富水圓礫地層地下連續(xù)墻成槽施工技術(shù)研究

范禮彬 ，許原騎 （中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 311122）

1 工程概況

本文以杭州某地鐵車站為例，該地鐵車站位于富陽金橋北路與高橋西路交叉口，車站為地下兩層站標(biāo)準(zhǔn)車站，車站長(zhǎng) 196.0m，基坑寬 21.7m，深約16.1～16.7 m；端頭井段基坑寬25.8m，深18.01m。本站開挖過程涉及1-1雜填土、1-2素填土、2-1粉質(zhì)粘土、2-4圓礫、9-4圓礫、21b全、強(qiáng)、中風(fēng)化花崗巖；車站底板主要位于21-b3強(qiáng)、中風(fēng)化花崗巖層，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800厚地下連續(xù)墻，嵌固深度約3m，采用2道混凝土支撐。地墻成槽范圍內(nèi)圓礫層厚度較厚，厚度約為10m，上覆圖層雜填土厚度約為3m。

2 工程地質(zhì)

根據(jù)地勘資料表明，該場(chǎng)地屬?zèng)_湖積平原區(qū)（Ⅵ-4）地貌，地貌單元單一，現(xiàn)狀地面略有起伏，現(xiàn)狀地面高程7.90～10.00m。雜填土：雜色、灰色、灰黃色，松散，干～稍濕。圓礫層：灰黃、褐黃色，飽和，密實(shí)。卵礫石含量50%～65%左右，其中卵石含量30%～35%左右，礫石含量20%～30%，粒徑一般為0.2～4cm，個(gè)別大于8cm，該層層底局部為卵石。磨圓度較好，多呈亞圓形、橢圓狀，粘粒含量約5.5%，局部粘粒含量較大，充填物具粘著性，土體級(jí)配差，分選性差。工程地質(zhì)橫剖圖詳見圖1。

圖1 工程地質(zhì)橫剖圖

3 成槽施工方案

該車站圓礫層厚度較厚，厚度約為10m，在地下水位之下，透水性較強(qiáng)，且上覆土層較薄，地墻施工需要穿過厚度10m左右的圓礫層，根據(jù)地勘資料該圓礫層卵石含量多、顆粒較大、填充物較少，具有自穩(wěn)性較差的特點(diǎn)。地墻成槽過程中容易發(fā)生塌孔現(xiàn)象，容易導(dǎo)致地墻成槽質(zhì)量問題[1-3]。

圖2 超聲波成孔檢測(cè)結(jié)果

針對(duì)該地質(zhì)特點(diǎn)，地墻成槽過程初期，主要采用控制泥漿比重，成槽工藝，主要包括：地墻成槽新漿比重為1.07，粘度25s，再生泥漿的新漿摻量為35%～40%，比重1.2，粘度27s；成槽過程中控制水頭的起伏，保持水頭不超過30cm；控制抓斗的提升速度，放慢成槽速度，減少槽內(nèi)泥漿波動(dòng)，利于槽壁穩(wěn)定。

現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格控制成槽泥漿比重和成槽速度，地墻依然存在嚴(yán)重的塌孔情況，詳見圖2。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果可知，地墻塌孔范圍主要在圓礫層范圍內(nèi)，且表層也存在較嚴(yán)重的塌孔。地墻充盈系數(shù)在1.2～1.3之間，充盈系數(shù)較大，混凝土超灌嚴(yán)重。

4 槽壁加固方案

針對(duì)地墻成槽過程中塌孔情況較為嚴(yán)重，且圓礫層采用攪拌樁加固效果不好的問題，擬采用袖閥管或旋噴樁進(jìn)行加固，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)上述2種加固方案進(jìn)行了試驗(yàn)[4-5]。

采用袖閥管注漿時(shí)，為了節(jié)約成本采用定量注漿，水泥摻量：圓礫層段加固480kg/m，圓礫層以上段加固200kg/m；水玻璃用量：圓礫層段水泥漿體積的15%，圓礫層以上段水泥漿體積5%；注漿壓力0.3～0.5MPa；水灰比1:1。擴(kuò)散半徑：500mm；引孔孔徑：φ158mm；相鄰間孔距：1000mm；孔中心距導(dǎo)墻邊距離：500mm；根據(jù)試成槽超聲波檢測(cè)結(jié)果可知，采用袖閥管注漿加固時(shí)，對(duì)槽壁穩(wěn)定有一定的加固作用，但存在局部的塌孔，詳見圖3。

圖3 袖閥管加固后超聲波成孔檢測(cè)結(jié)果

圖4 旋噴樁加固引孔

采用旋噴樁加固時(shí)，水泥摻量：圓礫層段加固土體重量的25%，圓礫層以上加固土體重量的15%；水玻璃用量：圓礫層段水泥漿體積的15%，圓礫層以上段水泥漿體積5%；泥漿壓力25～30MPa；提升速度 20～25cm/min；轉(zhuǎn)速10～15r/min；空氣壓力 0.7MPa；水灰比1:1。孔徑：φ800mm；引孔孔徑：φ158mm；相鄰間孔距800mm；樁中心距導(dǎo)墻邊距離：450mm。由于圓礫層松散不穩(wěn)定，之間沒有粘接力，很容易塌孔，引孔工作在圓礫層段遇到極大的困難，因此施工時(shí)必須采用根管引孔的方法進(jìn)行施工。管材選用脆性較大、噴漿時(shí)容易破裂的PVC管（直徑110mm），詳見圖4。

圖5 旋噴樁加固后超聲波成孔檢測(cè)結(jié)果

根據(jù)試成槽超聲波檢測(cè)結(jié)果可知，采用旋噴樁引孔槽壁加固時(shí)，對(duì)槽壁穩(wěn)定性控制較好，塌孔情況較少，充盈系數(shù)為 1.05～1.08，詳見圖 5。

后期開挖過程中對(duì)地墻的鼓包情況進(jìn)行開挖驗(yàn)證，對(duì)于未采用加固的地墻，鼓包情況較為嚴(yán)重，最大鼓包達(dá)到2.5m左右，詳見圖6。對(duì)槽壁加固地墻進(jìn)行開挖驗(yàn)證，進(jìn)行槽壁加固地墻鼓包普遍減少，墻面較為平順，存在局部小范圍鼓包。

5 結(jié)語

針對(duì)富水圓礫地層，采用控制泥漿比重、成槽速度以及必要時(shí)采用槽壁加固能夠有效的保證地墻的成槽質(zhì)量，確保地墻止水性和安全性，主要小結(jié)如下：

①應(yīng)適當(dāng)調(diào)整泥漿重度，盡量提高泥漿液面的高度，及時(shí)補(bǔ)漿以保證槽壁的穩(wěn)定；

圖6 未加固地墻鼓包嚴(yán)重

②單元槽段寬深比的大小影響土拱效應(yīng)的發(fā)揮，寬深比越大，土拱效應(yīng)越小，槽壁越不穩(wěn)定，反之，槽壁穩(wěn)定好；

③周邊環(huán)境較好時(shí)，可采取降低地下水位措施能有效提高成槽槽壁穩(wěn)定性；

④采用旋噴樁槽壁加固可有效提高富水圓礫地層穩(wěn)定性，保證成槽質(zhì)量。