超深地下連續(xù)墻施工技術

張偉泉

(上海宏波工程管理咨詢有限公司 200232)

1 工程概況

地鐵漢中路站工程為上海軌道交通12號線、13號線漢中路換乘站，位于恒通路、恒豐路、光復路、梅園路圍成的地塊之間，將與已建成運營的1號線實現(xiàn)三線換乘。12號線車站沿長安路設置，大致呈東西走向;車站為地下三層島式車站(局部為地下四層)，開挖深度為23.86～25.71m;圍護采用1200mm地下連續(xù)墻，標準段墻深53m，端頭井墻深57m。13號線車站位于地塊內，大致呈南北走向;車站為地下四層島式車站(局部為地下五層)，開挖深度為30.83～32.63m;圍護采用1200mm地下連續(xù)墻，標準段墻深58m，端頭井墻深62m。本工程超深地下連續(xù)墻數(shù)量為174幅。

漢中路站周圍建(構)筑物眾多，東面為地鐵恒通大廈，距離房產開發(fā)基坑最近處約1.28m;南面為蘇州河，防汛墻距離13號線東端頭井最近處約為30m;西南面為金峰大廈，距離12號線南端頭井最近處約6.7m;西面為恒豐路橋，距離西南側附屬結構基坑最近處約10m。周邊環(huán)境復雜、開挖深度深是本工程主要特點。

漢中路站地基土分布具有以下特點:

a.第①1層填土，遍布，表層以雜填土為主，含碎石、煤渣等，下部以素填土為主，含蟲孔、植物根莖，土質松散，擬建場地南側上部為路面結構。

b.第②3-1層灰黃～灰色砂質粉土，含云母，局部夾較多薄層黏性土，呈黏質粉土狀，土質不均。第②3-2層灰色砂質粉土，含云母，夾薄層黏性土，局部砂性較重，呈粉砂狀。

c.第④1層灰色淤泥質黏土，呈流塑狀態(tài)，含云母、有機質，局部上部夾較多薄層粉砂。

d.第⑤1-1層灰色黏土，含云母、有機質、腐植物及鈣質結核，夾少量薄層粉砂，局部以粉質黏土為主，呈軟塑狀態(tài)。第⑤1-2層灰色粉質黏土，含云母、腐植物、鈣質結核，局部下部夾薄層粉土。

e.第⑥層暗綠～灰綠色粉質黏土(上海地區(qū)俗稱“次生硬土層”)，含氧化鐵條紋及鐵錳質結核，土質較好;場地遍布。

f.第⑦1層草黃～灰黃色砂質粉土，含云母，夾少量粉砂，土質較均勻。第⑦2層草黃～灰黃色粉砂，顆粒組成成分以長石、石英、云母為主，局部上部夾薄層黏性土。

g.第⑧1層灰色黏土，含有機質，局部夾少量薄層粉砂，土質較均勻。第⑧2層灰色粉質黏土夾砂、粉砂互層，含云母、有機質，與粉砂互層，土質不均勻。

h.第⑨1層灰色粉砂夾粉質黏土，含云母、長石等，夾少量黏性土，土質均勻。第⑨2層灰色粉細砂，含云母，顆粒成分以長石、石英為主，局部夾中砂，礫徑較大，土質不均勻。

地下連續(xù)墻與地質關系見圖1所示。

圖1 地下連續(xù)墻與地質關系縱剖面

2 超深地下連續(xù)墻施工技術

超深地下連續(xù)墻與普通地下連續(xù)墻的不同在于其成槽時間長、槽壁穩(wěn)定不易控制、穿越地層復雜、鋼筋籠吊裝難度大，且因所圍護的基坑深度大，深層承壓水壓力大，對圍護結構防水要求更高。

2.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖2。

圖2 施工工藝流程

2.2 導墻制作

導墻結構設置要求滿足頂拔時產生的約600t反力的要求，因此導墻要有足夠的剛度和強度;本工程采用倒“L”形結構鋼筋混凝土導墻，導墻深度根據(jù)地下墻的深度設置，均入原狀土，導墻頂部兩邊翻為2m，厚度30cm，導墻鋼筋配φ16@200網片，在導墻內設置鋼筋混凝土支撐(見圖3)。

