旋挖鉆機引孔成槽技術在地下連續墻中的應用

王亞江

(嘉民管理咨詢(上海)有限公司，上海 200021)

地下連續墻施工技術于1959年從日本引進我國，由于其具有墻體剛度大、整體性好、可用于永久性的整體結構、抗滲隔水性好、對周邊建筑物影響小、施工振動小噪聲低、可用于逆作法施工等優點，其被國內各系統廣泛應用于高層建筑地下室、地下車庫、地鐵、船塢、防滲止水帷幕等，使得地下連續墻這一施工技術在城市建設中得到了有效推廣。

1 工程概況

北京市南水北調配套工程某深基坑項目位于北五環南側，北京市會議中心院內及院外6 m～8 m范圍內，深基坑擴大端尺寸為16.9 m ×16.4 m，標準段為18.2 m ×10.6 m。

基坑圍護結構設計采用地下連續墻，連續墻接頭采用剛性接頭，接頭設置兩根φ600@300止水旋噴樁，旋噴樁有效深度與連續墻深度一致。地下連續墻采用C30混凝土，厚1200 mm，深度37.29 m，地下連續墻嵌入槽底以下12 m。內支撐采用1000 mm×1200 mm鋼筋混凝土支撐梁。深基坑地下連續墻槽段平面圖見圖1。

本工程地質從上到下依次有:①填土，③1粉土，③粉質粘土，④細中砂，⑤粉質粘土，⑥細中砂，⑦粉質粘土，底部分布有⑧層厚度為2 m～3 m的密實細中砂及⑨層厚度為6 m的硬塑粉粘。工程開挖過程中共涉及到三層地下水。水位埋深分別為2.5 m～8.5 m，6.2 m ～10.3 m，19.7 m ～28 m。

圖1 深基坑地下連續墻槽段平面圖

本工程采用液壓式成槽機成槽，但是地下連續墻在成槽過程中，成槽機抓斗在28 m～34 m之間無法抓進，土層堅硬，主要為⑨層硬塑粉粘，土層標準貫入擊數達到了53，液壓式成槽機無法繼續施工。為保證工程順利施工，成槽施工采用旋挖鉆機引孔與成槽機抓槽相結合的工藝。

2 施工技術

2.1 施工參數

根據地質勘探報告分析對比，并結合現場施工情況，每幅地下連續墻引孔3個，間距3 m。引孔采用旋挖鉆機施工，引孔孔徑1.2 m，引孔后使用液壓式成槽機抓槽，鉆機引孔深度與地下連續墻深度一致，鉆孔垂直度需符合地下連續墻垂直度要求。引孔斷面圖如圖2所示。

2.2 施工工藝

地下連續墻采取首開、閉合槽交替施工方式，連續墻接頭采用“H”型鋼接頭方式施工。成槽機采用液壓導桿式抓斗成槽機施工。地下連續墻主要施工順序如下:測量定位→導墻施工→旋挖鉆機就位引孔→成槽機就位→成槽機成槽→刷壁清孔→清孔驗收→吊放鋼筋籠→安裝導管→澆筑水下混凝土。

圖2 旋挖鉆機引孔立面圖

2.3 導墻施工

導墻埋設深度1.5 m，墻厚200 mm，C20混凝土。土層為素填土，采用垂直開挖。考慮到施工工藝及施工誤差，導墻外擴50 mm。

2.4 制備護壁泥漿

本工程采用膨潤土制作護壁泥漿，護壁泥漿使用主要材料有膨潤土、水、分散劑(純堿)、增粘劑(CMC，高粘度、粉末狀)。泥漿配合比如下:1)粘性土:膨潤土(%)∶CMC(%)∶純堿(%)=8%～10%∶0%～0.02%∶0%～0.5%。2)砂性土:膨潤土(%)∶CMC(%)∶純堿(%)=8%～10%∶0%～0.05%∶0%～0.5%。

