基于不良地質條件下地下連續墻成槽施工的思考

張競介

（廣東君豪高科地下空間建設有限公司 廣東佛山 528300）

0 前言

在地下連續墻成槽的工程當中，常常會因為工程施工的方式、地質的條件等等情況，出現縮頸、塌孔等情況，其中地質條件主要指的是砂性的或者是軟土地層，而施工的方式包含了接頭的形式、混凝土的澆筑時間、成槽的時間等，這些問題將會導致周圍環境惡化，甚至是通過改善而增加了項目的成分。所以，想要解決這項問題需要及時的解決槽壁穩定的情況。近些年來，關于地下連續墻成槽工程造成的墻壁不穩的情況也被不少人進行了研究分析。對于墻壁不穩的情況，研究者主要是分為了三個方面，分別是整體的穩定性、局部的穩定性以及時間效應。對于槽壁的穩定性分析，考慮到時間效應時部分研究者采用了土體應力極限狀態的方式，分析出了負孔壓對槽壁穩定性的影響，消除了負孔壓將削弱槽壁的穩定性影響，則相反的開挖卸載將會提高其穩定性。有學者分析槽壁的穩定性選用滑動平衡法。另外某團隊分析承壓水層，施工荷載與泥漿性質結合地下連續墻穿越地層的地質條件來影響地下連續墻槽壁的穩定性。但是對槽壁穩定性的影響具體到某些參量上的研究則很少。

1 工程概況

某地下大型樞紐的建筑面積達25萬m2，基坑最深可達28m，其采用1.2m厚的地下連續墻作為圍護結構，采用工字鋼板的設計，其墻體深度為40m。

2 工程水文地質條件

某工程處在海積平原地帶，三面環水且地表有人工明顯改造的痕跡，場地表層屬于雜填土層，軟淤泥質與粉質黏土的深度范圍為5～16m，承壓水黏土層深度為16～25m，粉砂與細砂層的厚度為30～40m深，深層承壓水黏土層處于40m深，在此層以下，41m深處為地下連續墻底部。

2.1 填土

其主要以碎石，灰渣與磚塊等這樣的雜土組成，其填筑的年限為18年。其顏色以黃灰色為主，其具有土質結構松散，工程性質一般且含水量豐富的特點。

2.2 軟土

淤泥土質一般，其分布在地表下10m處，自身厚度在1～10m的范圍，主要由粉質和泥質的黏土層組成，其具有層狀分布與強度低等特性，且又容易發生蠕動導致工程性質很差。

2.3 砂土

因砂土層較厚的特點，在地表下30～40m的范圍皆為砂土層，主要由粉砂與細沙層組成，其具有土質密實飽滿與滲透性優異的特點，其貫擊指數N大于30。

2.4 地下水

場區的地下水位于地表下1m左右的位置，由于地下水位較深，承壓水位穩定在約8m處，且地下水呈弱酸性的特質（pH=6），其含有如硫酸根鹽離子與氯酸根離子等具有腐蝕性的酸根離子。

3 不良地質條件的危害

3.1 地表填土

因其填土層較厚且含水量較高，其具有松散的結構，就會導致成槽機在開挖時，容易導致地面下沉和變形，并且會導致墻體下部容易塌陷，會使成槽機作業時傾覆或事故的發生。

3.2 軟弱淤泥質土層

由于淤泥質土層具有低強度且易發生蠕動的特性，在進行施工過程中地下連續墻會造成大區域的塌陷，就可能發生地面下沉與混凝土繞流等嚴重問題。在前期成槽時，發生過因其淤泥質土層造成塌陷，最終導致成槽失敗，路面開裂導致斗機被埋的事故。

3.3 厚砂層

因其厚砂層密實度十分高（貫擊指數N大于30），液壓成槽機會用在松軟的土質，通常貫擊指數N大于30，挖掘速度會下降快速，而當N大于50時，挖掘則十分困難。根據以往的經驗，認為液壓成槽機施工時，N不應超過50，否者會使得成槽機施工困難且成槽垂直難度較大，不易控制。由于下面的厚沙層挖掘時間過長，會使得軟土層晾槽時間過長，會增大軟土層的塌陷的概率。

3.4 地下水

由于地下水位深并且其滲透能力十分強，這很大程度上會降低槽壁的穩定性。因其地下水且呈酸性（pH=4.5），這會對泥漿的穩定性造成影響，進而會出現泥漿沉淀與使用率下降的現象。

4 地下連續墻成槽施工技術

4.1 導墻下攪拌樁的加固

考慮到對槽段的土質特點，厚砂層在地下25m以下的深度，這與報告中的參數基本一致。在地表的砂層中，液壓成槽機成槽進尺速度為1m/h，這樣的工作效率十分低下，即使增加泥漿的重量可以穩定住砂層，但是長時間的成槽會致使槽段以上的黏土層發生塌陷。我們主要采用我國先進的SG70成槽機進行挖槽，采用兩抓成槽的方式，首先1抓，槽寬為2.8m，挖到40m深處，再進行2抓，同樣挖到40m且清槽至41m，總共會花費70h。兩抓成槽以后，需要馬上超聲波檢測處理，作業兩天后需再進行超聲波檢測，超聲波檢測結果可以看到地下6m以下軟土層處由于晾槽后造成的塌陷現象。以上面的分析結果來說，長久的進行成槽作業會造成淤泥質土層坍塌。很難將加固的區域與槽邊間的軟土結合且距離較遠造成大面積塌陷范圍；如果距離較近則豎直的角度不容易控制，容易造成成槽傾斜。以前對槽壁加固的方式主要采用注漿或旋噴的方式，但是這兩種方法都存在弊端，如加固范圍不易掌控與地層存在差異的缺點。假如選取攪拌樁來作業進行加固，那么攪拌樁豎直精度會很差，可能會造成槽內劈裂的風險。這樣說來我們要采用豎直精度很高的三軸攪拌基樁，這樣會很大程度上會減少塌陷的范圍，能夠有效地減少地下連續墻土質繞流的問題。

4.2 導墻施工

成槽開挖地下連續墻之前，應該修筑導墻與道路，導墻的修筑一定要做到精益求精，修筑導墻差異會影響到地下連續墻軸線，導墻必須要在原狀土層上修建。其作用不單是具有導向與定位的作用，還應該滿足以下要點：在施工時能夠承受機械設備的重量，穩定槽口避免塌陷；貯存一定的泥漿以穩定液面謹防污水流入槽內；在入槽口放置相應的鋼筋；能夠承受的住接頭處拔頂產生的反作用力。在設計泥漿配比時，需要以水文地質條件，地面要求與施工經驗作為參照依據。以重晶石，羥甲基纖維素，純堿和水為原料，在對于性能指標的規劃上應該適當超出標準要求，來滿足施工的需要。因其地下水含鹽量會導致泥漿變差，泥漿需要分離雜質，并且應該及時補充新的漿液來滿足指標要求，不達標的泥漿要及時更換。

5 結語

在對地下連續墻施工時，其施工工藝較為復雜，保證地下連續墻體施工的關鍵是對其進行成槽施工。人員在施工時，監督者應當對所有技術指標進行密切監督，及時發現問題并總結出現的問題，敦促施工方進行行之有效的整頓并且優化施工工藝。不但如此，在施工時監督人員必須要了解設計圖紙的需求，熟知標準規范，在監督過程中，采用巡查與檢驗的手段將監理工作貫穿其中，只有這樣才會有效保證地下連續墻成槽施工的水平。