基于不良地质条件下地下连续墙成槽施工的思考

张竞介

（广东君豪高科地下空间建设有限公司 广东佛山 528300）

0 前言

在地下连续墙成槽的工程当中，常常会因为工程施工的方式、地质的条件等等情况，出现缩颈、塌孔等情况，其中地质条件主要指的是砂性的或者是软土地层，而施工的方式包含了接头的形式、混凝土的浇筑时间、成槽的时间等，这些问题将会导致周围环境恶化，甚至是通过改善而增加了项目的成分。所以，想要解决这项问题需要及时的解决槽壁稳定的情况。近些年来，关于地下连续墙成槽工程造成的墙壁不稳的情况也被不少人进行了研究分析。对于墙壁不稳的情况，研究者主要是分为了三个方面，分别是整体的稳定性、局部的稳定性以及时间效应。对于槽壁的稳定性分析，考虑到时间效应时部分研究者采用了土体应力极限状态的方式，分析出了负孔压对槽壁稳定性的影响，消除了负孔压将削弱槽壁的稳定性影响，则相反的开挖卸载将会提高其稳定性。有学者分析槽壁的稳定性选用滑动平衡法。另外某团队分析承压水层，施工荷载与泥浆性质结合地下连续墙穿越地层的地质条件来影响地下连续墙槽壁的稳定性。但是对槽壁稳定性的影响具体到某些参量上的研究则很少。

1 工程概况

某地下大型枢纽的建筑面积达25万m2，基坑最深可达28m，其采用1.2m厚的地下连续墙作为围护结构，采用工字钢板的设计，其墙体深度为40m。

2 工程水文地质条件

某工程处在海积平原地带，三面环水且地表有人工明显改造的痕迹，场地表层属于杂填土层，软淤泥质与粉质黏土的深度范围为5～16m，承压水黏土层深度为16～25m，粉砂与细砂层的厚度为30～40m深，深层承压水黏土层处于40m深，在此层以下，41m深处为地下连续墙底部。

2.1 填土

其主要以碎石，灰渣与砖块等这样的杂土组成，其填筑的年限为18年。其颜色以黄灰色为主，其具有土质结构松散，工程性质一般且含水量丰富的特点。

2.2 软土

淤泥土质一般，其分布在地表下10m处，自身厚度在1～10m的范围，主要由粉质和泥质的黏土层组成，其具有层状分布与强度低等特性，且又容易发生蠕动导致工程性质很差。

2.3 砂土

因砂土层较厚的特点，在地表下30～40m的范围皆为砂土层，主要由粉砂与细沙层组成，其具有土质密实饱满与渗透性优异的特点，其贯击指数N大于30。

2.4 地下水

场区的地下水位于地表下1m左右的位置，由于地下水位较深，承压水位稳定在约8m处，且地下水呈弱酸性的特质（pH=6），其含有如硫酸根盐离子与氯酸根离子等具有腐蚀性的酸根离子。

3 不良地质条件的危害

3.1 地表填土

因其填土层较厚且含水量较高，其具有松散的结构，就会导致成槽机在开挖时，容易导致地面下沉和变形，并且会导致墙体下部容易塌陷，会使成槽机作业时倾覆或事故的发生。

3.2 软弱淤泥质土层

由于淤泥质土层具有低强度且易发生蠕动的特性，在进行施工过程中地下连续墙会造成大区域的塌陷，就可能发生地面下沉与混凝土绕流等严重问题。在前期成槽时，发生过因其淤泥质土层造成塌陷，最终导致成槽失败，路面开裂导致斗机被埋的事故。

3.3 厚砂层

因其厚砂层密实度十分高（贯击指数N大于30），液压成槽机会用在松软的土质，通常贯击指数N大于30，挖掘速度会下降快速，而当N大于50时，挖掘则十分困难。根据以往的经验，认为液压成槽机施工时，N不应超过50，否者会使得成槽机施工困难且成槽垂直难度较大，不易控制。由于下面的厚沙层挖掘时间过长，会使得软土层晾槽时间过长，会增大软土层的塌陷的概率。

3.4 地下水

由于地下水位深并且其渗透能力十分强，这很大程度上会降低槽壁的稳定性。因其地下水且呈酸性（pH=4.5），这会对泥浆的稳定性造成影响，进而会出现泥浆沉淀与使用率下降的现象。

4 地下连续墙成槽施工技术

4.1 导墙下搅拌桩的加固

考虑到对槽段的土质特点，厚砂层在地下25m以下的深度，这与报告中的参数基本一致。在地表的砂层中，液压成槽机成槽进尺速度为1m/h，这样的工作效率十分低下，即使增加泥浆的重量可以稳定住砂层，但是长时间的成槽会致使槽段以上的黏土层发生塌陷。我们主要采用我国先进的SG70成槽机进行挖槽，采用两抓成槽的方式，首先1抓，槽宽为2.8m，挖到40m深处，再进行2抓，同样挖到40m且清槽至41m，总共会花费70h。两抓成槽以后，需要马上超声波检测处理，作业两天后需再进行超声波检测，超声波检测结果可以看到地下6m以下软土层处由于晾槽后造成的塌陷现象。以上面的分析结果来说，长久的进行成槽作业会造成淤泥质土层坍塌。很难将加固的区域与槽边间的软土结合且距离较远造成大面积塌陷范围；如果距离较近则竖直的角度不容易控制，容易造成成槽倾斜。以前对槽壁加固的方式主要采用注浆或旋喷的方式，但是这两种方法都存在弊端，如加固范围不易掌控与地层存在差异的缺点。假如选取搅拌桩来作业进行加固，那么搅拌桩竖直精度会很差，可能会造成槽内劈裂的风险。这样说来我们要采用竖直精度很高的三轴搅拌基桩，这样会很大程度上会减少塌陷的范围，能够有效地减少地下连续墙土质绕流的问题。

4.2 导墙施工

成槽开挖地下连续墙之前，应该修筑导墙与道路，导墙的修筑一定要做到精益求精，修筑导墙差异会影响到地下连续墙轴线，导墙必须要在原状土层上修建。其作用不单是具有导向与定位的作用，还应该满足以下要点：在施工时能够承受机械设备的重量，稳定槽口避免塌陷；贮存一定的泥浆以稳定液面谨防污水流入槽内；在入槽口放置相应的钢筋；能够承受的住接头处拔顶产生的反作用力。在设计泥浆配比时，需要以水文地质条件，地面要求与施工经验作为参照依据。以重晶石，羟甲基纤维素，纯碱和水为原料，在对于性能指标的规划上应该适当超出标准要求，来满足施工的需要。因其地下水含盐量会导致泥浆变差，泥浆需要分离杂质，并且应该及时补充新的浆液来满足指标要求，不达标的泥浆要及时更换。

5 结语

在对地下连续墙施工时，其施工工艺较为复杂，保证地下连续墙体施工的关键是对其进行成槽施工。人员在施工时，监督者应当对所有技术指标进行密切监督，及时发现问题并总结出现的问题，敦促施工方进行行之有效的整顿并且优化施工工艺。不但如此，在施工时监督人员必须要了解设计图纸的需求，熟知标准规范，在监督过程中，采用巡查与检验的手段将监理工作贯穿其中，只有这样才会有效保证地下连续墙成槽施工的水平。