砂卵石地層超深地下連續(xù)墻施工關(guān)鍵技術(shù)

李師年，陳金元

（中交第二航務(wù)工程局有限公司，湖北 武漢 430040）

隨著我國城市軌道交通的快速發(fā)展，地下連續(xù)墻因墻體剛度大、止水性能好等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于防滲墻、擋土墻等各種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物基坑支護[1]。普通的地下連續(xù)墻施工工藝相對成熟，但是如何在富水、厚砂層條件下做好超深地下連續(xù)墻施工，仍是一個值得關(guān)注的問題。文章以襄陽市東西軸線道路工程魚梁洲西汊干塢地下連續(xù)墻施工為例，參考類似地區(qū)施工經(jīng)驗，從導(dǎo)墻施工、鋼筋籠制作、泥漿制作、成槽放樣、成槽、吊裝鋼筋籠、吊裝接頭管、下鎖口管、澆筑墻體混凝土等方面對超深地下連續(xù)墻施工成套施工工藝展開研究，研究成果可指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

1 工程概況

1.1 工程簡介

襄陽市東西軸線道路工程魚梁洲段項目路線全長5400m，西汊軸線干塢自K9+737～K10+183總長度為446m，地下連續(xù)墻支護段起止樁號為K9+777～K10+183總長度406m，其中深度為76m超深地下連續(xù)墻17槽，墻厚均100cm，其中14m為鋼筋混凝土，55m為素混凝土，空孔7m。

1.2 施工技術(shù)難點

經(jīng)分析該工程超深地下連續(xù)墻施工具有以下難點：

（1）施工段地質(zhì)為砂卵石地層，透水性大，槽壁穩(wěn)定性能差，在施工過程中極易造成塌孔等現(xiàn)象。

（2）由于地下連續(xù)墻深度大且為隱蔽工程，因此施工可控性小，在成孔過程中，垂直度控制難度大。

（3）該工程地下連續(xù)墻成槽深度大，鋼筋籠重量大，使得鋼筋籠下放困難。

（4）施工中混凝土的繞流，使得項目的施工成本增加，同時成槽機在抓接頭部位的時候較為困難。

2 主要施工方法

2.1 總體方案及流程

超深地下連續(xù)墻工程采用跳槽逐幅施工，液壓抓斗成槽施工，槽段開挖時制備優(yōu)質(zhì)泥漿，鋼筋籠吊裝采用履帶式起重機，雙導(dǎo)管水下灌注混凝土，考慮在基坑開挖時地下連續(xù)墻在外側(cè)水土壓力作用下會向內(nèi)位移變形，為確保后期基坑結(jié)構(gòu)的凈空，地下連續(xù)墻施工時中線軸外放80mm，墻體間采用工字鋼接頭，接頭外靠圓形接頭管。

2.2 槽段劃分

依據(jù)設(shè)計圖紙、地質(zhì)條件、現(xiàn)場周邊環(huán)境以及液壓抓斗每抓最大長度合理確定每幅槽段寬度，其中液壓抓斗每抓最大長度達2.93m，槽段標(biāo)準(zhǔn)長段幅寬確定為6m，為確保槽壁的穩(wěn)定，避免塌孔，特殊地段可縮短槽段寬度。

2.3 泥漿制備

在地下連續(xù)墻挖槽過程中，泥漿具有護壁、攜渣、冷卻機具和切土潤滑的作用，高質(zhì)量的泥漿不僅可以穩(wěn)定槽壁，還可以降低工程成本，是保證挖槽成功的關(guān)鍵。該工程根據(jù)泥漿配合比采用旋流立式高速攪拌機制備泥漿，泥漿制備完成攪拌均勻后，放入儲漿池內(nèi)，待24h后，膨潤土顆粒充分水化膨脹，即可泵入循環(huán)池，以備使用。泥漿循環(huán)可以提高二次利用率，減少廢漿排放量，該項目始終將環(huán)境保護放在重要位置，為防止泥漿污染，采用機械處理和重力沉漿處理相結(jié)合的方法處理。

