武漢某臨江項目地下連續墻不同沉渣清理方式效率對比分析

武漢地質勘察基礎工程有限公司，湖北 武漢 430050

隨著城市建設的不斷發展，地下空間也在不斷被開發，基坑工程深度越來越深，同時對基坑的安全性也提出了更高的要求。地下連續墻（以下簡稱“地連墻”）因其止水性好、剛度大、整體性好、耐久性強等優點在深基坑工程中得到了廣泛運用，同時地連墻可作為地下室外墻使用，其經濟性也得到了進一步的優化。地連墻施工時，難免會出現墻底沉渣過厚的情況，從而對地連墻的施工造成質量隱患，如何進一步提高地連墻墻底沉渣的清理效率，以確保工程質量，成為相關工作人員必須面對的課題。

1 工程概況

武漢復地漢正街項目位于武漢市硚口區，由2棟超高層辦公樓、商業裙房、幼兒園及整體5層地下室組成，基坑總面積約為14018.6m2，周長約為485.1m，基坑普挖深度約為23.1m。基坑主要采用落底式地下連續墻+三道鋼筋混凝土內支撐的支護形式，有地下連續墻87幅，設計墻厚1200mm，墻深50～57m，地下連續墻采用落底式；塔樓筏板臨邊段墻底進入中風化泥質粉砂巖≥1m，其余進入強風化泥質粉砂巖≥2m，混凝土等級為C35P10。

2 工程重難點

2.1 場地周邊環境復雜

該項目周邊環境緊張，西側緊鄰商業樓（人流量大），南側緊鄰沿河大道（車流量大），施工受到一定限制（如材料、設備進場，環境影響）。同時，施工需嚴格保證質量，確保基坑安全，減少對周邊環境的影響。

2.2 成墻施工難度較大

基坑采用落底式地下連續墻，成墻深50～57m，垂直度偏差≤1/300，臨近塔樓區域墻底進入中風化泥質粉砂巖≥1m，且墻體需穿越4～6m中粗砂夾卵礫石層，成墻施工難度較大。

2.3 地質情況復雜且沉渣不易控制

該工程地下連續墻標準段埋深約為50～57m。根據詳勘報告，地下連續墻施工涉及土層為①雜填土、②淤泥質粉質黏土、③粉土、粉質黏土夾粉砂、④-2粉土夾粉砂、⑤-1粉細砂、⑤-2細砂、⑤-3粉質黏土、⑤-4中粗砂夾卵礫石、⑥-1強風化泥質粉砂巖、⑥-2中風化泥質粉砂巖。

該項目砂層較多，地連墻成槽施工時，沉渣不易控制，液壓抓斗清槽無法將墻底的砂土清理干凈，需要采取相應的清槽措施，以確保墻底沉渣滿足要求。

3 常見的地下連續墻清槽方式

挖槽結束后，懸浮在泥漿中的土顆粒將逐漸沉淀到槽底，此外，在挖槽過程中未被排出的土渣以及吊放網片時從槽壁上刮落的泥皮等都堆積在槽底。挖槽結束后清除槽底沉淀物的工作稱為清底。混凝土灌筑前需測量槽底沉渣，若槽底沉渣過厚，無法滿足設計要求，則需對地連墻進行二次清底。該項目地連墻網片質量重，且上半部分主筋主要是直徑為28mm和32mm的三級螺紋鋼，下半部分主筋是直徑為18mm的三級螺紋鋼，整體起吊網片容易變形，故采用分段下放的方法來安裝網片，安裝時間顯著增加，從開始到完成的時間約為3h。網片下放完成后，無法再用成槽機進行清底，該項目又處于市中心鬧市區，7：00—9：00和16：00—19：00禁行，混凝土車無法在此時間段內到達現場，混凝土澆筑前的時間再加長，長時間的等待勢必會造成墻底沉渣較厚的情況。該項目鄰近江邊，墻底沉渣的清除是決定該地連墻質量的重要因素。常見的清底方法有正循環清底和反循環清底。

3.1 正循環清底

正循環清底為沉渣從導管外溢出的清渣工藝。地連墻灌漿導管下放完成后，通過注漿導管注入新鮮的泥漿，置換出槽內的廢棄泥漿，置換出的泥漿抽到廢漿池進行處理，墻底沉渣隨置換出的泥漿一起從導管外排除，從而達到清底的效果。