圖3 導墻縱剖面

2.3 主要機械設備選型

成槽采用液壓抓斗工法，配備兩臺SG40E成槽機和1臺SG50液壓抓斗，配備有垂直度顯示儀表和自動糾偏裝置，可以做到隨挖隨測隨糾。成槽機性能見表1。

表1 SG40E成 槽 機 性 能

鋼筋籠吊裝采用350t吊車和150t吊車雙機抬吊;鋼筋籠主吊選用350t履帶吊車;副吊選用150t履帶吊車。

2.4 泥漿制備

本工程存在以下兩點不利因素:

a.地面以下為超過10m厚的滲透系數(shù)高的粉砂、砂質粉土，在動水壓力作用下易液化產生流砂，造成成槽塌方。

b.成槽深度最深62m，由于地下連續(xù)墻深，各道工序施工時間長，在槽孔長時間暴露中容易引起沉渣增厚和槽段失穩(wěn)等問題。

因此為確保成槽穩(wěn)定和減少沉渣厚度，本工程在施工中選用新型的復合鈉基膨潤土(GTC4)泥漿，并加入適當?shù)募儔A，所拌制的泥漿經24h熟化后才能使用。清孔泥漿和澆灌混凝土過程中回收的泥漿均必須通過泥漿分離系統(tǒng)進行分離，再經過調漿后方可繼續(xù)使用，對不符合要求的泥漿需排入廢漿池中予以廢棄。泥漿性能指標見表2。

表2 泥 漿 性 能 指 標

2.5 成槽控制

成槽是地下連續(xù)墻施工的關鍵工序，成槽約占地下連續(xù)墻工期的一半，因此提高成槽的效率是縮短工期的關鍵。同時，槽壁形狀決定墻體的外形，所以成槽的精度和質量也是保證地下連續(xù)墻質量的關鍵。用抓斗挖槽時，要使槽孔垂直，最關鍵的一條是要使抓斗在吃土阻力均衡的狀態(tài)下挖槽，要么抓斗兩邊的斗齒都吃在實土中，要么抓斗兩邊的斗齒都落在空洞中，切忌抓斗斗齒一邊吃在實土中，一邊落在空洞中。另外在挖槽機具挖土時，懸吊機具的鋼索不能松弛，一定要使鋼索呈垂直張緊狀態(tài)，這是保證挖槽垂直精度必須做好的關鍵動作;在挖槽作業(yè)中，要時刻關注測斜儀器的動向，及時糾正垂直偏差;在成好槽后都必須用超聲波檢測槽段垂直度，如傾斜超過規(guī)范要求及時修正;抓斗在出入導墻口時要輕放慢提，防止泥漿掀起波浪，以免影響導墻下面及后面的土體穩(wěn)定。成槽示意圖見圖4。

圖4 成槽示意圖

本工程部分地下連續(xù)墻深度達62m，由于深層⑥層粉砂層土質較硬，成槽精度和垂直度(尤其是端頭垂直度)控制較為困難，因此部分地下連續(xù)墻采取鉆孔輔助成槽的技術措施，也就是通過鉆孔使液壓抓斗的斗齒直接伸入孔內進行成槽，從而提高地下連續(xù)墻的成槽效率及成槽端頭的垂直度。

2.6 槽壁穩(wěn)定措施

針對本工程地下連續(xù)墻在②3-1和②3-2層砂性土中成槽容易出現(xiàn)塌方的問題，根據(jù)現(xiàn)場實際情況分別采取不同的施工措施:

a.若地下連續(xù)墻外邊線距可施工的攪拌樁凈距小于1.5m時，采用地下連續(xù)墻兩側進行攪拌樁加固措施，攪拌樁與地下連續(xù)墻的凈距控制在5～10cm，待養(yǎng)護14天后再進行成槽施工，以確保成槽的穩(wěn)定。

b.若地下連續(xù)墻外邊線距可施工的攪拌樁凈距大于1.5m時，采用攪拌樁圍護加預降水的處理措施，通過攪拌樁將各施工分區(qū)劃分成若干個封閉區(qū)域，然后沿著槽壁布設一定數(shù)量的降水井，降低成槽區(qū)域的②3-1和②3-2層水頭高度，保證槽壁的穩(wěn)定性，以提高成槽質量。

本工程部分區(qū)域根據(jù)現(xiàn)場場地條件，先用攪拌樁止水帷幕對每塊進行單獨封閉，待封閉結束后，再進行噴射井點降水，等基坑內水位降至5～6m處，再進行地下連續(xù)墻成槽施工。

