抛石层地下连续墙施工关键环节质量管控

鱼志鸿 崔义法

摘要：针对沿海城市滨海抛石填海地区的地下连续墙施工难点，结合深圳地铁9号线深湾站的地下连续墙施工实践，从导墙施工、泥浆制备、成槽施工以及混凝土浇筑等方面的质量控制进行分析，对地连墙施工的关键施工工艺、质量控制要点以及质量控制措施等方面进行了探讨，对于今后类似地层的连续墙施工提供重要的技术参考。

关键词：抛石层地下连续墙关键环节质量控制

中图分类号：O213文献标识码： A

0引言

地下连续墙具有强度高、施工速度快、噪音小、振动小、精度高以及抗渗性能好等特点，在地铁车站围护结构设计中得到广泛的应用。然而，东南沿海地区，因地质条件复杂，地下存在大块径的花岗岩孤石，地连墙成槽施工难度大，易塌孔、斜孔，地连墙施工质量不能满足设计及规范要求，在基坑开挖过程中易出现渗漏水、墙体倾斜、侵限等问题，存在地面沉降、基坑失稳等重大安全隐患。本文将针对深湾站的地下连续墙施工为研究案例，对抛石层地连墙的关键施工技术及质量控制要点进行分析，对国内其它城市抛石区地连墙施工具有一定的参考和指导意义。

1工程概况

深圳地铁9号线深湾站总长度210.35m，标准段宽为19.6m，底板埋深16.2m，为地下双层岛式车站。车站围护结构设计为地下连续墙，总计122 幅。标准段幅长为4 米，幅厚为0.8 米，幅深为20.41 米，其混凝土强度等级为C40，抗渗等级P10，基坑侧壁安全等级为一级。

深湾站原始地貌为滨海滩涂，经人工填挖整平，车站内水平全场分布有人工填石。填石主要成分为花岗岩块石，块径0.8~1.5m。填石层厚度为0.8~8.6m，平均厚度为5.7m，埋深为3~12m。车站地下稳定水位埋深2.4~9.6m，标高-5.21~2.5m。地下水主要有两种基本类型，微承压水和基岩裂隙水。由于地下水较为丰富，且地下水位较高，地连墙施工中槽壁稳定性及墙身的质量控制尤为重要。

2抛石区地连墙施工质量控制重点

地下连续墙在地铁车站里主要起着截水、防渗以及承重作用，由于施工工序较多，工艺流程相互衔接，主要工序在水下或地下进行，监测困难，容易出现槽壁坍塌、槽底沉渣过厚、槽孔倾斜、钢筋笼偏位等问题，从而导致墙体质量出现缺陷，影响墙体自身的强度、垂直度以及止水效果。根据以往施工经验及本工程的地下连续墙施工实践，对地连墙施工中容易出现问题的环节进行了质量控制分析。

2.1施工流程

抛石换填测量放线开挖导沟导墙施工划分槽段成槽机械就位注入泥浆冲孔作业泥浆循环刷壁（清槽）安装钢筋笼二次清孔安装导管浇筑混凝土

2.2成槽设备选型与抛石处理措施

2.2.1设备选型

滨海抛石填海区地下连续墙采用抛石换填加冲击破碎处理成槽工艺，明确设备类型及设备参数，对于类似地层连续墙施工具有重要的指导意义。在深湾站地连墙成槽施工过程中，首先采用方案一：“旋挖钻引孔，圆形冲击钻冲击成槽”。由于抛石分布不均，钻头质量较轻，且圆形钻头成槽存在死角，成槽工效差，成槽垂直度难以保证。因方案一不能满足地连墙施工质量，且工效底，工期压力大，本项目提出了第二种成槽方案：“圆形冲击钻引孔加成槽机成槽”。通过成槽开挖情况分析，圆形冲击钻引孔后，成槽机成槽时抓斗损坏严重，且冲击钻与成槽机需要多次移动就位，整体成槽时间长、施工效率低，容易导致槽壁坍塌。经过前两种试成槽方案的失败，工程技术人员结合地连墙成槽特点，将原有的圆形冲击钻，改装成方形钻头，且加重钻头重量，即“方形、重型冲击钻冲击成槽”。此方案使用设备数量少，工艺成熟、组织单一、工效高、成本低，经过实践证明，在穿越抛石层成槽施工，采用全冲击钻冲击成槽是最有效、最经济的方案，值得在滨海抛石区域应用推广。

