超深等厚度水泥土地下連續攪拌墻作槽壁加固在鄰近軌交區域施工應用

上海市基礎工程集團有限公司 上海 200002

1 工程概況

上海某地塊綜合開發項目地下圍護工程，位于軌道交通10號線和4號線海倫路換乘站。該工程2#基坑的西側（鄰近軌交10號線海倫路站側）槽壁加固，采用TRD工法進行施工。內外排深度均為48 m（+3.40～－44.60 m），厚度均為850 mm，其中外排為97.07延米，內排為95.49延米，總長度為192.56 m。

外排距離軌交10號線海倫路站，最近處8.8 m，最遠處26.9 m。加固區對應的位置為10號線海倫路站的東側附屬結構、7號出入口和換乘大廳。

圖1 工程位置平面

工程地質從上至下依次為：①雜填土，②3砂質粉土（＋1.36～－10.34 m），④淤泥質黏土，⑤1黏土，⑤2粉砂（－14.77～－21.27 m），⑤3粉質黏土，⑥3粉質黏土，⑦粉砂（－26.18～－40.58 m），⑧1黏土，⑧2粉質黏土夾粉砂，⑧3粉質黏土，⑨1粉砂夾粉質黏土，⑨2細砂夾中粗砂。等厚度水泥土連續攪拌墻底標高－48.80 m，穿越⑦粉砂層，位于⑧1黏土層。

2 原位試驗

原位試驗的目的在于通過在項目實地進行試驗來確定挖掘液、固化液的配合比和施工速度[1,2]。最后經過檢測和監測，得到加固體的抗壓、抗滲性能以及施工對周邊環境的影響。進而總結和分析檢驗工法在鄰近軌交設施區域施工的可行性。

本工程工法采用先行挖掘（0.5 m/h）、回撤挖掘（4 m/h）、再注入固化液成墻攪拌（1 m/h）的三循環成墻工藝。具體參數如表1、表2所示。

表1 膨潤土挖掘液配合比

表2 水泥漿固化液配合比

3 監測情況

3.1 監測概況

測試內容為土體測斜、土體隆沉；測試頻率為6 h 1次；測點編號為CX01～CX05（平行于試驗槽段6 m處），CX06～CX10（平行于試驗槽段3 m處）（圖2）。

圖2 原位試驗段監測點平面布置

于2013年3月21日測取初始值至4月13日8點觀測結束，共觀測10 次，測點變形曲線如圖3～圖6所示。

圖3 6 m處CX01測點變形曲線

圖4 6 m處CX03測點變形曲線

圖5 3 m處CX06測點變形曲線

由數據可以看出，累計變形量最大發生在21 m以上部位，經分析和上部地層較松散有關。

圖6 3 m處CX09測點變形曲線

3.2 軌交10號線監測數據分析

軌交10號線海倫路站上下行線對應位置沉降監測數據曲線，如圖7所示。

圖7 軌交10號線海倫路站上下行線監測數據

從上述曲線圖中可以看出：上、下行線沉降均表現為隆起，其中上行線最大隆起為2.47 mm，下行線最大隆起為1.31 mm，變形較小。

軌交10號線海倫路站7號出入口和換乘大廳沉降監測數據曲線，如圖8所示。

圖8 軌交10號線海倫路站出入口和換乘大廳監測數據

從上述曲線圖中可以看出：出入口處沉降均為隆起，而換乘大廳均為下沉。其中出入口最大隆起為1.23 mm，換乘大廳最大沉降為－2.65 mm，變形較小。

3.3 監測結論

3.3.1 土體位移

3 m處測孔變形最大為CX09號孔，變形量為－3.91 mm，6 m處測孔變形最大為CX05號孔，變形量為－2.95 mm。

3.3.2 土體隆沉

3 m處測點D1變形量為2.34 mm，6 m處測點D2變形量為1.59 mm。

從監測數據可以看出，在施工過程中，引起的土體位移方向為垂直且遠離于試驗槽段方向位移，3 m處土體位移量比6 m處明顯。從變形最大值來看，3 m處的土體側向變形沒有超過4 mm，深度為地下13 m；6 m處的土體側向變形沒有超過3 mm，深度為地下10 m。3 m處的土體隆起量沒有超過3 mm，6 m處的土體隆起量沒有超過 2 mm，施工引起的土體隆沉最終為土體向上隆起，隆起量不大。

而從距離試驗位置8.8 m的軌道交通10號線海倫路站的7#出入口的監測變形情況來看，也成上抬趨勢，最大值為1.23 mm，變化量不大。

由此可分析認為，等厚度水泥土地下連續墻在鄰近軌交設施區域內施工對軌交變形影響處于可控范圍。

4 檢測情況

4.1 抗壓強度試驗成果

抗壓強度試驗成果如表3所示。

表3 抗壓強度試驗成果表

從鉆孔取芯情況來看，芯樣率較高，水泥土攪拌墻均勻性總體較好，14 d芯樣抗壓強度基本滿足設計要求。

4.2 滲透試驗成果

室內滲透試驗成果如表4所示，原位滲透試驗成果如表5所示。

表4 室內滲透試驗成果表

從上述結果分析可知，等厚度水泥土地下連續墻滲透系數基本滿足設計要求。通過室內及原位滲透試驗與勘察報告中土層滲透系數相比較，對各土層特別是砂層抗滲性提高明顯。

表5 原位滲透試驗成果表

5 問題及建議

（a）據本工程地質情況，工法加固置換率為60%～70%，置換率相對較高[3]。而且因為摻入了膨潤土的關系，棄土固結的時間比較長，如不能保證及時出土，則現場需要有相當容量的堆土場地；

（b）由于設備自重近150 t，設備自重較大。且橫向切割的驅動部在設備的前端，因此設備在施工時前船的集中荷載較大，必須對場地進行強化，宜采用配筋道路；

（c）鏈鋸的連接部位相對薄弱，如遇到鋼筋、金屬管線等，會發生卡鏈，嚴重時會發生鏈鋸斷裂[4,5]。因此在施工前必須對地下障礙物、管線等情況進行詳細準確的排摸。同時，建議每施工30延米對鏈鋸進行檢查。

（d）不適合進行曲線段施工或多轉角的施工。最小曲線施工半徑為60 m，而在轉角處則必須將切割箱拔出，調整角度后再重新插入。

6 結語

根據該工程項目的實際應用，超深等厚度水泥土地下連續墻工法做槽壁加固在鄰近軌交區域內施工，采用了先行挖掘、回撤攪拌、固化成墻的“三工序”成墻工藝，其抗壓和抗滲性能以及連續性，能夠滿足勘察設計的要求，體現了其加固深度大、連續性好的特點，表明該工法是一條可有效截斷或部分截斷承壓水層與深基坑之間水力聯系的可靠途徑，在承壓水處理方面有推廣應用價值。