淤泥质土地层中地连墙施工技术研究

余正新

（中交第二航务工程局有限公司，湖北 武汉 430000）

1 工程背景

南京地铁11号线起于马骡圩站止于浦州路站，全线长26km，设有车站20座。本工程中的七里河东站位于七里河大街与万寿路交叉口东侧，沿万寿路敷设。车站南侧紧邻中心河（中心河距车站最近处约15.84m），北侧为农田，东侧为综合管廊（距离基坑5m）；一市政小桥横跨车站，施工期间需拆除，后期顶板上方还建箱涵。

车站设计起止里程为DK25+241.650—DK25+457.850，车站外包总长217.00m，标准段宽度为20.7m，端头井宽25.4m，基坑深18.7～19.5m。车站为钢筋混凝土箱形结构，采用0.8m地下连续墙作为主体结构的围护结构。

影响车站施工主要管线方面，有2根φ600排水管（混凝土）、1根φ300排水管（塑料）、2根φ500给水管（铸铁）、4组φ20通信光纤、1根300×100（铜）电力线、1根100×50电力线，对于处在基坑范围内的管线均予以拆除，并迁移至车站主体基坑施工范围之外。

其中，七里河东站深基坑四周全部采用钢筋混凝土地下连续墙支护。地连墙作为永久结构的一部分，参与主体结构抗浮。

2 地质条件

七里河东站地貌类型属长江漫滩地貌，现状地面高程在3.83～5.91m，近地表主要由人工填土等组成。施工区域主要由淤泥质土组成，遇扰动液化。

表层主要分布填土，填土下部为淤泥质粉质黏土夹粉土、粉细砂和含卵砾石中粗砂等，基底由泥质粉砂岩构成。其中，淤泥质粉质黏土夹粉土流塑性好，含水量较高，强度低且具有高压缩性，具有2.25～4.70的灵敏度，属于典型的软弱土层。该层抗剪强度低、结构性较差，触变易液化，基坑开挖时易出现坑壁失稳，如果发生侧向位移会导致支护结构开裂。

3 场地要求

清除场地内的杂物，将现有地面平整至设计地面标高，硬化前对无硬层路面进行换填压实处理，施工便道布置在地连墙外侧，宽度为10m，全部采用钢筋混凝土硬化路面，具体按照以下步骤实施：采用挖掘机平整场地；浇筑20cm厚C25钢筋混凝土，钢筋采用单层钢筋网片，网片尺寸为φ12@250×250mm。

由于地连墙钢筋笼加工字钢总长约36m，钢筋笼台布置时按长度38m布置。钢筋笼加工平台宽8.5m，长41m。钢筋笼加工平台区域内采取硬化处理，浇筑混凝土后进行收面磨平，确保平整度满足加工要求。

4 材料和设备选配技术要求

4.1 材料要求

（1）混凝土：导墙采用C35混凝土，地连墙采用水下C35混凝土，混凝土56d的电通量应小于1 500C，地连墙混凝土需满足100年耐久性要求。

（2）钢筋：采用HPB300、HRB400级钢筋。

（3）钢材：采用Q235B。

（4）钢筋接驳器：三级接头搭接率小于25%，二级接头搭接率小于50%，一级接头搭接率不受限制（普通区域）。

（5）玻璃纤维筋：采用纤维含量控制在70%～80%的玻璃纤维筋，采用环氧树脂且不含碱的玻璃纤维粗砂。

4.2 主要设备要求

根据经济和工艺要求，地连墙施工涉及的地质特点及业主的工期要求、质量要求，采用抓槽施工法，用进口宝峨GB50液压抓斗作为成槽设备。宝峨GB50液压抓斗相关参数见表1，其成槽宽度可达400～1800mm，槽深可达80m；提升速度为40m/min；成槽效率高，深槽挖掘能力较强，系统稳定性易控制，更具节能高效环保功能；在成槽垂直度控制方面，在X、Y两个方向具有动态检测系统，并能实现推板纠偏的功能。

