超深地下連續墻槽段后處理技術的探索及應用

宋煒卿 趙鶴泉 尤雪春

1. 上海建工集團股份有限公司 上海 200080；2. 上海建工七建集團有限公司 上海 200050

1 背景工程簡介

1.1 建筑簡介

徐家匯中心虹橋路地塊位于上海市徐匯區核心地帶，為商業、辦公綜合體建筑，地下室6層，局部1～4層。

1.2 圍護體系簡介

本工程圍護結構采用地下連續墻，6層地下室區域外圍采用銑接頭形式，其余采用十字鋼板接頭形式。分幅調整后，75 m超深銑接頭地下連續墻213幅，十字鋼板地下連續墻165幅。槽壁加固采用φ850 mm三軸攪拌樁外排套打，內排搭接，樁底埋深30 m，沿基坑外圈及局部轉角處設置，基坑間的臨時中隔墻沒有采取槽壁加固（圖1）。

圖1 地下連續墻原有槽壁加固及施工現場平面布置示意

6層地下室區域的基坑支撐形式采用地下連續墻＋7道鋼筋混凝土支撐。地基加固主要是基坑內三軸攪拌樁抽條加固，局部深坑采用旋噴樁加固及高壓噴射（RJP）工法樁加固，地下連續墻槽段之間采用RJP工法樁接縫止水。

1.3 地質簡介

場地內地表大部分地段分布有水泥地坪；第①1層雜填土含較多碎石、磚塊等建筑垃圾，結構松散，土質不均。場地北側的第①2層為浜土層，并分布有厚1.2～2.1 m的暗浜，土性極差。第③層淤泥質粉質黏土及第④層淤泥質黏土很濕，流塑，高壓縮性。第⑦2-1層及⑦2-2層夾少量黏性土層，砂質較純，飽和，密實，中壓縮性。第⑧層在整個徐家匯地區缺失，第⑦、⑨層土連通。75 m超深地下連續墻進入第⑨1層，灰色粉砂顆粒自上而下逐漸變粗，夾少量黏性土薄層，砂質較純，飽和，密實，低壓縮性。

2 地下連續墻施工開展情況

深75 m地下連續墻在正式施工前進行一期槽段試成槽施工，試成槽區段為非原位幅，位置選擇在4-2區內（圖1★位置）。試成槽各項指標達到設計要求，且較為順利。

完成試成槽施工后，開展地下連續墻正式施工，在最初的10幅75 m地下連續墻中，其中TX-1-96、TX-1-94地下連續墻在施工中連續出現槽壁坍塌現象，坍塌部位均出現在地面以下3～8 m的區域，并且均發生在上下節鋼筋籠連接完成后繼續下放的過程中。

3 槽壁坍塌主要原因分析

1）本工程地塊內表層土質極差，施工過程處于極度不穩定的狀態。

2）為了確保工期，投入了較多的重型車輛、履帶起重機，車輛帶載行走容易造成槽壁不穩定。

3）本項目處于徐匯核心商區，夜間施工許可辦理較為困難，難以確保連續施工，造成槽段空置過夜或鋼筋籠下放后混凝土無法在夜間施工的情況。

4）槽壁加固的區域，并未發生槽壁坍塌。

4 地下連續墻槽段后處理方案比選

通常情況下，可以采取提高泥漿密度、黏度等以增強泥漿護壁，但單純地提高泥漿密度和黏度對地下連續墻施工不利，可能會導致鋼筋籠沉放困難、鋼筋籠容易上浮等情況。結合現場實際情況，打算通過地下連續墻槽壁加固，改善槽壁坍塌的情況，但由于導墻已經完成，必須采用后處理的方案進行加固。

4.1 方案一：槽段內高壓旋噴加固

槽段內加固采用φ1 200 mm高壓旋噴樁@800 mm沿地下連續墻導墻兩側梅花形布置，加固深度為從導墻底標高起至導墻底標高下10 m（圖2、圖3）。

圖2 槽段內加固剖面示意

圖3 槽段內加固平面示意

總長675 m（其中75 m槽段385 m，十字鋼板地下連續墻290 m），沿導墻內邊線兩邊寬100 mm范圍內間距800 mm布孔，布孔約1 688個，加固方量19 081 m3（已扣除導墻部分，但導墻內側需要噴漿至導墻翼板下，按單孔面積減導墻部分）。