2.7 鋼筋籠吊裝

吊裝鋼筋籠配備350t和150t履帶吊各一臺;為防止鋼筋籠變形，除增加輔筋加強鋼筋籠整體剛度以外，將鋼筋籠整體加工分段吊裝，然后在孔口進行對接連成一體，并為減少鋼筋籠對接時間，除桁架筋及十字鋼板采用滿焊以外，其余鋼筋均采用直螺紋連接。

吊鋼筋籠時，先用350t履帶吊(主吊)和150t履帶吊(副吊)雙機抬吊，將鋼筋籠水平吊起后升主吊、放副吊，將鋼筋籠凌空吊直;吊運鋼筋籠必須單獨使用350t履帶吊，必須使鋼筋籠呈垂直懸吊狀態(tài);吊運鋼筋籠入槽后，用吊梁穿入鋼筋籠最終吊環(huán)內，擱置在導墻頂面上;最后校核鋼筋籠入槽定位的平面位置與高程偏差，并通過調整位置與高程，使鋼筋籠吊裝位置符合設計要求。

2.8 混凝土灌注

墻體混凝土按照澆灌水下混凝土規(guī)范要求采用高于設計強度一個等級的商品混凝土。

水下混凝土澆注采用導管法施工，混凝土導管選用D=270的鋼導管，絲牙接頭;導管布置間距一般為1.5m，最大不大于3m，距槽段端部不大于1.5m;鋼筋籠入槽完成后下放導管，導管插入到離槽底300～500mm處，并在導管上頂端安放方形漏斗;在開始灌注混凝土前應在導管內設置球膽，以起到隔水作用，另外對混凝土配合比及坍落度進行檢查，在確認無誤后才可進行混凝土灌注;灌注過程中按規(guī)范做好混凝土抗壓、抗?jié)B試塊，每車混凝土填寫一次混凝土上升高度及導管埋設深度的記錄;在澆灌過程中導管插入混凝土深度應始終保持在2～6m;在混凝土澆灌時不得將路面灑落的混凝土及污染泥漿掃入槽內;混凝土泛漿高度30～50cm，以保證墻頂混凝土強度滿足設計要求。

在澆灌混凝土過程中，在反力箱背側空隙內要同步回填石子，避免一次性回填到頂，而是采取一邊澆灌混凝土一邊回填的方式，使回填高度始終高于混凝土面上升高度3m左右，減少回填土對反力箱產生的側壓力。

2.9 地下連續(xù)墻接縫防滲措施

本工程地質條件相對復雜，多層土體容易產生流砂、承壓水層厚等特點均是造成地下連續(xù)墻接縫滲漏的主要原因，針對本工程的特性，地下連續(xù)墻均采用十字鋼板接頭形式。

a.防繞灌措施:?封頭鋼板底延伸至成槽底標高并插入土體20cm以阻斷混凝土和水泥漿液沿封頭鋼板底部繞流;?增設0.5mm厚、寬1m的止?jié){鐵皮固定于鋼筋籠兩側，澆灌混凝土時止?jié){鐵皮受壓力張開，緊貼兩側壁面，阻斷砂漿沿十字鋼板和反力箱外側繞流線路;?回填粒徑合理的石子或泥丸，充填反力箱背后空隙以增強水平反力，防止混凝土和水泥漿液的繞流。

b.刷壁處理:為防止反力箱拔起后，上部混凝土或砂漿落入反力箱拔起的空洞中或結牢在十字鋼板上，影響止水效果，采用與十字鋼板結構相對應的清刷或沖鏟工具，清除該部分附著物，以保證十字鋼板的止水效果和接頭強度(見圖5)。

圖5 抓斗附帶式鏟刀示意圖

c.高壓旋噴樁加固防滲:地墻前后幅搭接時間超過14天，和在施工過程中存在問題及接頭內存在未能鏟干凈的淤泥的，在地下墻接縫處基坑外側采用三重管高壓旋噴樁加固，直徑1.2m，加固深度從地面以下8m到底板以下5m，加固強度qu28≥1.2MPa(見圖6)。

圖6 旋噴樁孔位布置

3 結語

目前Ia區(qū)基坑開挖已完成，根據(jù)暴露出的情況看，地下連續(xù)墻表面平整度及防滲性能均滿足設計要求，真正起到了圍護和止水的作用。

1 DG/TJ 08—2073—2010地下連續(xù)墻施工規(guī)程［S］.

2 DG/TJ 08—236—2006市政地下工程施工質量驗收規(guī)范［S］.