武漢某臨江項(xiàng)目地下連續(xù)墻不同沉渣清理方式效率對(duì)比分析

武漢地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程有限公司，湖北 武漢 430050

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，地下空間也在不斷被開發(fā)，基坑工程深度越來越深，同時(shí)對(duì)基坑的安全性也提出了更高的要求。地下連續(xù)墻（以下簡(jiǎn)稱“地連墻”）因其止水性好、剛度大、整體性好、耐久性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在深基坑工程中得到了廣泛運(yùn)用，同時(shí)地連墻可作為地下室外墻使用，其經(jīng)濟(jì)性也得到了進(jìn)一步的優(yōu)化。地連墻施工時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)墻底沉渣過厚的情況，從而對(duì)地連墻的施工造成質(zhì)量隱患，如何進(jìn)一步提高地連墻墻底沉渣的清理效率，以確保工程質(zhì)量，成為相關(guān)工作人員必須面對(duì)的課題。

1 工程概況

武漢復(fù)地漢正街項(xiàng)目位于武漢市硚口區(qū)，由2棟超高層辦公樓、商業(yè)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(zhǎng)約為485.1m，基坑普挖深度約為23.1m?；又饕捎寐涞资降叵逻B續(xù)墻+三道鋼筋混凝土內(nèi)支撐的支護(hù)形式，有地下連續(xù)墻87幅，設(shè)計(jì)墻厚1200mm，墻深50～57m，地下連續(xù)墻采用落底式；塔樓筏板臨邊段墻底進(jìn)入中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖≥1m，其余進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖≥2m，混凝土等級(jí)為C35P10。

2 工程重難點(diǎn)

2.1 場(chǎng)地周邊環(huán)境復(fù)雜

該項(xiàng)目周邊環(huán)境緊張，西側(cè)緊鄰商業(yè)樓（人流量大），南側(cè)緊鄰沿河大道（車流量大），施工受到一定限制（如材料、設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，環(huán)境影響）。同時(shí)，施工需嚴(yán)格保證質(zhì)量，確保基坑安全，減少對(duì)周邊環(huán)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(xù)墻，成墻深50～57m，垂直度偏差≤1/300，臨近塔樓區(qū)域墻底進(jìn)入中風(fēng)化泥質(zhì)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(zhì)情況復(fù)雜且沉渣不易控制

該工程地下連續(xù)墻標(biāo)準(zhǔn)段埋深約為50～57m。根據(jù)詳勘報(bào)告，地下連續(xù)墻施工涉及土層為①雜填土、②淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、③粉土、粉質(zhì)黏土夾粉砂、④-2粉土夾粉砂、⑤-1粉細(xì)砂、⑤-2細(xì)砂、⑤-3粉質(zhì)黏土、⑤-4中粗砂夾卵礫石、⑥-1強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、⑥-2中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。

該項(xiàng)目砂層較多，地連墻成槽施工時(shí)，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(yīng)的清槽措施，以確保墻底沉渣滿足要求。

3 常見的地下連續(xù)墻清槽方式

挖槽結(jié)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(wǎng)片時(shí)從槽壁上刮落的泥皮等都堆積在槽底。挖槽結(jié)束后清除槽底沉淀物的工作稱為清底?；炷凉嘀靶铚y(cè)量槽底沉渣，若槽底沉渣過厚，無法滿足設(shè)計(jì)要求，則需對(duì)地連墻進(jìn)行二次清底。該項(xiàng)目地連墻網(wǎng)片質(zhì)量重，且上半部分主筋主要是直徑為28mm和32mm的三級(jí)螺紋鋼，下半部分主筋是直徑為18mm的三級(jí)螺紋鋼，整體起吊網(wǎng)片容易變形，故采用分段下放的方法來安裝網(wǎng)片，安裝時(shí)間顯著增加，從開始到完成的時(shí)間約為3h。網(wǎng)片下放完成后，無法再用成槽機(jī)進(jìn)行清底，該項(xiàng)目又處于市中心鬧市區(qū)，7：00—9：00和16：00—19：00禁行，混凝土車無法在此時(shí)間段內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，混凝土澆筑前的時(shí)間再加長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間的等待勢(shì)必會(huì)造成墻底沉渣較厚的情況。該項(xiàng)目鄰近江邊，墻底沉渣的清除是決定該地連墻質(zhì)量的重要因素。常見的清底方法有正循環(huán)清底和反循環(huán)清底。

3.1 正循環(huán)清底

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

工藝優(yōu)點(diǎn)：（1）操作簡(jiǎn)單，施工方便快捷；（2）泥漿流動(dòng)性大，需要一定時(shí)間完成較少的墻底沉渣的清理及置換。

工藝缺點(diǎn)：（1）當(dāng)墻底沉渣較厚時(shí)，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(huì)回落，需反復(fù)進(jìn)行循環(huán)清孔，清底效率不明顯；（2）對(duì)于置換新泥漿的需求量大，造漿壓力大；（3）清底時(shí)僅能對(duì)導(dǎo)管周圍的沉渣進(jìn)行有效清理，清理面積有限，對(duì)于地連墻無法達(dá)到全部清除的效果。

