淺議地下空間施工中復雜條件下地下連續墻成槽施工技術

張海東

【摘要】在復雜的地質條件下，某深基坑70m超深地下連續墻成槽施工是重要的一道施工工序，通過深層攪拌法加固槽壁兩側土體使其土體穩定，適當增加槽內的泥漿比重控制下部砂層的穩定。取得很好的成槽效果。

【關鍵詞】深基坑;地下連續墻;成槽

1、工程概況

某地下空間一期建設工程項目一區1段地基與基礎工程，位于南京市，長約406m，寬度為50m。本工程一般區域為地下二層，基坑開挖面積約22400㎡，周長約950m，基坑先開挖A和C區，最后開挖B區，開挖深度為14.7（15.1）m;地鐵區域：場地中間正下方為地鐵4號線區間段，基坑開挖面積約6226㎡，周長約888m，基坑開挖寬度為14.6～18.2m，開挖深度（自然地面起算）28.82～41.44m。

其中一般挖深區東西向兩側為1.0m型地墻，幅數為135幅，采用工字鋼板接頭;南北向兩側及分隔墻以及地鐵4號線區域為墻厚1.2m，工字鋼板接頭幅數為203幅。1.0m后地下連續墻混凝土強度等級為水下C30P8，1.0m后地下連續墻混凝土強度等級為水下C40P10，垂直度要求均為1/400?；佑撩姹Ｗo層厚度70mm，地連墻最深為70.6m，基坑開挖面保護層厚度為50mm。1.2m地下連續墻均進行墻底后注漿，地下連續墻主要形式有“一”形、“L”形、“T”形3種形式。在1.2m墻厚的地下連續墻槽段接頭外側采用3xΦ800@600的封堵加固，高壓旋噴樁采用P.O42.5級普硅硅酸鹽水泥，水灰比0.8～1.0。

2、工程重、難點分析

項目地下連續墻厚1米及1.2米，最大成槽深度約70米。地質條件復雜，穿過②5密實粉細砂（6.6米厚）、②6密實中粗砂（8.1米厚）、③4（17.3米厚）密實含卵礫石中粗砂、⑤1強風化泥質粉砂巖、粉砂質泥巖（1.0米厚）、進入⑤2層中風化泥質粉砂巖、粉砂質泥巖。且巖層分部不均勻。因此對于地下連續墻成槽難度較大。

3、工程地質與水文條件

工程地質條件

場地巖土層分布自上而下詳細描述為：

①-1雜填土：灰色～褐灰色，松散～稍密，主要由粉質粘土混大量碎磚、碎石等填積，密實度、均勻性較差，填齡小于5年。

①-2素填土：灰黃～灰色，軟～可塑，由粉質粘土混少量碎磚、碎石填積，局部夾植物根系，均勻性較差，填齡大于10年。

①-3淤泥質填土：灰～灰黑色，流塑，主要位于河底，填齡大于10年。

②-2淤泥質粉質粘土、粉質粘土：灰色，軟～流塑，水平層理發育，夾薄層粉土、粉砂，局部互層狀。含少量腐植物。切面稍有光澤，韌性、干強度中等。

②-3淤泥質粉質粘土、粉質粘土夾薄層粉土、粉砂：灰色，流～軟塑，水平層理發育。含少量腐植物。切面稍有光澤，韌性、干強度中等偏低。

②-3a淤泥質粉質粘土、粉質粘土與粉土、粉砂互層：灰色，淤泥質粉質粘土、粉質粘土軟～流塑，粉土、粉砂稍密，水平層理發育，有搖振反應，切面稍有光澤，局部無光澤，韌性、干強度中等偏低。

②-4粉細砂夾粉質粘土：灰色，中密，含云母碎片，夾薄層粉質粘土，局部互層狀。

②-5粉細砂：灰色，密實，含云母碎片，夾有貝殼，局部夾薄層粉質粘土。

②-5a粉質粘土夾粉砂：灰色，軟塑，局部互層狀。切面稍有光澤，局部無光澤，韌性、干強度中等偏低。

②-6中粗砂：灰色，密實，含云母碎片，夾有貝殼，局部為細砂。

③-4e含卵礫石中粗砂：灰色，密實，卵礫石含量不均勻，一般在15～30%，局部達40%，粒徑一般為0.5～8cm，少量大于10cm，呈亞圓形，為石英質。

③-4含礫中粗砂：灰色，密實，含云母碎片，夾有貝殼，局部夾粉細砂和中砂。

⑤-1強風化泥質粉砂巖、粉砂質泥巖：紫紅色，風化強烈，巖石結構大部分破壞，手捏易散碎，層底部夾少量中風化巖碎塊，屬極軟巖，巖體基本質量等級分類為Ⅴ級，遇水易軟化。