2.4 導(dǎo)墻施工

為保護槽口及保證槽段位置的準(zhǔn)確性、成槽垂直度、支撐施工設(shè)備及鋼筋籠的接長，防止槽壁頂部的坍塌等，地下連續(xù)墻施工前設(shè)置導(dǎo)墻。導(dǎo)墻采用梯形斷面形式，設(shè)計為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，墻高1.5m，墻頂高程和施工便道頂標(biāo)高齊平，導(dǎo)墻采用分段明挖法施工，立模澆筑，為有效控制地下連續(xù)墻垂直度偏差，在對導(dǎo)墻進行施工中將中心線往基坑外放大80mm[2]。

2.5 成槽施工

地下連續(xù)墻采用SG70型液壓式抓斗成槽機成槽，施工時根據(jù)順序分“首開幅槽段（鋼筋籠兩側(cè)均有工字鋼接頭）”“單邊幅槽段（鋼筋籠一側(cè)有工字鋼接頭）”和“閉合幅槽段（鋼筋籠無工字鋼接頭）”，施工時采用跳躍間隔開挖的方法，先施工首開幅槽段，然后施工閉合幅槽段或單邊幅槽段。成槽過程中，先施工轉(zhuǎn)角處“L”形槽段，再施工其相鄰的槽段。

槽段采用三抓成槽法開挖成槽，如圖1所示，即每幅連續(xù)墻施工時，先抓兩側(cè)土體，后抓中心土體。成槽施工時，操作人員下放抓斗到位，時時查看操作室內(nèi)偏移可視表盤，發(fā)現(xiàn)水平位置或傾斜度偏差過大時，通過布設(shè)在抓斗配重板上的12塊液壓調(diào)節(jié)塊進行調(diào)整，直至抓斗所處的平面位置及傾斜度均滿足要求后，方可進行開挖施工。同時，在抓土中懸吊機具的鋼索不能松弛，要使鋼索呈垂直張緊狀態(tài)，以保證其垂直度，挖出土方由自卸車運至指定棄土場。

2.6 接頭處理

圖1 單個槽段三抓成槽示意圖

接頭部位為地下連續(xù)墻防水的關(guān)鍵，該工程接頭采用工字鋼，首開幅兩側(cè)均設(shè)工字鋼接頭，單邊幅單側(cè)設(shè)工字鋼接頭，閉合幅不設(shè)工字鋼接頭。工字鋼設(shè)計板厚12mm，在胎架上加工成型后，安裝在鋼筋籠上，與鋼筋籠一起下放至槽內(nèi)，如圖2所示。

圖2 接頭處理示意圖

為了防止地下連續(xù)墻澆筑混凝土?xí)r發(fā)生繞流，工字鋼接頭兩邊采用100cm寬、0.3mm厚的鍍鋅鋼板，下放圓形接頭管，下放過程必須與槽壁垂直，槽口連接采用鋼銷連接，同時在挖槽時在接頭部位超挖45cm，回填沙袋并搗實。接頭管頂拔采用液壓頂拔機在混凝土澆筑2～3h后進行，終凝后全部拔出。在混凝土澆筑后，抓斗斗體緊貼工字鋼接頭，將回填的砂袋清除；同時在抓斗斗體上安裝30cm長的刮刀鋼板，將黏附在工字鋼接頭內(nèi)的混凝土等雜物清理干凈，如圖3所示。最后在鋼筋籠下放前，將鋼絲刷安裝在抓斗上，自上而下分段將工字鋼表面殘留的雜物、泥皮刷洗干凈，直至刷子鉆頭上基本不帶泥屑，孔底淤積不再增加，以免后續(xù)出現(xiàn)夾泥、夾渣、漏水等缺陷。