表1 宝峨GB50设备参数

5 技术控制要点

5.1 围护结构形式

标准车站段围护结构采用0.8m厚地连墙，地墙接缝采用H型钢接头；盾构井段围护结构采用0.8m厚地连墙，地墙接缝采用H型钢接头。

5.2 成槽控制

为确保槽壁稳定，成槽时槽壁附近必须尽可能避免堆载和附加应力并减少振动。新鲜的泥浆比重设置为1.05～1.1，施工前进行多次试验并根据最终结果确定泥浆的最佳比重。

成槽过程中，护壁泥的浆液体高度须高出地下水当时水位1m以上，并保持在导墙的顶面最低点500mm以下。施工前应进行地连墙的成槽试验，确定施工工艺，设置好技术参数。成槽时减少振动，成槽的垂直度要小于1/250。

为保证相邻的墙体接触面紧密贴合，接头处需冲刷以便清除附着的泥浆。在钢筋笼安装前必须清除和置换槽底泥浆沉淀物，槽底遗留的沉渣厚度小于等于800mm，并清理干净接缝面的泥土和杂物，注意钢筋笼两侧安装准确[1]。

5.3 保护层和钢筋接头要求

地连墙内部的钢筋混凝土净保护层厚度必须大于等于70mm。

受力钢筋的锚固长度：当钢筋直径d＞25mm时，钢筋锚固长度La≥35d；当d≤25mm时，La≥32d。受力钢筋的抗震锚固长度：当d＞25mm时，抗震锚固长度LaE≥40d；当d≤25mm时，LaE≥37d。

采用机械或焊接连接受力钢筋。连接位于同一区段的单位长度（35d,d为纵向受力钢筋的较小直径尺寸值）内的受拉钢筋的连接接头横截面的面积百分率小于50%，必须对连接进行检验。此外，导墙中心线必须与地连墙轴线重合。

5.4 各工序技术要求

（1）钢筋笼制作及预埋件埋设。整体拼装并分节段吊装钢筋笼，钢筋接头采用焊接连接或机械连接[2]。

（2）单幅墙成槽至完成浇筑的时间不应超过24h。

（3）防绕流板。在先浇段地下地连墙H型钢接头的两侧采用防绕流板等措施，防止浇筑混凝土时向槽段外绕流。

（4）槽壁垂直度的检测数量大于等于总数的20%（总数大于等于10幅）；同时检测槽底沉渣的厚度。

（5）墙体混凝土质量检测数量大于等于总数的20%并且大于等于3幅，使用超声波透射法。预埋声测管采用DN50，壁厚2.5mm的钢管，声测管布置在截面的四边中点处。检测比合格则进行钻芯检测。

（6）连续墙厚度为0.8m，H型钢接头最深为38.877m，采用一字形结构。

（7）由于本站Z形地连墙幅宽较大，在吊装时易发生不可恢复的变形，拟将Z形钢筋笼分为2个小L形钢筋笼制作两次吊装入槽一次性浇筑完毕。

（8）投入1台宝峨GB50成槽机抓槽施工，地墙先施工靠近临建部位，依循“首开、连接、闭合”的原则施工。一幅施工完成后，成槽机定位开挖下一槽段。

5.5 泥浆技术要求

连续墙成槽采用泥浆护壁，泥浆的配置应通过试验确定其成分及含量，保证泥浆有稳定的物理化学性能、良好的泥皮形成能力及适当的比重、黏度与流动性[3]，同时考虑在流塑状淤泥质粉质黏土层或松散粉砂层采用槽壁加固。膨润土泥浆性能指标见表2。