图1：圆形冲击钻 图2：方形冲击钻

2.2.2抛石处理措施

根据地勘资料揭示，车站基坑范围抛石埋深最深约12米，抛石层对地连墙施工、后期车站结构侵限、结构防水等影响较大，需要采取合理的措施进行处理，在本站地连墙施工中采取的是换填加冲击钻破碎成槽法。

（1）对于埋深较浅的抛石层(埋深5米以内)，可以采取放坡换填处理。先使用挖机将浅埋抛石进行清除，抛石清除后用块状素粘土回填（施工中有塌壁情况可在回填素土中掺入5%水泥），分层回填碾压，回填厚度20~30cm,18T压路机碾压，压实后放置7d以后再进行成槽施工。

图3：抛石换开挖图4：换填碾压

（2）对于埋深较深的抛石层(埋深5米以上)，换填较为困难，在穿越抛石层时可采用方形冲击钻破碎抛石，利用反循环出渣成槽。抛石层下若存在较厚淤泥层，成槽时比较容易塌孔，宜加大泥浆比重，以确保连续墙连续施工，泥浆参数见下表。

项目 新鲜泥浆 成槽泥浆 清孔后泥浆

粘度 25～30 <35 25～30

比重 1.06～1.08 1.1～1.25 <1.2

含砂率 <3% <4% <3%

PH 8～9 8～11 8～10

泥皮厚 1mm 1mm 1mm

2.3成槽质量控制

2.3.1导墙施工质量控制

（1）导墙是控制地下连续墙各项指标的基准，它起着支护槽口土体、承受地面荷载、稳定泥浆液面以及控制并定位地连墙位置的作用。由于基坑开挖时地下连续墙在外侧土压力作用下会向内位移和变形，以及受抛石层的影响，为确保后期基坑结构的净空符合要求，在导墙施工时，导墙中心轴线较设计轴线需外移10~15cm。

（2）导墙混凝土浇筑时，为防止单侧浇筑混凝土时造成模板单侧受压，导致模板移位、倾斜变形，而对称浇筑混凝土能使导墙侧模均匀受力，提高导墙的外观质量和垂直度，利于后期地连墙的施工。本项目根据现场施工现状，制作了导墙混凝土浇筑均分器，在施工中工效显著。

图5：施工正视图图6：施工中俯视图

2.3.2槽壁坍塌的预防与治理

预防槽壁坍塌主要措施:（1）泥浆质量是槽壁坍塌的主要影响因素之一，在施工时新鲜泥浆比重一般在1.04～1.05左右，在抛石层和砾砂层成槽时，增大泥浆比重到1.5～1.8之间，防止塌孔；（2）成槽时提高泥浆液面，液面要高于地下水高度，并且不低于导墙面以下30cm，另外在成槽结束后，浇筑混凝土之前液面不得低于导墙底。（3）防止附近的车辆和机械对地层产生振动。当挖槽过程中出现坍塌迹象时，迅速补浆以提高液面和回填黄泥，待回填土稳定后再重新开挖。（4）如成槽时发现孔斜或塌孔，用片石回填至偏、斜或坍塌上方0．3~0．5 m处重新成槽；遇到抛石时，用高、低冲程交替冲击，将大孤石击碎或击入孔壁。