圖3 刮刀鋼板示意圖

2.7 清底換漿

槽段挖至設(shè)計高程后，自檢合格后向監(jiān)理工程師報檢，合格后進行清底處理，清除槽底沉渣采用沉淀法和置換法相結(jié)合的辦法，采用沉淀法清底要在成槽結(jié)束0.5h后才開始。使用挖槽作業(yè)的液壓抓斗直接挖除槽底沉渣。置換法采用泵吸反循環(huán)換漿，用吊車將換漿泵吊入離槽底1m處，啟動換漿泵，把槽底的沉渣往上吸，同時在槽口補漿。

清孔質(zhì)量檢查驗收在清孔結(jié)束1h后進行，用測餅和測針檢測各單孔的孔底淤積厚度，同時用泥漿取樣器取孔底泥漿樣品進行泥漿三項指標(biāo)檢測，泥漿樣品從距離孔底0.5m處采取，并滿足以下要求：（1）槽底沉淀物淤積厚度≤10cm；（2）槽底500mm高度內(nèi)泥漿比重＜1.15g/cm3，黏度為20～30s，含砂率≤7%。

2.8 鋼筋籠制作與吊裝

地下連續(xù)墻鋼筋籠由鋼筋加工廠集中加工為半成品后運至施工現(xiàn)場綁扎成型。為保證保護層厚度，在鋼筋籠兩側(cè)焊接凸型鋼片，作為定位塊。豎向主筋連接采用滾軋直螺紋機械接頭連接。地下連續(xù)墻上部鋼筋籠長度與下部素砼段接頭工字鋼總長最大為76m，寬度為6.0m，高度為1.0m，計算總重量為49.2t，選用2臺起重設(shè)備吊裝鋼筋籠，每臺起重設(shè)備使用鋼絲繩通過2個吊點連接扁擔(dān)，然后扁擔(dān)使用鋼絲繩通過設(shè)置在鋼筋籠上的4個吊點相連接，鋼筋籠采用分節(jié)吊裝。

2.9 混凝土施工

該工程地下連續(xù)墻采用C35水下混凝土，主要性能指標(biāo)：入槽時坍落度為18～22cm，擴展度為45～55cm，根據(jù)單個槽段澆筑速度，控制初凝≥8h，終凝≤24h。

為保證墻體澆筑質(zhì)量，采用雙導(dǎo)管澆筑，混凝土第一次開灌導(dǎo)管離槽底部分的高差不大于50cm，開灌時由砼車直接對牢槽口導(dǎo)管進行澆筑。導(dǎo)管埋深不得小于2m，不超過6m?；炷翝仓捎枚€澆筑架，二根導(dǎo)管同時進行澆筑，每根導(dǎo)管上口配備小料斗，導(dǎo)管內(nèi)放置隔水球。開灌時由多臺砼車直接對準(zhǔn)槽口小料斗進行澆筑，混凝土車內(nèi)方量大于單個料斗首封混凝土方量，保證混凝土澆筑的連續(xù)性，以此保證首封混凝土封底效果。混凝土澆筑要一氣呵成，不得中斷，待料時間不得大于30min，并確?；炷撩嫔仙俣炔恍∮?m/h。導(dǎo)管埋深保持在2～6m，砼澆注時，隨時測量砼面高度，核對砼面及導(dǎo)管拆去的數(shù)量，嚴(yán)禁拔空。

地下連續(xù)墻混凝土澆筑達到設(shè)計強度后，利用預(yù)埋檢測管采用超聲波進行檢測，檢查地下連續(xù)墻墻體混凝土的完整性。

2.10 空孔回填

地下連續(xù)墻施工從場平標(biāo)高+64.0m施工，在澆筑完后，對上部空挖段采用黏土回填。

3 結(jié)束語

文章通過研究西汊軸線干塢砂卵石透水地層中超深地下連續(xù)墻施工工藝及控制要點，從泥漿的制備與循環(huán)使用、抓槽中垂直度的控制以及接頭管防繞流設(shè)施的設(shè)置方面，成功解決了在超深地下連續(xù)墻施工中所遇到的塌孔、垂直度差、鋼筋吊放困難與混凝土繞流等技術(shù)難題，為以后同類型、同條件地下連續(xù)墻施工提供一定的參考和借鑒。