含錨索的粉細砂地層地下連續墻成槽技術

魏 輝

(中鐵二十局集團第五工程有限公司 云南昆明 650200）

1 工程概況

怡心橋站為昆明軌道交通5號線的中間車站，車站為地下三層框架結構，車站長為173.4 m，標準段寬22.3 m，基坑開挖深度28.1～28.84 m，頂板覆土厚度4.03～4.28 m。車站主體結構采用半蓋挖順作法施工，設4個出入口、2組風亭。車站周邊建(構）筑物密集、地下管線繁多，施工場地狹小。車站主體圍護結構采用1.2 m厚地下連續墻，設計深度50 m，標準幅寬為5.5 m，非標準幅寬為4.0～5.95 m不等。

怡心橋站處于昆明陷落盆地地貌區，滇池Ⅱ級階地。地形平坦、開闊。車站施工范圍內自上而下主要地質為:第四系人工填土層、泥炭質土及粉砂地層。車站范圍內地下水常水位位于地面以下1.4～2.3 m，雨季會稍有上升，承壓水主要賦存于粉砂地層中。

2 錨索分布情況

怡心橋站范圍內存在大量滇池國際一期基坑施工錨索。滇池國際一期施工錨索與車站平面位置關系見圖1。錨索長度22～34 m，豎向共6層位于車站地面以下2～20 m范圍內，橫向間距2.2～3.3 m，豎向間距2.5～2.7 m，共計474根。穿越車站北側整側連續墻范圍。

圖1 錨索與車站平面位置

3 工程難點分析

(1）周邊環境復雜，建(構）筑物密集，地下管線多。怡心橋站位于城市繁華地段，地下管線密集，且埋深相對較淺，管線埋深1.0～3.0 m。

(2）錨索侵入車站地下連續墻施工范圍。怡心橋站范圍內滇池國際地下室錨索侵入車站圍護結構，處理滇池國際施工時遺留的錨索是地下連續墻施工的難點。

4 錨索處理

4.1 槽壁加固

為避免在處理錨索過程中對土體擾動大造成塌槽[1]，采用直徑800@600 mm三重管高壓旋噴樁提前對槽壁進行加固[2]，加固深度為自然地面以下2 m至地下連續墻墻底。

根據施工圖紙、規范要求，旋噴樁正式施工前應先進行試樁試驗。通過試驗確定了如下技術參數:射水壓力28 MPa、流量70 L/min、注漿壓力1 MPa、氣流壓力0.5 MPa、提管速度 15 cm/min、旋轉速度 20 r/min、水灰比1∶1.2等。高壓旋噴樁施工工藝流程如圖2所示。

圖2 高壓旋噴樁施工工藝

4.2 錨索處理[3]

錨索影響范圍內地下連續墻施工前需采用旋挖鉆拔除錨索后方可進行地下連續墻成槽施工[4]。

因本工程涉及錨索已泄力，考慮采用旋挖鉆旋攪的方式。采用加焊分叉的鉆頭在連續墻導墻內鉆孔，鉆孔過程中遇到錨索，通過鉆頭旋攪，錨索會緊密纏繞在鉆頭位置，提鉆頭至地面割除旋攪錨索，重復鉆進。

4.2.1 施工方法

本工程采用旋挖鉆旋攪拔除錨索的方式進行處理，基坑內最短錨索長22 m，水平橫向間距為2.2 m，垂直方向共6層，最深深度約20 m。采用旋挖鉆旋攪拔除錨索，為確保錨索處理干凈，采用在連續墻導墻內旋挖直徑1 000 mm@800 mm咬合孔。處理時對旋攪出錨索做好記錄，以便分析錨索處理效果[5]，處理一層記錄一層。旋攪拔除錨索過程中隨時觀察垂直度，及時糾偏。待6層錨索處理完成后旋挖鉆移出施工范圍，進行下一道錨索處理。