工藝優點：（1）操作簡單，施工方便快捷；（2）泥漿流動性大，需要一定時間完成較少的墻底沉渣的清理及置換。

工藝缺點：（1）當墻底沉渣較厚時，由于沉渣上反斷面的面積較大，上反速度較慢，部分比重較大的渣層顆粒會回落，需反復進行循環清孔，清底效率不明顯；（2）對于置換新泥漿的需求量大，造漿壓力大；（3）清底時僅能對導管周圍的沉渣進行有效清理，清理面積有限，對于地連墻無法達到全部清除的效果。

3.2 氣舉反循環清底

反循環清底為沉渣從導管內排出的清渣工藝。氣舉反循環是利用空壓機的壓縮空氣，通過安裝在導管內的送氣管送至孔內，高壓氣體與泥漿混合在導管內形成一種密度小于泥漿的漿氣混合物，漿氣混合物因其比重小而上升，在導管內底端形成負壓，下面的泥漿在負壓作用下上升，并在氣壓動量的聯合作用下不斷補漿，上升至導管內的泥漿與氣體形成氣漿混合物后繼續上升，從而形成流動。因為導管內的截面積小于導管外壁與墻壁間的環狀斷面積，所以形成了流速、流量極大的反循環，攜帶沉渣從導管內反出，排出導管以外。

工藝優點：（1）清孔效率較反循環較好，效果較明顯；（2）操作簡單，施工較方便；（3）泥漿流動性大，可以在較快時間內完成較少的墻底沉渣的清理及置換。

工藝缺點：（1）對置換新泥漿的需求量大，造漿壓力大；（2）清底時僅能對導管周圍的沉渣進行有效清理，清理面積有限，對于地連墻無法達到全部清除的效果；（3）連續長時間清孔時，可能會造成孔底坍塌。

3.3 組合式地下連續墻清槽方式

組合式清槽裝置主要是結合正循環和氣舉反循環的優點，配以合適的設備，達到快速有效地清理墻底沉渣的效果。即同時采用正反循環進行清理，在墻體兩側分別下放導管，一側采用正循環清槽，無需送新漿，用潛水泵直接抽槽段內的泥漿注入導管，泥漿從導管底部流出，形成流動的泥漿，加快孔底沉渣的流動；另一側采用氣舉反循環清槽，利用氣舉反循環原理從導管內排泥漿，將反循環導管的出漿口直接連到泥漿凈化器上，泥漿凈化器放在槽段較近的地方，凈化后的泥漿與槽段形成回水溝，將凈化后的泥漿流入槽段中，沉渣經泥漿凈化器分離后直接運走。這樣既保證了流入槽段的泥漿是滿足規范要求的泥漿，又解決了需輸入大量新漿的問題，同時也可將沉渣清理干凈。

工藝優點：（1）清孔效率高，清孔效果明顯，清孔時間明顯縮短；（2）操作簡單，施工較方便；（3）解決了需大量新泥漿置換舊泥漿的問題；（4）兩面同時清槽，槽底泥漿在兩導管之間定向流動，覆蓋面積大，可達到全面的清理效果。

工藝缺點：需使用的設備除以上兩種，還需配備1臺泥漿凈化器。

4 成果對比

通過該項目多次實際對比，選取了多幅地連墻進行實驗對比，對于以上3種清槽方式，清槽效果的對比情況如表1所示。

表1 不同形式的清槽方式清槽效果統計表

由表1可知，在沉渣厚度相近的情況下，采用正循環清孔基本可以達到要求，但槽底臨邊角落仍有部分沉渣無法清除，清孔平均用時為131min；采用氣舉反循環清孔，基本可以達到要求，但槽底臨邊角落仍有部分沉渣無法清除，清孔平均需用時67.6min；采用組合式清槽裝置清孔，能達到要求的沉渣厚度，清孔平均用時為31.2min。可見，采用組合式清槽裝置顯著縮短了清理沉渣所需的時間，且清槽效果更好。

5 結束語

經過多年不斷的發展，地下連續墻的施工技術愈發成熟，如何更好地保證地連墻的施工質量，提高墻底沉渣的清理能力一直是相關研究人員不斷研究的課題。文章結合工程實際，找出了更適合該項目施工的施工方法，確保了施工質量，圓滿完成了施工任務，為提高地連墻墻底沉渣的清理能力、確保地連墻的施工質量提供了一定的借鑒。