浅议地下空间施工中复杂条件下地下连续墙成槽施工技术

文/张海东 中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司 河北保定 071069

1、工程概况

某地下空间一期建设工程项目一区1 段地基与基础工程，位于南京市，长约406m，宽度为50m。本工程一般区域为地下二层，基坑开挖面积约22400 m2，周长约950m，基坑先开挖A 和C 区，最后开挖B 区，开挖深度为14.7（15.1）m；地铁区域：场地中间正下方为地铁4 号线区间段，基坑开挖面积约6226 m2，周长约888m，基坑开挖宽度为14.6 ～18.2m，开挖深度（自然地面起算）28.82 ～41.44m。

其中一般挖深区东西向两侧为1.0m 型地墙，幅数为135 幅，采用工字钢板接头；南北向两侧及分隔墙以及地铁4 号线区域为墙厚1.2m，工字钢板接头幅数为203 幅。1.0m 后地下连续墙混凝土强度等级为水下C30P8，1.0m 后地下连续墙混凝土强度等级为水下C40P10，垂直度要求均为1/400。基坑迎土面保护层厚度70mm，地连墙最深为70.6m，基坑开挖面保护层厚度为50mm。1.2m 地下连续墙均进行墙底后注浆，地下连续墙主要形式有“一”形、“L”形、“T”形3 种形式。在1.2m 墙厚的地下连续墙槽段接头外侧采用3xΦ800@600 的封堵加固，高压旋喷桩采用P.O42.5 级普硅硅酸盐水泥，水灰比0.8 ～1.0。

2、工程重、难点分析

项目地下连续墙厚1 米及1.2 米，最大成槽深度约70 米。地质条件复杂，穿过②5 密实粉细砂（6.6 米厚）、②6 密实中粗砂（8.1 米厚）、③4（17.3 米厚）密实含卵砾石中粗砂、⑤1 强风化泥质粉砂岩、粉砂质泥岩（1.0 米厚）、进入⑤2 层中风化泥质粉砂岩、粉砂质泥岩。且岩层分部不均匀。因此对于地下连续墙成槽难度较大。

3、工程地质与水文条件

工程地质条件

场地岩土层分布自上而下详细描述为：

①-1 杂填土：灰色～褐灰色，松散～稍密，主要由粉质粘土混大量碎砖、碎石等填积，密实度、均匀性较差，填龄小于5年。

①-2 素填土：灰黄～灰色，软～可塑，由粉质粘土混少量碎砖、碎石填积，局部夹植物根系，均匀性较差，填龄大于10年。

①-3 淤泥质填土：灰～灰黑色，流塑，主要位于河底，填龄大于10年。

②-2 淤泥质粉质粘土、粉质粘土：灰色，软～流塑，水平层理发育，夹薄层粉土、粉砂，局部互层状。含少量腐植物。切面稍有光泽，韧性、干强度中等。

②-3 淤泥质粉质粘土、粉质粘土夹薄层粉土、粉砂：灰色，流～软塑，水平层理发育。含少量腐植物。切面稍有光泽，韧性、干强度中等偏低。

②-3a 淤泥质粉质粘土、粉质粘土与粉土、粉砂互层：灰色，淤泥质粉质粘土、粉质粘土软～流塑，粉土、粉砂稍密，水平层理发育，有摇振反应，切面稍有光泽，局部无光泽，韧性、干强度中等偏低。

②-4 粉细砂夹粉质粘土：灰色，中密，含云母碎片，夹薄层粉质粘土，局部互层状。

②-5 粉细砂：灰色，密实，含云母碎片，夹有贝壳，局部夹薄层粉质粘土。

②-5a 粉质粘土夹粉砂：灰色，软塑，局部互层状。切面稍有光泽，局部无光泽，韧性、干强度中等偏低。

②-6 中粗砂：灰色，密实，含云母碎片，夹有贝壳，局部为细砂。

③-4e 含卵砾石中粗砂：灰色，密实，卵砾石含量不均匀，一般在15 ～30%，局部达40%，粒径一般为0.5 ～8cm，少量大于10cm，呈亚圆形，为石英质。

③-4 含砾中粗砂：灰色，密实，含云母碎片，夹有贝壳，局部夹粉细砂和中砂。

⑤-1 强风化泥质粉砂岩、粉砂质泥岩：紫红色，风化强烈，岩石结构大部分破坏，手捏易散碎，层底部夹少量中风化岩碎块，属极软岩，岩体基本质量等级分类为Ⅴ级，遇水易软化。