⑤-2中風化泥質粉砂巖、粉砂質泥巖：紫紅色，夾細砂巖，以極軟巖為主，局部夾軟巖，巖體較完整，少量閉合裂隙發育，裂隙中充填薄層石膏，基本質量等級分類為Ⅴ級，遇水易軟化。

4、水文地質資料

基坑開挖影響范圍內②-3a～③-4層均為承壓水層，承壓水的地下水位埋深在地面以下2.2m，水頭高度為4.58m，富水性強，滲透系數大，且與長江有水力聯系，基坑開挖過程中會發生突涌現象，因此要采取必要的封底或降壓措施。同時應做好止水帷幕，避免開挖過程中出現側壁出現涌水涌砂現象。

5、地下連續墻成槽施工技術

5.1槽壁加固

為防止成槽時間過長而導致回填土及淤泥質粉質粘土土層坍塌。采用三軸攪拌對地面以下17m范圍內土體進行加固，單樁水泥摻量20%，水灰比1.5～2.0，提高土體強度，增加土的穩定性，保證地下連續墻施工期間槽壁的穩定，為地下連續墻施工提供安全、質量保證。加固區與槽邊之間的土很難自理，距離遠則塌槽范圍大，易擾流，距離近則垂直度不好控制，容易將樁打到槽內，使的成槽偏斜，如偏差的則成槽過程中還需使用其他設備進行糾偏。傳統槽壁加固方法有采用旋噴樁或注漿方式，但這兩種方法加固范圍內難以控制，對于不同的地層會有所差異。如采用攪拌樁進行加固，則單軸或雙軸攪拌樁機垂直精度較差，可能會產生下部劈叉或侵入槽內的風險，因此可以選用垂直度精度較高的三軸攪拌樁機，樁邊距離槽壁100mm，即可以減少塌槽范圍又可以留有施工偏差量。

攪拌樁下沉速度控制在不大于0.6m/min，提升速度控制在不大于0.8m/min以內，注漿泵出口壓力控制在0.4-0.6Mpa。防止出現夾心層或斷漿情況。施工時如因故停漿，應在恢復壓漿前將深層攪拌機回退（提升或下沉）0.5m后再注漿攪拌施工，以保證攪拌樁的連續性。

攪拌樁施工應有連續性，如因搭接時間過長無法搭接或搭接不良，應作為冷縫記錄在案，并經監理和設計認可后，在冷縫處外側與止水帷幕相切補做不少于三根攪拌樁，并在補做攪拌樁與原止水帷幕接縫處兩端各設置不少于3根1000@700旋噴樁進行封堵加強，以確保攪拌樁施工質量及止水可靠性。

5.2導墻施工

地下連續墻成槽開挖前應澆筑導墻及大型機械通過的施工便道，導墻施工時必須控制好軸線標高。由于成槽機抓斗呈圓弧形，抓斗的寬度一般為2.8m，同時由于分幅等原因，為保證地下連續墻成槽時能順利進行機保證斷面的完整，在端頭、“L”形的槽段由1.2m變成1m處需在制作導墻時留出0.5m外放量。導墻除起到在成槽過程中定位、導向作用外，還起到以下施工要求：1.承受施工過程中車輛設備的荷載，穩固槽口，避免槽口坍塌;2.存儲泥漿，穩定液位，防止雨水污水流入槽內;3.固定入槽后的鋼筋籠;4.承受頂拔接頭管時千斤頂產生的集中反力。這些要求導墻施工必須質量好。

導墻形式和結構：為保證導墻的整體性，本工程導墻采用“┓┏”型整體式現澆鋼筋砼結構，砼標號為C20。導墻底部置于原狀土中，高度1.8m，開挖溝槽時放坡1：0.25;導墻要對稱澆筑，強度達到拆模要求后方可拆模。拆除內模板之后，立即在導墻溝內填土，以免導墻產生位移。

