厚雜填土對中隔地下連續墻施工的影響及處理措施

林 海 錢福建 徐樹榮 朱文舟 劉亞松

中建八局第三建設有限公司 上海 201206

隨著建筑行業的蓬勃發展，廢棄建筑垃圾大量產生，隨之廢棄的也夾雜有大量土方等，填埋后形成雜填土表層。雜填土的成分比較復雜，土體形態及塑性等參數均不同，且承載力一般較低或無法準確判斷。在設計階段，建設單位為了節約成本，深基坑臨時分坑中隔墻一般不做槽壁加固，因此中隔墻施工存在一定風險[1-4]。

雜填土在施工前一般須進行置換或其他處理，但在施工過程中針對已完成導墻、緊鄰便道等主要臨時設施的條件下及已暴露問題后如何處理等情況的研究較少。

本文以中國石化上海浦東科研信息辦公綜合基地項目工程為例，闡述厚雜填土對中隔墻施工的影響及處理措施。工程用地由于之前十余年未開發且作為渣土廢棄場地，因此建設時位于厚雜填土上。

中隔地下連續墻在施工過程中遇到了不少問題，通過采用技術比選及試驗措施等進行處理，最終很好地解決了這些問題，為今后類似工程提供了經驗。

1 工程概況

本工程位于上海市浦東新區塘東開發地塊的北片TD-1地塊，用地紅線范圍東至楊高南路，西至錦康路，南至花木路，北至錦延路。工程主要由5棟科研辦公樓、信息中心、科技交流中心及其配套附屬用房和地下人防車庫等組成。總建筑面積260 120.0 m2，其中地上157 500.0 m2，地下102 620.0 m2。同時，由于基坑開挖面積較大，為確保施工的安全，將基坑分為2個分區進行開挖。

本工程采用強度等級為水下C40，抗滲等級P8的混凝土地下連續墻作為圍護結構，地下連續墻還同時兼作地下室外墻（局部為臨時墻）。地下連續墻厚800 mm，墻長29.7～38.7 m不等；其中外圍地下連續墻均設計槽壁加固，分區一與分區二臨時中隔墻設計無槽壁加固（圖1）。

2 地下不良地質情況

根據地勘報告，本工程場地內普遍填土較厚，表層雜填土①1、①2層的標高為－0.10～＋4.5 m，填土最深處達到4.6 m，土質極不均勻，以黏性土為主，含水泥地坪、碎石、石塊、垃圾、植物根莖等，且地勘報告中對雜填土強度、對工程地質的貢獻度等設計參數均表達為0，僅從②層土開始有相關土力學參數表達，因此雜填土對工程的影響在前期無法預估。

圖1 地下連續墻平面

3 遇到的問題

項目分區一與分區二的中隔地下連續墻在首開3幅的施工過程中，由于設計圖紙中未采用三軸攪拌樁進行槽壁加固，導致上部槽壁坍塌嚴重，最大混凝土超方24 m3（單幅含充盈系數理論量約170 m3，實際澆筑放量194 m3）。根據超聲波檢測報告分析，主要坍塌處集中在標高－2.20～＋4.5 m，位置為臨時重載車道及導墻下方雜填土區域（圖2～圖4）。

圖2 E1-1槽段加固前超聲波檢測結果

圖3 D1-4槽段加固前超聲波檢測結果

4 解決方案比選

圖4 D1-12槽段加固前超聲波檢測結果

針對出現的問題，項目部通過與圍護設計溝通、經驗分析以及現場導墻鉆孔觀察，為了防止之后施工的槽段出現上述情況，進行方案初選。考慮已經完成了導墻及沿地下連續墻的臨時道路，并且其他區域鉆孔灌注樁等也正在同步進行施工，三軸攪拌樁機不具備工作面，故只能采用較小的設備進行施工，最終根據經濟性以及現場現有設備條件綜合考慮，計劃采用2種方案進行比選。

1）壓密注漿處理：采用槽段兩側壓密注漿，漿液摻有水玻璃以增加強度，注漿深度為地表以下8 m。

2）高壓旋噴處理：采用高壓旋噴樁加固槽段兩側，加固深度為地表以下10 m。

考慮到雜填土空隙過大且十分不均勻，同時由于已開挖的3幅槽段已經形成坍塌，坍塌后無法判斷未開挖的周邊土體是否形成空隙，對注漿壓力及注漿量無法準確給出停止條件的參數。因此，項目部認為壓密注漿方案的預期效果比較差且成本等均不可控，風險系數過高。最終決定采用高壓旋噴方式處理。

