厚雜填土對中隔地下連續(xù)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(yè)的蓬勃發(fā)展，廢棄建筑垃圾大量產(chǎn)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(tài)及塑性等參數(shù)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(jié)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(fā)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(xù)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(jīng)驗。

1 工程概況

本工程位于上海市浦東新區(qū)塘東開發(fā)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(qū)進行開挖。

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

2 地下不良地質(zhì)情況

根據(jù)地勘報告，本工程場地內(nèi)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(zhì)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(zhì)的貢獻度等設計參數(shù)均表達為0，僅從②層土開始有相關土力學參數(shù)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(xù)墻平面

3 遇到的問題

項目分區(qū)一與分區(qū)二的中隔地下連續(xù)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(shù)理論量約170 m3，實際澆筑放量194 m3）。根據(jù)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(qū)域（圖2～圖4）。

圖2 E1-1槽段加固前超聲波檢測結(jié)果

圖3 D1-4槽段加固前超聲波檢測結(jié)果

4 解決方案比選

圖4 D1-12槽段加固前超聲波檢測結(jié)果

針對出現(xiàn)的問題，項目部通過與圍護設計溝通、經(jīng)驗分析以及現(xiàn)場導墻鉆孔觀察，為了防止之后施工的槽段出現(xiàn)上述情況，進行方案初選。考慮已經(jīng)完成了導墻及沿地下連續(xù)墻的臨時道路，并且其他區(qū)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(jù)經(jīng)濟性以及現(xiàn)場現(xiàn)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(cè)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(cè)，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(jīng)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(shù)。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(shù)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(cè)地下連續(xù)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(xù)墻內(nèi)外側(cè)，樁中心距離地下連續(xù)墻邊線450 mm，施工過程中在現(xiàn)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(shù)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(zhuǎn)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(jié)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(jīng)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(xù)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(jié)束后，超聲波檢測顯示，雜填土層區(qū)域未出現(xiàn)大面積坍塌情況，有效控制了上部槽壁坍塌現(xiàn)象，如圖6所示。

圖6 E1-3槽段成槽超聲波檢測結(jié)果

E1-3槽段地下連續(xù)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(shù)為1.03，已滿足設計與規(guī)范要求。

5.3 局部參數(shù)調(diào)整

根據(jù)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(qū)域內(nèi)仍然有部分坍塌出現(xiàn)。因此，立即對該區(qū)域?qū)ο路降耐馏w進行取樣，發(fā)現(xiàn)該土體中水泥比例不高，且該區(qū)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(jù)現(xiàn)場經(jīng)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(zhì)且導墻已經(jīng)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(qū)域形成較好的固結(jié)體，最終局部調(diào)整了之后高壓旋噴的相關參數(shù)：高壓水壓力從20 MPa上調(diào)至25 MPa，空氣壓力從≥0.6 MPa上調(diào)至≥0.7 MPa，其余參數(shù)不變。同時根據(jù)以往施工經(jīng)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(diào)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(diào)整后的參數(shù)進行加固施工，后續(xù)的中隔地下連續(xù)墻槽段成槽質(zhì)量趨于穩(wěn)定，上部雜填土區(qū)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(xù)其他槽段成槽超聲波檢測結(jié)果

6 結(jié)語

本工程在厚雜填土區(qū)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(xù)墻進行加固，確保了施工質(zhì)量，同時也消除了雜填土對地下連續(xù)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(jīng)濟合理的方案。

中隔地下連續(xù)墻施工完畢后，所有參數(shù)均檢測合格，整個施工過程中在保證施工質(zhì)量的同時，規(guī)避了大量風險，包括重型道路下土體流失的安全風險、質(zhì)量風險等。節(jié)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(jīng)驗可以為類似項目提供參考。