表2 膨润土泥浆性能指标

泥浆储存：一幅槽段的容积Q=172.8m3；考虑到泥浆循环，现场泥浆池尺寸设置为8m×25m×3m，容积为600m3，可满足现场生产所需。

5.6 成槽过程中的重要技术指标控制

5.6.1 垂直度

成槽设备选用宝峨GB50成槽机（需自带垂直度实时监测设备和纠偏装置）。配备超声波侧壁仪用来复核成槽设备自带的垂直度监测设备，成槽每10m做一次检测。

5.6.2槽壁的稳定性

（1）地墙的厚度均为0.8m，槽段的稳定性比较差，通过控制泥浆稳定来稳定槽壁。

（2）加快成孔、下放钢筋笼、接头箱等工序衔接，减短槽孔静置时间。

（3）优先进行泥浆配比，选用优质膨润土制备泥浆，确保最终满足施工需求的泥浆比重在1.05～1.1之间，黏度大于25mPa·s，保证泥浆具备较好的护壁及悬渣效果。

（4）减少5m范围内大型荷载车辆并铺设钢板减小地基扰动，避免地下连续墙施工中出现塌方或坍槽。

5.6.3 墙缝的止水效果

地连墙穿越较厚的粉细砂和粉质黏土，容易造成缩孔或坍塌等现象，如何保证墙缝间的止水效果也是本工程施工的难点之一。

成槽完成后钢筋笼下放到位时，接头一端用超声波检测H型钢X轴左右方向垂直度，采用“左偏右垫”方式调整，确保钢筋笼接头处的垂直度及接头位置准确。接头底部采用沙袋回填封底，接头箱（见图1）下放时应注意贴近工字钢，接头箱底部和后侧用碎石回填密实，防止混凝土扰流，确保接头处的防水效果。

图1 接头箱示意图

H型钢接头位置采用特制刷壁器固定成槽机斗体，斗体缓慢沉入槽的底部，然后采用中速上下反复提升斗体进行接头位置的刷壁。刷壁器须贴紧壁面，土渣和泥皮须用清水冲净方可停止。

5.7 单列工序中的重要控制点及检测方法

（1）导墙控制点。包括：导槽基底土质，支模质量及轴线控制，导墙内外间距，确保导墙外侧填土夯实，导墙顶面标高及平整度。导墙工程检测仪器有水准仪、经纬仪、测量尺，检测方法为肉眼观察。

（2）成槽控制点。包括：槽段划分尺寸标记，质量自检仪器的准备情况，施工记录，成槽机就位情况，开挖通知书下达情况。成槽工程检测仪器及方法：机载PED（槽深、垂直度等）；标准绳，测锤（槽深）。

（3）泥浆工程分项控制点。包括：泥浆配制材料、配合比，外加剂，泥浆性能及储备控制，泥浆性能检测仪器完善状况。泥浆工程检测方法：比重用比重计或比重秤量测；黏度用漏斗计量测；含砂率采用测定杯（管）测试；pH值用pH试纸测试。

（4）清槽换浆分项控制点。包括：槽底泥浆性能、槽底沉渣厚度。槽底泥浆性能测定方法同正常泥浆测定法。

（5）刷壁分项控制点。包括：端面清刷次数及过程。刷壁检测方法为观察表观。

（6）成墙控制点。包括：混凝土配合比，混凝土性能指标；导管安放位置；导管密封状况；导管埋深；混凝土灌超高度。成墙工程检查方法为用测锤测量混凝土面高度。

6 泥浆和渣土环保要求

泥浆管理是文明施工的管理风险区。成槽过程中为防止泥浆溅射，应在成槽区域设置围挡阻拦飞溅的泥浆。

成槽过程中，成槽机提斗倒土前需在导墙口静置一段时间，至渣土中的泥浆绝大部分流入槽中。渣土转运车在场地内转运行走前需稍作清理，例如使用高压水枪冲洗短驳车的车轮。专业土方转运车队在转运渣土进出场的过程中需经过洗车槽。

7 结语

在七里河东站深基坑四周的钢筋混凝土地下连续墙施工过程中，重点研究了材料和设备选配、钢筋接头要求、工序中的控制点、成槽质量、分项控制点和检测方法等，尤其注重分项控制点、泥浆管理和渣土外运等环保要求，最终取得了良好的施工效果，可供其他工程参考借鉴。