5 方案實施

5.1 試驗槽段

項目部選擇相鄰的E1-3槽段作為試驗槽段，槽段長度6 m，該槽段兩側地下連續墻已完成施工。加固方式為三重管法高壓旋噴樁，樁型為φ800 mm@600 mm，樁長10 m，水泥為P.O 42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比1.0，水泥摻量25%。高壓旋噴樁設置在地下連續墻內外側，樁中心距離地下連續墻邊線450 mm，施工過程中在現有導墻處開洞引孔施工，如圖5所示。

圖5 試驗段高壓旋噴加固示意

施工技術參數要求：高壓旋噴樁鉆孔位置的允許偏差應為±50 mm，垂直度允許偏差小于1/200。高壓水壓力大于20 MPa，流量應大于30 L/min，氣流壓力大于0.6 MPa；低壓水泥漿液壓力宜取1～2 MPa，提升速度宜為0.1～0.2 m/min，旋轉速度宜取10～20 r/min，最終的強度≥1 MPa。

施工工藝流程：施工放樣→導墻引孔→鉆機就位→鉆孔至設計深度→邊提升邊噴漿→噴漿結束→鉆機移位。

灰漿制作要求：水泥用量為450 kg/m3，水灰比1.0，施工前提前制作，并經充分攪拌，攪拌時間少于3 min的不得使用。

噴射注漿要求：當噴射注漿管插入預定深度10 m后，由下而上進行噴射注漿，提升至雜填土標高時（－0.10～＋4.5 m），考慮雜填土松散性，為了防止雜填土擾動過大，適當降低噴射壓力至水壓力20 MPa，空氣壓力≥0.6 MPa。由于采用開洞引孔噴射施工，故在施工過程中控制孔洞冒漿時以漿液不溢流至導墻孔洞外為準。

5.2 試驗槽段效果評估

E1-3槽段地下連續墻旋噴加固于2020年8月21日完成，待強度提升后于2020年8月25日成槽。成槽結束后，超聲波檢測顯示，雜填土層區域未出現大面積坍塌情況，有效控制了上部槽壁坍塌現象，如圖6所示。

圖6 E1-3槽段成槽超聲波檢測結果

E1-3槽段地下連續墻于2020年8月26日澆灌完成，混凝土理論方量165 m3，實際灌注170 m3，充盈系數為1.03，已滿足設計與規范要求。

5.3 局部參數調整

根據超聲波分析報告，上述措施已基本控制住了大面積坍塌情況，但在E1-3試驗槽段上部雜填土區域內仍然有部分坍塌出現。因此，立即對該區域導墻下方的土體進行取樣，發現該土體中水泥比例不高，且該區域丟失土方周邊主要土體摻雜磚塊、碎混凝土等建筑垃圾，根據現場經驗分析以及與設計院溝通，在沒有辦法清理、置換下方不良土質且導墻已經施工完成封閉，土體擾動對臨時道路、場地不會有太大影響的情況下，決定增大高壓旋噴施工的空氣壓力及水壓力，盡量充分填充雜填土空隙，使雜填土區域形成較好的固結體，最終局部調整了之后高壓旋噴的相關參數：高壓水壓力從20 MPa上調至25 MPa，空氣壓力從≥0.6 MPa上調至≥0.7 MPa，其余參數不變。同時根據以往施工經驗提高了膨潤土泥漿護壁的相對密度，由原先施工方案的1.13調整至1.20，利用泥漿護壁的高相對密度形成雙保險。

5.4 后期效果

通過使用調整后的參數進行加固施工，后續的中隔地下連續墻槽段成槽質量趨于穩定，上部雜填土區域形成良好的土層，整體槽段均能夠達到設計及施工驗收標準，如圖7所示。

圖7 后續其他槽段成槽超聲波檢測結果

6 結語

本工程在厚雜填土區域，采用修正的引孔高壓旋噴方式對未設計加固的中隔地下連續墻進行加固，確保了施工質量，同時也消除了雜填土對地下連續墻成槽的不利影響。另外，通過方案比選，施工過程中選擇了較為經濟合理的方案。

中隔地下連續墻施工完畢后，所有參數均檢測合格，整個施工過程中在保證施工質量的同時，規避了大量風險，包括重型道路下土體流失的安全風險、質量風險等。節省了超灌成本，避免了今后大量的鑿除修補等費用，取得了良好的效果。其相關的施工經驗可以為類似項目提供參考。