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

张海东

【摘要】在复杂的地质条件下，某深基坑70m超深地下连续墙成槽施工是重要的一道施工工序，通过深层搅拌法加固槽壁两侧土体使其土体稳定，适当增加槽内的泥浆比重控制下部砂层的稳定。取得很好的成槽效果。

【关键词】深基坑;地下连续墙;成槽

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㎡，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㎡，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，避免开挖过程中出現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

为防止成槽时间过长而导致回填土及淤泥质粉质粘土土层坍塌。采用三轴搅拌对地面以下17m范围内土体进行加固，单桩水泥掺量20%，水灰比1.5～2.0，提高土体强度，增加土的稳定性，保证地下连续墙施工期间槽壁的稳定，为地下连续墙施工提供安全、质量保证。加固区与槽边之间的土很难自理，距离远则塌槽范围大，易扰流，距离近则垂直度不好控制，容易将桩打到槽内，使的成槽偏斜，如偏差的则成槽过程中还需使用其他设备进行纠偏。传统槽壁加固方法有采用旋喷桩或注浆方式，但这两种方法加固范围内难以控制，对于不同的地层会有所差异。如采用搅拌桩进行加固，则单轴或双轴搅拌桩机垂直精度较差，可能会产生下部劈叉或侵入槽内的风险，因此可以选用垂直度精度较高的三轴搅拌桩机，桩边距离槽壁100mm，即可以减少塌槽范围又可以留有施工偏差量。

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.存儲泥浆，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.承受顶拔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。

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。

参考文献：

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