浅谈松散土质条件下地下连续墙施工要点

浅谈松散土质条件下地下连续墙施工要点

缪伟

中铁十局集团第五工程有限公司 江苏省 苏州市 215000

摘要：随着社会经济及城市化的快速发展，城市交通越发的拥堵，目前普遍趋势将城市交通建设从地面转入地下，其中以轨道交通与城市快速路建设为主，考虑到建设成本，地下交通大多数采用明挖基坑进行施工，而基坑围护均采用地下连续墙作为围护结构，地下连续墙是基础工程在地面上采用一种挖槽机械，沿着深开挖工程的周边轴线，在泥浆护壁条件下，开挖出一条狭长的深槽，清槽后，在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法灌筑水下混凝土筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁，作为截水、防渗、承重、挡水结构。地下连续墙之所以能够得到如此广泛的应用，主要是因为它工效高、工期短、质量可靠、经济效益高；施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工。地下连续墙对地基的适用范围很广，从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层，各种软岩和硬岩等所有的地基都可以建造地下连续墙。针对松散土质条件下地下连续墙施工，本文展开一些针对性的研讨，并提出了一系列的措施，这些措施将为以后城市地下交通提供很好的技术支持。

关键词：城市地下交通，深基坑，地下连续墙，松散土质，措施

引言：地下连续墙施工主要受到地质条件影响较大，好的地质条件下，地下连续墙成槽速度快，槽壁垂直度好，且不易塌方，后期墙面整平，且无渗漏水。对于松散地质条件下，因土质松软，成槽机不易成槽，且成槽过程中易塌方，造成成槽困难及影响后续钢筋笼施工，严重情况下会危及机械安全，本文主要对松散土质条件下地下连续墙施工展开深入剖析，从施工的角度出发来减小地下连续墙施工中遇到的一些问题。

1、工程背景

1.1工程概况

苏州国际快速物流通道二期工程，春申湖路快速化改造工程三标，起讫里程为K4+560--K8+085,线路长度3525m,其中隧道施工里程为K5+160--K8+020，隧道长度2860m,隧道采用明挖顺做法施工，在基坑内降水，隧道主体围护结构设计为800mm地下连续墙，隧道工程地下连续墙厚度设计为800mm，标准幅段长6m，地下连续墙共计700幅。地质主要地层为杂填土、淤泥、素填土、粉砂、粉质粘土、粉质粘土夹粉质粉土。

2、地连墙施工

2.1槽壁加固

为保证地连墙施工质量，根据地质情况，本工程在地连墙施工前，在地连墙内外侧采用三轴搅拌桩进行槽壁加固，改良土质，通过土体改良，防止地连墙施工，土体发生坍塌。槽壁加固采用φ650@450三轴搅拌桩进行槽壁加固。加固深度为地连墙深度以下3m，槽壁加固采用不低于P.O 42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量20%,水灰比1.5。

图 围护结构剖面图

图 地连墙成槽加固大样图

放线前对各控制点进行复核后，按设计图纸放线，准确定出各搅拌桩的位置。Ф650mm三轴搅拌桩两轴距离为450mm，采用套打一孔施工，两幅桩间距为900mm，搭接650mm。

三轴水泥搅拌桩地基加固施工顺序为跳槽跳排咬合施工，其施工顺序见下图：

图 单排施工顺序

1、注浆、搅拌、提升

桩机就位后认真检查定位情况并及时纠正，确认桩位无误后，根据桩机上的水平仪表控制调整桩机的垂直度。

开动泥浆泵，待纯水泥浆到达搅拌头后，边注浆、边搅拌、边提升，使水泥浆和原地基土充分拌和，一直提升到基坑底设计标高后再关闭灰浆泵。

单桩水泥掺入量：根据标定的泵浆量和搅拌次数及桩长长度，计算每喷搅一次的耗浆量，如与设计不符时，则在下次喷搅过程中及时进行调整，直至每米耗浆量符合设计要求的水泥掺入量。

整个制浆过程确保边喷浆、边搅拌、边提升连续性作业，并经常观察输浆管脉动情况，以及有关仪表和集料斗中浆量变化，以判断管路是否畅通，喷浆是否正常。最后一次提升搅拌时采用慢速提升，提升速度应不大于0.5m/min ，当喷浆口达到桩顶标高时，宜停止提升，搅拌数秒。喷浆时钻头的下沉速度应控制在0.5m/min～1m/min范围内，提升速度应控制在2m/min范围内，搅拌桩对含砂量大的土层，应在搅拌桩底部2m～3m范围内上下重复喷浆搅拌一次。为确保淤泥层水泥土强度满足设计要求，在搅拌速度不变等情况下，通过提高注浆泵电机转速增加水泥浆喷入量。

2、重复搅拌下沉与提升、喷浆

再次将搅拌机边搅拌边下沉至桩底设计标高。然后边搅拌边提升至自然地面，关闭搅拌机，移至下一桩位。

图 三轴搅拌桩施工图

3、质量检查

（1）待三轴搅拌桩施工完毕并达到28d后，需对成桩质量进行钻孔取芯检测，检查点的数量不宜少于施工桩数的1%，并不应少于5点。

（2）水泥土搅拌桩质量检验标准：

2.2地下连续墙施工

1、地下连续墙施工步骤

图 地下连续墙施工流程总述图

图  地下连续墙施工工艺流程图

2、导墙施工

导墙施工是地下连续墙施工的关键环节，其主要作用为控制地下连续墙的施工精度，可作为量测挖槽标高、垂直度的基准；也可起到挡土作用和重物支承台；同时也可稳定泥浆液面的作用。