⑤-2 中风化泥质粉砂岩、粉砂质泥岩：紫红色，夹细砂岩，以极软岩为主，局部夹软岩，岩体较完整，少量闭合裂隙发育，裂隙中充填薄层石膏，基本质量等级分类为Ⅴ级，遇水易软化。

4、水文地质资料

基坑开挖影响范围内②-3a ～③-4 层均为承压水层，承压水的地下水位埋深在地面以下2.2m，水头高度为4.58m，富水性强，渗透系数大，且与长江有水力联系，基坑开挖过程中会发生突涌现象，因此要采取必要的封底或降压措施。同时应做好止水帷幕，避免开挖过程中出现侧壁出现涌水涌砂现象。

5、地下连续墙成槽施工技术

5.1 槽壁加固

搅拌桩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 以内，注浆泵出口压力控制在0.4-0.6Mpa。防止出现夹心层或断浆情况。施工时如因故停浆，应在恢复压浆前将深层搅拌机回退(提升或下沉)0.5m 后再注浆搅拌施工，以保证搅拌桩的连续性。

搅拌桩施工应有连续性，如因搭接时间过长无法搭接或搭接不良，应作为冷缝记录在案，并经监理和设计认可后，在冷缝处外侧与止水帷幕相切补做不少于三根搅拌桩，并在补做搅拌桩与原止水帷幕接缝处两端各设置不少于3 根1000@700 旋喷桩进行封堵加强，以确保搅拌桩施工质量及止水可靠性。

5.2 导墙施工

地下连续墙成槽开挖前应浇筑导墙及大型机械通过的施工便道，导墙施工时必须控制好轴线标高。由于成槽机抓斗呈圆弧形，抓斗的宽度一般为2.8m，同时由于分幅等原因，为保证地下连续墙成槽时能顺利进行机保证断面的完整，在端头、“L”形的槽段由1.2m 变成1m 处需在制作导墙时留出0.5m 外放量。导墙除起到在成槽过程中定位、导向作用外，还起到以下施工要求：1.承受施工过程中车辆设备的荷载，稳固槽口，避免槽口坍塌；2.存储泥浆，稳定液位，防止雨水污水流入槽内；3.固定入槽后的钢筋笼；4.承受顶步接头管时千斤顶产生的集中反力。这些要求导墙施工必须质量好。

导墙形式和结构：为保证导墙的整体性，本工程导墙采用“┓┏”型整体式现浇钢筋砼结构，砼标号为C20。导墙底部置于原状土中，高度1.8m，开挖沟槽时放坡1：0.25；导墙要对称浇筑，强度达到拆模要求后方可拆模。拆除内模板之后，立即在导墙沟内填土，以免导墙产生位移。

导墙砼自然养护达到70%后，方可进行成槽作业。在此之前禁止车辆和起重机等重型机械靠近导墙。

5.3 泥浆制备

地下连续墙槽壁开挖深度与土质情况、槽形以及施工方法等诸多因素有关，也与护壁泥浆的性能密切相关。泥浆系统中需要分别配置新鲜泥浆、循环泥浆、再生泥浆处理和废弃泥浆处理系统，各系统保持独立，避免各类泥浆混用，确保泥浆的质量。配置泥浆时根据地层情况及施工经验进行泥浆配比，采用优质的膨润土、纯碱、CMC、自来水等原材料，性能指标适当超出了规范要求，以满足砂层中地下连续墙施工的实际需要，循环回来的泥浆进行泥浆净化处理，并不断的补充新鲜泥浆以满足性能指标，若超出要求则及时更换浆液。

