超深地下連續墻的抓銑結合成槽施工

上海市住宅建設機施有限公司 上海 200232

隨著城市建設的不斷發展，地下連續墻的施工深度不斷加深。現在在一些大型工程中出現寬1.2 m、深50～60 m的地下連續墻也已習以為常，以前對于深大地下連續墻工程，其成槽工藝只有銑槽機銑槽一種，但隨著這兩年機械設備、工藝、材料不斷的發展，出現了“抓銑結合”的新施工工藝，提高了地下連續墻成槽質量。所謂“抓銑結合”即先利用大型號的成槽機抓去上部較軟的土層成槽，而在進入硬層后采用銑槽機銑槽并最終成槽的工藝[1]。

1 銑槽成槽與抓銑結合成槽的比較

與傳統的銑槽機銑槽工藝相比，抓銑結合具有施工速度快、有效能耗低、節能環保的優點，可直接降低工程造價，同時其成槽垂直度和沉渣厚度亦不遜色于銑槽工藝，可以滿足施工質量要求。其缺點是對施工場地及施工現場管理要求較高。導致這些問題的原因在于[2-4]：

（a）成槽設備自重大，須在軟土地面進行有效處理，以避免擠壓導墻等事故的發生；

（b）抓槽和銑槽是兩種不同工藝，其對泥漿要求不同，泥漿需分倉處理，需更多場地，以避免相互污染；

（c）由于抓槽和銑槽垂直度精度不同，施工時應在嚴控上部成槽垂直度的同時，銑槽時需結合上部施工再進行糾偏。

2 工程實例

上海國際金融中心工程項目占地總面積約55 290 m2，總建筑面積約516 808 m2，其中地面以上為3 幢總高度分別為200 m、180 m、160 m的獨立超高層塔樓，3 幢塔樓基坑總面積約48 860 m2，基坑總延長950 m。地下室有5 層，層高分別為9 m、5 m、3.6 m、3.6 m、3.8 m。工程地下室基坑開挖深度為26.5 m，局部落深區約28 m。基坑圍護采用地下連續墻形式，圍護墻分為臨時性坑內隔斷墻及永久性外圍墻。

地下臨時隔斷墻厚1 000 mm，成槽深度44～45 m，100 幅，總延長574 m，柔性鎖口管接頭，采用重型機械式抓斗成槽機抓槽。外圍地下連續墻則為“兩墻合一”形式，墻厚1 200 mm，成槽深度約50 m，共182 幅，總延長955 m，亦采用柔性鎖口管接頭；混凝土為水下C40，抗滲等級P12，墻趾后注漿。地下連續墻通過預留插筋、鋼筋接駁器等措施與壓頂圈梁、壁柱、環梁及基礎底板等連接。本工程地下外圍墻采用“抓銑結合”的方式成槽施工，即：在地質⑦1-1層土以上（深約30 m）采用重型抓斗成槽機抓槽，⑦1-1層以下（深30～50 m）采用BC系列的液壓銑槽機銑削成槽（因在⑦1-1土層，其貫入阻力PS平均值達26.91 MPa，采用抓斗難以成槽）。

3 “抓銑結合”成槽工藝的應用

針對“抓銑結合”工藝在施工中所面臨的問題，本工程采取了一系列措施以確保施工的順利進行。

3.1 導墻、道路制作

由于銑槽機占地面積大，機械自重大，本工程采用寬16 m的鋼筋混凝土重車道，設雙層雙向Φ14 mm鋼筋網片，以保證路面的安全。另外導墻形式采用剛度較大的[形，其翼板、墻板厚度均為300 mm，翼板寬度進入坑內2 m，向坑外延伸1.5 m，導墻頂角處加密鋼筋制作出300 mm×300 mm的暗梁，從而有效地加強了導墻的整體剛度，很好地抵抗了因機械設備產生的土體側推力，保證了基槽的安全（圖1）。

圖1 導墻剖面形式

3.2 護壁泥漿的配置

采用抓銑結合的工藝應按銑槽要求配置泥漿，砂性土中必須保證泥漿的相對密度、黏度，以確保槽段上部不坍方，中、下部不縮頸。為此，現場制作了800 m3的泥漿池1 座，以供銑槽專用的配置泥漿。根據本工程深30 m以下的砂性土特性，新漿采用的專門配比及測定方法見表1，經攪拌充分后的新漿在泥漿池內須靜置24 h以上，使膨潤土充分水化，待膨脹測試合格后使用。銑槽工程中使用ZX-250“黑旋風”除砂機進行泥漿凈化，經過除砂后其循環漿進入循環池，經二級沉淀池沉淀后再抽回槽段繼續使用，其間，需經常檢測以及時排除不合格的泥漿。

表1 新漿指標及測定方法

3.3 “抓銑結合”成槽

成槽時對地下連續墻上部30 m深度采用SG-50成槽機按常規“一槽三抓法”成槽工藝施工。需要特別注意的是，施工中中間的一抓需要比兩邊高1.5～2 m，以作為之后銑槽的導向（圖2）。對成槽機施工的成槽精度要求為1/300，施工至設計深度后即交由銑槽機銑槽。在銑槽過程中銑槽機還須根據測量的垂直度數據對槽壁進行修正，一定要達到1/300精度以內方可繼續銑槽。銑槽機配置專用泥漿管路供漿、專人看槽、補漿，以保證液面始終低于槽頂60 cm，其間，每6 h測一次泥漿指標。銑槽到底后采用銑槽機自帶的泵吸反循環機械清底，清底過程為用銑槽機銑頭中的泥漿泵將孔底泥漿輸送至地面泥漿凈化器，先通過振動篩除去大粒徑渣土，再用旋流器分離泥漿中的粉細砂，最后將凈化后的泥漿注入孔槽內。如此循環清底不小于1 h，在成槽清孔換漿結束前，再用鋼絲刷子鉆頭自上而下分段刷洗槽端頭的墻壁。在清槽完畢、各項泥漿檢測達標后，開始測槽，如符合要求，再繼續進行下鎖口管、刷壁等后續工藝施工。

圖2 抓銑結合施工

4 實施效果

本工程采用“抓銑結合”工藝一共完成了182 幅地下連續墻的施工。據檢測，每一幅質量均符合國家相關技術指標。施工中，單幅銑槽機24 h耗油約1 200 L，SG-50成槽機24 h耗油約800 L，可以節能50％左右。以相同方量施工計，如果全部銑槽，銑1 幅地下連續墻需要36 h、耗油1 800 L左右。若整個地下連續墻施工均通過采取“抓銑結合”方式施工，抓槽僅約12 h、耗油約400 L，銑槽約12 h、耗油約600 L，可估“抓銑結合”每幅地下連續墻約耗油1 000 L，比全部采用銑槽方式節省能耗約44％，縮短工時約33％（僅計算成槽、銑槽部分）。

5 結語

實踐證明：在超深地下連續墻成槽施工中采用抓銑結合工藝的優點顯著，不僅可加快施工速度，還能大大降低造價，減少能耗。故抓銑結合工藝可以說是目前超大、超深地下連續墻施工中較為經濟、安全、環保的施工工藝，尤其適用于軟土地區。