导墙在平面上必须按测量位置施工，其顶面应水平，全长范围内高差不大于10mm，局部高差不大于5mm，轴线偏差不大于10mm，在竖向必须
保持垂直。导墙中心位置即地下连续墙的中心，此外，为防止地表水流入槽内破坏泥浆性能，导墙顶面应高于地面10cm。为保证施工顺利进行，内外导墙宽度为地连墙厚度加30-50mm，深度1.5-1.7m，，其中中心线与地下连续墙施工轴线重合，施工时为防止连续墙侵入净空，中心线则外放70mm。

图  导墙断面图

3、泥浆制作

为解决常规泥浆在地下墙施工中，尤其是在超深地下墙施工中其护壁性能、携渣能力、稳定性、回收处理等种种方面的不足，我们选用优质膨润土。

水化后的膨润土可在槽壁孔壁形成又薄又韧、致密的泥皮。大大降低了泥浆的滤失，使泥浆的失水量减少，从而降低了对周边地层含水量的扰动，使孔壁周边的地层尽量保持原状，防塌性能增强。其作用如下图：

图  泥浆护壁机理图

加入膨润土至喷射混合器中，喷射循环一个以上的体积循环周期。混合比率以使用淡水为基础，配浆用水的纯净度将影响膨润土的性能，因此，在配浆前，可加入适量纯碱将酸性水或硬水的PH值调到8～9，以达到最佳配浆效果。

泥浆的各项性能指标表

4、成槽施工

开挖槽段采用SG50A液压抓斗挖掘机，成槽厚度设计为600mm/800mm，考虑到深层槽段有可能发生土体缩颈现象，故在抓斗的翼缘上焊烧超挖刀头，使成槽的厚度增加1cm左右，待成槽达到设计深度后，再沿槽长方向套挖几斗，把因抓斗成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整，保证槽段横向有良好的直线性，在抓斗沿槽长方向套挖的同时，把抓斗下放到槽段设计深度上挖除槽底沉渣。成槽作业中，要时刻关注侧斜仪器的动向，及时纠正垂直偏差，单元槽段成槽完毕或暂停作业时，即令成槽机离开作业槽段。

5、槽段检验

（1）槽段检验的内容

检验槽段的平面位置、槽段的深度、槽段的壁面垂直度、槽段的端面垂直度。

（2）槽段检验的工具及方法

槽段平面位置偏差检测：用测锤实测槽段两端的位置，两端实测位置线与该槽段分幅线之间的偏差即为槽段平面位置偏差。

槽段深度检测：用测锤实测槽段左中右三个位置的槽底深度，三个位置的平均深度即为该槽段的深度。

槽段壁面垂直度检测：用超声波测壁仪器在槽段内左右两个位置上分别扫描成槽壁面，扫描记录中壁面最大凸出量或凹进量（以导墙面为扫描基准面）与槽段深度之比即为壁面垂直度，两个位置的平均值即为槽段壁面平均垂直度。

槽段垂直度的表示方法为：其中X为基坑开挖深度内壁面最大凹凸量，L为地下连续墙深度。槽段垂直度要求X/L不得低于1/300

（3）槽段质量评定

以实测槽段的各项数据，评定该槽段的成槽质量等级。

6、刷壁

由于单元槽段接头部位的土渣会显著降低接头处的防渗性能。这些土渣的来源，一方面是在混凝土浇筑过程中，由于混凝土的流动将土渣推挤到单元槽段接头处，另一方面是在先施工的槽段接头面上附有泥皮和土渣。因此用钢刷子刷除方法进行刷壁。为提高接头处的抗渗及抗剪性能，对地墙接头连接处，用外型与接头形状相吻合的接头刷，紧贴接头面，上下反复刷动次数不少于20次，直至清刷后的接头不夹泥不夹砂，以保证混凝土接触面在浇筑后接头密实、不渗漏。

刷壁是地下连续墙施工中的一个至关重要的环节，刷壁的好坏直接影连续墙接头防水效果。

图  地下连续墙刷壁器

3、质量控制标准

表地下连续墙质量控制标准表

注：H―基坑开挖深度 mm)；B―墙厚 mm)。

4、结束语

通过对松散土质条件下地下连续墙施工工艺、关键技术和施工风险进行总结和分析，工程最终顺利完工，达到预期目标。除了掌握松散土质条件下地下连续墙施工的方法外，最主要的是了解到还应严格把好各道工序的质量关，落实到施工过程监督管理中，并积极参与协调，使各方配合密切，为后续类似施工做好技术储备。

参考文献：

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[2] 蒙宏旺. 地下连续墙施工要点分析[j].山西建筑，2005，31(7)：117-118。

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[4]付艳伟，王纪祥.针对⼤型地下连续墙施⼯技术与质量控制的探讨[J].建材发展向，2013（13）：109-110。