含錨桿粉砂性地層地連墻施工控制技術分析

韋秀友

中鐵一局集團有限公司，中國·廣西 南寧 530000

1 引言

針對工程關鍵風險點，開展含錨桿粉砂性地層地連墻成槽施工技術、近接既有高層建筑施工變形控制技術以及近接運營軌道交通區間施工控制技術等方面的研究，形成富水深基坑開挖綜合施工技術體系，對于確保中國金湖廣場站施工的安全順利開展具有重要的意義，也有助于推動全國類似地區類似工程施工技術的進步。

2 工程背景

2.1 工程概況

本項目為中國南寧市軌道交通工程的三號線中的十四站（科園大道－平樂大道），第一號線和第三號線通道換乘站。車站結構為雙柱三跨的地下四層的島式站臺。一層為物業層，二層為站廳層，三層為設備層，四層為站臺層。車站南北兩端的盾構豎井由盾構機吊出。除擋土墻外，車站結構主體總外包長度151m，高度為23.02m，平臺設定寬度為15m，設定有效平臺長度為121m，車站頂板的土層覆蓋大約3.6m，開挖的基坑深度為30.65m～32m，車站主基坑采用開槽法施工，采用1200mm地下連續墻+內支撐體系[1]。

2.2 工程地質條件

2.2.1 場地位置及地形地貌

擬建站場位于邕江流域堆積物及河谷階地區，地形簡單，自然地面平坦。由于城市建設的需要，線路兩側地面均采用人工平整施工。沿線路面高程一般為75.31m～76.60m，局部地面標高74.11m～75.76m。

2.2.2 場地地層巖性

場地巖土層可分為6層11亞層，均為第四系地層。人工堆積物主要由①1圓礫充填物和素充填物組成。①1圓礫填土（mlQ4）：灰色、灰黃色，稍密～中密，主要由圓礫夾粘性土組成，粒徑0.5cm～4cm，充填中粗砂及少量粘性土，表層30cm為瀝青路面，部分洞段夾塊石。實測重動力勘探命中數5～29次，平均15.0次。大部分地層分布。共有21個鉆孔揭露地層，厚度2.40m～4.60m，埋深0.00m，高程75.31m～76.60m。①2素填土（mlQ4）：灰色、灰黃色、紫紅色，主要由粘性土組成，含少量碎石及磚屑，碎石最大粒徑20cm以上，局部夾碎石孔段中混有粉土和礫砂。大部分分布，18個鉆孔揭露該層，厚度0.40m～3.50m，埋深0.00m～4.10m，頂標高71.65m～76.06m。

2.2.3 含錨桿粉砂性地層地連墻施工難點

該廣場站地下連續墻深40m，厚1200mm。地下連續墻西側有13排錨桿，長度為11m～18m。地下連續墻施工中存在許多隱患，如坍塌等，對地下連續墻造成損害，增加了以后基坑開挖的危險系數。金湖廣場站地連墻與既有錨桿關系如圖1所示。

圖1 金湖廣場站地連墻與既有錨桿關系

3 含錨桿粉砂性地層地連墻施工方法

3.1 傳統含錨桿粉砂性地層地連墻施工方法

處于良好的地層環境時，可利用沖擊鉆將錨桿破碎，把短鋼筋用用開槽機拔出。因為該站正好是南寧市中心，附近很多居民樓，所以工程作業的聲音會對居民造成影響，并且該工程只能白天施工，會影響到工程進度，進行抓槽機抓錨桿的施工時塌孔概率大，不僅成槽質量難以保證，還會產生混凝土超方現象，從而導致在成槽的過程中附近建筑物扭曲，不僅加大了基坑開挖的風險，也增加了工程成本（如圖2所示）。

圖2 錨桿在土層中硬拉出來

利用超聲波圖像對地下連續墻進行測查，發現嚴重的槽壁塌孔現象，塌孔位置在1.51m～14.05m深度，非常接近錨桿布置的位置（如圖3所示）。在利用沖擊鉆打孔、開槽機抓取的施工中，強行反復拔出錨桿，擴大了毛孔也嚴重擾動槽壁，造成土層疏松，增大塌孔的危險。膨脹溝壁通常會達到0.65m，增大了混凝土的澆筑量，后期的作業會因為鑿除這些凸起的混凝土而增加施工難度。槽壁的坍塌對附近環境的影響極大，必須制定有效措施處理現有錨桿，提升工程管控力度，盡量避免擾動現象發生[2]。

圖3 地連墻超聲波檢測圖像

3.2 改進的含錨桿粉砂性地層地連墻施工方法

為了工程效率和地下連續墻施工質量的同步提升，節約工程費用，利用機械對鋼筋切割的原理，合理改造開槽機抓斗。為了形成錯位，將兩塊高強鋼板分別添加在成槽機的左右兩瓣斗頭上。關閉鏟斗的時候，一個類似鋼筋切割機上的閘門在鋼板之間形成，對鋼筋進行切割（如圖4所示）。

圖4 成槽機抓斗改造設計

3.3 對比分析

從效率、費用、質量、影響等諸多方面，全面總結地連墻施工在改造前后的狀況，如表1所示。

表1 對比前后效果

通過超聲波檢測地連墻，效果比較如圖3和圖5所示。

圖5 地連墻超聲波檢測圖像（采用改造后的抓斗成槽）

利用對比實際施工過程的，數據顯示改造成槽機后，明顯增加了抓斗槽對現有錨桿的處理能力，在工程中應用前景廣闊[3]。

4 地墻施工引起的建筑物沉降

根據施工車站圍護結構、基坑內抗拔樁、臨時立柱及降水井過程中的監測結果，現代國際大廈最大沉降量約8.23mm；工行金碧苑最大沉降約6.62mm。

結合施工過程分析，該階段的最大擾動源為地墻施工過程中的成槽擾動，最大沉降8.23÷36830×100=0.02%，沉降變形得到了很好的控制。

5 結語

近年來，隨著城市地下空間開發的不斷發展，經常會遇到既有地下障礙物。這些地下障礙物已成為地下工程建設中的一個棘手問題，直接影響到工程的施工進度和質量。因此，深部地下障礙物的處理非常重要，深部地下障礙物處理的施工要求和技術要求也越來越高，本工程富水粉細砂層地下連續墻的施工對成槽效率和成槽質量影響很大。采用抓斗改造取代傳統的“沖擊+清理”的施工方法，減少了對土體的擾動，每道地下連續墻的施工時間縮短了3d。通過超聲波檢測和開挖驗證，該墻體質量高、噪音低、連續施工，值得推廣。