,18T壓路機碾壓，壓實后放置7d以后再進行成槽施工。

圖3：拋石換開挖圖4：換填碾壓

（2）對于埋深較深的拋石層(埋深5米以上)，換填較為困難，在穿越拋石層時可采用方形沖擊鉆破碎拋石，利用反循環出渣成槽。拋石層下若存在較厚淤泥層，成槽時比較容易塌孔，宜加大泥漿比重，以確保連續墻連續施工，泥漿參數見下表。

項目 新鮮泥漿 成槽泥漿 清孔后泥漿

粘度 25～30 <35 25～30

比重 1.06～1.08 1.1～1.25 <1.2

含砂率 <3% <4% <3%

PH 8～9 8～11 8～10

泥皮厚 1mm 1mm 1mm

2.3成槽質量控制

2.3.1導墻施工質量控制

（1）導墻是控制地下連續墻各項指標的基準，它起著支護槽口土體、承受地面荷載、穩定泥漿液面以及控制并定位地連墻位置的作用。由于基坑開挖時地下連續墻在外側土壓力作用下會向內位移和變形，以及受拋石層的影響，為確保后期基坑結構的凈空符合要求，在導墻施工時，導墻中心軸線較設計軸線需外移10~15cm。

（2）導墻混凝土澆筑時，為防止單側澆筑混凝土時造成模板單側受壓，導致模板移位、傾斜變形，而對稱澆筑混凝土能使導墻側模均勻受力，提高導墻的外觀質量和垂直度，利于后期地連墻的施工。本項目根據現場施工現狀，制作了導墻混凝土澆筑均分器，在施工中工效顯著。

圖5：施工正視圖圖6：施工中俯視圖

2.3.2槽壁坍塌的預防與治理

預防槽壁坍塌主要措施:（1）泥漿質量是槽壁坍塌的主要影響因素之一，在施工時新鮮泥漿比重一般在1.04～1.05左右，在拋石層和礫砂層成槽時，增大泥漿比重到1.5～1.8之間，防止塌孔；（2）成槽時提高泥漿液面，液面要高于地下水高度，并且不低于導墻面以下30cm，另外在成槽結束后，澆筑混凝土之前液面不得低于導墻底。（3）防止附近的車輛和機械對地層產生振動。當挖槽過程中出現坍塌跡象時，迅速補漿以提高液面和回填黃泥，待回填土穩定后再重新開挖。（4）如成槽時發現孔斜或塌孔，用片石回填至偏、斜或坍塌上方0．3~0．5 m處重新成槽；遇到拋石時，用高、低沖程交替沖擊，將大孤石擊碎或擊入孔壁。

2.3.3成槽垂直度控制

槽孔傾斜會造成鋼筋籠安裝困難，相鄰槽段之間滲漏水，連續墻侵限或主體側墻施工混凝土浪費等問題。因此在成槽時要加強垂直度控制，主要從以下幾方面進行:1）成槽機或沖擊鉆作業前需調平機架，調直鉆機或抓斗的柔性懸吊裝置，防止鉆機或抓斗本身傾斜，挖槽遇到較大孤石時，先用沖擊破碎孤石后再挖槽;鉆機在有傾斜度的軟硬地層交界處挖槽時，采用低速鉆進，防止槽壁坍塌。2）普通地層施工時，先挖槽段兩端的單孔，或者采用挖好第一孔后，跳開一段距離再挖第二孔的方法，使兩個單孔之間留下未被挖掘過的隔墻，這就能使抓斗在挖單孔時吃力均衡，可以有效地糾偏，保證成槽垂直度。3）在開挖過中，及時觀察槽垂直度，隨時糾正(槽壁偏斜的處理措施:用測壁儀探明槽孔偏斜的方向和程度，如槽孔偏斜不嚴重，可用起重機偏心吊著鉆機或抓斗，使其偏向凸出的壁面，同時配合挖槽機在偏斜明顯的一段壁面上下往復修壁，減小槽孔的偏斜值;槽孔偏斜很嚴重時，只能用黏土回填槽孔，待填土沉積密實后，重新挖槽。

2.4地連墻防滲漏措施

2.4.1夾泥滲漏的預防與處理措施

若地連墻存在夾泥，隨著時間過程，在地下水作用下，夾泥位置會形成主要滲漏通道，這不僅降低地連墻強度，同時造成主體結構滲漏。因此在地連墻施工過程中，需要預防地連墻夾泥，主要從以下幾方面進行:1）安裝鋼筋籠時，若鋼筋籠下放受阻，不能強行插入槽內，以防槽壁發生坍塌。2）對地連墻接頭嚴格實施刷壁處理，采用專門工具將接頭處刷洗干凈，確保不留任何泥砂或污物。3）在成槽后和鋼筋籠下裝后分別進行一清和二次清孔，并保證槽底沉渣厚度不大于100mm，防止混凝土澆筑后翻漿困難。4）在安裝導管時，根據幅寬的不同，要保證導管間距不大于3m，且在混凝土澆筑過程中，相鄰導管處混凝土高度差不宜大于0.5m，防止高差過大，翻漿困難，混凝土中夾泥。5）在首次灌注混凝土時，要根據墻底首封混凝土量計算，合理選用料斗，防止首封失敗，造成墻身夾泥。6）澆筑混凝土前測試混凝土坍落度，保證坍落度在180mm~220mm范圍內，防止澆筑堵管，延長混凝土澆筑時間，造成槽壁坍塌；7）在混凝土澆筑過程中，要保證兩根導管同時澆筑，且應隨時測量混凝土液面上升高度，確保導管始終埋置在混凝土2.5m~4m左右。避免導管拔脫或埋置過深，導致墻體夾泥。

2.4.2“一”字型及“Z”型墻接頭防滲漏措施

本工程采用高壓旋噴樁對連續墻接縫進行防滲處理，高壓旋噴樁施工與地連墻接縫處平面位置關系見圖。

圖7：連續墻接縫處理示意圖

2.5混凝土防繞流

在拋石層部位容易造成混凝土繞流，一旦混凝土繞流會給相鄰槽段的開挖造成極大的困難，同時混凝土繞流至工字鋼處，與工字鋼粘結，相鄰幅段成槽時，不易刷壁，導致鋼筋籠安裝不到位，另外處理不好還會造成接縫處滲漏水。本工程中，為了防止混凝土繞流，在工字鋼端，鋼筋籠兩側沿縱向方向使用寬度為1m的鐵皮進行包裹，同時在鐵皮邊沿使用鋼筋進行固定。若施工中發生繞流后，在混凝土強度不高的時候及時清理，并用優質的黏土回填，如果出現處理不及時的，要用沖擊鉆破除清理，以免影響相鄰槽段的開挖。

3連續墻檢測與效果評價

本車站地下連續墻現已施工完畢，總幅數為122幅，通過超聲波檢測幅數為34幅，合格率為100％。在基坑開挖過程中，在鋼筋籠接頭處沒有發現滲漏現象，為基坑開挖及主體結構施工提供了安全保障和有利條件，效果較為理想。

4結語

地下連續墻施工是一種應用比較廣泛的深基坑工程施工技術，本文根據深灣站所處的濱海拋石區地下連續墻施工，針對拋石換填、導墻施工、拋石處理設備選型、接頭滲漏水處理、防夾泥以及混凝土防繞流等關鍵施工環節著手，對拋石填海區域地下連續墻施工的重點質量控制措施進行了分析，并且指出以上控制措施在本工程中是成功的，且效益顯著，為類似地層地下連續墻的施工提供參考。

參考文獻

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