超深地下连续墙槽段后处理技术的探索及应用

宋炜卿 赵鹤泉 尤雪春

1. 上海建工集团股份有限公司 上海 200080；2. 上海建工七建集团有限公司 上海 200050

1 背景工程简介

1.1 建筑简介

徐家汇中心虹桥路地块位于上海市徐汇区核心地带，为商业、办公综合体建筑，地下室6层，局部1～4层。

1.2 围护体系简介

本工程围护结构采用地下连续墙，6层地下室区域外围采用铣接头形式，其余采用十字钢板接头形式。分幅调整后，75 m超深铣接头地下连续墙213幅，十字钢板地下连续墙165幅。槽壁加固采用φ850 mm三轴搅拌桩外排套打，内排搭接，桩底埋深30 m，沿基坑外圈及局部转角处设置，基坑间的临时中隔墙没有采取槽壁加固（图1）。

图1 地下连续墙原有槽壁加固及施工现场平面布置示意

6层地下室区域的基坑支撑形式采用地下连续墙＋7道钢筋混凝土支撑。地基加固主要是基坑内三轴搅拌桩抽条加固，局部深坑采用旋喷桩加固及高压喷射（RJP）工法桩加固，地下连续墙槽段之间采用RJP工法桩接缝止水。

1.3 地质简介

场地内地表大部分地段分布有水泥地坪；第①1层杂填土含较多碎石、砖块等建筑垃圾，结构松散，土质不均。场地北侧的第①2层为浜土层，并分布有厚1.2～2.1 m的暗浜，土性极差。第③层淤泥质粉质黏土及第④层淤泥质黏土很湿，流塑，高压缩性。第⑦2-1层及⑦2-2层夹少量黏性土层，砂质较纯，饱和，密实，中压缩性。第⑧层在整个徐家汇地区缺失，第⑦、⑨层土连通。75 m超深地下连续墙进入第⑨1层，灰色粉砂颗粒自上而下逐渐变粗，夹少量黏性土薄层，砂质较纯，饱和，密实，低压缩性。

2 地下连续墙施工开展情况

深75 m地下连续墙在正式施工前进行一期槽段试成槽施工，试成槽区段为非原位幅，位置选择在4-2区内（图1★位置）。试成槽各项指标达到设计要求，且较为顺利。

完成试成槽施工后，开展地下连续墙正式施工，在最初的10幅75 m地下连续墙中，其中TX-1-96、TX-1-94地下连续墙在施工中连续出现槽壁坍塌现象，坍塌部位均出现在地面以下3～8 m的区域，并且均发生在上下节钢筋笼连接完成后继续下放的过程中。

3 槽壁坍塌主要原因分析

1）本工程地块内表层土质极差，施工过程处于极度不稳定的状态。

2）为了确保工期，投入了较多的重型车辆、履带起重机，车辆带载行走容易造成槽壁不稳定。

3）本项目处于徐汇核心商区，夜间施工许可办理较为困难，难以确保连续施工，造成槽段空置过夜或钢筋笼下放后混凝土无法在夜间施工的情况。

4）槽壁加固的区域，并未发生槽壁坍塌。

4 地下连续墙槽段后处理方案比选

通常情况下，可以采取提高泥浆密度、黏度等以增强泥浆护壁，但单纯地提高泥浆密度和黏度对地下连续墙施工不利，可能会导致钢筋笼沉放困难、钢筋笼容易上浮等情况。结合现场实际情况，打算通过地下连续墙槽壁加固，改善槽壁坍塌的情况，但由于导墙已经完成，必须采用后处理的方案进行加固。

4.1 方案一：槽段内高压旋喷加固

槽段内加固采用φ1 200 mm高压旋喷桩@800 mm沿地下连续墙导墙两侧梅花形布置，加固深度为从导墙底标高起至导墙底标高下10 m（图2、图3）。

图2 槽段内加固剖面示意

图3 槽段内加固平面示意

总长675 m（其中75 m槽段385 m，十字钢板地下连续墙290 m），沿导墙内边线两边宽100 mm范围内间距800 mm布孔，布孔约1 688个，加固方量19 081 m3（已扣除导墙部分，但导墙内侧需要喷浆至导墙翼板下，按单孔面积减导墙部分）。