護壁泥漿必須循環使用，并及時檢測其性能指標，使用后的泥漿回收時，需要檢測其性能指標，若不合格需要補充摻入材料進行再生處理。再生后的泥漿放入儲漿池中待用。

泥漿的性能指標如下:比重:1.1～1.4;粘度:18～25;含砂率:＜5%;膠體率:＞95%;pH 值:7～9。

2.5 連續墻成槽施工

地下連續墻成槽施工，采取一臺旋挖鉆機先引孔，每幅槽段全部引孔完畢后再進行抓槽機抓土作業。

地下連續墻槽段成槽后，需檢查槽段的深度、垂直度以及平面位置的偏差。符合要求后開始清槽換泥漿。成槽過程中要注意抓斗出入導墻口要輕放慢提，防止抓斗碰觸導墻口破壞導墻。同時需要注意引起泥漿掀起波浪，影響導墻下面、后面的土層穩定，導致導墻坍塌。根據地下連續墻的垂直度要求，成槽前，利用水準儀及經緯儀調整成槽機的水平度及垂直度。同時為保證其垂直度，需要在抓斗抓土過程中始終保持懸吊機具的鋼索處于張緊狀態，這是保證其垂直度的重要條件。挖槽作業中，操作者要時刻關注挖槽機上測斜儀器的動向，及時糾正垂直偏差。

2.6 清底換漿

地下連續墻清底一般在鋼筋籠吊裝前采用成槽機抓斗撩抓清底，當混凝土澆筑前槽底沉渣厚度滿足設計要求不用再清底，如不滿足可采用混凝土導管泵送泥漿清孔。

換漿是置換法清底作業的延續，當混凝土澆筑前槽底沉渣厚度滿足設計要求時，即可停止清底，開始置換槽底部不符合質量要求的泥漿。清底泥漿可通過在槽內深度每間隔約5 m及槽底部采取泥漿試樣，通過試驗檢測，其指標均合格后，清底換漿才算合格。在換漿過程中，控制地下連續墻內泥漿的平衡，防止槽內泥漿量過多或過少，控制不能讓泥漿溢出槽外或讓漿面低到導墻頂面以下500 mm。槽底清理和置換泥漿結束后，槽底泥漿比重要求小于1.1，沉渣厚度要求小于100 mm。

2.7 槽段鋼筋籠吊裝

槽段鋼筋按照設計要求制作完成后，即開始吊裝。鋼筋籠采用雙機遞送整體一次吊裝的方法。鋼筋籠的幅寬和重量均較大，為防止起吊時的水平分力對鋼筋籠造成擠壓，使鋼筋籠產生變形，采用兩幅鋼扁擔。起吊作業時由1臺300 t主吊車和1臺150 t副吊配合起吊。其中主吊300 t吊車吊住制作好的鋼筋籠頂部，副吊吊住鋼筋籠中間部位吊起，起吊過程中，先使鋼筋籠離開地面，然后主吊機升高，輔吊機配合使鋼筋籠底端不接觸或沖撞地面，直至主吊機將鋼筋籠垂直吊起，輔吊機松開，主吊機將鋼筋籠運輸、入槽、就位，用吊梁(槽鋼制作)橫擔于導墻上將鋼筋籠吊住，穩定并調節使其在設計標高位置，之后將鋼筋籠與導墻頂的預埋件焊接，防止其上浮。

2.8 混凝土澆筑

每幅槽段混凝土澆筑應從底到頂連續澆筑，中途不得長時間間斷。混凝土應澆筑密實，振搗到位，防止出現蜂窩麻面現象。槽段進行水下澆筑混凝土時，應采取措施防止混凝土擠入相鄰槽段內。地下連續墻采取跳槽施工，先期槽段混凝土達到80%強度以上，才能進行相鄰槽段的成槽及下一步施工。

槽段鋼筋入槽后至澆筑混凝土時，總停置時間不應超過4 h。灌注過程中，導管應始終埋入混凝土中2 m～4 m，采用兩根及以上導管澆筑時，相鄰兩導管內混凝土高差應小于50 cm。混凝土澆筑應連續進行，不得中斷，混凝土面上升速度不宜小于3 m/h，最長允許間隔時間不宜超過30 min。

3 結語

地下連續墻是一項施工難度較大的工程，特別是在地質情況復雜，土層較堅硬的情況下施工。采用旋挖鉆機引孔成槽技術可以在原有使用的成槽機不更換的基礎上使用旋挖鉆引孔輔助成槽，減小了施工難度，使得施工順利進行。同時，在地下連續墻施工中應重點關注不同地質條件下成槽機的選擇，并在施工過程中控制好槽段的垂直度、清底泥漿施工、鋼筋籠吊裝、混凝土澆筑等步驟。

［1］李耀良，袁 芬.大深度大厚度地下連續墻的應用與施工工藝［J］.地下空間與工程學報，2005(4):615-618.

［2］朱婉莉.某地鐵車站地下連續墻施工［J］.企業技術開發，2012，31(4):9-11.