3.2 氣舉反循環(huán)清底

反循環(huán)清底為沉渣從導(dǎo)管內(nèi)排出的清渣工藝。氣舉反循環(huán)是利用空壓機(jī)的壓縮空氣，通過安裝在導(dǎo)管內(nèi)的送氣管送至孔內(nèi)，高壓氣體與泥漿混合在導(dǎo)管內(nèi)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(dǎo)管內(nèi)底端形成負(fù)壓，下面的泥漿在負(fù)壓作用下上升，并在氣壓動(dòng)量的聯(lián)合作用下不斷補(bǔ)漿，上升至導(dǎo)管內(nèi)的泥漿與氣體形成氣漿混合物后繼續(xù)上升，從而形成流動(dòng)。因?yàn)閷?dǎo)管內(nèi)的截面積小于導(dǎo)管外壁與墻壁間的環(huán)狀斷面積，所以形成了流速、流量極大的反循環(huán)，攜帶沉渣從導(dǎo)管內(nèi)反出，排出導(dǎo)管以外。

工藝優(yōu)點(diǎn)：（1）清孔效率較反循環(huán)較好，效果較明顯；（2）操作簡(jiǎn)單，施工較方便；（3）泥漿流動(dòng)性大，可以在較快時(shí)間內(nèi)完成較少的墻底沉渣的清理及置換。

工藝缺點(diǎn)：（1）對(duì)置換新泥漿的需求量大，造漿壓力大；（2）清底時(shí)僅能對(duì)導(dǎo)管周圍的沉渣進(jìn)行有效清理，清理面積有限，對(duì)于地連墻無法達(dá)到全部清除的效果；（3）連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間清孔時(shí)，可能會(huì)造成孔底坍塌。

3.3 組合式地下連續(xù)墻清槽方式

組合式清槽裝置主要是結(jié)合正循環(huán)和氣舉反循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，配以合適的設(shè)備，達(dá)到快速有效地清理墻底沉渣的效果。即同時(shí)采用正反循環(huán)進(jìn)行清理，在墻體兩側(cè)分別下放導(dǎo)管，一側(cè)采用正循環(huán)清槽，無需送新漿，用潛水泵直接抽槽段內(nèi)的泥漿注入導(dǎo)管，泥漿從導(dǎo)管底部流出，形成流動(dòng)的泥漿，加快孔底沉渣的流動(dòng)；另一側(cè)采用氣舉反循環(huán)清槽，利用氣舉反循環(huán)原理從導(dǎo)管內(nèi)排泥漿，將反循環(huán)導(dǎo)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(jīng)泥漿凈化器分離后直接運(yùn)走。這樣既保證了流入槽段的泥漿是滿足規(guī)范要求的泥漿，又解決了需輸入大量新漿的問題，同時(shí)也可將沉渣清理干凈。

工藝優(yōu)點(diǎn)：（1）清孔效率高，清孔效果明顯，清孔時(shí)間明顯縮短；（2）操作簡(jiǎn)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(shí)清槽，槽底泥漿在兩導(dǎo)管之間定向流動(dòng)，覆蓋面積大，可達(dá)到全面的清理效果。

工藝缺點(diǎn)：需使用的設(shè)備除以上兩種，還需配備1臺(tái)泥漿凈化器。

4 成果對(duì)比

通過該項(xiàng)目多次實(shí)際對(duì)比，選取了多幅地連墻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比，對(duì)于以上3種清槽方式，清槽效果的對(duì)比情況如表1所示。

表1 不同形式的清槽方式清槽效果統(tǒng)計(jì)表

由表1可知，在沉渣厚度相近的情況下，采用正循環(huán)清孔基本可以達(dá)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(shí)為131min；采用氣舉反循環(huán)清孔，基本可以達(dá)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(shí)67.6min；采用組合式清槽裝置清孔，能達(dá)到要求的沉渣厚度，清孔平均用時(shí)為31.2min?？梢姡捎媒M合式清槽裝置顯著縮短了清理沉渣所需的時(shí)間，且清槽效果更好。

5 結(jié)束語

經(jīng)過多年不斷的發(fā)展，地下連續(xù)墻的施工技術(shù)愈發(fā)成熟，如何更好地保證地連墻的施工質(zhì)量，提高墻底沉渣的清理能力一直是相關(guān)研究人員不斷研究的課題。文章結(jié)合工程實(shí)際，找出了更適合該項(xiàng)目施工的施工方法，確保了施工質(zhì)量，圓滿完成了施工任務(wù)，為提高地連墻墻底沉渣的清理能力、確保地連墻的施工質(zhì)量提供了一定的借鑒。