4.2 方案二：槽段外高压旋喷加固

槽段外加固采用φ1 200 mm高压旋喷桩@800 mm沿地下连续墙导墙肋板两侧100 mm布置，加固深度为从导墙底标高起至导墙底标高下10 m（图4、图5）。

图4 槽段外加固剖面示意

图5 槽段外加固平面示意

总长675 m（其中深75 m槽段385 m，十字钢板地下连续墙290 m），沿导墙内边线两边宽100 mm范围内间距800 mm布孔，布孔约1 688个，预计加固方量21 300 m3（已扣除导墙部分，但导墙内侧需要喷浆至导墙翼板下，按单孔面积减导墙部分）。

4.3 处理方案对比

1）方案一施工更简便，无需引孔，对导墙的影响及破坏较小，但是土体加固的范围（水平厚度）较小，为45～50 cm，并且有可能降低后续地下连续墙上部成槽的工效。

2）若采用方案一，则后续地下连续墙上部成槽将先采用铣槽机铣穿加固深度（12 m），再用成槽机抓30 m，下部再换铣槽机，工序时间较长。

3）方案二需要在两侧导墙翼板上引孔打穿2层翼板，但土体加固范围（水平厚度）较大（有效加固厚度约1 m），对一期槽段上部成槽的工序影响也更小。

4）方案二的缺点是引孔时对导墙造成破坏，可能会给55～57 m十字钢板的接头箱顶拔带来困难。

5）通过方案对比，各有优缺点，但是从后续地下连续墙施工安全、槽壁稳定性、工序工期来分析，槽段外加固优于槽段内加固。同时，可以在适当调整地下连续墙施工顺序后，顺利开展槽段后处理施工。

5 高压旋喷桩方案比选

在决定采用槽段外高压旋喷桩作为地下连续墙槽段处理方案后，采用何种形式的“高压旋喷”方式是非常重要的。由于桩径要求大，成桩质量及成桩深度要求较高，常规普通旋喷桩无法满足，拟选的高压旋喷桩为三重管、双高压和RJP工法。

5.1 三重管高压旋喷桩

三重管高压旋喷桩桩体直径1.2 m，桩体搭接0.4 m；水灰比不大于1.0，加固体单桩水泥含量大于25%；注浆管提升速度不大于10 cm/min；水切割压力不小于20 MPa；浆液压力不小于15 MPa；压缩空气压力不小于1.0 MPa。

5.2 双高压旋喷桩

双高压旋喷桩桩体直径1.8 m，桩体搭接0.5 m；水灰比1.0，加固体单桩水泥含量大于25%；注浆管提升速度4～ 8 cm/min；水压力不小于35 MPa；水泥浆液压力不小于20 MPa；空气压力不小于0.8 MPa。

5.3 RJP工法桩

RJP工法桩桩体直径2.0 m，桩体搭接0.5 m；水灰比1.0，加固体单桩水泥用量不少于750 kg/m3，注浆管提升速度5 cm/min；水压力不小于30 MPa；水泥浆压力不小于40 MPa；空气压力1.0～1.5 MPa。

5.4 高压旋喷桩方案对比

将成桩效果和施工方案进行对比，三重管、双高压、RJP工法桩这3种高压旋喷桩加固体的完整性和均匀性都能够满足地下连续墙槽壁加固的性能要求。

槽段外加固需要在导墙翼板上打孔，施工高压旋喷桩时，双高压和RJP工法旋喷的压力较高，可能会造成导墙隆起抬升，因此最好采用压力较小的三重管，并通过高压旋喷上口部分及时回浆来减少导墙的变形。所以最终考虑采用三重管高压旋喷桩按照槽段外加固的方式进行槽段后处理。

6 结语

目前，本工程地下连续墙已经全部完成，通过后续后处理措施的实施，槽壁加固效果也相当不错，结合槽段内护壁泥浆的控制，槽壁坍塌的情况得到了抑制。