2.3.3成槽垂直度控制

槽孔倾斜会造成钢筋笼安装困难，相邻槽段之间渗漏水，连续墙侵限或主体侧墙施工混凝土浪费等问题。因此在成槽时要加强垂直度控制，主要从以下几方面进行:1）成槽机或冲击钻作业前需调平机架，调直钻机或抓斗的柔性悬吊装置，防止钻机或抓斗本身倾斜，挖槽遇到较大孤石时，先用冲击破碎孤石后再挖槽;钻机在有倾斜度的软硬地层交界处挖槽时，采用低速钻进，防止槽壁坍塌。2）普通地层施工时，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。3）在开挖过中，及时观察槽垂直度，随时纠正(槽壁偏斜的处理措施:用测壁仪探明槽孔偏斜的方向和程度，如槽孔偏斜不严重，可用起重机偏心吊着钻机或抓斗，使其偏向凸出的壁面，同时配合挖槽机在偏斜明显的一段壁面上下往复修壁，减小槽孔的偏斜值;槽孔偏斜很严重时，只能用黏土回填槽孔，待填土沉积密实后，重新挖槽。

2.4地连墙防渗漏措施

2.4.1夹泥渗漏的预防与处理措施

若地连墙存在夹泥，随着时间过程，在地下水作用下，夹泥位置会形成主要渗漏通道，这不仅降低地连墙强度，同时造成主体结构渗漏。因此在地连墙施工过程中，需要预防地连墙夹泥，主要从以下几方面进行:1）安装钢筋笼时，若钢筋笼下放受阻，不能强行插入槽内，以防槽壁发生坍塌。2）对地连墙接头严格实施刷壁处理，采用专门工具将接头处刷洗干净，确保不留任何泥砂或污物。3）在成槽后和钢筋笼下装后分别进行一清和二次清孔，并保证槽底沉渣厚度不大于100mm，防止混凝土浇筑后翻浆困难。4）在安装导管时，根据幅宽的不同，要保证导管间距不大于3m，且在混凝土浇筑过程中，相邻导管处混凝土高度差不宜大于0.5m，防止高差过大，翻浆困难，混凝土中夹泥。5）在首次灌注混凝土时，要根据墙底首封混凝土量计算，合理选用料斗，防止首封失败，造成墙身夹泥。6）浇筑混凝土前测试混凝土坍落度，保证坍落度在180mm~220mm范围内，防止浇筑堵管，延长混凝土浇筑时间，造成槽壁坍塌；7）在混凝土浇筑过程中，要保证两根导管同时浇筑，且应随时测量混凝土液面上升高度，确保导管始终埋置在混凝土2.5m~4m左右。避免导管拔脱或埋置过深，导致墙体夹泥。

2.4.2“一”字型及“Z”型墙接头防渗漏措施

本工程采用高压旋喷桩对连续墙接缝进行防渗处理，高压旋喷桩施工与地连墙接缝处平面位置关系见图。

图7：连续墙接缝处理示意图

2.5混凝土防绕流

在抛石层部位容易造成混凝土绕流，一旦混凝土绕流会给相邻槽段的开挖造成极大的困难，同时混凝土绕流至工字钢处，与工字钢粘结，相邻幅段成槽时，不易刷壁，导致钢筋笼安装不到位，另外处理不好还会造成接缝处渗漏水。本工程中，为了防止混凝土绕流，在工字钢端，钢筋笼两侧沿纵向方向使用宽度为1m的铁皮进行包裹，同时在铁皮边沿使用钢筋进行固定。若施工中发生绕流后，在混凝土强度不高的时候及时清理，并用优质的黏土回填，如果出现处理不及时的，要用冲击钻破除清理，以免影响相邻槽段的开挖。

3连续墙检测与效果评价

本车站地下连续墙现已施工完毕，总幅数为122幅，通过超声波检测幅数为34幅，合格率为100％。在基坑开挖过程中，在钢筋笼接头处没有发现渗漏现象，为基坑开挖及主体结构施工提供了安全保障和有利条件，效果较为理想。

4结语

地下连续墙施工是一种应用比较广泛的深基坑工程施工技术，本文根据深湾站所处的滨海抛石区地下连续墙施工，针对抛石换填、导墙施工、抛石处理设备选型、接头渗漏水处理、防夹泥以及混凝土防绕流等关键施工环节着手，对抛石填海区域地下连续墙施工的重点质量控制措施进行了分析，并且指出以上控制措施在本工程中是成功的，且效益显著，为类似地层地下连续墙的施工提供参考。

参考文献

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