導墻砼自然養護達到70%后，方可進行成槽作業。在此之前禁止車輛和起重機等重型機械靠近導墻。

5.3泥漿制備

地下連續墻槽壁開挖深度與土質情況、槽形以及施工方法等諸多因素有關，也與護壁泥漿的性能密切相關。泥漿系統中需要分別配置新鮮泥漿、循環泥漿、再生泥漿處理和廢棄泥漿處理系統，各系統保持獨立，避免各類泥漿混用，確保泥漿的質量。配置泥漿時根據地層情況及施工經驗進行泥漿配比，采用優質的膨潤土、純堿、CMC、自來水等原材料，性能指標適當超出了規范要求，以滿足砂層中地下連續墻施工的實際需要，循環回來的泥漿進行泥漿凈化處理，并不斷的補充新鮮泥漿以滿足性能指標，若超出要求則及時更換漿液。

5.4成槽過程中控制

成槽機施工過程中遵循“慢提慢放、嚴禁滿抓、平穩入槽、平穩出槽”原則，減少因為動荷載對槽壁的影響。成槽過程中如發生漏漿現象應及時進行堵漏與補漿，保證泥漿面高度，以防止發生槽壁坍塌。一旦槽壁發生坍塌，應將成槽機提高到地面，并迅速補漿。

開槽前采用測量儀器測放槽位，并進行復測，合格后移交給機臺，機臺在對位時保持偏差為1～3cm，抓斗儀器鎖定位置，每次棄土旋轉返回時可保證偏差符合要求。

用抓斗挖槽時，要使槽孔垂直，最關鍵的一條是要使抓斗在吃土阻力均衡的狀態下挖槽，要么抓斗兩邊的斗齒都吃在實土中，要么抓斗兩邊的斗齒都落在空洞中，切忌抓斗斗齒一邊吃在實土中，一邊落在空洞中，

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。

待單孔和孔間隔墻都挖到設計深度后，再沿槽長方向套挖幾斗，抓斗挖單孔和隔墻時，因抓斗成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整，保證槽段橫向有良好的直線性。

槽段成槽施工結束后，應檢測槽壁的垂直度。采用超聲波成孔質量測試儀進行槽壁垂直度測試，每幅槽段進行2個斷面檢測。

在施工2序槽段時，1序槽的接頭需清刷，具體方法如下：接頭清刷采用先鏟后刷的方法。在成槽完畢后，抓斗張開在斗頭上安放掛壁器，沿一側接頭開始下放，將接頭附著的砼鏟除，遇到較大、較多的位置，多次上下鏟除，清除干凈，砼清除干凈后，用吊車（或成槽機）掛清洗器沿接頭上下連續清洗，次數不少于20次，最一次清洗結束后將清洗器提離漿面，檢查清洗器鋼絲淤泥情況，若干凈，清洗結束，否則繼續清洗，直到清洗器鋼絲沒有淤泥。

地下連續墻L型、T型節點，此處為應力集中處，若處理不當，容易出現地下連續墻滲水以及質量安全問題。

嚴格控制異型連續墻施工質量是主體圍護結構施工的關鍵之一，具體施工要點如下：

①抓斗安裝后，應檢查抓斗本體懸吊后的垂直性，禁止使用不垂直的導板抓斗挖槽施工。檢查儀表是否正常，液壓系統是否滲漏等。

②挖槽機就位：挖槽機?？吭诋愋蛯葌?，使抓斗自然平行貼靠在基坑開挖面一側的邊線，若有旋轉或和導墻間出現偏角，應調整抓斗偏角，使導板能平行貼靠導墻面自然入槽，不能用人力推入槽中挖土。

③必須慢降、慢升。裝滿土的抓斗提升到導墻頂后應將泥漿瀝去，防止泥漿污染場地。

④挖槽時，應及時攔截施工過程中發現的通至槽內的地下水流，應有專人負責隨時加入合格泥漿，注意泥漿面必須保持高于地下水位0.5米以上，要專人監測泥漿變化情況;

⑤根據擬定的槽段施工順序開挖。開挖時先兩端后中間，使抓斗兩端的阻力平衡。

⑥成槽后，應檢查槽位、槽深等，合格后進行抓斗清槽。

⑦異型地連墻在成槽過程中，因其陽角土體呈兩面騰空狀態，易坍塌，力爭快速施工完成，重型機械設備不宜靠近作業。

結語：

地下連續墻成槽施工中，通過實際施工情況來看，通過槽壁加固、泥漿配置等一系列措施，確保槽壁的穩定，通過超聲波檢測，地面以下17米范圍內固化效果明顯，沒有發生塌方現象。保證了上部成墻質量，減少了后期處理墻面的工作，加快了施工進度。為地連墻施工提供了很好的借鑒意義。

參考文獻：

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