5.4 成槽过程中控制

成槽机施工过程中遵循“慢提慢放、严禁满抓、平稳入槽、平稳出槽”原则，减少因为动荷载对槽壁的影响。成槽过程中如发生漏浆现象应及时进行堵漏与补浆，保证泥浆面高度，以防止发生槽壁坍塌。一旦槽壁发生坍塌，应将成槽机提高到地面，并迅速补浆。

开槽前采用测量仪器测放槽位，并进行复测，合格后移交给机台，机台在对位时保持偏差为1 ～3cm，抓斗仪器锁定位置，每次弃土旋转返回时可保证偏差符合要求。

无形的劲气开始在天问大师和萧飞羽身前流转，渐渐地，劲气将血醒的尘土带着飞了起来。天问大师双手如挽重物缓缓提到胸前，紧接着向外一翻，一股强大的劲气应手而出。萧飞羽没有作势，右掌随意一翻。“轰！”一声闷响，尘土被激起、飞射、旋转、坠落。

用抓斗挖槽时，要使槽孔垂直，最关键的一条是要使抓斗在吃土阻力均衡的状态下挖槽，要么抓斗两边的斗齿都吃在实土中，要么抓斗两边的斗齿都落在空洞中，切忌抓斗斗齿一边吃在实土中，一边落在空洞中，

先挖槽段两端的单孔，或者采用挖好第一孔后，跳开一段距离再挖第二孔的方法，使两个单孔之间留下未被挖掘过的隔墙，这就能使抓斗在挖单孔时吃力均衡，可以有效地纠偏，保证成槽垂直度。

待单孔和孔间隔墙都挖到设计深度后，再沿槽长方向套挖几斗，抓斗挖单孔和隔墙时，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。

槽段成槽施工结束后，应检测槽壁的垂直度。采用超声波成孔质量测试仪进行槽壁垂直度测试，每幅槽段进行2 个断面检测。

在施工2 序槽段时，1 序槽的接头需清刷，具体方法如下：接头清刷采用先铲后刷的方法。在成槽完毕后，抓斗张开在斗头上安放挂壁器，沿一侧接头开始下放，将接头附着的砼铲除，遇到较大、较多的位置，多次上下铲除，清除干净，砼清除干净后，用吊车（或成槽机）挂清洗器沿接头上下连续清洗，次数不少于20 次，最一次清洗结束后将清洗器提离浆面，检查清洗器钢丝淤泥情况，若干净，清洗结束，否则继续清洗，直到清洗器钢丝没有淤泥。

地下连续墙L 型、T 型节点，此处为应力集中处，若处理不当，容易出现地下连续墙渗水以及质量安全问题。

严格控制异型连续墙施工质量是主体围护结构施工的关键之一，具体施工要点如下:

①抓斗安装后，应检查抓斗本体悬吊后的垂直性，禁止使用不垂直的导板抓斗挖槽施工。检查仪表是否正常，液压系统是否渗漏等。

②挖槽机就位：挖槽机停靠在异型导墙内侧，使抓斗自然平行贴靠在基坑开挖面一侧的边线，若有旋转或和导墙间出现偏角，应调整抓斗偏角，使导板能平行贴靠导墙面自然入槽，不能用人力推入槽中挖土。

③必须慢降、慢升。装满土的抓斗提升到导墙顶后应将泥浆沥去，防止泥浆污染场地。

④挖槽时，应及时拦截施工过程中发现的通至槽内的地下水流，应有专人负责随时加入合格泥浆，注意泥浆面必须保持高于地下水位0.5 米以上，要专人监测泥浆变化情况；

⑤根据拟定的槽段施工顺序开挖。开挖时先两端后中间，使抓斗两端的阻力平衡。

⑥成槽后，应检查槽位、槽深等，合格后进行抓斗清槽。

⑦异型地连墙在成槽过程中，因其阳角土体呈两面腾空状态，易坍塌，力争快速施工完成，重型机械设备不宜靠近作业。

结语：

地下连续墙成槽施工中，通过实际施工情况来看，通过槽壁加固、泥浆配置等一系列措施，确保槽壁的稳定，通过超声波检测，地面以下17 米范围内固化效果明显，没有发生塌方现象。保证了上部成墙质量，减少了后期处理墙面的工作，加快了施工进度。为地连墙施工提供了很好的借鉴意义。