在拔除錨索過程中，應注意孔內情況的變化；拔除過程要隨時觀察孔內漿液面，漿液要隨鉆隨補，防止孔內缺漿引起孔壁坍塌。

為減少錨索處理對周邊環境的影響，旋挖鉆施工間隔6根樁成孔，錨索處理完成后及時采用5%水泥摻量的水泥土回填樁孔，回填的同時抽排孔內泥漿，確保回填質量。

5 地下連續墻成槽施工

地下連續墻的主要施工工序為:測量放樣、導墻施工、制作泥漿、抓斗成槽、槽底清底、鋼筋籠加工及吊裝、封堵端頭、澆筑混凝土等[6]。施工工藝流程見圖3。

圖3 地下連續墻施工工藝

5.1 泥漿制備

泥漿在地下連續墻成槽過程中主要起護壁作用，泥漿質量好壞是影響地下連續墻施工質量與安全的關鍵因素。施工過程中利用泥漿的切土潤滑和靜止式護壁兩種作用保證槽壁穩定，同時提高了地下連續墻成槽質量[7]。泥漿護壁的原理是:(1）抵抗作用在連續墻槽壁上的側壓力；(2）形成不透水泥皮，平衡槽壁上靜水壓力；(3）通過滲透及黏附在地層一定范圍土層，起到防坍塌和抗滲作用。

結合現場地質條件，現場選用失水量小、黏度大、護壁泥皮薄且韌性強的優質復合膨潤土[8-9]拌制泥漿，并通過現場試驗增減外加劑的劑量使泥漿達到最優的物理性能。

泥漿制備存量按每2天3幅槽段的用量進行儲備。經計算，標準每幅地連墻泥漿用量約為323 m3，為確保施工的連續性，現場泥漿的儲備量不小于500 m3。泥漿通過制漿池、沉淀池及儲漿池三級處理，采用離心泵生產，靠重力沉降循環再生。

泥漿在成槽前、清孔后分別由試驗人員用泥漿測量儀對泥漿物理性能進行測定，確保泥漿黏度、比重和含砂率符合設計要求。若發現泥漿性能不符合要求，要及時更換漿液或通過調整外加劑的劑量直至符合要求，以確保泥漿的性能最優。

成槽過程隨時關注槽壁內泥漿液面，液面距離地面深度小于0.3 m。

5.2 成槽施工

(1）成槽機具

本工程地下連續墻成槽施工采用1臺金泰SG60型[10]全液壓成槽機。該設備具有成槽精度高、速度快等優點。

(2）槽段劃分

車站地下連續墻標準槽段幅寬為5.5 m，轉角處及特殊位置按設計圖紙劃分。如現場不具備施工條件時可與設計單位溝通，征得同意后方可進行局部調整。

(3）成槽施工

成槽施工時先挖兩端后中間順序進行，這樣成槽可以使抓斗兩側均勻受力，確保了成槽垂直度。特殊槽段施工時先施工短邊再施工長邊，減少已成槽段暴露時間，防止塌方。

(4）成槽注意事項

①在提升抓斗進出導墻時要慢提輕放，避免泥漿因受過大沖擊力在泥漿面激起波浪及抓斗碰撞導墻，從而導致導墻周邊土層受到擾動。

②成槽垂直度控制:成槽機上的垂直度檢測儀顯示的成槽垂直度要控制在1/300以上。施工中要做好垂直度的檢查，若發現垂直度偏離控制值，要及時停止成槽施工并調整抓斗的垂直度，待垂直度符合要求后方可繼續成槽施工。

5.3 清槽

成槽至設計標高后，對槽底進行清槽，提高成槽質量。清槽前用刷壁器[11]對已澆完槽段接頭進行上下刷動，反復幾次，確保槽段接頭處泥土刷除干凈。清槽采用泥漿泵反循環，換漿清槽時，始終保持槽內泥漿高于地下水位不小于0.5 m。清槽至泥漿指標達標，否則清槽工作應反復進行。

5.4 槽段檢測

槽段檢測主要檢測槽段垂直度及深度。

(1）槽段垂直度檢測

本工程槽壁垂直度采用超聲波測壁儀[12]進行檢測，檢測時在槽段內左、中、右三個位置對應掃描地下連續墻槽壁壁面，壁面最大水平變化量與深度之比即為槽段壁面垂直度。

(2）槽段深度檢測

槽段深度采用測錘測量，測量時用測錘實測槽孔右、中、左三個位置的槽孔深度，三個位置的平均深度即為該幅連續墻的成槽深度。

6 結束語

本文結合昆明軌道交通5號線怡心橋站工程實例，通過槽段加固、錨索處理、泥漿護壁等一系列技術措施，科學合理地組織施工，保證了含錨索的粉細砂地層地下連續墻成槽質量，為地下連續墻的施工提供有利的條件，為今后類似工程提供了經驗。