4.2 方案二：槽段外高壓旋噴加固

槽段外加固采用φ1 200 mm高壓旋噴樁@800 mm沿地下連續墻導墻肋板兩側100 mm布置，加固深度為從導墻底標高起至導墻底標高下10 m（圖4、圖5）。

圖4 槽段外加固剖面示意

圖5 槽段外加固平面示意

總長675 m（其中深75 m槽段385 m，十字鋼板地下連續墻290 m），沿導墻內邊線兩邊寬100 mm范圍內間距800 mm布孔，布孔約1 688個，預計加固方量21 300 m3（已扣除導墻部分，但導墻內側需要噴漿至導墻翼板下，按單孔面積減導墻部分）。

4.3 處理方案對比

1）方案一施工更簡便，無需引孔，對導墻的影響及破壞較小，但是土體加固的范圍（水平厚度）較小，為45～50 cm，并且有可能降低后續地下連續墻上部成槽的工效。

2）若采用方案一，則后續地下連續墻上部成槽將先采用銑槽機銑穿加固深度（12 m），再用成槽機抓30 m，下部再換銑槽機，工序時間較長。

3）方案二需要在兩側導墻翼板上引孔打穿2層翼板，但土體加固范圍（水平厚度）較大（有效加固厚度約1 m），對一期槽段上部成槽的工序影響也更小。

4）方案二的缺點是引孔時對導墻造成破壞，可能會給55～57 m十字鋼板的接頭箱頂拔帶來困難。

5）通過方案對比，各有優缺點，但是從后續地下連續墻施工安全、槽壁穩定性、工序工期來分析，槽段外加固優于槽段內加固。同時，可以在適當調整地下連續墻施工順序后，順利開展槽段后處理施工。

5 高壓旋噴樁方案比選

在決定采用槽段外高壓旋噴樁作為地下連續墻槽段處理方案后，采用何種形式的“高壓旋噴”方式是非常重要的。由于樁徑要求大，成樁質量及成樁深度要求較高，常規普通旋噴樁無法滿足，擬選的高壓旋噴樁為三重管、雙高壓和RJP工法。

5.1 三重管高壓旋噴樁

三重管高壓旋噴樁樁體直徑1.2 m，樁體搭接0.4 m；水灰比不大于1.0，加固體單樁水泥含量大于25%；注漿管提升速度不大于10 cm/min；水切割壓力不小于20 MPa；漿液壓力不小于15 MPa；壓縮空氣壓力不小于1.0 MPa。

5.2 雙高壓旋噴樁

雙高壓旋噴樁樁體直徑1.8 m，樁體搭接0.5 m；水灰比1.0，加固體單樁水泥含量大于25%；注漿管提升速度4～ 8 cm/min；水壓力不小于35 MPa；水泥漿液壓力不小于20 MPa；空氣壓力不小于0.8 MPa。

5.3 RJP工法樁

RJP工法樁樁體直徑2.0 m，樁體搭接0.5 m；水灰比1.0，加固體單樁水泥用量不少于750 kg/m3，注漿管提升速度5 cm/min；水壓力不小于30 MPa；水泥漿壓力不小于40 MPa；空氣壓力1.0～1.5 MPa。

5.4 高壓旋噴樁方案對比

將成樁效果和施工方案進行對比，三重管、雙高壓、RJP工法樁這3種高壓旋噴樁加固體的完整性和均勻性都能夠滿足地下連續墻槽壁加固的性能要求。

槽段外加固需要在導墻翼板上打孔，施工高壓旋噴樁時，雙高壓和RJP工法旋噴的壓力較高，可能會造成導墻隆起抬升，因此最好采用壓力較小的三重管，并通過高壓旋噴上口部分及時回漿來減少導墻的變形。所以最終考慮采用三重管高壓旋噴樁按照槽段外加固的方式進行槽段后處理。

6 結語

目前，本工程地下連續墻已經全部完成，通過后續后處理措施的實施，槽壁加固效果也相當不錯，結合槽段內護壁泥漿的控制，槽壁坍塌的情況得到了抑制。